媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)在敦煌石窟影像資料中的應用與實踐

李成 吳健 呂愛 吳曉明

內(nèi)容摘要：近年來，媒體資產(chǎn)管理技術(shù)發(fā)展很快，并且越來越實用化。媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)為文物影像信息的記錄和存貯提供了方便。本文通過敦煌研究院媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的應用與實踐，對文物影像信息的管理和利用作了分析。

關(guān)鍵詞：敦煌石窟；影像資料；媒體資產(chǎn)管理；視音頻數(shù)據(jù)的存儲與管理

中圖分類號：J421文獻標識碼：A文章編號：1000—4106(2011)02—0120—05

The application and practice of Media asset managementsystem in image data of Dunhuang Grottoes

LI Cheng, WU Jian, LtiAi, WU Xiaoming

Abstract: In recent years, the media asset management technology developed rapidly and become muchmore practical in use. It provides great convenience for the record and storage of image information of culturalrelics. This ardcle tries to analysis the cultural image information management and utilized by application andpractice of the media asset management system in Dunhuang Academy.

Keywords: Dunhuang Grottoes; Image Data; Media Assets Management; Audio Data Storage andManagement

敦煌是古代絲綢之路上的重鎮(zhèn)，從公元4—14世紀，敦煌地區(qū)受到佛教和佛教藝術(shù)傳播的影響，敦煌及周邊地區(qū)建造了一批石窟群稱之為敦煌石窟，其中敦煌莫高窟規(guī)模最大，保存最完整，內(nèi)容最豐富。

敦煌莫高窟現(xiàn)在存735個石窟，集建筑、壁畫、彩塑為一體，是人類的藝術(shù)寶庫。敦煌石窟的綿長歷史，豐厚的遺產(chǎn)，巨大的信息，珍貴的價值，在世界文明史上產(chǎn)生了一定的影響，是國務(wù)院公布的第一批全國重點文物保護單位，被聯(lián)合國教科文組織列入中國首批世界文化遺產(chǎn)名錄。

敦煌石窟的保護工作具有艱巨性、復雜性，因此，敦煌研究院提出了采取多學科結(jié)合、技術(shù)保護與科學管理結(jié)合、保護和利用結(jié)合的措施，進行宏觀、綜合、科學的保護。“數(shù)字敦煌”是敦煌石窟保護工作的一個重要部分，其目的是通過數(shù)字技術(shù)對敦煌石窟的壁畫、彩塑、建筑等進行影像記錄，完成后期的數(shù)字存貯、制作、利用和研究，達到永久保存文物信息的目的。

一多格式影像資源產(chǎn)生的背景

從20世紀80年代末期開始，敦煌研究院開始對敦煌石窟群的文物影像拍攝建檔，1989年拍攝完成了敦煌莫高窟100個洞窟的錄像檔案資料，以V0系列錄像帶記錄保存。1989年又對榆林窟42個洞窟進行了整窟錄像檔案資料的拍攝，采用BVU系列錄像帶記錄保存。上世紀90年代起，采用BETACAM-SP格式對敦煌石窟重點洞窟進行了拍攝，這批資料采用磁帶形式保存了20多年。

2006年敦煌石窟圖像數(shù)字化邁上了一個新的臺階，數(shù)字電視技術(shù)的利用和研究進入了一個新階段。開始采用數(shù)字電視技術(shù)，以DVCAM格式開展洞窟現(xiàn)狀調(diào)查為內(nèi)容的拍攝記錄工作，已經(jīng)完成了莫高窟、榆林窟部分洞窟的整窟拍攝，開始早期圖像資料的現(xiàn)狀對比變化方面的研究。2007年與日本鐵木真電視機構(gòu)合作，利用高清數(shù)字電視技術(shù)，合作拍攝了敦煌莫高窟30個重點洞窟，建立了高清錄像檔案資料。

目前，敦煌研究院的電視圖像資料從V0格式、BVU格式、BETACAM-SP格式、DVCAM格式到高清，形成了多格式電視資料共存的圖像資源。

二搶救影像資料的必要性

隨著敦煌石窟保護工作的發(fā)展，影像資料量劇增，傳統(tǒng)的以磁帶為介質(zhì)的影像資料保存、使用方式面臨許多問題：

1、由于保存環(huán)境的制約(溫、濕度、塵埃控制)和磁帶老化，圖像的質(zhì)量受到了影響。

2、磁帶每7-10年復制一次，磁帶投入、錄放像機維護費用，使成本增加。

3、設(shè)備的更新(錄像機不讀磁帶)重放也存在著問題，圖像資源不能還原。

4、多種格式介質(zhì)并存，經(jīng)常要轉(zhuǎn)換格式以致信號質(zhì)量下降、效率低下，不利于視音頻素材、影像資料的調(diào)用和節(jié)目交換。

