媒体资产管理系统在敦煌石窟影像资料中的应用与实践

2011-09-22李成吴健吕爱吴晓明

敦煌研究 2011年2期

关键词：敦煌石窟

李成吴健吕爱吴晓明

内容摘要：近年来，媒体资产管理技术发展很快，并且越来越实用化。媒体资产管理系统为文物影像信息的记录和存贮提供了方便。本文通过敦煌研究院媒体资产管理系统的应用与实践，对文物影像信息的管理和利用作了分析。

关键词：敦煌石窟；影像资料；媒体资产管理；视音频数据的存储与管理

中图分类号：J421文献标识码：A文章编号：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

敦煌是古代丝绸之路上的重镇，从公元4—14世纪，敦煌地区受到佛教和佛教艺术传播的影响，敦煌及周边地区建造了一批石窟群称之为敦煌石窟，其中敦煌莫高窟规模最大，保存最完整，内容最丰富。

敦煌莫高窟现在存735个石窟，集建筑、壁画、彩塑为一体，是人类的艺术宝库。敦煌石窟的绵长历史，丰厚的遗产，巨大的信息，珍贵的价值，在世界文明史上产生了一定的影响，是国务院公布的第一批全国重点文物保护单位，被联合国教科文组织列入中国首批世界文化遗产名录。

敦煌石窟的保护工作具有艰巨性、复杂性，因此，敦煌研究院提出了采取多学科结合、技术保护与科学管理结合、保护和利用结合的措施，进行宏观、综合、科学的保护。“数字敦煌”是敦煌石窟保护工作的一个重要部分，其目的是通过数字技术对敦煌石窟的壁画、彩塑、建筑等进行影像记录，完成后期的数字存贮、制作、利用和研究，达到永久保存文物信息的目的。

一多格式影像资源产生的背景

从20世纪80年代末期开始，敦煌研究院开始对敦煌石窟群的文物影像拍摄建档，1989年拍摄完成了敦煌莫高窟100个洞窟的录像档案资料，以V0系列录像带记录保存。1989年又对榆林窟42个洞窟进行了整窟录像档案资料的拍摄，采用BVU系列录像带记录保存。上世纪90年代起，采用BETACAM-SP格式对敦煌石窟重点洞窟进行了拍摄，这批资料采用磁带形式保存了20多年。

2006年敦煌石窟图像数字化迈上了一个新的台阶，数字电视技术的利用和研究进入了一个新阶段。开始采用数字电视技术，以DVCAM格式开展洞窟现状调查为内容的拍摄记录工作，已经完成了莫高窟、榆林窟部分洞窟的整窟拍摄，开始早期图像资料的现状对比变化方面的研究。2007年与日本铁木真电视机构合作，利用高清数字电视技术，合作拍摄了敦煌莫高窟30个重点洞窟，建立了高清录像档案资料。

目前，敦煌研究院的电视图像资料从V0格式、BVU格式、BETACAM-SP格式、DVCAM格式到高清，形成了多格式电视资料共存的图像资源。

二抢救影像资料的必要性

随着敦煌石窟保护工作的发展，影像资料量剧增，传统的以磁带为介质的影像资料保存、使用方式面临许多问题：

1、由于保存环境的制约(温、湿度、尘埃控制)和磁带老化，图像的质量受到了影响。

2、磁带每7-10年复制一次，磁带投入、录放像机维护费用，使成本增加。

3、设备的更新(录像机不读磁带)重放也存在着问题，图像资源不能还原。

4、多种格式介质并存，经常要转换格式以致信号质量下降、效率低下，不利于视音频素材、影像资料的调用和节目交换。

5、随着IT网络技术的迅速发展，传统的磁带储存、传输方式无法适应互动的和再利用的要求。

这就迫切需要一种新的技术整合方式或者方法来解决上述问题。

三媒体资产管理总体设计思路

媒体资产管理MAM (Media Assets Manage-ment)，就是对各种类型的视频资料、音频资料、文字、图表等媒体资料的数字化存储、编目管理、检索查询、非编素材转码、信息发布，以及设备和固定资产等进行全面管理的系统。

