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数字图书馆中图象信息的处理和存储
http://www.edu.cn 2006-11-08 15:28:00 作者:刘炜;赵亮

    建议硬件
    图象处理属于需要很多浮点运算并且是大容量数据处理的计算任务。因此对图象处理的硬件要求就会比普通应用要高一些。同时合适的硬件和软件也是保证这一工作顺利开展的条件。本文结合目前市场上的主流机型情况,结合图象处理的实际需要,给出如下的建议硬件方案。需要注意的是,作图象处理的计算机其CPU应具有较强的浮点运算能力,且具有较多的内存及外存。

    15英寸或以上SVGA显示器
    IntelPentiumII200Mhz以上CPU*
    64MBSDRAM
    4G以上高速硬盘(支持DMA33为佳)
    24倍速以上CD-ROM(或CD刻录机)
    24bit彩色,光学分辨率300DPI以上扫描仪
    4M以上显存AGP显示卡
    *由于目前其他兼容CPU在浮点运算能力与INTEL公司产品有一定距离,因此作图象处理的硬件本文不推荐使用非INTEL公司的CPU。

    对于电脑中其他与图象处理关系不大的硬件,本文不再做推荐与规定。图象处理的软件可采用ADOBE公司的PHOTOSHOP软件,这是目前用得最多,功能也很强的平面图象处理软件。

    处理流程

    对于图象处理来讲,规范操作过程是提高质量及效率的首要条件。因此本文提出如下的建议流程,其中要点就是如何采集好存储层的图象,如何在保证一定的图象质量的情况下来生成网络层的图象。当然无限制地追求质量是不现实,一个最主要的基本点就是如何在保证一定的质量条件下尽量地压缩数据容量。

    本文建议处理流程如下:

    扫描图象(300DPI,24BIT/PIX)*
    图象锐化处理(即SHARPEN处理)
    旋转图象(ROTATE),以使图象符合阅读习惯方向
    色彩调整
    加入数字水印
    存储存储层图象(TIFF/LZW)
    将图象缩小至网络层规格[800x800(max)]
    存储网络层图象(JPEG)
    批量生成索引层图象(软件自动生成,TIFF)*
    *一般来讲,目前很多的扫描仪其光学分辨率超过300DPI,如扫描仪光学分辨率较高,也可考虑以较高分辨率扫描,再缩小至300DPI的图象,这样可提高扫描图象的质量。

    可选步骤。

    *因网络层的图象为受损压缩格式,索引层图象以存储层的图象作为原本自动压缩生成更为妥贴,由于原图为受损压缩格式,保留了每个图象点的信息,因此压缩程序处理起来也更为方便。

    另外需要指出的是,因大多数的显示器实际显示分辨率都不是很高。建议在处理网络层和索引层的图象时,将图象分辨率定在业界标准72DPI为好,这样处理的图象在实际显示时不会显得过大或过小。

    如果因为今后标准有所变化,对于重新应用或重新界定新的层次标准,即使我们定的新标准比网络层的要求低,我们也不能直接用网络层的图象来进行编辑以得到新的应用级的图象,因为网络层的图象是有损图象格式,对它的再编辑只会导致更多的图象细节的损失(甚至在相同的存储标准下)。
 

    展望未来

    从目前的发展趋势看,本文作者认为未来的发展趋势中有如下几点将对图象资源的数字处理及应用产生重大影响。

    6.1动态图象的处理

    目前信息资源的利用,尤其是网络应用,已经不单单是局限于平面图象的应用,而对于动态视频图象的应用越来越多。对于动态图象来说,同样也存在一个标准的问题,因此如何来界定一个动态图象的交换标准就显得非常重要。但是由于目前技术的限制,尚还没有一种动态图象技术,能够满足在现有带宽条件下高质量的动态图象显示。从技术理论的角度看,如果网络带宽没有一个质的飞跃,也很难达到这一要求。但是并不是说目前的技术发展不快,相反来说应该说是发展很快,这样相对于平面图象来讲,动态图象的格式就显得更为纷繁复杂,因此界定一个动态图象视频的标准就显得尤为重要。即使说因为目前技术还很不成熟,对于网络层的应用很难订立出一个现实的标准,我们也应该至少订立出一个存储级的标准,以满足未来对于动态图象视频的需求。

