读写TIFF图像函数原理.docx

1、读写TIFF图像函数原理 二读取tiff/tif文件1.tiff/tif文件结构：1.tiff/tif文件结构：TIF图由四部分构成：图像文件头(IFH)，图像文件目录(IFD)，目录入口(DE)，图像数据；IFH数据结构包含3个成员共计8个字节。第一个成员Byte order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；当Byte order为”MM”时，则之后的由16或32位数组成的数据都是从高字节到低字节顺序存储的，如果为”II”，则字节存储顺序相反；第二个成员Version总是包含十进

2、制42(0x2a)，它用于进一步校验该文件是否为TIF格式，实际上，42这个数大概永远不会变化；第三个成员是第一个IFD相对文件开始处的偏移量（最小为8，因为IFH结构已经占据8bytes）。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图可能有一个或多个IFD，这说明文件中有一个或多个图像，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。第一类（个）成员Directory Entry Count(2bytes)指出该结构里面有多少个目录入口；第二类成员就是N个线性排列的DE(12bytes)序列，数量不定（这就是 为什么称TIF格式文件为

3、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；最后就是一类（个）偏移量(4bytes)， 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；DE共12字节，一个DE就是一幅图像的某一个属性。例如图像的大小、相对位置（条带偏移量）、分辨率、是否压缩、像素的行列数、一个像素由几位表示（1位代表黑白两色，8位代表256色等等）等。其中前两个字节是标记码tag(2bytes)。公用标记码是大于254（十六进制FE）的标记码，最大是321（141H）。大于32768（8000H）的是私

4、有码。tag成员是该属性的编号，在图像文件目录中，它是按照升序排列的。我们可以通过读这些编号，然后到TIF格式官方白皮书中查找相应的含义。属性是用数据来表示的，那么type(2bytes)就是代表着该数据的类型，TIF官方指定的有5种数据类型。1=BYTE 8比特无符号整型。2=ASXII 8比特的字节，存储7比特的ASCII码；最后 一个字节必须是NUL（二进制0）。3=SHORT 16比特（2字节）无符号整型。4=LONG 32比特（4字节）无符号整型。5=RATIONAL 两个LONG型：第一个代表一个分数的分子，第二个是分母。ASCII部分的长度的值包含NUL。如果有必要填充，长度将不

5、会包含填充部分。需要说明的是没有像Pascal风格的字符串那样的出始长度字节。任何ASCII域可能包含多个字符串，每个以一个NUL结束。一个单独的字符串在从我任何可能的时候都是最好的。多重字符串域的长度是域中所有字符串加上它们结尾的NUL的字节数。在两个字符串中只能有一个NUL，所以跟在第一个字符串后的字符串经常在奇数个字节处开始。 读取程序必须检查类型来证实它包含了期望的值。TIFF格式在某些域中目前允许不只一种的有效类型。例如，图像宽度和图像高度通常指明是SHORT类型。但是行数多于64000的图像必须用LONG类型在域类型中。TIFF读取程序对于无符号整型来说应该接受BYTE,SHORT

6、和LONG类型的值。这允许一个单独的程序来读取任何整型值，使阅读更强大，在某些情况下还节省磁盘。在TIFF6.0中，一些新的字段类型已经定义：6=SBYTE 一个8比特的有符号整数；7=UNDEFINED 一个8比特的字节，有可能存储任何类型，取决于该字段的定义。8=SSHORT 一个16比特（2字节）的有符号整数。9=SLONG 一个32比特（四字节）的有符号整数。10=SRATIONAL 两个SLONG型：第一个是分数的分子，第二个是分母。11=FLOAT 单精度（四字节）IEEE类型。12=DOUBLE 双精度（八字节）IEEE类型。这些新字段类型也受TIFF文件头中字节顺序（II或MM

7、）的制约。Length(4bytes)成员是数据的数量而不是数据类型的长度(长度为sizeof(type)*length)。 第4个成员valueOffset(4bytes)很重要，它是tag标识的属性代表的变量值相对文件开始处的偏移量。如果变量值占用的空间（长度）小于4个字节，那么该值就存放在 valueOffset中即可，没必要再另外指向一个地方了。图像数据：以条带为单位存储；一个图像分为一个条带或多个(（width+RawsPerStripz-1）/RawsPerStripe)，每个条带存储多行(RawsPerStripe或pRawsPerStripi)；一行不够整数个字节的补0，使成整

8、数个字节，再连续存储于条带中；Tiff/tif文件结构图示双层图像（黑白图像）一个双层图像（黑白图像）包含两种颜色-黑色和白色。TIFF允许程序以白色为0或黑色为0的格式来写出图像。记录这个信息的字段叫图像颜色方案（）。图像颜色方案标号=262 (106.H)类型=SHORT值：0=白色是0。对于双层图像和灰度图像来说：0是描绘白色。最大值描绘黑色。这时Compression的正常值2。1=黑色是0。对于双层图像和灰度图像来说：0是描绘黑色。最大值描绘白色。Compression的值是2，图像的显示和打印将会是反转的。Compression标号=259 （103.H）类型=SHORT值：1=没

