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我所信息研究室一直承擔著自治區體育系統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體育運動發展變遷和重要人物、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。但隨著科技的進步，設備的更新，模擬錄像設備、技術已逐漸被淘汰，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、磁粉脫落等現象日趨嚴重，如再不進行有效的搶救，可能會永遠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。根據中華人民共和國行業標準《磁性載體檔案管理與保護規范》，要求資料庫溫濕度變化范圍應在溫度15-27℃、相對濕度40-60%范圍內選定一組值，一旦選定，在24小時內溫度變化不得超過±3℃、相對濕度變化不得超過±5%。最佳環境溫度是18℃、相對濕度是40%。同時對防磁、防火、放置、保養及維護等方面都提出了具體要求。標準還建議，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行數字化搶救，以便科學有效的進行管理和研究。 1各類影像資料現狀和存放問題 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備也多達4種不同規格，視頻畫面清晰度從240線、320線、450線、到550線跨度非常大，視頻標準和輸出制式也不盡相同，設備和錄像帶的多樣性為影像數字化采集工作帶來了一定的技術難度。在正常保存環境中（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，倒帶間隔應視保存環境不同相應縮短。同時塵土會使錄像帶記錄有信息的磁層磨損，重放時出現信號跌落、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、變脆或發生復印效應及生霉，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。經檢查發現我所的影像資料錄像帶80%已經過了保存時限，因此，影像數字化工作勢在必行。 2影像資料數字化工作的整體思路 進行搶救性的保護措施，目前有兩種方法：一種就是采用老辦法進行模擬拷貝復制；另一種就是利用數字技術轉到其它存儲媒介上保存。模擬拷貝復制，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。而通過數字技術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的不斷發展，數字視頻的應用不斷增加，從VCD、DVD到最新的藍光技術，使視頻存儲的方式發生了根本的革命，為開展影像數字化工作奠定了堅實的技術支撐。 2.1模擬/數字轉換采集 傳統的各類錄像帶均是用模擬信號進行錄制的，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變為數字的電信號，稱為模擬信號的數字化。通常采用PCM（脈沖編碼調制）技術來實現。 整個模數轉換過程包括：取樣、量化和編碼。模數轉換器對模擬信號進行脈沖取樣和量化后用二進制碼表示，數字采集系統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，量化級數足夠多，就完全可以做到與原始視頻畫面一致。 模擬數字轉換采集是整個影像數字化工作的核心內容，它影響著最終采集到計算機中視頻質量的優劣。經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字化影像完全保留了原始的圖像質量。 2.2數字視頻編碼 通過采集卡采集的原始數字視頻文件（AVI格式）較大，必須通過計算機編碼壓縮成統一標準的視頻格式，縱觀目前計算機視頻編碼格式多達十幾種，視頻壓縮質量也不盡相同。結合我所現有影像資料的實際情況，同時參照有關國際通用視頻壓縮標準，決定選用MPEG2為視頻編碼標準。MPEG-2是動態圖像專家組的視頻和音頻壓縮國際標準。MPEG-2通常用來為數字電視廣播信號提供視頻和音頻編碼，包括衛星電視、有線電視等。MPEG-2經過少量修改后，也成為DVD產品的核心技術。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：空間相關性和時間相關性。這兩種相關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，只保留少量非相關信息進行保存，就可以大大節省空間。MPEG2視頻壓縮編碼技術參數設置也是影響圖像質量好壞的一個重要因素，通過實踐總結出一套統一適合的方案，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。只要嚴格按照以上參數進行數字化采集編碼，就可以保證圖像質量到達專業應用水準。 2.3存儲介質的選擇 隨著社會的進步和科學技術的發展，聲像資料的存儲介質也由傳統的磁帶介質存貯發展到光盤、硬盤以及閃存等多種新型載體存儲介質并存的局面。如何選擇和利用好影像資料的存儲介質，更好地保護和利用信息資源，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，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。硬盤存儲的優點是容量大、傳輸速度高、數據檢索使用方便、價格適中。缺點是數據過于集中，物理結構比較復雜，除了盤片外還有大量的電氣和機械機構，在使用中數據容易被更改或誤刪，有一定的風險，防震抗摔性差。數據安全存儲期限為10-12年。#p#分頁標題#e# 半導體存儲的優點是：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；支持寫入保護機制，防止數據被改寫；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，目前不適合數據的大規模存儲。 光盤是數字化信息存儲的理想載體，它是上世紀90年展起來的最重要的數據存儲技術。它的存取原理是：把激光束聚焦成1微米的微小光點，能量相應高度集中，從而使儲存載體上的被照射點產生化學物理變化，形成物理標記，用這種方法來進行數據記錄。光盤盤體的一般結構是由基片、存儲介質層和保護密封層組成。密封層一般使用硅樹脂材料做保護層，專門用來保護存儲介質層使之不受環境中的腐蝕性氣體、水蒸氣等有害物質的影響。光盤的優點（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）數據傳輸率高，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，就會出現保存了幾十年的數字化檔案，一旦離開了原有的軟硬件環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的存儲載體。光盤的壽命可以達到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，需根據資料的內容進行分類編目，立卷歸檔。建立紙質和電子數據庫管理的規范和標準，包括光盤號、影像內容、拍攝時間、關鍵詞等基本要素，便于檢索查找。同時建立嚴格的使用管理制度，避免影像資料的流失。同時為充分發揮聲像資料檔案的服務功能，拓寬服務渠道，借助于內部局域網建立聲像資料下載點播服務，可以起到科學研究和宣傳的雙重作用。 3小結 本文從工作實踐出發，討論了在體育影像數字化采集、壓縮編碼與存儲當中遇到的一些問題，并提出了解決問題的思路，以利于數字化影像工作在實際中的應用。
