DjVu技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖書館；計(jì)算機(jī)技術(shù)；數(shù)字化格式；圖像處理；DjVu

摘要：DjVu技術(shù)是一種新型計(jì)算機(jī)文件格式，同時(shí)也是用于保存圖書的文件格式，通過大量的國際實(shí)例證實(shí)DjVu技術(shù)的表現(xiàn)優(yōu)于目前通用的PDF格式。

中圖分類號：G259.23文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-1588（2014）04-0119-02

收稿日期：2014-02-21

作者簡介：孫劍（1970-），鄭州圖書館館員。1DjVu技術(shù)的基本原理

DjVu（法語中“曾經(jīng)見過，似曾相識”之意）是一種新型電子文件格式，主要用于存儲掃描的圖像文檔。DjVu技術(shù)采用獨(dú)具特點(diǎn)的設(shè)計(jì)理念，引進(jìn)JB2與IW44等多項(xiàng)先進(jìn)圖像壓縮編碼，將圖像分解為背景層 ( 紙的紋理和圖片 )、前景層( 文本和線條 )和修飾層（MASK）三個(gè)可重建的編碼層，采用不同的壓縮算法，分離了圖像文件的文字和背景，修飾層采用圖壓縮算法JB2編碼，背景圖像采用IW44壓縮算法，同時(shí)應(yīng)用連續(xù)投影技術(shù)避免了前景層對背景編碼的覆蓋，形成獨(dú)特的三層格式，使其兼圖像和文檔的特性，既能滿足圖像瀏覽，又可實(shí)現(xiàn)全文檢索。

同時(shí)DjVu格式采用特殊的算術(shù)編碼，對二進(jìn)制圖像進(jìn)行壓縮，使之圖像文件容量小，清晰度高，并使用先進(jìn)的漸進(jìn)載入圖像處理技術(shù)，使得DjVu格式文件更加適合于互聯(lián)網(wǎng)的在線傳輸和瀏覽。

2DjVu技術(shù)的特點(diǎn)

2.1DjVu圖像高清晰度

傳統(tǒng)圖像的壓縮格式在辨別色彩對比強(qiáng)烈的區(qū)域時(shí)辨識度較低，例如在圖像文字的反映上不具備高辨識度，很難滿足人們的需求。DjVu技術(shù)在保留文字符號的清晰度時(shí)采用較高的分辨率來大幅提高可辨性，而在反映連續(xù)色彩圖和背景圖片的時(shí)候則采用了較低的分辨率 。這種分層處理的方式，通過將文字和背景分離開來，將元素分開處理，使得整個(gè)圖像的質(zhì)量有大幅提升，進(jìn)而展現(xiàn)該技術(shù)的優(yōu)勢。

2.2DjVu圖像的快速顯示

DjVu圖像文件由于采用分層技術(shù)，可以分層快速顯示。解決了原來以傳統(tǒng)JPEG、GIF和PNG等格式在網(wǎng)上發(fā)布圖片的容量限制，突破了圖像傳播的硬件和帶寬瓶頸。DjVu技術(shù)不需要把文件全部傳送并解碼后才顯示，因此，用戶可以在很短的時(shí)間內(nèi)就可以看到部分文件，而隨后的文件也會很快顯示完畢，加之DjVu圖像文件本身容量小的特點(diǎn)，使得圖片文件網(wǎng)絡(luò)顯示效果大大提高，這種網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量圖像發(fā)布顯示功能是傳統(tǒng)壓縮格式無法實(shí)現(xiàn)的。

2.3DjVu技術(shù)的免費(fèi)、標(biāo)準(zhǔn)公開

DjVu是一個(gè)開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以將其源代碼嵌入各種應(yīng)用軟件中使用，支持IE、NS等多種瀏覽器， DjVu解碼程序和部分編碼程序可以在互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)獲得。DjVu網(wǎng)絡(luò)瀏覽器插件，可以在互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)下載，并有多種操作系統(tǒng)類型選擇，幾乎可以在所有的平臺瀏覽，非常便捷。同時(shí)支持傳統(tǒng)PDF、PPT、HTMI和DOC格式的自由轉(zhuǎn)換，保證應(yīng)用者可以充分利用已有的數(shù)字資源。

2.4DjVu格式文件輸出方式靈活

同PDF格式類似，DjVu由于包含光學(xué)文字識別的文本層，在保存DjVu文件時(shí)，可根據(jù)用戶需要靈活操作，既可以整頁保存，也可以選擇區(qū)域進(jìn)行局部復(fù)制與粘貼操作，對于多頁文件開可以選擇單頁或多頁輸出。

若一份文件有數(shù)百頁之多，DjVu可以將其壓縮成為一個(gè)文檔，使得DjVu成為方便實(shí)用的網(wǎng)頁目錄快照，通過瀏覽器快速清晰地呈現(xiàn)、瀏覽、打印、傳送和下載。

