TIFF

3. 특징

TIFF 파일은 하나 이상의 이미지를 포함할 수 있으며, 각 이미지는 이미지 파일 디렉토리(IFD)라는 데이터 구조로 관리된다. IFD는 TIFF(Tagged Image File Format)라는 이름이 유래된 '태그'를 포함하며, 각 태그는 이미지 너비, 높이, 압축 방식, 메타데이터 등 이미지에 대한 특정 정보를 나타낸다.^[12] 각 IFD는 다음 IFD를 가리키는 포인터를 가질 수 있어, 하나의 파일 안에 여러 이미지를 순차적으로 저장하는 것이 가능하다.

TIFF 이미지는 기본적으로 픽셀의 직사각형^[12] 격자로 구성되며, 수평 및 수직 이미지 해상도는 다를 수 있다. 이미지 데이터는 세로 방향으로 여러 개의 '스트립(strip)'으로 나누어 저장하거나, 가로와 세로 모두 작은 단위로 나뉜 '타일(tile)' 형태로 저장될 수 있다. 이는 과거 메모리 제약이나 현재의 편집 유연성 등을 고려한 구조이다.^[9] 각 스트립이나 타일 내의 픽셀 데이터는 행 우선 순서로 배열된다.

하나의 픽셀은 하나 이상의 '샘플(sample)'로 구성된다. 예를 들어 RGB 색상 모델 이미지는 픽셀당 3개의 샘플(빨강, 초록, 파랑)을 가지며, 회색조 이미지는 1개의 샘플을 가진다. TIFF는 가산 혼합(RGB, RGBA)과 감산 혼합(CMYK 색상 모델) 색상 모델을 모두 지원하며, 다양한 비트 심도를 지원하여 폭넓은 색상 표현이 가능하다. 또한, 무손실 압축과 손실 압축 등 다양한 압축 방식을 지원한다.

이미지 데이터 외에도 Artist(제작자), Copyright(저작권), DateTime(날짜/시간) 등 다양한 텍스트 기반 메타데이터를 파일 내에 저장하는 기능을 지원한다. 이러한 유연성 덕분에 TIFF는 다양한 이미지 형식(JPEG, PackBits 등)을 담는 컨테이너 역할을 할 수 있으며, 벡터 기반의 클리핑 패스나 레이어 같은 추가 정보도 포함할 수 있다. 다만, 높은 유연성은 소프트웨어 간 호환성 문제를 야기하기도 했으며, 이를 해결하기 위해 모든 TIFF 리더가 지원해야 하는 최소 기능 집합인 'Baseline TIFF'가 정의되었다.^[9][10]

3. 1. 높은 호환성 및 유연성

• 색상 모델 및 비트 심도: 흑백 2값, 그레이스케일부터 RGB, CMYK 등 다양한 색상 모델을 지원한다. 또한 채널당 1, 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 32비트 정수는 물론 16, 32, 64비트 부동소수점까지 매우 폭넓은 비트 심도를 지원하여 색상 표현의 제약이 적다.
• 압축 방식: 무손실 압축 방식인 LZW, ZIP, PackBits 뿐만 아니라 손실 압축 방식인 JPEG 압축도 지원한다.^[9] 이미지 품질 저하 없이 데이터를 보존해야 할 경우 무손실 압축을, 파일 크기를 줄이는 것이 중요할 경우 JPEG 압축을 선택할 수 있다. 단, LZW 압축은 과거 특허 문제로 사용에 제약이 있었으나 현재는 만료되었다.
• 추가 정보 저장: 이미지 데이터 외에도 벡터 기반의 클리핑 패스(윤곽선, 자르기 등)나 레이어, 페이지 정보 등을 파일 내에 함께 저장할 수 있다.

3. 2. 다양한 압축 방식 지원

• 무압축: 압축을 전혀 사용하지 않는 방식이다.
• ITU-T Group 3 1차원 수정 허프만 RLE: 팩시밀리 전송 표준인 ITU-T T.4 권고안에 기반한 압축 방식이다. 주로 흑백 이미지에 사용된다.
• PackBits: 런 길이 부호화의 일종으로, 반복되는 데이터를 효율적으로 압축한다.

