计算机图像信息资源管理研究，本文主要内容关键词为：信息资源论文,图像论文,计算机论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
【分类号】TP.391，G354
在国民经济发展、现代化社会建设和人们生活中大量地、经常地应用到图像信息资源，如在影视、新闻出版等文化艺术领域等，因而，图像信息资源管理系统有广阔的应用前景，加强图像信息的应用研究，需要对需要应用图像信息处理技术的领域（如经济建设、企业经营、国家安全和反恐斗争等部门）如何有效应用相关的图像信息处理技术，针对图像信息的获取与表示、存储与检索、识别与监测、网络化压缩传输、进行创新应用研究的方式、方法，促进图像信息资源在社会各领域中更好的应用，加快社会信息化进程。应用图像信息的本质特征是图像信息的快速、可靠，因此有必要在在获取与表示、存储与检索识别与监测、网络化的图像信息共享等几个方面加强研究。
1 图像信息资源获取、组织与表示
管理应用人员需要熟悉常用的几种图像输入、输出硬件，了解几种在日常生活中会遇到的图像文件格式及常见的图像类型。
1.1 常用的几种图像输入、输出硬件
随着成像技术应用的不断扩大，图像信息获取的方式越来越变得相对简单，例如，在空间探测、遥感、军事侦察与精密制导、生物医学、工业检测等许多方面都成功地应用扫描仪、摄像机、打印机等图像输入、输出硬件，并积累了大量的经验。作为图像处理系统的输入设备，扫描仪和数字相机由于价格比较低廉、操作比较方便，越来越受到人们的青睐，管理应用人员需要了解它们的工作原理及使用方法。
1.2 图像文件格式
利用计算机进行图像处理技术研究以及理解日渐成熟，相应地，许多不同的开发公司、厂家已经开发出专用的图像信息处理技术的设备和软件，有些已向通用化发展，并已得到越来越广泛的应用。在图像生成过程中，图像是以文件形式存储的，由于会产生多种数据，而且各种开发的图像处理软件和设备使用自己的文件格式保存图像，因此形成了目前这种多种图像文件格式共存的局面。从总体上看，图像文件格式分两大类：一类是静态图像文件格式，一类是动态图像文件格式。静态图像文件格式有：GIF，TIF，BMP，PCX，JPG，PCD等；动态图像文件格式有AVI，MPG等。另外，利用Flash可以制作出一种后缀名为SWF（Shockwave Format）的动画，这种格式的动画图像能够用比较小的体积来表现丰富的多媒体形式。在图像的传输方面，不必等到文件全部下载才能观看，而是可以边下载边看，因此特别适合网络传输，特别是在传输速率不佳的情况下，也能取得较好的效果。事实证明SWF如今已被大量应用于Web网页进行多媒体演示与交互性设计。此外，SWF动画是基于矢量技术制作的，因此不管画面放大多少倍，画面不会因此而有任何损害。SWF格式作品以其高清晰度的画质和小巧的体积，受到了越来越多网页设计者的青睐，也越来越成为网页动画和网页图片设计制作的主流。SVG是目前最火热的图像文件格式了，它的英文全称为Scalable Vector Graphics（可缩放的矢量图形）。它是基于XML（Extensible Markup Language），由World Wide Web Consortium（W3C）联盟进行开发的。严格说来这应该是一种开放标准的矢量图形语言，可让你设计高分辨率的Web图形页面。用户可以直接用代码来描绘图像，可以用任何文字处理工具打开SVG图像，通过改变部分代码来使图像具有交互功能，并可以随时插入到HTML中通过浏览器来观看。
还有其它一些非主流图像文件格式如DXF、 EMF等，这里不再赘述了。各种图像文件格式，可以说它们各擅胜场，各有优劣，在特定的应用领域都有自己独到的优点。随着计算机图像处理的发展，更高级、更优秀、更好用的图像文件格式将会相继出现，反过来也将推动图像处理的发展。
由于绝大多数的图像文件都使用了某种压缩方法来保存图像数据，因此，按照其所使用的压缩方法，对图像文件进行分类，通常情况下，图像文件的扩展名表示了图像文件的存贮压缩方式。一些格式，如TIF，PCX，BMP等是众所周知的，由于新出现的图像软件支持他们，所以有着强大的生命力，管理应用人员需要了解几种在日常生活中会遇到的图像文件格式的基本特点、表达图像质量的空间需求和能力不同之处，选择适当的文件格式以便存储、显示图像，确保应用图像的质量、存储速度贴近用户需求；在必要时若转换图像格式时也能做到心中有数。
