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1、照片档案数字化扫描质量控制探究宫岩 向晶 李凡摘要：照片档案数字化是照片档案管理不可缺少的重要环节，本文通过对影响照片档案影像质量的扫描设备性能及指标参数的研究分析，提出了照片档案数字化应建立的工作理念和工作模式以及确保影像质量的控制方法和措施。主题词：照片档案 照片数字化 质量控制数字扫描是照片档案数字化处理的主要手段和方式。扫描质量直接决定了照片最终输出效果和数字化成果的应用。其品质的形成不仅受原照片质量、扫描设备和扫描参数设置等诸多因素的影响，同时也与我们的工作理念以及操作技巧的应用有着直接的关系。一、 扫描设备及主要参数对影像质量的影响照片扫描仪按形式可分为：电子分色机、滚筒扫描仪、平
2、板式扫描仪、底片扫描仪等；按照片性质可分为透扫和反射两种工作方式。从利用目的、价格性能及操作便利等方面考虑，档案部门对于照片、底片（正片或负片）的数字化，使用平板扫描仪和底片扫描仪应该是最合适的选择。底片扫描仪由于它是透射结构，不必考虑反射稿的光路，在品质上会高于一般的平板扫描仪。但在选择时应考虑馆藏底片数量及单位经济实力，在底片数量不多的情况下，可考虑选择双扫描平台或带有透射适配器的平板扫描仪。1.设备与影像质量的关系平板扫描仪的制造技术已经比较成熟。对设备来讲，主要有两个重要器件：（1） 电荷耦合器件（CCD）电荷耦合器件（CCD）是能够把光学影像转化为数字信号的图像传感器。现在所采用的电
3、荷耦合器件CCD可以做到非常高的光学分辨率，有的已达到4800dpi。专业扫描仪的密度可以达到4.0D。平板扫描仪使用的是线性CCD，其质量远远高于使用面阵CCD的普通数码相机的翻拍质量。专业扫描仪因具有比普通扫描仪更大尺寸的CCD，从而能提高信噪比，增加图像密度，真实的再现照片的每个细节。普通扫描仪大都采用廉价的CCD，它对环境电噪声很敏感，这种电噪声会使得探测到的颜色值失真。（2）扫描镜头扫描镜头的品质会直接影响到扫描效果。专业扫描仪大都是采用大口径光学玻璃镜头来提高透光率和扫描精度，而家用或办公类扫描仪一般采用的是小口径的树脂镜头，虽然理论指标值很高，但实际上很难达到所标分辨率的清晰度。
4、因此，扫描仪标配指标并不能完全说明设备的档次和品质，还要分清是专业用机、办公类用机还是家庭用机。有些指标参数相同或更高但扫描的效果却有很大的差异。握有利器，选用精度高、专业的扫描设备是数字化工作的保证。现在市场上适合照片档案数字化的高、中档扫描仪主要有哈苏的X5系列、中晶ArtixScan 系列的M1、2500和Epson的V7XX系列等可供选择使用。2.指标参数与影像质量的关系扫描图像质量的差异在很大程度上取决于不同扫描仪的输入指标及参数的设定。实践证明，只有针对不同照片档案类型，正确理解和设置各项扫描参数，才能得到最佳色彩、层次及清晰的扫描图像。（1）光学分辨率光学分辨率是CCD元件的最大
5、扫描分辨率，即为扫描仪传感器的基本采样率。它是扫描仪硬件扫描时获取的垂直和水平方向数值，如标注为600DPI1200DPI。人们往往会误把光学分辨率当作衡量扫描仪是否专业或优劣的指标，其实这个指标只与要把原照片放大的倍率有关，与其他的诸如清晰度、层次等没有太直接的关系。扫描仪即使标有很高的分辨率指标，也不一定就能清晰表现照片高细节部分，因为它还受CCD品质及尺寸、镜头的成像质量、A/D 转换器的品质等诸多因素的影响。选用多大光学分辨率的扫描仪才能够胜任照片档案数字化的工作，取决于我们照片扫描后需要放大的尺寸。（2）位深位深是表示一个扫描设备可以在它获得的每一像素上测出的最大颜色或灰度级，也称为
