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我所信息研究室一直承擔(dān)著自治區(qū)體育系統(tǒng)各類影像資料的攝制和保存歸檔工作。通過幾十年的積累，保存著大量記錄自治區(qū)體育運動發(fā)展變遷和重要人物、會議、比賽、科研影像的珍貴歷史資料，這些錄像帶非常珍貴，其中不少已是絕版。但隨著科技的進(jìn)步，設(shè)備的更新，模擬錄像設(shè)備、技術(shù)已逐漸被淘汰，模擬錄像帶也處于自然老化損毀之中。一部分錄像帶磁性信號衰減、磁粉脫落等現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，如再不進(jìn)行有效的搶救，可能會永遠(yuǎn)失去這些珍貴的歷史畫目前，影像錄像帶存放在資料室，受條件制約還不能做到恒溫、恒濕、防磁。根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《磁性載體檔案管理與保護(hù)規(guī)范》，要求資料庫溫濕度變化范圍應(yīng)在溫度15-27℃、相對濕度40-60%范圍內(nèi)選定一組值，一旦選定，在24小時內(nèi)溫度變化不得超過±3℃、相對濕度變化不得超過±5%。最佳環(huán)境溫度是18℃、相對濕度是40%。同時對防磁、防火、放置、保養(yǎng)及維護(hù)等方面都提出了具體要求。標(biāo)準(zhǔn)還建議，面，造成無法挽回的巨大損失。同時，大量的歷史影像資料以老式模擬錄像帶的保存方式也不利于觀看和共享。針對以上情況，為了更好的保護(hù)和利用好這些不可再生的影像資料，我所計劃對影像資料進(jìn)行數(shù)字化搶救，以便科學(xué)有效的進(jìn)行管理和研究。   1各類影像資料現(xiàn)狀和存放問題   我所目前保存的各類影像資料錄像帶有近500盤，但錄像帶格式較多，既有專業(yè)級別的BETACAMSP和3/4英寸金屬錄像帶，也有家用級別的VHS和BETAMAX錄像帶。同時和錄像帶配套的播放編輯設(shè)備也多達(dá)4種不同規(guī)格，視頻畫面清晰度從240線、320線、450線、到550線跨度非常大，視頻標(biāo)準(zhǔn)和輸出制式也不盡相同，設(shè)備和錄像帶的多樣性為影像數(shù)字化采集工作帶來了一定的技術(shù)難度。在正常保存環(huán)境中（溫度為18±1℃、相對濕度為40%）每間隔3.5年倒帶一次。如果不能保持上述溫、濕度范圍，倒帶間隔應(yīng)視保存環(huán)境不同相應(yīng)縮短。同時塵土?xí)逛浵駧в涗浻行畔⒌拇艑幽p，重放時出現(xiàn)信號跌落、噪音增大。過高的溫濕度和不正確的擺放方法會使磁帶變形、變脆或發(fā)生復(fù)印效應(yīng)及生霉，從而造成重放信號的丟失或失真。特別是激烈的碰擊和外強磁場都會使磁帶中的磁性分子的排列發(fā)生變化，從而影響記錄在磁帶上的信號。正常保存的磁性載體檔案，可保存10至15年。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)我所的影像資料錄像帶80%已經(jīng)過了保存時限，因此，影像數(shù)字化工作勢在必行。   2影像資料數(shù)字化工作的整體思路   進(jìn)行搶救性的保護(hù)措施，目前有兩種方法：一種就是采用老辦法進(jìn)行模擬拷貝復(fù)制；另一種就是利用數(shù)字技術(shù)轉(zhuǎn)到其它存儲媒介上保存。模擬拷貝復(fù)制，每翻錄一次都會使圖像信號損失20%左右，造成畫面清晰度變差。而通過數(shù)字技術(shù)采集的模擬信號可以保證畫面的清晰度不受影響。   隨著計算機視頻技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字視頻的應(yīng)用不斷增加，從VCD、DVD到最新的藍(lán)光技術(shù)，使視頻存儲的方式發(fā)生了根本的革命，為開展影像數(shù)字化工作奠定了堅實的技術(shù)支撐。   2.1模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換采集   傳統(tǒng)的各類錄像帶均是用模擬信號進(jìn)行錄制的，所謂模擬是指用電壓（電流）去模仿其他物理量的變化，一般來講把時間和幅度連續(xù)變化的信號稱為模擬信號。模擬信號最大的弱點是抗干擾能力差。把模擬的視頻電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的電信號，稱為模擬信號的數(shù)字化。通常采用PCM（脈沖編碼調(diào)制）技術(shù)來實現(xiàn)。   整個模數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括：取樣、量化和編碼。模數(shù)轉(zhuǎn)換器對模擬信號進(jìn)行脈沖取樣和量化后用二進(jìn)制碼表示，數(shù)字采集系統(tǒng)處理的不是整個信號的電壓波形，而是用近似的量化值去替代的。但是，只要取樣頻率足夠高，量化級數(shù)足夠多，就完全可以做到與原始視頻畫面一致。   模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換采集是整個影像數(shù)字化工作的核心內(nèi)容，它影響著最終采集到計算機中視頻質(zhì)量的優(yōu)劣。經(jīng)過實際測試最終選定德國AVID公司的廣播級采集卡，可以確保輸出生成的數(shù)字化影像完全保留了原始的圖像質(zhì)量。   2.2數(shù)字視頻編碼   通過采集卡采集的原始數(shù)字視頻文件（AVI格式）較大，必須通過計算機編碼壓縮成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式，縱觀目前計算機視頻編碼格式多達(dá)十幾種，視頻壓縮質(zhì)量也不盡相同。