    存储技术的发展

    在我们考虑图象处理的建议标准时,感到受到现有存储技术的限制较多。比如对于存储级的标准来说,如果目前的存储技术与电脑能力又有一个大的飞跃的话,目前的标准应该说是可以再提高一步的,因为对于图象数字化的另外一面,即图象采集这一部分来说,目前设备的能力已经大大超越了我们的标准。但是如果我们充分发挥了现有采集设备的能力,采集的图象精度很高,现有的存储设备就要不堪负担或者会成本过高。同时从现有的标准再往上提升的话,在现有的回显设备上人的视觉上已较难分辨出多大区别。

    从存储技术的发展来看,向更快速度、更大容量及更低价格发展。从大容量及低价格的角度来看,DVD系列的存储设备较有前途,因为它将现有光存储设备的能力提高了一个数量级,同时也已初步商业化,大量应用只是时间问题。从高速、大容量的角度看,更大容量的硬盘以及由其组成的磁盘阵列发展速度也相当快,它最大的功用是将目前存储介质的存储速度提高了一个数量级。这为海量数据应用的图象或动态图象视频的应用提供了条件。

    相对于硬盘或磁盘阵列来讲,光盘的存储速度较慢,但是容量很大,价格也便宜,笔者认为,我们可以套用缓存的概念,将光盘与磁盘阵列结合起来,让高速的磁盘阵列来作为光盘库的大容量缓存,以这样的方法来满足大容量实时数据应用的需求。

    在存储设备的能力有了进一步的提高后,现有存储级的标准确实可以做进一步的提高。而对于按现有标准已采集的数字化图象,则可采用软件插值的方法以进一步提高其视觉质量。

    网络带宽及电脑能力的增加

    目前困扰因特网应用的因素可以说是多种多样,但其中最现实的恐怕就是带宽问题了。没有足够的带宽就不成其为信息高速公路,没有足够的带宽因特网的影响力与作用仍然有限。解决带宽的问题虽然说是有很多困难,比较复杂,但笔者对此充满信心。信息领域的发展速度从来都不慢,从个人电脑的发展史来看,也能说明这一问题,因特网也一样。带宽问题终能够逐步得以解决。同样道理,目前个人电脑的能力可以说是很强,但对于大容量的图象处理以及实时动态视频处理方面,个人电脑似乎还需要有很大的发展才能真正满足应用的需求。令人欣慰的是,个人电脑行业的摩尔定律到现在为止尚无被打破的迹象,也就是说其发展的余地远未达到技术上的极限,因此个人电脑的能力一定会如以往那样每年都会有一个飞跃。

    问题是网络的带宽提高了,个人电脑的能力增强了,对我们的标准会有何影响呢?最大的影响就是在网络层的应用上面,如果有必要的话,我们就需要重新定义我们网络层及索引层的图象标准以满足需求。在我们的建议标准标准中,网络层的图象是从存储层的图象生成而来,因此可以根据实际的需求来进行重新生成处理,这样就保证了一段时间内网络带宽和个人电脑能力的变化所带来的新的要求。因为在几年内,一般还不太会出现网络及应用层的应用要求超出现有存储层的图象标准。

    图书馆图象资源数字化的工作是整个图书馆数字化工作的重要基础,而图书馆的信息资源唯有数字化方能在现今的网络社会中更大地发挥作用。因此抓紧图书馆图象资源的数字化工作其重要性是不言而喻的,期望本文能对目前的图书馆图象资源的数字化工作起一点促进作用。

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