6、采样深度。位深度增加，扫描设备捕捉的细节数量也会越多。市场上主流扫描仪的色彩位深从早期的16、24 位(bit)已发展到48位(bit)。48位色彩位数意味着可以捕获到281万亿种色彩。另外，目前市面上所售输入为48bit扫描仪，输出却分为专业影像48bit output和专业文档24bit output 不同类型，在选用时应注意分辨。（3）动态范围动态范围也称密度范围，主要体现扫描仪对照片亮调、暗调层次，以及数字化图像中相邻色调之间过渡的平稳性。此指标可以用于照片或底片，也可以用于扫描设备。将它用于照片或底片时，密度范围采用04 之间的一个值来度量，它表示对透明底片的光阻能力或对反射式照片的
7、光吸收能力。一般来说，透射型介质（如胶片、幻灯片、透明等介质）比反射型介质（如照片或画册等纸基介质）具有更宽的动态范围和更高深的颜色值（dmax）。将它用于扫描设备时，动态范围描述的是设备能记录照片的色调范围和再现色调细微变化的能力。表示设备所能探测到的最淡颜色（dmin）和最深颜色（dmix）之间的差值。一个设备的动态范围越宽，它可以捕捉的可视细节就越多。宽的动态范围还有助于补偿或减少因密度的对数（非线性）特性所出现的正象倾向于在阴影部分有较多的色调压缩，负象则在高亮区域具有较多压缩的现象。(4)黑白场黑白场是扫描仪用来进行黑白两个起点位置设置和图像映射关系调整的重要工具。图像的黑白场标定可
8、重新分布图像的阶调范围，主要影响影像的颜色深浅、明暗反差、阶调复制范围的大小等。图像中最亮的点是白场，白场直接影响着亮调及中间调的色调层次，高光点的设置还将影响颜色的中性灰平衡。当白场定得太亮时，会引起亮调部分层次丢失；定得太暗，图片的整体层次偏暗。图像中最暗的点为黑场，黑场定的太暗，会导致暗调层次丢失并造成“并集”现象，反之会导致暗调太亮。扫描时应多比较黑场与暗调层次、白场与亮调层次的差异，用其所示数值对比来判断扫描效果。图像软件对反差、亮度、锐度等参数的调整也都是围绕黑白场进行的。（5）色彩类别色彩类别包括RGB、CMYK、LAB、灰度等等，通常是以最终的用途来选择的，一般RGB适用于显示
9、，CMYK适用于印刷。LAB模式与光线及设备无关，利用时转换为CMYK模式进行打印输出，色彩没有丢失或被替换，是避免色彩损失的最佳方式。因此，在照片档案不确定最终用途和方式时，我们认为选择LAB模式为宜。通过对设备器件和各参数的认识分析，我们可以这样认为：扫描设备的镜头、电荷耦合器件CCD的品质以及是否具有较高的信噪比等因素决定了扫描设备的专业性能和清晰程度；光学分辨率决定了照片能够放大的尺度；黑白场、动态范围、伽玛值、亮度、对比度等影响着影像的色调层次和质量品质。 二、照片档案数字化的工作理念照片档案数字化与纸质档案数字化以及仿真复制虽然所采用的扫描设备和工作原理是一致的，但所要求的侧重面却
10、有一定的差异。纸质档案的数字化讲究的是可读，强调的是完整和真实档案信息在显示或打印输出后的可识别和可读性；仿真复制讲究的是逼真，强调的是还原出的仿真件与原件的相似性；而照片档案的数字化，讲究的是清晰。由于照片档案数字化成果的利用对象、利用目的和利用方式具有不确定性，因此，它所要求的是能满足各种利用的需求。对其实施数字化扫描的工作原则和理念，也会有别与其它扫描工作。在实际工作中，我们认为应该建立这样几种理念：1以保留细节为重心，最终效果的调节待使用时进行照片档案数字化影像，由于用途的不确定性，其质量控制应以保留细节为重心，影像效果调整无需一步到位，力求保留尽量多的表现细节和可调余地，待使用时再根
11、据具体需要做最终的调整。主要应把握两个方面：（1）在影像品质方面，尽量保证各元素的细节。针对照片的具体情况，应特别关注对影响影像层次、细部存留参数的调节控制，尽最大可能保存易丢失的高低两端细微的密度层次。有些调整可以不在数字化加工过程中进行，这样虽然影像的影色调看似平平，却能保留更大色彩和灰度表现区域，给不同利用留有调整余量。照片的调节具有不可逆性，一旦前期调整不当造成细节丢失，后期很难再调整恢复。（2）在影像内容方面，主要注意保持照片档案原有的历史痕迹和档案元素。不应进行剪裁和长宽比例的调整，甚至可保留包含照片外延边界的版本，来印证和确定照片的真实全貌。应禁止对存档版本的影像进行去污染修复、