5、隨著IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的磁帶儲存、傳輸方式無法適應互動的和再利用的要求。

這就迫切需要一種新的技術(shù)整合方式或者方法來解決上述問題。

三媒體資產(chǎn)管理總體設(shè)計思路

媒體資產(chǎn)管理MAM (Media Assets Manage-ment)，就是對各種類型的視頻資料、音頻資料、文字、圖表等媒體資料的數(shù)字化存儲、編目管理、檢索查詢、非編素材轉(zhuǎn)碼、信息發(fā)布，以及設(shè)備和固定資產(chǎn)等進行全面管理的系統(tǒng)。

對于媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，首先需要一個大容量的存儲系統(tǒng)來保存這些節(jié)目資料。有了存儲系統(tǒng)，還需要有上載系統(tǒng)，負責把保存在傳統(tǒng)錄像帶上的節(jié)目數(shù)字化，采集到媒體資產(chǎn)系統(tǒng)中。采集完成后，還需要對這些節(jié)目資料進行詳細的編目，就是節(jié)目描述信息也就是各種元數(shù)據(jù)信息的編寫。對于媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)來說，編目環(huán)節(jié)非常重要。如果沒有很好的編目系統(tǒng)，各種節(jié)目描述信息不健全，那么可以想象這些沒有經(jīng)過很好地編目的節(jié)目資料一旦進入到媒體資產(chǎn)系統(tǒng)中之后，就會淹沒在成千上萬條節(jié)目之中，就好像石沉大海，杳無音訊。我們很難再找到他們，再利用也就無從談起了。經(jīng)過詳細的編目之后，就可以進行檢索了。通過檢索系統(tǒng)查詢到所需的節(jié)目資料之后，就可以通過下載系統(tǒng)進行下載，可以回錄到錄像帶上和下載到指定的目錄、刻錄光盤等，除了這些前臺的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在后臺還有很多服務(wù)來支撐整個媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常運行，如存儲管理、數(shù)據(jù)遷移、轉(zhuǎn)碼、WEB應用服務(wù)，等等。

敦煌研究院是文物的“保護、研究、弘揚”為指導思想的科研單位。我們建立規(guī)模為小型媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，利用科技手段來實現(xiàn)敦煌石窟文物錄像資料的存儲和保護。也就是說，媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)建立起了一個使內(nèi)容能被各種應用系統(tǒng)(非編系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)等)有效利用的基本平臺。媒體資產(chǎn)擁有者可以在這樣一個戰(zhàn)略平臺上將現(xiàn)有的資源緊密地結(jié)合起來，同時為開展新的資源利用提供了易于實現(xiàn)的途徑，讓這些珍貴圖像資源產(chǎn)生新的價值，為文物的“保護、研究、弘揚”提供有效的服務(wù)。這個系統(tǒng)的建立必須按照“存儲是核心、檢索是關(guān)鍵”的思路去完成。

建立媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的重要意義：

1、搶救珍貴歷史資料

搶救上世紀80年代拍攝的模擬信號的敦煌石窟錄像資料，是敦煌研究院的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)首要的工作。媒資系統(tǒng)對資料上載后，以數(shù)據(jù)文件的方式進行保存，可謂最可靠的保存方式。

2、提高媒體資產(chǎn)的使用效率

不斷對敦煌文物資料重復拍攝、制作、保存的現(xiàn)象造成人力資源浪費、素材的再利用率很低，更談不上產(chǎn)生附加效益：存儲格式不同，造成素材共享和交流不便。因此。建立媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的主要目的之一就是實現(xiàn)資源共享。

3、為新媒體運營提供基礎(chǔ)支撐平臺

媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)通過對各種類型的視頻資料、音頻資料、文字、圖表等媒體資料的數(shù)字化存儲、編目管理、檢索查詢、非編素材轉(zhuǎn)碼、信息發(fā)布等進行全面管理，保存和管理好這些寶貴的材料，并使之得到最大利用，發(fā)揮圖像資源的有效價值。