1.3 常见的图像类型
由于图像信息的复杂性和应用方面对图像信息的要求多样化，图像信息呈现出多种不同的表现方式。图像类型的不同在于描述每个像素所用的数据位数不同，以及构成图像颜色的数量不同。大多数图像处理软件所支持的图像类型为黑白类型、灰度类型、索引类型（包括索引16色，索引256色）、真彩色类型，根据所使用的色彩系统的不同，真彩色类型又可以分为RGB真彩色模式，CMYK真彩色模式，HSB模式和LAB模式。类型模式选择主要考虑实际使用中的质量、操作方便等因素。
2 图像信息资源存储与检索
数字图像信息资源存储与检索的关键技术主要包含如何对数字影像的内容进行索引、影像内容的分段，当今居于主流的基于内容的图像检索是研究的热点。基于图像色彩特征的索引存在的主要问题是人对色彩特征的视觉感知方面考虑得仍然不够，关于两种色彩之间的相似度的定义和视觉上人对相似色彩的判定仍有一定的差距。实际上人对图像画面的色彩的相似性判定主要考虑少数几种主要的色彩。不同的图像有不同的色彩集，对包含不同色彩集两图像之间的相似性判定仍需要进一步研究。为进一步提高色彩特征的检索效果，要从色彩物理、视觉、心理几方面进行综合的研究。基于形状、纹理、空间关系特征的图像检索遇到的问题仍是困扰图像处理领域多年的难题，这也是模式识别领域多年来一直研究的问题，一种有效的方法是加强图像多特征的综合检索方法的研究，以进一步提高图像检索的效果[16]。要注意充分利用图像以外的其它信息问题如收集影像的文字描述要尽可能地收集与所要检索的影像有关的文字描述，并且充分利用已有的成熟的文字处理和检索技术，加影像的标题、解说词、制作说明、销售材料、影评回顾、商业宣传、资料影像的版权说明等。将收集到的资料组织成一定的结构，如层组织，并与被描述的影像结合起来；要注意运用基于框架的浏览方法。影像的声频信息中所包含的文字和语音是影像处理的重要的信息源，要注意利用声频信息和语音识别来自动生成影像的文字脚本。除了对话、解说词等语音信息外，还应该识别特殊的声音效果，如停顿、静止等，用于弥补其它类型的影像描述信息的不足。例如，可以根据停顿来识别影像段落的自然开始和结束[4]。
3 图像识别与监测
图像信息资源模式识别是将经过增强、复原等预处理后的图像，再经分割和描述提取有效的特征，进而加以判断分类。这从图像到特征数据、特征图像的处理，其输出结果不是一幅完整图像本身，而是判断结果类别。
图像监测的优越性在于可以使人们实时观察到较远现场的变化作业等情况，还有过程记录；为在突发事件处置、大型活动保卫以及其它（日常）工作中，能动态、直观地反映现场情况，使得有关部门处置各类事件有足够的资料，为及时发现可疑目标，应用开路或闭路视频传输系统将现场摄像机所拍摄的动态图像传送到指挥中心或监控中心的（大型）显示器上，监控（指挥）室操作人员，可以有选择地实施摄像机镜头变焦或上下、左右移动，取得所需要的场景，并可有选择地对多点图像切换；另外，还需需对已摄的大量视频文件妥善选留、组织、保存。
4 图像信息资源网络化共享
因特网技术的发展使得网络搜索引擎迅速崛起，人们在互联网上已经可以轻松地获取所需的信息。作为信息资源重要组成部分的图像信息，在网络上的数量也是占有相当多的比例，在这方面也就存在着相当大的信息需求，因此网络图像搜索引擎相应得到发展。但是受目前的搜索引擎技术和图像处理以及检索技术的局限，图像在互联网上还不能得到满意的搜索结果，与此同时还涉及到一些法律、道德问题等等。
需要注意的是，图像管理与应用系统软件多语言的支持问题。大多数软件系统支持的应用语言较少，也有支持多种语言的，如Flash MX装载了11种语言系统，包括：英语、法语、德语、西班牙语、意大利语、巴西语、葡萄牙语、瑞典语、日语、韩语和两种中文字体（繁体和简体）。作为图像资源管理系统，允许多种语言同时显示而不需要改变计算机的语言系统，字体安装在内部，所以浏览者能同时看到常见文字，而不需要再嵌入外部字符，使得制作出来的作品比较小。
