【文件格式-TIFF】TIFF图像格式结构

1、 TIF 图像格式概览

tif格式标签（tag）查看工具：AsTiffTagViewer

TIF 图由四个部分组成：

1.1、图像文件头（Image File Header 简称 IFH）

图一、IFH 结构描述

IFH 数据结构包含3个成员共计 8 个字节， Byte order 成员可能是“MM”(0x4d4d)或“II”(0x4949)， 0x4d4d 表示该 TIFF 图是摩托罗拉整数格式0x4949 表示该图是 Intel 整数格式； Version 成员总是包含十进制 42(0x2a)， 它用于进一步校验该文件是否为 TIF 格式， 42 这个数并不是一般人 想象中的那样认为是 tif 软件的版本， 实际上， 42 这个数大概永远不会变化； 第三个成员是 IFD（接下来要说的第二个数据结构）相对文件开始 处的偏移量。

表一 、IFH结构描述

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。

1.2、图像文件目录（Image File Directory 简称 IFD）

图二 、IFD 及 DE 结构描述

表二、IFD结构描述

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。

IFD是TIF图中最重要的数据结构，它包含了一个 TIF文件中最重要的信息，一个 TIF 图可能有多个 IFD， 这说明文件中有多个图像， 每个 IFD 标识 1 个图像的基本属性。IFD结构中包含了三类成员，DirectoryEntry Count 指出该结构里面有多少个目录入口；接下来就是 N 个线性排列的DE序列， 数量不定（ 这就是 为什么称TIF格式文件为可扩充标记的文件，甚至用户可以添加自定义的标记属性），每个DE标识了图像的某一个属性；最后就是一个偏移量，标识下一个文件目录相对于文件开始处的位置，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，这个偏移量就等于 0；

1.3、目录项（Directory Entry 简称 DE）

表三 DE结构描述

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：

1、tag：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。

2、type：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。

3、length：该种类型的数据的个数，而不是某个数据的长度。

4、valueOffset：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

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

2、解读Tif 实例

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，它的全部数据如下图：

绿色、粉色、青色表示：IFH

亮黄色背景：数据

橙色字：水平分辩率值

绿色字：垂直分辩率值。

浅蓝色字：颜色深度字

灰色背景：IFD个数0F 00= 15

表六为剩下的15个文件目录的解释和翻译

表六 、一个Tif文件实例的DE描述

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 0000 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。