【基础知识】tiff格式图片介绍及读取

一、什么是tiff格式

TIFF格式也叫TIF,属于位图格式,全名是Tag Image File Format

TIFF格式和JPEG及PNG都是属于一种主流且高位彩色图像格式

使用过扫描仪或传真的小伙伴应该还记得,很多品牌及其默认文件就是.tiff后缀。因为TIFF最初的设计目的就是在1980年左右,扫描仪厂商达成一个公用的统一的扫描图像文件格式,而不是每个厂商使用自己专有的格式造成混乱。

  1. TIFF是一种比较灵活的图像格式,它的全称是Tagged Image File Format,文件扩展名为TIF或 TIFF。该格式支持256色、24位真彩色、32位色、48位色等多种色彩位,同时支持RGB、CMYK以及 YCbCr等多种色彩模式,支持多平台。
  2. TIFF文件可以是不压缩的,文件体积较大,也可以是压缩的`,支持RAW、RLE、LZW、JPEG、 CCITT3组和4组等多种压缩方式。
  3. TIFF格式(Tag Image File Format)是Macintosh上广泛使用的图形格式,具有图形格式复杂、存贮信息多的特点。3DS、3DS MAX中的大量贴图就是TIFF格式的。TIFF最大色深为32bit,可采用LZW 无损压缩方案存储。
  4. TIFF 格式可以制作质量非常高的图像,因而经常用于出版印刷。它可以显示上百万的颜色(尽管灰度图像仅局限于 256 色或底纹),通常用于比 GIF 或 JPEG 格式更大的图像文件。如果您要在一个并非创建该图像的程序中编辑图像,则以这种格式保存将很有帮助,因为多种程序都可以识别它。
  5. 用于在应用程序和计算机平台之间交换文件。TIFF 是一种灵活的位图图像格式,几乎受所有的绘画、图像编辑和页面版面应用程序的支持。而且,几乎所有的桌面扫描仪都可以生成 TIFF 图像。

二、tiff的组成

此部分内容参考自:https://blog.csdn.net/tony5243/article/details/123410603 ,仅作学习记录

TIFF(Tagged Image File Format)是一种基于标志域的图形,依靠指针连接来组织数据。TIFF与其他标记语言不同的是除了图像数据还可以记录其他信息其他的图像格式可以嵌入到TIFF中为其所用。TIFF有四种类型:

TIFF由四部分组成,分别是

图像由8字节的文件头起始,文件头指向第一个文件目录。文件目录中包含了图像的各种信息,也包含了一个指向实际图像数据的指针

1.图像文件头(IFH)

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。

2.图像文件目录(IFD)

由于一个TIFF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,所以,一个TIFF文件中有几个图像,就会有几个IFD

Byte 0-1: 表示此IFD包含了多少个DE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。在此假设数目为n

Byte 2-(n*12+1): n个DE

Byte (n12+2)-(n12+5): 下一个IFD的偏移量,如果没有(只有一幅图像)则置为0

3.目录项(DE)

Byte 0-1: TAG,即该属性的标签编号,在文件目录中按升序排列。

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
【基础知识】tiff格式图片介绍及读取
注:ASCII类型为文本类型,是7位ASCII码加1位二进制0;Rational为分数类型,由两个long组成,第一个是分子,第二个是分母。

4.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TIFF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。

实例分析

用16进制图片查看器查看tiff数据如下:
【基础知识】tiff格式图片介绍及读取

**Byte 0-1:**值都为49,对应ASCII码为II,即小字节在前

**Byte 2-3:**值为42,TIFF标志位

**Byte 4-7:**第一个IFD的偏移量,为8e,即从8e开始是第一个IFD。该tif文件只有一张图像,因此只有一个IFD。

**Byte 008e-008f:**值为11,即有17个目录项DE,每个DE占12个字节,17个DE共占204字节;

**Byte 0090-015b:**17个DE共204字节,每个DE分析见下

**Byte 015c-015f:**值为0,即没有第二个图像(IFD)

三、tiff与jpg格式的区别

一、主体不同

  1. tif:是一种灵活的位图格式,主要用来存储包括照片和艺术图在内的图像。

  2. jpg:常见的一种图像格式,它由联合图像专家组开发。

二、特点不同

  1. tif:对图像信息的存放灵活多变,可以支持很多色彩系统,而且独立于操作系统,因此得到了广泛应用。

  2. jpg:用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色数据,在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像,即可以用较少的磁盘空间得到较好的图片质量

三、优势不同

  1. tif:在各种地理信息系统摄影测量遥感等应用中,要求图像具有地理编码信息,例如图像所在的坐标系、比例尺、图像上点的坐标、经纬度、长度单位及角度单位。

  2. jpg:能实现渐进传输,即先传输图像的轮廓,然后逐步传输数据,不断提高图像质量,让图像由朦胧到清晰显示。

四、如何读取tiff图片

1. python-opencv

tif图片的编码格式一般是16bit的,在使用python-opencv读取tif文件时,为了保留其编码格式,我们需要用以下的方式:

import numpy as np
import cv2

img = cv2.imread('demo.tif', -1)
print(img.dtype)

输出结果为:uint16

对于opencv中imread函数最后的参数解释如下:

2. tifffile

另外一种读取tif图片的方式是使用tifffile库进行读取,在python中你可以先通过pip安装:

pip install tifffile
import tifffile as tiff
import numpy as np

a = tiff.imread('demo.tif')
print(a.shape)

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心中带点小风骚的头像心中带点小风骚普通用户
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