1 什么是TIFF？ TIFF是Tagged Image File Format的缩写。在现在的标准中，只有TIFF存在， 其他的提法已经舍弃不用了。做为一种标记语言，TIFF与其他文件格式最大的不同在于除了图像数据，它还可以记录很多图像的其他信息。它记录图像数据的方式也比较灵活， 理论上来说， 任何其他的图像格式都能为TIFF所用， 嵌入到TIFF里面。比如JPEG， Lossless JPEG， JPEG2000和任意数据宽度的原始无压缩数据都可以方便的嵌入到TIFF中去。由于它的可扩展性， TIFF在数字影响、遥感、医学等领域中得到了广泛的应用。TIFF文件的后缀是.tif或者.tiff 2 TIFF文件结构  TIFF文件中的三个关键词是：图像文件头Image File Header(IFH)， 图像文件目录Image File Directory(IFD)和目录项Directory Entry(DE)。每一幅图像是以8字节的IFH开始的， 这个IFH指向了第一个IFD。IFD包含了图像的各种信息， 同时也包含了一个指向实际图像数据的指针。 IFH的构成： Byte 0-1: 字节顺序标志位， 值为II或者MM。II表示小字节在前， 又称为little-endian。MM表示大字节在前，又成为big-endian。 Byte 2-3: TIFF的标志位，一般都是42 Byte 4-7: 第一个IFD的偏移量。可以在任意位置， 但必须是在一个字的边界，也就是说必须是2的整数倍。 IFD的构成(0代表此IFD的起始位置)： Byte 0-1: 表示此IFD包含了多少个DE，假设数目为n Byte 2-(n*12+1): n个DE Byte (n*12+2)-(n*12+5): 下一个IFD的偏移量，如果没有则置为0 DE的构成： Byte 0-1: 此TAG的唯一标识 Byte 2-3: 数据类型。 Byte 4-7: 数量。通过类型和数量可以确定存储此TAG的数据需要占据的字节数 Byte 8-11: 如果占用的字节数少于4， 则数据直接存于此。 如果超过4个，则这里存放的是指向实际数据的指针

可以用以下的图来表示(图来自http://www.cppblog.com/windcsn/archive/2009/03/12/1158.html)

在TIFF6.0中，定义了12种数据类型，分别是：

1 = BYTE 8-bit unsigned integer. 2 = ASCII 8-bit byte that contains a 7-bit ASCII code; the last byte must be NUL (binary zero). 3 = SHORT 16-bit (2-byte) unsigned integer. 4 = LONG 32-bit (4-byte) unsigned integer. 5 = RATIONAL Two LONGs: the first represents the numerator 6 = SBYTE An 8-bit signed (twos-complement) integer. 7 = UNDEFINED An 8-bit byte that may contain anything, depending on the definition of the field. 8 = SSHORT A 16-bit (2-byte) signed (twos-complement) integer. 9 = SLONG A 32-bit (4-byte) signed (twos-complement) integer. 10 = SRATIONAL Two SLONG’s: the first represents the numerator of a fraction, the second the denominator. 11 = FLOAT Single precision (4-byte) IEEE format. 12 = DOUBLE Double precision (8-byte) IEEE format.

－个TIFF文件可能包含多个IFD，每一个IFD都是一个子文件。Baseline解码器只要求解第一个IFD所对应的图像数据。扩展的TIFF图像经常包含多个IFD，每一个IFD都包含了不同的信息。