結(jié)合我所現(xiàn)有影像資料的實際情況，同時參照有關(guān)國際通用視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，決定選用MPEG2為視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2是動態(tài)圖像專家組的視頻和音頻壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2通常用來為數(shù)字電視廣播信號提供視頻和音頻編碼，包括衛(wèi)星電視、有線電視等。MPEG-2經(jīng)過少量修改后，也成為DVD產(chǎn)品的核心技術(shù)。使用MPEG-2的壓縮算法，可以把一部120分鐘長的電影壓縮到4到8GB的大小。MPEG-2圖像壓縮的原理是利用了圖像中的兩種特性：空間相關(guān)性和時間相關(guān)性。這兩種相關(guān)性使得圖像中存在大量的冗余信息。如果我們能將這些冗余信息去除，只保留少量非相關(guān)信息進(jìn)行保存，就可以大大節(jié)省空間。MPEG2視頻壓縮編碼技術(shù)參數(shù)設(shè)置也是影響圖像質(zhì)量好壞的一個重要因素，通過實踐總結(jié)出一套統(tǒng)一適合的方案，具體為：視頻分辨率720x576、縱橫比4:3、25幀／秒（PAL）、視頻及音頻比特率恒定為9.8Mbit/s。只要嚴(yán)格按照以上參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化采集編碼，就可以保證圖像質(zhì)量到達(dá)專業(yè)應(yīng)用水準(zhǔn)。   2.3存儲介質(zhì)的選擇   隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，聲像資料的存儲介質(zhì)也由傳統(tǒng)的磁帶介質(zhì)存貯發(fā)展到光盤、硬盤以及閃存等多種新型載體存儲介質(zhì)并存的局面。如何選擇和利用好影像資料的存儲介質(zhì)，更好地保護(hù)和利用信息資源，是目前必須要去研究和解決的問題。   磁帶存儲屬線性記錄介質(zhì)，涉及過多機械物理操作，沒有校驗操作，可靠性相對較差效率較低，同時對溫度濕度磁場等存放條件要求較高，存儲壽命在10-15年。硬盤存儲的優(yōu)點是容量大、傳輸速度高、數(shù)據(jù)檢索使用方便、價格適中。缺點是數(shù)據(jù)過于集中，物理結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，除了盤片外還有大量的電氣和機械機構(gòu)，在使用中數(shù)據(jù)容易被更改或誤刪，有一定的風(fēng)險，防震抗摔性差。數(shù)據(jù)安全存儲期限為10-12年。#p#分頁標(biāo)題#e#   半導(dǎo)體存儲的優(yōu)點是：小巧精致，便于攜帶，寫入快、防震抗摔、無噪音、不存在機械硬盤的尋道問題；支持寫入保護(hù)機制，防止數(shù)據(jù)被改寫；防潮防磁，耐高低溫（-40℃至+70℃），安全可靠性很好。但是由于單位存儲價格過高，目前不適合數(shù)據(jù)的大規(guī)模存儲。   光盤是數(shù)字化信息存儲的理想載體，它是上世紀(jì)90年展起來的最重要的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。它的存取原理是：把激光束聚焦成1微米的微小光點，能量相應(yīng)高度集中，從而使儲存載體上的被照射點產(chǎn)生化學(xué)物理變化，形成物理標(biāo)記，用這種方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。光盤盤體的一般結(jié)構(gòu)是由基片、存儲介質(zhì)層和保護(hù)密封層組成。密封層一般使用硅樹脂材料做保護(hù)層，專門用來保護(hù)存儲介質(zhì)層使之不受環(huán)境中的腐蝕性氣體、水蒸氣等有害物質(zhì)的影響。光盤的優(yōu)點（相對于磁性材料作為載體而言）：1）記錄密度高、存儲容量大，有海量存儲之稱。2）非接觸式的寫入和讀取信息，不會損壞光盤，故使用壽命較長。3）數(shù)據(jù)傳輸率高，存取速度快。4）存儲費用低。5）對溫度、濕度、磁場等環(huán)境因素不敏感，而且占用空間小，相對容易保存。6）相比磁帶復(fù)制速度快，且不損失信息，故清晰度高。其缺點是：光盤寫入和讀取所依賴的軟硬件更新速度太快，原有的光盤必須隨著軟硬件的更新而及時地升級拷貝。否則，就會出現(xiàn)保存了幾十年的數(shù)字化檔案，一旦離開了原有的軟硬件環(huán)境就無法讀取檔案信息的情況。盡管這樣，光盤還是比較適合作多媒體系統(tǒng)的存儲載體。光盤的壽命可以達(dá)到20-30年。因此，用光盤替代模擬錄像帶作為存儲載體是可行的。   2.4對數(shù)字化影像資料的歸檔管理及資源共享   為便于影像資料的保存和利用，需根據(jù)資料的內(nèi)容進(jìn)行分類編目，立卷歸檔。建立紙質(zhì)和電子數(shù)據(jù)庫管理的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，包括光盤號、影像內(nèi)容、拍攝時間、關(guān)鍵詞等基本要素，便于檢索查找。同時建立嚴(yán)格的使用管理制度，避免影像資料的流失。同時為充分發(fā)揮聲像資料檔案的服務(wù)功能，拓寬服務(wù)渠道，借助于內(nèi)部局域網(wǎng)建立聲像資料下載點播服務(wù)，可以起到科學(xué)研究和宣傳的雙重作用。   3小結(jié)   本文從工作實踐出發(fā)，討論了在體育影像數(shù)字化采集、壓縮編碼與存儲當(dāng)中遇到的一些問題，并提出了解決問題的思路，以利于數(shù)字化影像工作在實際中的應(yīng)用。