Software & Systems

Количественный анализ структуры и состава архивных документов, проведенный во Все союзном научно-исследовательском институте докумектоведения  и   архивного  дела (ВНИИДАД), показал, что в архивных фондах СССР имеются миллионы документов с угасшим и слабоконтрастным текстом, требующих реставрации.

Благодаря развитию технических средств анализа и обработки информации в последнее время значительно возросли возможности реставрации архивных документов, в том числе фотографической реставрации с применением электронно-оптических, когерентно-оптических, цифровых и других методов.

В процессе фотографической реставрации формируется обновленное изображение архивного документа за счет оптимального выбора спектральных составляющих фотографического процесса с использованием современных средств вычислительной техники. Возникает необходимость формализованного описания разнообразных типоразмеров и атрибутики текстовых документов, на базе которых создается алгоритм и разрабатывается программа работы.

Основные свойства программного обеспечения (ПО)

В условиях внедрения ЭВМ с ориентацией на персональное использование необходимо применять индустриальный подход к проектированию ПО, его изготовлению и сопровождению. Программное обеспечение для баз данных (БД) используется как инструмент и составная часть справочно-информационной системы и поддерживается в процессе фотографической реставрации системой управления базой данных (СУБД).

Архивная документация отличается значительным объемом разнородных данных, сложными структурами взаимосвязи, большим объемом нечисловой информации и трудностью ее структурирования. Кроме того, архивная документация оценивается физическим состоянием основы, контрастностью изображения, наличием дефектов, общим восприятием с использованием многобалльной системы, характером шрифта и его искажений и т.д. Некоторые основные критерии оценки текстовой и графической архивной документации приведены в таблице.

Специфика используемой информации заключается и в том, что большинство показателей, характеризующих документы, может принимать несколько значений, что требует от СУБД ведения повторяющихся квалиметриро-ванных данных, объединенных в группы.

Система обработки изображений выполняется на базе фотореставрационного аппарата РАФ [}, 2] с использованием версии информационной системы "Фотоархив" (построенной на аналогичной dBASE III базе), функционирующей в MS DOS.

В основе модели данных dBASE Ш заложена концепция файлов, при которой данные концентрируются з отдельных массивах и выводятся в удобной и наглядной форме. Файлы, содержащие текстовую, табличную и графическую информацию, образуют базу данных ПЭВМ. Упорядочение информации осуществляется при помощи средств сортировки и индексирования, что позволяет осуществлять архивацию в компактной форме и обеспечивает высокую скорость поиска информации.

При создании БД возникают вопросы присвоения имен, доступа и словаря понятий, к каждому из которых обеспечен прямой доступ. Имя атрибута должно соответствовать употребляемым в естественной речи терминам с учетом их грамматических особенностей. Атрибуты могут быть ключевыми для организации поиска информации в системе прямого доступа к файлам, а также к накапливающимся файлам, для которых предусматривается операция начальной установки. При работе пользователь связан только с прикладной логикой на уровне языка спецификаций, что позволяет выполнять фотореставрацию самостоятельно, без поддержки специалистов по общесистемным вопросам.

В используемой БД функциональный фрейм определяется совокупностью атрибутов некоторого виртуального отношения, поддерживаемого структурными и программными средствами виртуализации СУБД, причем описание соответствия между виртуальными структурами СУБД и фреймом определяется метафреймом.

Фотографические реставрационные работы осуществляются в режиме диалога. Используемая диалоговая система может быть отнесена к классу интеллектуальных и реализована на принципах семантического программирования. Пользователь, работая с семантической сетью фреймов в диалоговом режиме на естественном языке, в процессе фотографической реставрации документов конкретизирует задачу, выбирает метод и алгоритм ее решения, после чего вводит необходимые исходные данные, имея возможность в случае необходимости вернуться н изменить начальные данные и выражения. При вводе в любой момент можно воспользоваться справочной информацией по составу БД.

Модульный принцип построения программного обеспечения позволяет осуществлять независимый ввод новых программ обработки видеоинформации, формируемой фотореставрационным аппаратом РАФ.

Функциональные возможности системы обработки изображений

В основу стратегии разработки и использования технических средств фотографической реставрации и соответствующих программных средств была положена методика проектирования, позволяющая реализовать последовательность следующих операций:

выявление функционального назначения и потребностей пользователя;

синтез и представление вариантов изображений реставрируемого документа; анализ вариантов изображений; выбор оптимального варианта представления информации.