5 图像信息应用的格式标准
实现数字图像信息资源的获取与表示、组织、存储标准、检索、传输等需要明确图像数字资源格式标准。图像不同于一般文献资源，其内容特征涉及非文本性的要素，要对这类资源进行组织、收藏和检索，更需要一个规范和全面的描述格式。在计算机数字化制图和用图时代，我国逐渐开发出各种制图软件，从国外进口的制图软件也日益增多，由此所引发的矛盾就越来越突出，需要加深理解有关图像、视频、动画、图形的相关标准和标准语言。在不同领域和不同应用项目中，已经出现对图像进行描述的元数据格式，例如，计算机图形图元文件（CGM）文件格式是另一种独立于设备的格式，用于在不同计算机系统和不同的应用程序之间交换基于对象的图形，CGM在1986年成为了ANSI标准。美国科学院地图学委员会估计每年有50—100亿美元用于制作地理空间数据。为了减少费用，美国政府建立了联邦地理数据委员会（FGDC—Federal Geographic Data Committee），以促进合作和数据共享。FGDC建立了国家空间数据基础框架（NSDI——National Spatial Data Infrastructure）的蓝图，通过它用户能利用包括Internet在内的广域网进行数据交易。美国的空间数据转换标准（SDTS）和联邦地理数据委员会（FGDC）的数字地理空间元数据的内容标准（简称FGDC元数据），VRA Core（视觉资源协会制定的视觉资源核心类目）等；我国也加强了对图像数据的标准研究，公安部门、广电部门制定影像信息的相关保存、传输，复制等标准。国家科技图书文献中心在2003年组织中国科学院文献情报中心、中国科学技术信息研究所、国家图书馆，CALIS管理中心等21个单位制定了“我国数字图书馆标准规范建设”，也涉及到图像信息的加工的标准，用于印刷业的“标准彩色图像数据SCID/CMYK”的国家标准正在制定和修改[5，7]。
6 图像软件及图像加工与创作
图像处理和计算机图形学都是与图信息有关的学科，都已有三十年的历史，在早期它们各自独立发展。到了上个世纪八十年代，由于光栅扫描图形显示器的广泛应用以及相关学科之间相应渗透和沟通，它们之间的关系越来越密切。应用软件也常常集成两个学科的一些技术，称为图像图形软件。目前图像处理技术应用范围也越来越广泛，图像图形处理软件的版本不断升级，而学习与使用这些软件技术的人如果能把握住图像图形处理软件技术的基本功能、基本操作、基本原理与方法，就不会受版本不同的影响。管理应用人员需要了解常用图像处理和图形应用软件Photoshop、CorelDraw、FreeHand、Flash、Illustrator等集成处理软件和VRML等的基本知识[2，10-15]，如在建筑、工业设计、机械等领域的电子设计图的绘制、保存、显示的功能具有的图形生成、编辑、人机对话、图形交换，支持维数为2D（一般应用）、3D（特殊应用）、支持色彩256色（一般应用）、自定义扩充（特殊应用）、支持平台Windows’98/Me/NT/2000等功能。应用图像软件来对图像信息资源加工与创作主要是主要包含图像绘制，对图像的色彩加工，对图像形态实现拼贴、编辑、移动、缩放、旋转、裁剪与修剪、撤消或还原历史操作，还可添加文字及说明等功能。
6.1 图像绘制
图像软件可以帮助人们手工制作电子图。使用图像软件进行绘图，可以方便地在各种背景上画线，产生一定结构的图形，并可着色，结合各种不同方向与强度的光照效果，甚至生成动画效果，运用的图形三维技术还可以制作立体感的图像。
6.2 图像的色彩加工
运用图像处理工具软件实现图像颜色模式转换、色彩和色调的调整、亮度调整，产生模糊、涂抹、海绵状、减淡和加深等效果。
7 结语
总之，计算机图像信息资源开发及管理是一个新的课题，对于管理应用人员，需要一定时间的学习与实践，其过程一般是从对相关基础知识的了解入门，使用一些图像图形工具软件，到熟练使用解决有关应用领域的实际图像信息资源管理与应用的系统。本文叙述计算机信息资源开发及管理的基本概念，本文的研究课题对新闻、出版、考古、数字图书馆（博物馆、档案馆）等领域的图像信息资源开发及管理亦颇有意义。