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1、TIFF图像格式,什么是TIFF,TIFF是Tagged Image File Format的缩写。 TIFF是一种标签语言，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， JPEG-LS， 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。TIFF文件的后缀是.tif或者.tiff。TIF文件格式最早是为了存储扫描仪图像而设计的。它的最大的特点就是与计算机的结构、操作系统及图形硬件系统无关。它可处理黑白、灰度、彩色图
2、像。由于它的可扩展性， TIFF在遥感、数字影像、医学和印刷等领域中有广泛的应用。,TIFF文件结构,TIFF文件由四部分组成：图像文件头Image File Header(IFH)； 图像文件目录Image File Directory(IFD)；目录项Directory Entry(DE)；图像数据 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。,TIFF文件结构文件头,IFH结构包含3个成员共8个字节： Byte 0-1: 字节顺序标志位， 值为II或者MM。II表示低字节在前， 又小端格式。MM
3、表示大字节在前，又成为大端格式。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。,TIFF文件结构文件目录,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，DE数量、DE序列和下一个IFD的偏移量。Directory Entry 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
4、文件为可扩充标签的文件，甚至用户可以添加自定义的标签属性），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，这个偏移量就等于0；,TIFF文件结构IFD和DE,TIFF文件结构IFD和DE,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
5、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,标签数据类型,在TIFF6.0中，定义了12种数据类型： 1 = BYTE，2 = ASCII ，3 = SHORT，4 = LONG ， 5 = RATIONAL： 两个无符号整数，前一个是分子，后一个是分母6 = SBYTE：有符号字节型；7 = UNDEFINED：8b字节型；8 = SSHORT：有符号16位整数； 9 = SLONG：有符号32位整数； 10 = SRAT
6、IONAL：有符号有理数； 11 = FLOAT：单精度浮点数； 12 = DOUBLE 双精度浮点数。,重要标签,重要标签,图像数据,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，目前，随着TIFF的不断扩展，目前支持多达几十种的压缩方式。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。Libtiff 是一个用来读写TIFF图像文件的库，包含很多操作TIFF图像的C函数，还包含一些命令行工具用来处理TIFF文件。它以源代码方式分发，并且可以在多种平台上以二进制构建的方式出现。,TIFF的扩展,TIFF的最大局限在于用
7、4字节来表示偏移量，这样导致文件最大只能有4G。 在20年前指定TIFF标准的时候可能觉得4G足够用了。但是现在这确实成了制约TIFF发展的一个瓶颈。 目前BigTIFF已经提出用8个字节来表示偏移量。这样数据量应该足够大了。也许在不久的将来，这会成为新的tiff的基准。下图就是BigTiff图像的文件头。,BigTiff,传感器对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔称为遥感图像的时间分辨率，它能提供地物动态变化的信息，可用来对地物的变化进行监测，也可以为某些专题的精确分类提供附加信息。,BigTiff,BigTiff中标签结构占用20个字节。相对于传统TIFF，增加了三种数据类型T
8、IFF_LONG8 = 16, 无符号8字节整数；TIFF_SLONG8 = 17, 有符号8字节整数；TIFF_IFD8 = 18, 新的无符号8字节IFD 偏移。,GeoTiff,为了使遥感数据直接与其对应的地理信息建立联系， 方便使用， Intergraph、 Spot、 SoftDesk、 NASA JPL Cartographic Application Group等公司/机构充分利用TIFF扩展性强的特点，用一些自定义的私有标签（Tag）记录地理信息。但是，由于各机构的扩展方案不同，在信息交换过程中依然会出现许多麻烦。在这种背景下，GeoTIFF（Geographic Tagged
9、 Image File Format）标准应运而生，它吸收、统一了各种扩展方案，允许用户在TIFF文件中存放相关的坐标信息和投影信息，目前的版本为1.0为了正确记录地理信息，GeoTIFF在TIFF标准的基础上又引入了新的坐标空间。建立这些坐标空间之间的对应关系是 GeoTIFF 解决的核心问题，也是正确理解、应用GeoTIFF的理论基础,GeoTiff的整体结构,GeoTiff的标签,GeoTIFF 引入了 6 个“地理标签”（GeoTag）记录坐标信息，对于其它与地图投影相关的辅助信息则采用一系列“地理键”（GeoKey）处理。准确地说，地理键是一种“元标签” ，因为它们在功能上相当于标签
10、，但比普通TIFF标签又抽象了一层。 和标签一样， 地理键也有ID号，范围从 0 到 65535，只不过这 65536个 ID 专门用于标识地理参数。 在 6 个地理标签中，单独使用ModelTransformationTag（变换矩阵）或者联合使用ModelTiepointTag（控制点）和 ModelPixelScaleTag（像元比例）均可以描述栅格空间到模型空间的对应关系， 再加上GeoDoubleParamsTag （双精度参数）、GeoAsciiParamsTag （ ASCII 参数）和GeoKeyDirectoryTag（地理信息目录）提供的信息，就可以得到模型空间的点对应的实际地理位置（图2） 。整个GeoTIFF的结构见图3，BitsPerSample（每个波段的位数）是标准的 TIFF 标签，ModelPixelScaleTag、ModelTiepointTag 的结构与其它地理标签类似。,谢 谢！,