4、是敦煌研究院網(wǎng)站的核心子系統(tǒng)

經(jīng)過科學、嚴格的編目，結(jié)合敦煌研究院網(wǎng)站，讓存儲的節(jié)目部分能被專家或普通讀者方便地進行瀏覽、查詢、檢索和調(diào)用，從而提高整體運行效率，實現(xiàn)節(jié)目資源共享。

主要體現(xiàn)在幾個方面：

——建立全院層面上的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，涵蓋電視、電影、音頻等多種數(shù)據(jù)。

——實現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)方式的資源瀏覽和下載申請，提升資源整合和利用能力。

——實現(xiàn)全院媒體資源的有效收集、統(tǒng)一編目、集中管理，實現(xiàn)資源的集約化、效益最大化。

四媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的建立

媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的重要任務(wù)，就是把當前的模擬錄像帶中的音像素材以數(shù)字格式轉(zhuǎn)入到媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)中。我們所涉及的素材主要來自前期拍攝的錄像帶、歷史圖片及文字資料，部分媒體提供的以DVD或其他格式的成品節(jié)目及資料，自拍、自制的以敦煌石窟文物為主的整窟資料和資料性專題。

系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計和設(shè)備選型需要以充分的調(diào)研、細致的計算為基礎(chǔ)。我們先統(tǒng)計原有的歷史資料的數(shù)量以及每年新增資料的數(shù)量，再制定媒體資產(chǎn)的生產(chǎn)規(guī)劃，算出每年、每月的編目生產(chǎn)量，以此確定在線、近線存儲的方式、容量要求，采集技術(shù)利用工作站雙路采集技術(shù)完成素材的采集過程。

前期已經(jīng)完成了敦煌莫高窟38個洞窟、榆林窟42個洞窟的BVU格式信號的A/D轉(zhuǎn)換和VO格式信號的A/D轉(zhuǎn)換，以數(shù)據(jù)流DVD光盤多套存貯。數(shù)據(jù)流DVD方式的存貯，成本低，投資少，但是面對大量的圖像資源就會顯現(xiàn)出存貯容量小、工作效率低、讀寫不方便、不利于傳輸?shù)戎T多的缺點。而且，原有的圖像資源還未完成，新的圖像資源又不斷產(chǎn)生，工作效率低下。

實際建設(shè)中，設(shè)備支持我們使用中科大洋D3-IMAM聲像資料管理系統(tǒng)(圖1)，并發(fā)揮X-8000電視非線性編輯系統(tǒng)的作用，保證所有前臺業(yè)務(wù)操作，包括視音頻信號的采集、剪輯，音頻、圖片、文件的導入，資料編目，節(jié)目下載。

媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)

1、視音頻數(shù)據(jù)的采集與獲取

視音頻的采集，也就是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，媒體資產(chǎn)中的數(shù)據(jù)主要有兩種：一種是媒體資料數(shù)據(jù)，也就是節(jié)目資料本身；一種是編目索引數(shù)據(jù)，也就是對節(jié)目素材進行描述的各種元數(shù)據(jù)信息。各種節(jié)目資料進入到媒體資產(chǎn)系統(tǒng)中之后，不管是采集的還是從其他系統(tǒng)中傳過來的，節(jié)目本身就變成兩種數(shù)據(jù)：一種是用于保存和再利用的高碼流素材，如AVI或IBP格式的素材；另外一種是用于檢索瀏覽、便于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡痛a流素材，如MPEG4、WMV等格式的素材，同時系統(tǒng)會自動記錄一些初級元數(shù)據(jù)信息，比如素材格式、提交保存時間、來源等。經(jīng)過詳細的編目過程之后，就會形成詳細的元數(shù)據(jù)信息保存在數(shù)據(jù)庫里，為將來的再利用提供檢索源信息(圖2)。