TIF图一般由三个部分组成：文件头（简称IFH）、文件目录（简称IFD）、图像数据。 一、图像文件头（Image File Header） 　　IFH数据结构包含3个成员共计8个字节（见表一）： 表一 IFH结构描述 ------------------------------------------------------------ 名称　　　　　　　　字节数　数据类型 说明 ------------------------------------------------------------ Byteorder　　　　　　　2　　Integer　　TIF标记，其值为4D4D或4949 Version　　　　　　　　2　　Integer　　版本号，其值恒为2A00 Offset to first IFD　　4　　Long　　　 第一个IFD的偏移量 ------------------------------------------------------------ 表一说明 　　1.Byteorder：可能是H4D4D或H4949，H4D4D表示该图是摩托罗拉整数格式，H4949表示该图是Intel整数格式。 　　2.Version：总是H2A00，它可能是tif文件的版本，也可能用于进一步校验该文件是否为TIF格式。 　　3.Offset to first IFD：第一个IFD相对文件开始处的偏移量（因为可能会有多个顺序排列的IFD）。 　　IFD数据结构并不一定紧跟在IFH后面，相反，它常常位于第三部分图像数据的后面，即TIF图像文件的一般组织形式是：IFH——图像数据——IFD。 　　二、图像文件目录（Image File Directory） 　　IFD是TIF图像文件中重要的数据结构，它包含了三个成员。由于一个TIF文件中可以有多个图像，而一个IFD只标识一个图像的所有属性（有的文章把“属性”称之为“标签”），所以，一个TIF文件中有几个图像，就会有几个IFD。IFD的结构见表二： 表二 IFD结构描述 ----------------------------------------------------------------- 名称　　　　　　　　　字节数　数据类型 说明 ----------------------------------------------------------------- Directory Entry Count 　2　　Integer　　本IFD中DE的数量 Directory Entry(1)　　　12　　　　　　　简称DE，中文译义“目录项” Directory Entry(2)　　　12 …… Directory Entry(N)　　　12 Offset to next IFD　　　4　　Long　　　　下一个IFD的偏移量 ----------------------------------------------------------------- 表二说明 　　1.Directory Entry Count：指出在该IFD中DE的个数； 　　2.Directory Entry：共12个字节，结构见表三。需要指出的是，DE的个数是不定的，因为每个DE只标识了图像的一个属性，那么这幅图像有N个属性就会有N个DE，用户甚至可添加自定义的标记属性，这就是为什么称TIF格式文件为“可扩充标记的文件”的原因。 　　3.Offset to next IFD Or NULL：下一个IFD相对于文件开始处的位置，这是一个链式构成。如果该数字为0，表示已经是最后一个IFD。当然，如果该TIF文件只包含了一幅图像，那么就只有一个IFD，显然这个偏移量也会等于0。 表三 DE结构描述 -------------------------------------------------- 名称　　　　　字节数　　数据类型 说明 -------------------------------------------------- tag　　　　　　　2　　　Integer　　本属性的标签编号 type　　　　　　 2　　　Integer　　本属性值的数据类型 length　　　　　 4　　　Long　　　 该类型数据的数量 valueOffset　　　4　　　Long　　　 属性值的存放偏移量 -------------------------------------------------- 表三说明 　　由DE标识的图像属性有：图像的大小、分辨率、是否压缩、像素的行列数、颜色深度（单色、16色、256色、真彩色）等等。其中： 　　①tag：是该属性的标签编号（TagID），在图像文件目录中，它是按照升序排列的（但不一定是连续的）。这些编号在TIF格式官方白皮书中可以查到相应的含义，但遗憾的是，我们到哪儿可以找到官方白皮书呢？所以，笔者只能把网上能找得到资料（再结合自己的实验结果）罗列出来，见表四。 　　②type：表示该属性数据的类型，一般认为TIF官方指定的有5种数据类型（但也有说12种数据类型的）。见表五。 　　③length：该种类型的数据的个数，而不是某个数据的长度。 　　④valueOffset：是tagID代表的变量值相对文件开始处的偏移量，但如果变量值占用的空间不多于4个字节（例如只有1个Integer类型的值），那么该值就直接存放在valueOffset中，没必要再另外指向一个地方了。 表四 DE中标签编号的含义 ------------------------------------------------------------------------- TagID　属性名称 type 说明 ------------------------------------------------------------------------- 0100 图像宽　　　　　　　0003 0101 图像高　　　　　　　0003 0102 颜色深度　　　　　　0003　　值＝1为单色，＝4为16色，＝8为256色。 　　　　　　　　　　　　　 　　　如果该类型数据个数＞2个，说明是真彩图像 0103 图像数据是否压缩　　0003　　值＝05表示压缩 0106 图像是否采用反色显示0003　　值＝01表示反色，否则表示不反色 0111 图像扫描线偏移量　　0004　　图像数据起始字节相对于文件开始处的位置 0116 图像扫描线的数量　　0004　　表示图像有几行扫描线，实际上等于图像高度 0117 图像数据字节总数　　0003　　如果不是偶数，那么实际存放时会在后面加0 011A 水平分辩率偏移量　　0005　　常用计量单位是：像素/英寸 011B 垂直分辩率 偏移量 　0005　　常用计量单位是：像素/英寸 0131 生成该图像的软件名　0002　　文本类型 0132 生成该图像的时间　　0002　　文本类型 0140 调色板偏移量　　　　0003　　256色和16色图像才有此属性，而且有连续2个 　　　　　　　　　　　　　　　　 调色板，但属性的length值只表示出1个调色板 ------------------------------------------------------------------------- 表四说明 　　①“水平（垂直）分辩率”是分数型的属性，其值要占用8个字节，所以在valueOffset中存放的肯定是它的具体数值的偏移量，而不是数值本身。 　　②“生成图像的软件名称”和“生成图像的时间”这两个字符型属性，它们的值所占用的空间也会大于4字节，所以在valueOffset中存放的也是它们的值的偏移量，而不是值本身。 　　③“图像数据字节总数”一般是个偶数，如果是奇数，那么实际存放时会在后面加一个0，但这个0不会计算在字节总数之内。 