Разработанная1 на базе фотореставрационного аппарата РАФ, система функционирует в следующих режимах работы (см. рисунок): а — разделения цветов (Х = 320-1200 нм), б — в отраженных УФ-лучах (А.= 250-400 нм), в — в отраженных ИК-лучах (Х = 850-1200 нм), г —- в лучах видимой люминесценции (Х=360-700 нм),

д ~ в лучах ИК-люминесценции (Х = 800-1000 нм).

Усиление различия светопоглощения штрихов и фона документа при цветоделенной съемке, фотографировании в отраженных УФ- и ИК-лучах, а также в лучах видимой и ИК-люминесценции осуществляется путем рационального выбора соответствующих светофильтров по заданной программе без уменьшения светосилы объектива, так как увеличение времени экспонирования приводит к дополнительному угасанию текста.

Система обработки изображений обеспечивает:

1.       Ввод и хранение изображений с растром 512x350 пикселей.

2.       Представление изображений а псевдоцвет ном варианте.

3.       Одновременное отображение на экране не скольких изображений.

4.       Осуществление модификации изображения в реальном масштабе времени (сдвиг кадров, раз ворот, изменение масштаба и т.п.).

5.       Выполнение пороговых операций над изобра жениями, при которых задается определенный уровень яркости, выше которого участки изо бражения будут восприниматься как белые, а ниже — как черные.

6.       Осуществление дискриминации по произ вольным уровням яркости, получение негатив ного изображения, увеличение контраста, сло жение и вычитание изображений.

7.       Синтез улучшенного изображения из фраг ментов исходных.

8.       Выполнение логических операций над изоб ражениями, что позволяет пользователю выяв лять неразличимые участки наблюдаемых изоб ражений.

9.       Реализацию' операции пространственной свертки в процессе создания различных фильт ров (высокочастотного, низкочастотного, фильтра Лапласа), которые используются в за дачах распознавания изображений. С помощью фильтра низких частот устраняются шумы, что позволяет лучше видеть общую картину изо бражения. Высокочастотная фильтрация выде ляет составляющие высокой частоты, что по зволяет легко различать даже незначительные тирмиип uinfina-ш-еннй. С помошью Лильтоа Лапласа можно четко выделять границы между различными объектами в рамках одного изображения.

10.       Автоматическое определение соотношения яркости светлых и темных участков и увеличе ние при необходимости контраста.

11.       Выполнение других видов обработки изо бражений архивных документов.

Система обработки изображений функционирует на базе ПЭВМ типа IBM PC/XT/AT с оперативной памятью не менее 640 Кб под управлением MS DOS, EGA-адаптером, обеспечивающим работу с изображением 640 х 350 пикселей в режиме 16 цветов и палитрой в 64 цвета.

Ввод, оцифровка и запись изображения реставрируемого документа осуществляется при помощи устройства ввода 3 (см. рисунок). Оператор в диалоговом режиме осуществляет операции по преобразованию исходного изображения, добиваясь оптимального варианта его представления. Сформированное изображение архивного документа выводится на экран дисплея ПЭВМ , при необходимости - на печать (печатающее устройство 7, 8), а также осуществляется фотосъемка с использованием кассеты 2 с фотоматериалом либо с экрана. Одновременно пользователь может поместить полученное изображение документа из рабочего буфера в каталог, имеющий иерархическую файловую структуру.

Пользователю предоставляется возможность вывода изображения документа разного формата прк одновременном выводе дополнительной информации об использованных режимах реставрации, сочетании светофильтров, различных понятий из словаря БД. Кроме того, имеется возможность последовательного просмотра записей в процессе реставрации и, следовательно, проведения анализа фактических данных по каждому показателю с целью обнаружения причинно-следственных связей. Однако для более полного описания и выработки системного подхода в фотореставрационном деле предусматривается создание глобальной базы данных, включающей некоторые промежуточные результаты и накопленный опыт.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кепель А.А., Лыч Н.В., Мнткин Р.Б.: А.С. 129537 СССР: Б.н., N 9, 1987.

2.      Лыч U.S., Мктвнн Р.Е. Фото реставрационный аппарат РАФ // Оптико-мечаническая промышленность. 1988. N 10. С. 41-42.

Рисунок