• LZW: 무손실 압축 알고리즘으로, 한때 TIFF의 표준 압축 방식으로 여겨지기도 했다. 그러나 LZW 알고리즘은 특허 문제로 인해 자유롭게 사용하기 어려웠던 시기가 있었다.^[9] 이 특허는 2003년과 2004년에 만료되어 현재는 자유롭게 사용할 수 있다.^[31] 파일 크기를 줄이는 데 효과적이며, 다양한 종류의 이미지에 적용 가능하다.
• JPEG: 손실 압축 방식으로, 주로 사진과 같은 연속 톤 이미지의 파일 크기를 크게 줄이는 데 사용된다. TIFF 6.0 사양부터 지원되기 시작했다.^[9] JPEG 압축을 사용하는 TIFF 파일은 편집 후 다시 저장할 때 이미지 품질이 손실될 수 있다. 초기 TIFF 6.0의 JPEG 압축(Compression=6)은 사양상의 결함과 구현의 어려움이 지적되어, 이후 어도비 기술 노트를 통해 새로운 방식(Compression=7)이 도입되었다. 하지만 호환성 문제로 인해 기존 방식도 여전히 사용되고 있어, JPEG 압축 TIFF 파일은 호환성이 낮은 경우가 있다.
• ZIP/Deflate: 무손실 압축 방식으로, LZW와 유사하게 파일 크기를 줄이는 데 사용된다. 어도비 포토샵 등에서 지원한다.

3. 3. 멀티 페이지 기능

3. 4. 이미지 편집에 적합

• 편집 소프트웨어 호환성: 대부분의 이미지 편집용 소프트웨어는 TIFF 형식을 지원한다.
• 화질 보존: JPEG 압축을 사용하지 않는 한, 이미지를 여러 번 저장해도 기본적으로 화질이 저하되지 않는다. 이는 무손실 압축 또는 비압축 방식으로 데이터를 저장할 수 있기 때문이다. 표준 JPEG 파일과 달리, 무손실 압축을 사용하는 TIFF 파일은 편집과 재저장 과정에서 이미지 품질 손실 없이 작업할 수 있어 이미지 보관에도 유용하다.
• 다양한 색상 표현: 색상 표현에 대한 제약이 매우 적다. 채널당 색상 수로 1, 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 32비트 정수나 16, 32, 64비트 부동소수점 등 다양한 비트 심도(bit depth)를 지원하여 폭넓은 색상 표현이 가능하다.

4. 상세 구조

TIFF 파일은 사양에서 "서브파일"이라고 부르는 하나 또는 여러 개의 이미지를 포함할 수 있다. 여러 페이지의 팩시밀리 문서를 하나의 파일로 저장하는 것이 대표적인 사용 사례이지만, 같은 이미지의 다른 버전(예: 해상도 차이)을 저장하는 데 사용될 수도 있다. 각 서브파일은 이미지 파일 디렉토리(IFD, Image File Directory)라는 데이터 구조를 중심으로 구성되며, 각 IFD는 다음 IFD를 가리켜 여러 이미지를 연결할 수 있다.

IFD는 TIFF(Tagged Image File Format)라는 이름의 기원이 된 태그(tag) 정보를 담고 있다. 각 태그는 이미지 데이터의 위치, 데이터를 해석하는 방법, 이미지 메타데이터 등 다양한 정보를 지정한다.

TIFF 이미지는 기본적으로 픽셀의 직사각형^[12] 격자로 구성되며, 가로(너비)와 세로(길이) 이미지 해상도는 서로 다를 수 있다. 이미지 데이터는 전체 이미지를 수직으로 나눈 하나 이상의 스트립(strip)으로 구성되거나, 가로와 세로 모두 작은 단위로 나눈 타일(tile) 형태로 구성될 수 있다. 이러한 분할 방식은 과거 메모리가 제한적인 환경에서 데이터를 처리하거나, 현재는 편집 유연성 및 효율적인 입출력 처리를 위해 사용된다.^[9] 각 스트립이나 타일 내의 픽셀 데이터는 일반적으로 행 우선 순서로 배열된다.

하나의 픽셀 데이터는 하나 이상의 샘플(sample)로 구성된다. 예를 들어, RGB 색상 모델 이미지는 픽셀당 빨강, 초록, 파랑 3개의 샘플을 가지며, 회색조 이미지는 1개의 샘플을 가진다. TIFF는 가산 혼합(예: RGB, RGBA) 및 감산 혼합(예: CMYK 색상 모델) 색상 모델을 모두 지원하며, 픽셀당 샘플 수나 각 샘플의 비트 수에 제한을 두지 않아 다중 분광 이미지나 하이퍼 스펙트럼 이미지와 같이 많은 샘플을 필요로 하는 과학 데이터 저장에도 유용하다. 샘플 값은 기본적으로 부호 없는 정수 형식이지만, 확장을 통해 부호 있는 정수나 IEEE 754 부동소수점 형식도 사용할 수 있다.