对于媒体资产管理系统，首先需要一个大容量的存储系统来保存这些节目资料。有了存储系统，还需要有上载系统，负责把保存在传统录像带上的节目数字化，采集到媒体资产系统中。采集完成后，还需要对这些节目资料进行详细的编目，就是节目描述信息也就是各种元数据信息的编写。对于媒体资产管理系统来说，编目环节非常重要。如果没有很好的编目系统，各种节目描述信息不健全，那么可以想象这些没有经过很好地编目的节目资料一旦进入到媒体资产系统中之后，就会淹没在成千上万条节目之中，就好像石沉大海，杳无音讯。我们很难再找到他们，再利用也就无从谈起了。经过详细的编目之后，就可以进行检索了。通过检索系统查询到所需的节目资料之后，就可以通过下载系统进行下载，可以回录到录像带上和下载到指定的目录、刻录光盘等，除了这些前台的业务系统，在后台还有很多服务来支撑整个媒体资产管理系统的正常运行，如存储管理、数据迁移、转码、WEB应用服务，等等。

敦煌研究院是文物的“保护、研究、弘扬”为指导思想的科研单位。我们建立规模为小型媒体资产管理系统，利用科技手段来实现敦煌石窟文物录像资料的存储和保护。也就是说，媒体资产管理系统建立起了一个使内容能被各种应用系统(非编系统、输出系统等)有效利用的基本平台。媒体资产拥有者可以在这样一个战略平台上将现有的资源紧密地结合起来，同时为开展新的资源利用提供了易于实现的途径，让这些珍贵图像资源产生新的价值，为文物的“保护、研究、弘扬”提供有效的服务。这个系统的建立必须按照“存储是核心、检索是关键”的思路去完成。

建立媒体资产管理系统的重要意义：

1、抢救珍贵历史资料

抢救上世纪80年代拍摄的模拟信号的敦煌石窟录像资料，是敦煌研究院的媒体资产管理系统首要的工作。媒资系统对资料上载后，以数据文件的方式进行保存，可谓最可靠的保存方式。

2、提高媒体资产的使用效率

不断对敦煌文物资料重复拍摄、制作、保存的现象造成人力资源浪费、素材的再利用率很低，更谈不上产生附加效益：存储格式不同，造成素材共享和交流不便。因此。建立媒体资产管理系统的主要目的之一就是实现资源共享。

3、为新媒体运营提供基础支撑平台

媒体资产管理系统通过对各种类型的视频资料、音频资料、文字、图表等媒体资料的数字化存储、编目管理、检索查询、非编素材转码、信息发布等进行全面管理，保存和管理好这些宝贵的材料，并使之得到最大利用，发挥图像资源的有效价值。

4、是敦煌研究院网站的核心子系统

经过科学、严格的编目，结合敦煌研究院网站，让存储的节目部分能被专家或普通读者方便地进行浏览、查询、检索和调用，从而提高整体运行效率，实现节目资源共享。

主要体现在几个方面：

——建立全院层面上的媒体资产管理系统，涵盖电视、电影、音频等多种数据。

——实现局域网络方式的资源浏览和下载申请，提升资源整合和利用能力。

——实现全院媒体资源的有效收集、统一编目、集中管理，实现资源的集约化、效益最大化。

四媒体资产管理系统的建立

媒体资产管理系统的重要任务，就是把当前的模拟录像带中的音像素材以数字格式转入到媒体资产管理系统中。我们所涉及的素材主要来自前期拍摄的录像带、历史图片及文字资料，部分媒体提供的以DVD或其他格式的成品节目及资料，自拍、自制的以敦煌石窟文物为主的整窟资料和资料性专题。

系统技术方案设计和设备选型需要以充分的调研、细致的计算为基础。我们先统计原有的历史资料的数量以及每年新增资料的数量，再制定媒体资产的生产规划，算出每年、每月的编目生产量，以此确定在线、近线存储的方式、容量要求，采集技术利用工作站双路采集技术完成素材的采集过程。

前期已经完成了敦煌莫高窟38个洞窟、榆林窟42个洞窟的BVU格式信号的A/D转换和VO格式信号的A/D转换，以数据流DVD光盘多套存贮。数据流DVD方式的存贮，成本低，投资少，但是面对大量的图像资源就会显现出存贮容量小、工作效率低、读写不方便、不利于传输等诸多的缺点。而且，原有的图像资源还未完成，新的图像资源又不断产生，工作效率低下。