2、節(jié)目資料的編目與信息加工

在對各種節(jié)目資料進行采集上載時，會同時采集高低兩種碼率的素材。采集時系統(tǒng)會自動記錄一些初級元數(shù)據(jù)信息，同時在進行專門的詳細編目之前，上載人員也可以在上載系統(tǒng)中填寫一些較為詳細的編目數(shù)據(jù)。這些編目數(shù)據(jù)有些是只有上載人員才知道的，比如上載人、上載時間，等等，這也是我們常說的編目前移。采集下來的高低碼率的視音頻數(shù)據(jù)是幀幀對應的。比如在上載系統(tǒng)中對素材進行整理、進行剪切合并等操作時，高碼流和低碼流數(shù)據(jù)會同時發(fā)生同樣的變化，在進行打點下載時也是一樣，對低碼流打人出點提交下載，高碼流就會打上同樣的入出點。在進行上載的時候，系統(tǒng)會自動分析鏡頭的變化，并將關(guān)鍵幀提取出來，為方便以后使用的時候進行快速瀏覽和快速定位。同樣在編目系統(tǒng)中也可以抽取關(guān)鍵幀，自動抽和手動抽都可以。這樣編目人員也可以把自己認為比較重要或者有代表性的關(guān)鍵幀抽取出來。這些關(guān)鍵幀在編目和檢索的時候都可以看到，都可以用來進行快速定位。

3、視音頻數(shù)據(jù)的存儲與管理

節(jié)目采集和編目完成之后就進入到存儲系統(tǒng)。節(jié)目資料本身首先保存到高速磁盤陣列中，然后會根據(jù)事先制訂好的遷移策略遷移到大容量低成本的數(shù)據(jù)流磁帶庫中長期保存。同時詳細的編目信息會記錄到數(shù)據(jù)庫中，供以后檢索使用。

存儲是媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的核心，能否有效和海量地存儲是媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的重點，這對于文物保護工作更顯重要。如何確保數(shù)據(jù)的一致性、安全性和可靠性，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的集中管理，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)集中訪問，實現(xiàn)不同主機上類型的數(shù)據(jù)訪問和保護等，都是媒體資產(chǎn)管理中存儲所要解決的問題。

存儲結(jié)構(gòu)采用分級存儲模式：在線、近線和離線。所謂分級存儲管理系統(tǒng)，就是基于管理及成本的考慮，利用高速磁盤陣列、數(shù)據(jù)流磁帶庫和數(shù)據(jù)流磁帶進行三級備份，對于媒體資產(chǎn)來說，在線盤陣保存的是用于編目和檢索的低碼流素材和關(guān)鍵幀，近線帶庫保存的是比較常用的高碼流素材，而離線數(shù)據(jù)流磁帶保存的是平時很少用到的高碼流素材。當我們通過網(wǎng)絡(luò)進行檢索時可以實時瀏覽低碼流素材，提交下載申請后，系統(tǒng)會自動將高碼流節(jié)目從帶庫遷移到磁盤陣列，供下載系統(tǒng)使用(圖3)。

存儲介質(zhì)上，在大容量的磁盤陣列(SCSI)、PB數(shù)據(jù)流磁帶機和光盤庫三者中，我們選用磁盤陣列(ScsI)、PB數(shù)據(jù)流磁帶機作為存儲介質(zhì)。文件的格式上，產(chǎn)生一路高碼流的素材和一路低碼流的素材。低碼流素材均采用800Kbps的WMV格式，經(jīng)過橫向?qū)Ρ?，基本上是能夠獲得滿意圖像質(zhì)量的最低碼流。高碼流我們確定的方案是，磁帶上載以DVCAM 25M壓縮格式，AVI文件格式為主，從網(wǎng)絡(luò)下載的以源格式為主。經(jīng)業(yè)務(wù)工作站傳輸給磁盤陣列(SCSI)和數(shù)據(jù)流磁帶機，將大量的視音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁盤陣列(SCSI)、數(shù)據(jù)流磁帶上存儲，極大地擴展系統(tǒng)可管理的資料量。

用戶還可自行添加普通PC機到網(wǎng)絡(luò)里面，使用IE瀏覽器即可進行資料的查詢和檢索、在線觀看低碼流文件，系統(tǒng)擴充非常方便(圖4)。

從管理上主要從數(shù)字化素材存儲管理、安全管理這兩個方面來考慮，對于素材的在線存儲，什么人可以去訪問和管理媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)中的素材，進行授權(quán)由媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)自動完成。由于文物資料的特殊性，資料的下載需要一定的手續(xù)才能下載輸出，下載格式以接收資料方的要求自行定義。

五結(jié)束語

敦煌石窟文物是不可再生的文化遺產(chǎn)，搶救和保護人類珍貴文化遺產(chǎn)是文物工作者的職責，面對大量的敦煌石窟文物資料。利用媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，不僅僅是保護和永久存貯敦煌石窟的珍貴文物信息，更重要的是為敦煌石窟的研究和弘揚工作發(fā)揮最大化的作用。

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