TIFF 이미지는 압축되지 않은 상태로 저장되거나, 무손실 압축(예: LZW, PackBits) 또는 손실 압축(예: JPEG) 방식을 사용하여 압축될 수 있다.

파일 내 대부분의 데이터는 숫자 형식이지만, Artist(제작자), Copyright(저작권), DateTime(날짜/시간) 등 특정 태그에는 텍스트 형식의 메타데이터를 저장하는 것도 지원한다.

기준 TIFF 이미지 유형은 다음과 같다.^[9]

• 이진 이미지
• 회색조 이미지
• 팔레트 색상 이미지
• RGB 풀 컬러 이미지

• CMYK 이미지
• YCbCr 이미지
• 하프톤 힌트가 포함된 이미지
• 타일형 이미지
• CIE Lab 이미지

4. 1. 태그 기반 구조

4. 2. 이미지 파일 디렉토리 (IFD)

4. 3. 태그

4. 4. 스트립과 타일

4. 5. 샘플

4. 6. 바이트 순서

5. 압축 방식

TIFF 파일 형식은 이미지 데이터를 효율적으로 저장하고 전송하기 위해 다양한 이미지 압축 기술을 지원한다. 압축은 파일 크기를 줄여 저장 공간을 절약하고 네트워크 전송 시간을 단축하는 데 중요한 역할을 한다.

TIFF에서 사용되는 압축 방식은 크게 데이터 손실 없이 원본 이미지를 완벽하게 복원할 수 있는 무손실 압축과, 약간의 이미지 품질 저하를 감수하며 압축률을 높이는 손실 압축으로 나눌 수 있다. TIFF는 이 두 가지 유형의 압축 방식을 모두 지원하여 사용 목적에 따라 적합한 방식을 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.^[9] 예를 들어, 이미지 편집 및 보존에는 무손실 압축이 선호되고, 웹 게시나 이메일 전송 등 파일 크기가 중요한 경우에는 손실 압축이 사용될 수 있다.

TIFF 표준은 기본적인 압축 방식 몇 가지를 정의하고 있으며, 이 외에도 다양한 확장 압축 기술을 지원하여 폭넓은 호환성과 기능을 제공한다.^[9]

5. 1. 주요 압축 방식

• 무압축: 이미지 데이터를 압축하지 않고 그대로 저장한다. (태그 값: 1)
• CCITT Group 3 1차원 수정 허프만 RLE: ITU-T T.4 권고안에 기반한 압축 방식이다. (태그 값: 2)
• PackBits: 런 길이 부호화의 한 종류이다. (태그 값: 32773 또는 8005₁₆)

• CCITT T.4 (Group 3 Fax): 흑백 이미지 압축에 사용된다. (태그 값: 3)
• CCITT T.6 (Group 4 Fax): 흑백 이미지 압축에 사용된다. (태그 값: 4)
• LZW (Lempel-Ziv-Welch): 파일 크기를 줄이기 위한 무손실 압축 기술이다. 2004년 관련 특허가 만료되기 전까지는 사용에 제약이 있었다. (태그 값: 5)
• JPEG: 손실 압축 방식으로, 주로 사진과 같은 연속 톤 이미지에 사용된다. TIFF 6.0에서 처음 도입되었으나, 초기 버전(Compression=6, 태그 값: 6)은 사양 결함 문제가 있어 이후 개선된 버전(Compression=7, 태그 값: 7)이 권장된다.^[22] 하지만 호환성 문제로 구 버전도 여전히 사용되고 있다.
• Deflate (zlib): 어도비에서 변형하여 사용하는 무손실 압축 방식이다. ZIP 압축과 유사하다. (태그 값: 8)

대부분의 TIFF 편집 및 뷰어 프로그램은 이러한 압축 방식 중 일부를 지원하지만, 모든 프로그램이 모든 압축 방식을 지원하는 것은 아니다.^[18][19][20] 따라서 호환성을 위해서는 Baseline TIFF 기능(무압축, CCITT G3, PackBits)을 사용하는 것이 가장 안전하다.