实际建设中，设备支持我们使用中科大洋D3-IMAM声像资料管理系统(图1)，并发挥X-8000电视非线性编辑系统的作用，保证所有前台业务操作，包括视音频信号的采集、剪辑，音频、图片、文件的导入，资料编目，节目下载。

媒体资产管理系统的关键处理环节

1、视音频数据的采集与获取

视音频的采集，也就是数据的产生，媒体资产中的数据主要有两种：一种是媒体资料数据，也就是节目资料本身；一种是编目索引数据，也就是对节目素材进行描述的各种元数据信息。各种节目资料进入到媒体资产系统中之后，不管是采集的还是从其他系统中传过来的，节目本身就变成两种数据：一种是用于保存和再利用的高码流素材，如AVI或IBP格式的素材；另外一种是用于检索浏览、便于网络传输的低码流素材，如MPEG4、WMV等格式的素材，同时系统会自动记录一些初级元数据信息，比如素材格式、提交保存时间、来源等。经过详细的编目过程之后，就会形成详细的元数据信息保存在数据库里，为将来的再利用提供检索源信息(图2)。

2、节目资料的编目与信息加工

在对各种节目资料进行采集上载时，会同时采集高低两种码率的素材。采集时系统会自动记录一些初级元数据信息，同时在进行专门的详细编目之前，上载人员也可以在上载系统中填写一些较为详细的编目数据。这些编目数据有些是只有上载人员才知道的，比如上载人、上载时间，等等，这也是我们常说的编目前移。采集下来的高低码率的视音频数据是帧帧对应的。比如在上载系统中对素材进行整理、进行剪切合并等操作时，高码流和低码流数据会同时发生同样的变化，在进行打点下载时也是一样，对低码流打人出点提交下载，高码流就会打上同样的入出点。在进行上载的时候，系统会自动分析镜头的变化，并将关键帧提取出来，为方便以后使用的时候进行快速浏览和快速定位。同样在编目系统中也可以抽取关键帧，自动抽和手动抽都可以。这样编目人员也可以把自己认为比较重要或者有代表性的关键帧抽取出来。这些关键帧在编目和检索的时候都可以看到，都可以用来进行快速定位。

3、视音频数据的存储与管理

节目采集和编目完成之后就进入到存储系统。节目资料本身首先保存到高速磁盘阵列中，然后会根据事先制订好的迁移策略迁移到大容量低成本的数据流磁带库中长期保存。同时详细的编目信息会记录到数据库中，供以后检索使用。

存储是媒体资产管理系统的核心，能否有效和海量地存储是媒体资产管理系统的重点，这对于文物保护工作更显重要。如何确保数据的一致性、安全性和可靠性，实现不同数据的集中管理，实现网络上的数据集中访问，实现不同主机上类型的数据访问和保护等，都是媒体资产管理中存储所要解决的问题。

存储结构采用分级存储模式：在线、近线和离线。所谓分级存储管理系统，就是基于管理及成本的考虑，利用高速磁盘阵列、数据流磁带库和数据流磁带进行三级备份，对于媒体资产来说，在线盘阵保存的是用于编目和检索的低码流素材和关键帧，近线带库保存的是比较常用的高码流素材，而离线数据流磁带保存的是平时很少用到的高码流素材。当我们通过网络进行检索时可以实时浏览低码流素材，提交下载申请后，系统会自动将高码流节目从带库迁移到磁盘阵列，供下载系统使用(图3)。

存储介质上，在大容量的磁盘阵列(SCSI)、PB数据流磁带机和光盘库三者中，我们选用磁盘阵列(ScsI)、PB数据流磁带机作为存储介质。文件的格式上，产生一路高码流的素材和一路低码流的素材。低码流素材均采用800Kbps的WMV格式，经过横向对比，基本上是能够获得满意图像质量的最低码流。高码流我们确定的方案是，磁带上载以DVCAM 25M压缩格式，AVI文件格式为主，从网络下载的以源格式为主。经业务工作站传输给磁盘阵列(SCSI)和数据流磁带机，将大量的视音频数据转移到磁盘阵列(SCSI)、数据流磁带上存储，极大地扩展系统可管理的资料量。

用户还可自行添加普通PC机到网络里面，使用IE浏览器即可进行资料的查询和检索、在线观看低码流文件，系统扩充非常方便(图4)。