TIFFのフォーマット（その２）

2015年1月19日：libtiff

　前回の記事でTIFFのフォーマットの大筋を解説しました。

「TIFFのフォーマット（その１）」

TIFFとは付加情報と画像情報がセットになった画像フォーマットであることを学びました。今回はやりのこしのタグの種類について解説していきます。解説の際に以下のサンプルTIFF画像を仕様します。

TIFFのサンプル画像

バイナリエディタで見ながら進めるといいでしょう。

必須タグ

タグには記述が必須のものと、つけなくてもいいものがあります。はじめに必ず記述する必要がある必須タグを紹介します。必須タグ以外の選択タグは次回解説します。基本的に必須タグは記述しなければいけません。しかし、プログラムによっては、必ずしもすべての必須タグを記述しなくてもいいようです。実際にサンプルのTIFFファイルは一部の必須タグの記載がありません。

タグ番号 名前 意味 デフォルト値
01 00h ImageWidth 画像の幅 なし
01 01h ImageLength 画像の高さ なし
01 02h BitsPerSample 色の深さ 1
01 03h Compression 画像の圧縮方法 1
01 06h PhotometricInterpretation  画素データの最大値・最小値の設定 なし
01 11h StripOffsets ストリップ(画素データの切れ端)の開始位置 なし
01 16h RowsPerStrip ストリップに含まれる行数 232-1
01 17h StripByteCounts ストリップのバイト数 なし
01 1Ah XResolusion 幅方向の解像度 なし
01 1Bh YResolusion 高さ方向の解像度 なし
01 28h ResolusionUnit 解像度における単位の設定 2 (inch)
01 40h ColorMap カラーマップ表示を選択した際のカラーマップの設定 なし

1. ImageWidth

画像の幅です。画像のピクセル数を表記します。

  1. タグ番号：01 00
  2. データの型：SHORTまたはLONG
  3. データサイズ：1
  4. データ値：画像の幅のピクセル数を記載

2. ImageLength

画像の高さです。画像のピクセル数を表記します。

  1. タグ番号：01 01
  2. データの型：SHORTまたはLONG
  3. データサイズ：1
  4. データ値：画像の高さのピクセル数を記載

3. BitsPerSample

色の深さをあらわします。

  1. タグ番号：0102
  2. データの型：SHORT(2バイト）
  3. データサイズ：グレースケールの場合１、RGBなら3
  4. データ値：色の深さ

データ値はデータサイズに依存してデータ値でなくデータの位置を指定することがあります。例えば、グレースケールで255の色の深さならデータ値は「00 08」となります。２バイトは余ります。一方、RGBですべて255の深さなら、「00 08 00 08 00 08」となり４バイトを超えます。この場合は、「08 08 08」を別の場所に記憶しておき、その位置をデータ値に記述します。

サンプル画像の場合は

01 02 | 00 03 | 00 00 00 03 | 00 00 00 86

となっており、SHORTが3つで４バイトを超えるので位置「86」を記載しています。位置「86」を見ると

00 08 00 08 00 08

となり確かに255の色の深さをRGBに指定していることがわかります。

4. Compression

データの圧縮方法。省略すると1になります。

  1. タグ番号：01 03
  2. データの型：SHORT
  3. データサイズ：1
  4. データ値：1-6,32773

データ値は以下の圧縮法で設定します。

  • 1: 非圧縮
  • 2: ITU-T
  • 3: ファクシミリ互換のITU-T Group 3
  • 4: ファクシミリ互換のITU-T Group 4
  • 5: 固定長コードLZW圧縮
  • 6: JPEG
  • 7: JPEG圧縮-2
  • 8: ZIP圧縮
  • 32773: Packbits圧縮