6. 확장 형식

TIFF 파일 형식은 32비트 오프셋을 사용하므로 파일 크기가 약 4 기비바이트로 제한된다. 이러한 제한을 극복하기 위해 더 큰 파일 크기를 지원하는 BigTIFF 형식이 개발되었다.^[36][37]

디지털 카메라 이미지 파일 형식인 Exif 규격^[38] 역시 TIFF를 기반으로 한다. 비압축 이미지 데이터의 경우, Exif 파일은 몇 가지 개인 태그를 제외하면 TIFF 파일과 거의 동일하다. 반면, JPEG 압축 이미지 데이터의 경우, Exif는 JPEG 파일 교환 형식을 따르지만 파일의 APP1 세그먼트에 TIFF 구조를 내장한다. 이 내장된 TIFF 구조에서 첫 번째 IFD(Image File Directory, Exif 규격에서는 '0번째 IFD'로 칭함)는 이미지 데이터 없이 주 이미지에 대한 메타데이터만 포함한다. 썸네일 이미지는 두 번째 IFD(Exif 규격에서는 '1번째 IFD'로 칭함)에 저장될 수 있다. 단, Exif 오디오 파일 형식은 TIFF 기반이 아니다.

Exif는 카메라 설정이나 지리적 위치 정보 등 다양한 이미지 메타데이터를 위한 많은 개인 태그를 정의한다. 이러한 Exif 관련 태그들은 일반적인 TIFF IFD에 직접 기록되지 않고, 주 IFD 내의 특정 개인 태그가 가리키는 별도의 전용 IFD에 저장된다.

6. 1. BigTIFF

7. 팩시밀리에서의 활용 (TIFF-F)

TIFF 형식에는 팩시밀리(FAX) 데이터를 표현하기 위한 프로파일인 TIFF-F가 존재한다. 이는 RFC 2306 ( Tag Image File Format (TIFF) - F Profile for Facsimile^eng ) 에서 정의되어 있다.

TIFF-F는 팩스 송수신에 사용되는 MH, MR, MMR과 같은 압축 방식을 지원하므로, 송수신 데이터를 파일로 만들 때 변환 과정을 최소화할 수 있다. 또한, 여러 페이지를 하나의 파일로 묶는 멀티 페이지 기능을 지원하며, 다른 이미지 형식으로는 표현하기 어려운, 픽셀의 가로세로 비율이 다른 이미지도 표현할 수 있다는 장점이 있다.

인터넷 팩스( InternetFAX^eng ) 규격 중 하나인 T.37에서는 송수신 파일 형식으로 TIFF-F를 사용하도록 명시하고 있다. 윈도우 FAX 서비스나 다른 T.37 게이트웨이 장비들은 수신된 팩스를 TIFF 파일이 첨부된 전자 메일 형태로 전송하기도 한다. 이와 관련된 MIME 유형으로 `image/tiff-fx` (RFC 3949 및 RFC 3950에 정의됨)가 있으며, 이는 TIFF 6.0을 기반으로 인터넷 팩스에 사용되며 흑백, 회색조 및 컬러 팩스를 지원한다.^[39]

한편, 클라우드 기반 팩시밀리 서비스에서는 TIFF-F 외에 다른 형식을 사용하기도 한다. 예를 들어 일본 NTT 동서 지역 회사의 "FAX 알림 메일" 서비스는 사용자가 직접 브라우저로 로그인하여 TIFF 파일을 다운로드해야 한다.^[57] eFax는 PDF 파일을 첨부한 메일로 팩스를 전송하며^[58], NTT 동일본이 제공했던 "히카리 FAX" 앱(서비스 종료^[59])은 수신 내용을 페이지별 JPEG 파일로 변환하여 저장했다. 한국의 경우에도 클라우드 기반 팩시밀리 서비스에서는 TIFF 외에도 PDF, JPEG 등 다양한 형식으로 팩스 데이터를 제공하는 경우가 많다.

8. 관련 형식

TIFF 형식을 기반으로 하거나 관련된 여러 파일 형식들이 존재한다. 대표적인 예로 디지털 카메라 이미지 파일에 널리 사용되는 Exif 형식이 있다. Exif는 TIFF 규격을 기반으로 이미지 메타데이터를 저장하는 방식을 정의한다.

8. 1. Exif

참조

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