TIF图像数据结构.docx
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TIF图像数据结构
TIF图像数据结构
TIF图像数据结构（转）
TIF图像数据结构之研究
TIF文件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（ImageFileHeader）
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
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名称 字节数 数据类型说明
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Byteorder2IntegerTIF标记，其值为4D4D或4949
Version2Integer版本号，其值恒为2A00
OffsettofirstIFD4Long第一个IFD的偏移量
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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.OffsettofirstIFD：
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（ImageFileDirectory）
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
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名称 字节数 数据类型说明
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DirectoryEntryCount2Integer本IFD中DE的数量
DirectoryEntry
（1）12简称DE，中文译义“目录项”
DirectoryEntry
（2）12
……
DirectoryEntry（N）12
OffsettonextIFD4Long下一个IFD的偏移量
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表二说明
1.DirectoryEntryCount：
指出在该IFD中DE的个数；
2.DirectoryEntry：
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.OffsettonextIFDOrNULL：
下一个IFD相对于文件开始处的位置，这是一个链式架构。
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
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名称 字节数 数据类型说明
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tag2Integer本属性的标签编号
type2Integer本属性值的数据类型
length4Long该类型数据的数量
valueOffset4Long属性值的存放偏移量
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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的资料（再结合自己的实验结果）罗列出来，见表四。
②type：
表示该属性值的数据类型，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
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TagID属性名称type说明
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0100图像宽0003单位：
像素
0101图像高0003单位：
像素
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，则为真彩图像
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0003256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
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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
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type值 数据类型 说明
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0001Byte
0002Ascii文本类型，7位Ascii码加1位二进制0
0003Integer
0004Long
0005RATIONAL分数类型，由两个Long组成，第1个是分子，第2个是分母
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三、图像数据
又称扫描线数据。
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:
49492A004E000000803FE0503824160D
0010:
0784426150B864361D0F8844625138A4
0020:
562D178C466351B8E4763D1F90486452
0030:
3924964D188080006000000001000000
0040:
60000000010000000800080008000F00
0050:
FE000400010000000000000000010300
0060:
01000000110000000101030001000000
0070:
0F000000020103000300000048000000
0080:
03010300010000000500000006010300
0090:
01000000020000001101040001000000
00A0:
08000000150103000100000003000000
00B0:
16010400010000000F00000017010400
00C0:
010000002F0000001A01050001000000
00D0:
380000001B0105000100000040000000
00E0:
1C010300010000000100000028010300
00F0:
01000000020000003D01030001000000
0100:
0100000000000000
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。
DirectoryEntryCount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DirectoryEntryCount占用的2字节，再加上OffsettonextIFD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。
OffsettonextIFD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
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顺号偏移量TagIDTypelengthvalueOffset说明
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1005000FELong100未知属性值＝0
2005C0100Integer111图像宽为17像素（10进制）
300680101Integer10F图像高为15像素（10进制）
400740102Integer348颜色深度，其值存放在48－4D
500800103Integer105图像数据是压缩的
6008C0106Integer102图像不反色显示
700980111Long108图像数据起始字节为8
800A40115Integer103未知属性值＝3
900B00116Long10F图像扫描线有15行
1000BC0117Long12F图像共有47个字节的压缩数据
1100C8011ARATIONAL138水平分辩率值存放在38－3F
1200D4011BRATIONAL140垂直分辩率值存放在40－47
1300E0011CInteger101未知属性值＝1
1400EC0128Integer102未知属性值＝2
1500F8013DInteger101未知属性值＝1
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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：
6000000001000000。
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。
五、获取tif格式图片宽高度的代码
Subcommand1__Click（）
DimstrFileAsString'文件名
DimstrFileTypeAsString'TIF标记
DimiffsetIFDAsLong'第一个IFD的偏移量
DimiCountDEAsInteger'DE的数量
DimlWidthAsLong'图像宽度
DimlHeightAsLong'图像高度
DimTemp1AsInteger,Temp2AsLong,iAsInteger,kAsInteger
strFile="D:
\1.tif"
OpenstrFileForBinaryAs#1
strFileType=String（2,0）
Get#1,,strFileType'获取TIF标记
IfstrFileType<>"II"AndstrFileType<>"MM"ThenClose#1:
ExitSub
Get#1,,Temp1'版本号废弃
Get#1,,iffsetIFD'获取第一个IFD的偏移量
Seek#1,iffsetIFD+1'设置下一个读出位置为第一个IFD的偏移量
Get#1,,iCountDE'获取第一个IFD中DE的数量Fori=1ToiCountDE
Get#1,,Temp1'获取属性的标签编号
IfTemp1=256Then'如果是图像宽
Get#1,,Temp1'废弃
Get#1,,Temp2'废弃
Get#1,,lWidth
k=k+1
ElseIfTemp1=257Then'如果是图像高
Get#1,,Temp1'废弃
Get#1,,Temp2'废弃
Get#1,,lHeight
k=k+1
Else'否则这些数据废弃
Get#1,,Temp1
Get#1,,Temp2
Get#1,,Temp2
EndIf
Ifk=2ThenExitFor
Nexti
Close#1
Debug.Print"图像宽：
"&lWidth&vbCrLf&"图像高：
"&lHeight
EndSub
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