サンプルをみてみると記載がないので、デフォルト値１をとり非圧縮だとわかります。

5. PhotometricInterpretation

画素データの最大値や最小値の設定です。

  1. タグ番号：01 06
  2. データの型：SHORT
  3. データサイズ：1
  4. データ値：コード0-4

データ値は上位２バイトが読まれ、下位２バイト「00 00」は無視します。コードは以下の様な意味です。

  • 0: 黒モードモノクロ（白=0、黒=2BitsPerSample-1）
  • 1: 白モードモノクロ（白=2BitsPerSample-1、黒=0）
  • 2: RGBダイレクトカラー（最小値=0、最大値=2BitsPerSample-1）
  • 3: カラーマップ（カラーマップ数=2BitsPerSample）
  • 4: 論理マスク

サンプルTIFFの場合

01 06 | 00 03 | 00 00 00 01 | 00 02 00 00

で「00 02」なので、RGBダイレクトカラーに設定されています。下位バイト「00 00」は無視します。

6. StripOffsets

　画素データはいくつかに分けて保管されています。 この分けた固まりをストリップ(Strip)といいます。StripOffsetsにはストリップの開始位置を記載します。複数のストリップがある場合は、データ値にストリップの位置を羅列した場所を指定します。

  1. タグ番号：01 11
  2. データの型：SHORTまたはLONG
  3. データサイズ：ストリップの個数
  4. データ値：ストリップの開始位置（ストリップが複数の場合は、ストリップの開始位置がかかれた位置がかかれる）

サンプルのTIFFでは

01 11 | 00 04 | 00 00 00 01 | 00 00 00 9A

とありストリップは１つです。そして、「9A」がストリップの開始位置になります。「9A」から画素データが開始されることになります。

7. RowsPerStrip

 一つのストリップに含まれる画像データの行数です。

  1. タグ番号：01 16
  2. データの型：SHORTまたはLONG
  3. データサイズ：1
  4. データ値：ストリップの行数

サンプルのTIFFの場合

01 16 | 00 03 | 00 00 00 01 | 00 96 00 00

とあるのですべての行(96は10進数で150)がひとつのストリップに含まれることになります。ストリップがひとつしかないので当たり前ですが。

8. StripByteCounts

 ストリップに含まれる画素データのバイト数をあらわします。ストリップが複数ある場合は、ストリップのバイト数を羅列した位置をデータ値に指定します。

  1. タグ番号：01 17
  2. データの型：SHORTまたはLONG
  3. データサイズ：ストリップの個数
  4. データ値：ストリップのデータバイト数

サンプルのTIFFでは

01 17 | 00 04 | 00 00 00 01 | 00 01 07 AC

となっており、ひとつのストリップに「107AC=67500個」のバイト数のデータがあることになります。この画像データは

　150\times 150\times 3=67500

なのでひとつのストリップにすべての画素データが入っていることがわかります。

9. XResolusion

幅方向の解像度です。測定単位は後に記載するResolutionUnitで決定します。

  1. タグ番号：01 1A
  2. データの型：RATIONAL
  3. データサイズ：1
  4. データ値：画像幅方向の解像度(ピクセル/測定単位)

10. YResolusion

高さ方向の解像度です。測定単位は後に記載するResolutionUnitで決定します。

  1. タグ番号：01 1B
  2. データの型：RATIONAL
  3. データサイズ：1
  4. データ値：画像の高さ方向の解像度(ピクセル/測定単位)

11. ResolusionUnit

画像解像度を決める際の測定単位です。デフォルトは2になっています。

  1. タグ番号：01 28
  2. データの型：SHORT
  3. データサイズ：1
  4. データ値：1->単位は処理プログラムにまかせる、2->インチ(inch)、3->センチメートル(cm)

サンプルTIFFでは記載がないので、単位はデフォルトでインチとなります。

12. ColorMap

PhotometricInterpretationで4のカラーマップを選んだ場合に、画素に対応した色を設定します。カラーマップテーブルがない場合はゼロをデータ値に設定します。カラーマップは画素ごとにRGBの３色を設定する必要があるので、データサイズは3☓2BitsPerSampleになります。

  1. タグ番号：01 40
  2. データの型：SHORT
  3. データサイズ：3☓2BitsPerSample
  4. データ値：カラーマップテーブルの位置

データ値にはカラーマップテーブルの位置を記述します。

 

著者：安井 真人(やすい　まさと)

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