表五 DE中的数据类型 -------------------------------------------------------------------- type值　数据类型　 说明 -------------------------------------------------------------------- 0001　　Byte 0002　　Ascii　　　文本类型，7位Ascii码加1位二进制0 0003　　Integer 0004　　Long 0005　　RATIONAL　 分数类型，由两个Long组成，第1个是分子，第2个是分母 -------------------------------------------------------------------- 　　三、图像数据。这些数据可能是压缩的，也可能是未压缩的。如果经过压缩，那么压缩算法又有许多种，所以，图像数据是TIF文件中最为复杂的部分，暂还没有哪个软件能译出所有的压缩算法。 　　四、一个 Tif 文件的实例 　　让我们自己动手做一个实验，以加深理性认识。 　　用系统自带的画图程序新建一个17*15的白色图像，另存为TIF文件，它的全部数据如下（因设备差异你的数据也许会有些微不同）： 0000: 49 49 2A 00 4E 00 00 00 80 3F E0 50 38 24 16 0D 0010: 07 84 42 61 50 B8 64 36 1D 0F 88 44 62 51 38 A4 0020: 56 2D 17 8C 46 63 51 B8 E4 76 3D 1F 90 48 64 52 0030: 39 24 96 4D 18 80 80 00 60 00 00 00 01 00 00 00 0040: 60 00 00 00 01 00 00 00 08 00 08 00 08 00 0F 00 0050: FE 00 04 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 01 03 00 0060: 01 00 00 00 11 00 00 00 01 01 03 00 01 00 00 00 0070: 0F 00 00 00 02 01 03 00 03 00 00 00 48 00 00 00 0080: 03 01 03 00 01 00 00 00 05 00 00 00 06 01 03 00 0090: 01 00 00 00 02 00 00 00 11 01 04 00 01 00 00 00 00A0: 08 00 00 00 15 01 03 00 01 00 00 00 03 00 00 00 00B0: 16 01 04 00 01 00 00 00 0F 00 00 00 17 01 04 00 00C0: 01 00 00 00 2F 00 00 00 1A 01 05 00 01 00 00 00 00D0: 38 00 00 00 1B 01 05 00 01 00 00 00 40 00 00 00 00E0: 1C 01 03 00 01 00 00 00 01 00 00 00 28 01 03 00 00F0: 01 00 00 00 02 00 00 00 3D 01 03 00 01 00 00 00 0100: 01 00 00 00 00 00 00 00 简要分析（请注意转换16进制数据时，低位在前，高位在后）： 0000－0007：文件头，可以看出，该图是Intel整数格式，第一个IFD的偏移量为4E。 0008－0037：图像数据。注意最后那个0是补加的，它没有统计在“图像数据字节总数”属性值中。 0038－003F：水平分辩率值。 0040－0047：垂直分辩率值。 0048－004D：颜色深度值。 004E－0107：第一个IFD。Directory Entry Count的值（004E－004F）为F，表示这个IFD中有15个DE，每个DE占用12字节，15个DE共占用180字节，加上Directory Entry Count占用的2字节，再加上 　　Offset to next IFD占用的4字节，这个IFD共占用186字节，换算为16进制就是BA，所以，它的数据结束于0107。Offset to next IFD的值（最后4个字节）均为0，表示整幅图像文件只有这一个IFD。其中15个DE的描述见表六。 表六 一个Tif文件实例的DE描述 ------------------------------------------------------------------------- 顺号   偏移量 TagID    Type       length valueOffset          说明 -------------------------------------------------------------------------- 1      0050　00FE     Long　　　1　　　00　　　　未知属性值＝0 2      005C　0100　 Integer       1　　　11　　　　图像宽为17像素（10进制） 3      0068　0101　 Integer       1　　　0F　　　　图像高为15像素（10进制） 4    0074　0102　 Integer       3　　　48　　　　图像为真彩色，其值存放在48－4D 5    0080　0103　 Integer       1　　　05　　　　图像数据是压缩的 6     008C　0106  Integer      1　　　02　　　　图像不反色显示 7     0098　0111  Long　　　 1　　　08　　　　图像数据起始字节为8 8    00A4　0115　 Integer     1　　　03　　　　未知属性值＝3 9      00B0　0116　 Long　　　 1　　　0F　　　　图像扫描线有15行 10  00BC　0117　 Long　　　 1　　　2F　　　　图像共有47个字节的压缩数据 11　 00C8　011A　 RATIONAL　1　　　38　　　　水平分辩率存放在38－3F 12　 00D4　011B　 RATIONAL　1　　　40　　　　垂直分辩率存放在40－47 13　 00E0　011C　 Integer     1　　　01　　　　未知属性值＝1 14　 00EC　0128　 Integer     1　　　02　　　　未知属性值＝2 15　 00F8　013D　 Integer      1　　　01　　　　未知属性值＝1 -------------------------------------------------------------------------- 表六说明 　　①水平分辩率值存放在0038－003F，占用8个字节，这8个字节是：60 00 00 00 01 00 00 00。由于它是分数类型，前4个字节是分子，其值为60000000，转换为10进制就是96，后4个字节是分母，其值是10000000，转换为10进制就是1，所以，分数值是：96/1，它表示每英寸96像素。 　　②垂直水平分辩率值存放在0040－0047，请参照①进行分析。 　　③颜色深度属性，它有3个Integer类型的值，共计6字节，所以valueOffset中存放的也是其值的偏移量。它的属性值存放在0048－004D，3个整形数据值都为8，表示这是一幅24位真彩色的图像。

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