9、有压缩，但包装成字节的数据尽可能紧密，不会留下没用比特（除了在一排的最后）。值元素被存储在一个字节型的数组中。每个扫描线（行）填充到下一个字节边界。2= CCITT组3 1维改良霍夫曼运行长度编码。见第十节的改良霍夫曼压 缩的描述。32773=PACKBITS压缩，一个简单的面向字节的运行长度方案。请参阅PACKBITS部分细节。数据压缩只应用在光栅图像数据。所有其它的TIFF字段不受影响。图像高度标号=257（101.H）类型=SHORT或LONG图像中行（有时被描述成扫描行）的数量。图像宽度标号=256（100.H）类型=SHORT或LONG图像中列的数量，换名话说，每个扫描行的像素的数量

10、。分辨率单位标号=296 （128.H）类型=SHORT值：1=没有绝对的测量单位。用于有非正方形的高宽比，但是没有有意义的绝对尺寸。2=英寸。3=厘米。缺省值=2（英寸）。水平分辨率标号=282 （11A.H）类型=RATIONAL在图像宽度方向上每个分辨率单位有多少个像素（通常指的是水平方向）。垂直分辨率标号=283（11B.H）类型=RATIONAL在图像高度方向上每个分辨率单位有多少个像素（通常指的是垂直方向）。每个条带的行数标号=278 （116.H）类型=SHORT或LONG每一个条带的行数（除了可能的最后一行。）例如，如果图像高度是24，而且行数每个条带是10，就会形成3个条带，

11、其中第一个条带有10行，第二个条带有10行，第三个条带有4行。（在最后一个条带的数据不会填充额外六行空数据。）条带偏移量标号=273 (111.H)类型=SHORT或LONG 针对每个条带，都有一个字节偏移量。条带字节数标号=279 （117.H）类型=SHORT或LONG针对第一个条带，在任何压缩之后的条带的字节数。双层图像必须具备的字段标签名 十进制 十六进制 类型 值 图像宽度 256 100 SHORT或LONG 图像高度 257 101 SHORT或LONG压缩方案 259 103 SHORT 1，2或32773图片颜色方案 262 106 SHORT 0或1条带偏移量 273 11

12、1 SHORT或LONG条带行数 278 116 SHORT或LONG 条带字节娄 279 117 LONG或SHORT水平分辨率 282 11A RATIONAL垂直分辨率 283 11B RATIONAL分辨率单位 296 128 SHORT 1，2或3基本TIFF双层图像在以前版本的TIFF说明文档中被叫作B级TIFF图像。读取tiff/tif二层图像（黑白图像）原理 将条带读入到内存中的unsigned char 型数组中 以条带字节数为循环上限，每次从上数组中读取一个字节 因为二层图像为1bit深度，一个字节循环8次，每次从其中读取一位，每当读出一行像素后，跳出本字节的循环，进行下一

13、个字节的循环 每读出一位，确定一个像素（R 8bits, G 8bits, B 8bits）。0-(0xff, 0xff, 0xff), 1-(0x00, 0x00, 0x00) (图像颜色方案=0)；0-(0x00, 0x00, 0x00), 1-(0xff, 0xff, 0xff) (图像颜色方案=1)。 将得到的每个像素的R,G,B值连续写入到文件中，得到 RAW图像。fread(ppixels,1,StripByteCounts（pStripByteCountsi）,stream); /从文件中读出一个条带到内存中for(int i=0,outpixels=0,r=0;i=0&outp

14、ixelsj)&1)*0xff; /得出R值 pixel.g=(（）(ppixelsij)&1)*0xff; /得出g值 pixel.b=(（）(ppixelsij)&1)*0xff; /得出b值 tpixel.b=(（）(ppixelsij)&1)*0xff; tpixel.g=(（）(ppixelsij)&1)*0xff; tpixel.r=(（）(ppixelsij)&1)*0xff; fwrite(&pixel,sizeof(PIXEL),1,ostream);/将像素写入输出文件中 fwrite(&tpixel,sizeof(PIXEL),1,tstream); outpixels+

15、; if(outpixels%width)=0)/每读出一行像素，结束该字节循环 break; 灰度图像灰度图像是一般化的二层图像。二层图像只能存储黑色各白色图像数据，但是灰度图像还能存储灰色的深浅。图像颜色方案标号=262 (106.H)类型=SHORT值：0=白色是0。对于双层图像和灰度图像来说：0是描绘白色。最大值描绘黑色。这是Compression的正常值2。1=黑色是0。对于双层图像和灰度图像来说：0是描绘黑色。最大值描绘白色。如果时的Compression的值是2，图像的显示和打印将会是反转的。和二层图像的差异Compression=1或32773（PackBits算法）。在基本T