12、改变色彩以及对影像像素进行遮挡移位等处理。例如经过“文革”保存的照片，有的人物被打叉涂抹，还应保持这种原始的痕迹和信息。照片档案数字化应是全面记录的采集，最终效果的调整应在后期利用时由利用者进行。此时，可以根据使用的目的和作用，进行效果优化、构图裁切、反差调整等技术处理来表现所需的历史感、艺术感和视觉感。2.以最终输出尺寸为标准，根据照片实际情况选择分辨率在实际工作中，对扫描分辨率参数的选用大都有时会规定具体固定指标，如规定选择300DPI或600DPI等，选用同一分辨率对于不同规格照片，扫描出的数据大小、规格尺寸和清晰程度是不同的。我们认为应该由以往固定的DPI分辨率数值改为以最终输出尺寸为
13、标准选择分辨率，如可以统一以最后能满足输出12英寸优质图片的30002100左右图片文件分辨率为标准选择。这样不论原照片或大或小，都会使照片扫描数据文件尺寸基本相同、大小相对统一。既便于存储管理，又方便后期利用。以下试验数据可用来参考：照片规格照片尺寸扫描分辨率（dpi）图片文件分辨率(pixel)1寸2.5cm3.5cm2200305822492寸3.5cm5.3cm1420300021005寸5英寸3.5英寸8.8cm12.5cm600300021006寸6英寸4英寸10cm15cm500300020007寸7英寸5英寸 12.5cm17.5cm430301021498寸8英寸6英寸 15
14、cm20cm3703000225010寸10英寸8英寸 20cm25cm3003000240012寸12英寸10英寸 25cm30cm24030002500注：此数据由Epson V700扫描仪测试获得，具体运用会有差异，仅供参考对于尺寸小的照片，其本身分辨率和扫描仪分辨率都满足不了放大效果时，可采用阶梯放大方式，即先扫描并洗印成清晰中等尺寸的照片，对该照片再次扫描，这样得到的影像效果比直接扫描成大尺寸影像更加清晰。在使用中也可采用此方式来满足超大规格图片制作的需求。3.注重对扫描仪色彩的管控，同时不可忽视显示设备与仿真复制的扫描不同，对于照片档案数字化中的色彩管理，更重要的是保证扫描仪扫描影
15、像色彩的准确。不能仅保证当前数字化所使用的扫描、显示、输出一套设备与所扫描照片的一致性，还应保证在不同显示环境、输出方式中得到正确的照片还原。色彩管理的重点在于记录影像数据与照片档案原件的颜色基本相近，并能通过正常的屏幕表现出来。在照片档案数字化设备选用时，我们往往会过多注重扫描仪的专业性而忽视显示器和工作计算机显卡的品质。其实，在不进行打印输出数字化图像时，保证显示器准确体现影像的真实色彩更为重要。缺少良好的显示环境，所进行的诸如亮度、反差、色彩等调节都将是不准确的，甚至是适得其反的。因此，除扫描仪外，选用好的显卡、优质的显示器以及校正屏幕的校正仪是照片档案数字化必备的设备条件。4.合理选用软件功能，慎重选用自动设置在有些扫描设备和软件中带有简单分析判断自动调整的一键扫描等功能。由于照片档案的复杂性，当遇有照片超出正常的质量范围，盲目选用这些功能很难达到理想的影像效果。在实际操作时要避免任何参数都选用自动调整，那只能使图片质量平庸，甚至达不到利用要求。这就像专业相机与卡片自动相机的区别一样，自动功能是方便的，但在特殊情况下往往又是最不靠谱的。还是应该根据实际情况，对扫描参数一一进行设置，以求获得最佳的扫描质量。扫描软件有许多常用的功能，如USM锐化、颗粒降低、色彩翻新、背光补偿、去杂点、去