16、IFF图像文件中，灰度图像能以不压缩方式或PACKBITS算法压缩方式存储。注意：PackBits算法对于连续色调图像往往是无效的，包括许多灰度图像。在这种情况下，不压缩图像是更好的。样点位数标号=258 （102.H）类型=SHORT每个样点的比特数。基本TIFF灰度图像的允许值为4或8，允许16或256个不同的灰度级别。灰度图像必须具备的字段标签名 十进制 十六进制 类型 值 图像宽度 256 100 SHORT或LONG 图像高度 257 101 SHORT或LONG样点位数 258 102 SHORT 4或8压缩方案 259 103 SHORT 1或32773图片颜色方案 262 10

17、6 SHORT 0或1条带偏移量 273 111 SHORT或LONG 条带行数 278 116 SHORT或LONG条带字节数 279 117 LONG或SHORT水平分辨率 283 11A RATIONAL垂直分辨率 283 11B RATIONAL分辨率单位 296 128 SHORT 1或2或3基本TIFF灰度图像在早期版本TIFF规范被称为G级的TIFF图像。Tiff/tif灰度图像的位深度有1，2，4，6，8，10，12，14，16这九种，也就是每个像素分别以1，2，4，6，8，10，12，14，16bits存储。其中1，2，4，6，8位深度的图像转成R,G,B=（8，8，8）格式

18、存储；10，12，14，16可转换成R,G,B=(16,16,16)格式存储。读取tiff/tif灰度图像的原理 调色板图像调色板彩色图像和灰度图像相似。他们仍然是每个像素有一个数据表示，但是这块数据的值是用作对一个完整的RGB的索引表的索引。为了描述这种数据，你需要加入或是改变以下字段。其他必备字段和灰度图像中的那些是一样的。和灰度图像的差异图像颜色方案=3（调色板彩色）。颜色分配表标号=320 （140.H）类型=SHORTN =3*()这个字段为调色板彩色图像定义了一个红色-绿色-蓝色的颜色分配表（经常叫作一个查找表）。在一个调色板彩色图像中，一个像素值用来牵引的一个RGB查找表。例如，

19、一个调色板彩色图像像素有一个值为0，将会根据红，绿，蓝三个的0th个值来显示。在一个TIFF颜色分配表中，所有的红色值在前面，紧跟着是绿色的值，接下来是蓝色的值。在颜色分配表中，0，0，0代表黑色，65535，65535，65535代表白色。颜色表图像必须具备的字段 标签名 十进制 十六进制 类型 值 图像宽度 256 100 SHORT或LONG图像高度 257 101 SHORT或LONG样点位数 258 102 SHORT 4或8压缩方案 259 103 SHROT 1或32773图片颜色方案 262 106 SHORT 3条带偏移量 273 111 SHORT或LONG条带行数 278

20、 116 SHORT或LONG条带字节数 279 117 LONG或SHORT水平偏移量 282 11A RATIONAL垂直偏移是 283 11B RATIONAL 分辨率单位 296 128 SHORT 1或2或3颜色分配表 320 140 SHORT在时期TIFF说明文档中基本TIFF调色板彩色图像被称为P级图像。RGB全彩色图像在RGB图像中，每个像素由三个部分组成：红，绿，和蓝色。没有颜色分配表。为了描述一个RGB图像，你需要添加或更改以下字段值。其他的必须具备的字段和调色板彩色图像相同。和调色板彩色图像的差异 样点位数=8，8，8.在基本TIFF RGB图像中，每个样点部分是8比特

21、深度。图片颜色方案=2（RGB）。没有颜色分配表。像素样点数标号=277 （115.H）类型=SHORT每个像素分为几块数。对于RGB图像来说，这个数量是3，除非还存在其他额外的样点。有关详细信息，请参阅的额外样点字段。RGB彩色图像必须具备的字段标签名 十进制 十六进制 类型 值 图像宽度 256 100 SHORT或LONG 图像高度 257 101 SHORT或LONG样点位数 258 102 SHORT 8，8，8压缩方案 259 103 SHORT 1或32773图片颜色方案 262 106 SHORT 2条带偏移量 273 111 SHORT或LONG 像素样点数 277 115 SHORT 3或更多条带行数 278 116 SHORT或LONG条带字节数 279 117 LONG或SHORT水平分辨率 282 11A RATIONAL垂直分辨率 283 11B RATIONAL分辨率单位 296 128 SHORT 1，2或32.程序框图读取tif/tiff图像 Main()函数启动：