2.5DjVu格式具有文本檢索等多種功能

需要特別指出的是，DjVu不僅僅是一種圖像壓縮技術(shù)，實(shí)際上已經(jīng)發(fā)展成擁有同PDF一樣成熟的多功能的內(nèi)容。即顯示圖像的同時(shí)，具有文本的顯示方式，支持文本關(guān)鍵字搜索，可實(shí)現(xiàn)全文檢索與復(fù)制，能夠快速獲取檔案中的文字內(nèi)容；支持本地路徑和網(wǎng)絡(luò)路徑超鏈接；同時(shí)包含有導(dǎo)航、聲音和動態(tài)影響等可編程模塊，相對傳統(tǒng)格式技術(shù)更加突出。

3DjVu技術(shù)的應(yīng)用

3.1DjVu技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)

DjVu應(yīng)用范圍非常廣泛：在商業(yè)上可用于技術(shù)手冊、CAD繪圖，在行政與司法方面課用于地圖、城市建設(shè)、圖書管理等方面，在教育上可使資料更加逼真地轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，便利學(xué)者的學(xué)習(xí)與閱讀，在文學(xué)藝術(shù)方面，是圖片下載更加流暢快捷，圖片更加清晰，更好地滿足人們的需求。

隨著信息化媒體的廣泛普及和網(wǎng)絡(luò)的超速發(fā)展，人們開啟了信息化時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)代替了紙張，人們利用網(wǎng)絡(luò)處理、保存和傳播文件。人們對于信息的瞬間獲取需要使得電腦屏幕成為各種信息的最佳顯示媒介。但信息媒體是屬于現(xiàn)代人的，在對于過去甚至遠(yuǎn)古那些鼎盛而輝煌的年代來說，更多的信息仍然在紙上，例如：大量名家著作、經(jīng)典書籍、名字名畫等，都非常具有傳播的價(jià)值，但卻很少出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上。

制約這些信息在網(wǎng)上發(fā)布的一個(gè)瓶頸就在于掃描圖像文件的大小問題。要解決根本問題，就在于如何將大容量文件壓縮但又不破壞其內(nèi)容的清晰度，使得人們在網(wǎng)絡(luò)上下載速度與大小產(chǎn)生雙贏。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖像格式，如JPEG、GIF和PNG等，在普通分辨率下的圖像大小都十分巨大。這也使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容開發(fā)者面對現(xiàn)存的印刷材料寶庫只能望洋興嘆。

孫劍：DjVu技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用孫劍：DjVu技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用在過去數(shù)年中，人們對于有效處理彩色圖像文件的技術(shù)需求越來越強(qiáng)烈，而這種技術(shù)實(shí)際上就是一種有效的彩色圖像的壓縮技術(shù)。當(dāng)人們試圖建立歷史文獻(xiàn)的網(wǎng)上數(shù)字圖書館，制作電子商務(wù)網(wǎng)站的網(wǎng)上購物索引，或進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)，這種技術(shù)就顯得尤為重要。另外，低成本、高質(zhì)量彩色掃描儀，以及高分辨率數(shù)碼相機(jī)的出現(xiàn)，也為這類技術(shù)的應(yīng)用提供了契機(jī)。

DjVu技術(shù)使得原本智能出現(xiàn)在紙質(zhì)世界的珍貴信息輕松地轉(zhuǎn)化到了數(shù)字媒介，這個(gè)橋梁使得高質(zhì)量的掃描圖像可以輕易地在因特網(wǎng)上進(jìn)行發(fā)布。

3.2DjVu技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用

DjVu技術(shù)能夠滿足任何掃描的高分辨率圖像和數(shù)字生成的文件，通過DjVu的方式在網(wǎng)上進(jìn)行發(fā)布。數(shù)字圖書館可以將大量寶貴的書籍、雜志、索引、手稿、報(bào)紙和歷史文獻(xiàn)資料通過掃描在網(wǎng)上供讀者在線閱覽。原來被保存在物質(zhì)載體上的信息，現(xiàn)在可以通過互聯(lián)網(wǎng)的形式被更為廣泛的受眾所獲取。

DjVu技術(shù)將成為電子圖書網(wǎng)上發(fā)行的最佳手段。即使已經(jīng)有了完全電子生成的數(shù)字版本，DjVu仍然是屏幕顯示的最佳選擇。例如，對于紙張上包括一定數(shù)量的顏色、圖片、公式、線條和其它非文字印刷時(shí)，DjVu的超強(qiáng)壓縮功能將大大縮小文件的尺寸，使其在性能上優(yōu)于PDF格式。在網(wǎng)頁設(shè)計(jì)方面，該技術(shù)更是有更高的優(yōu)勢，不僅能壓縮界面和自動裝載，而且還在與瀏覽器的兼容方面做到十分完善。同時(shí)，DjVu格式的電子書也具有文字查找功能，對于讀者查找關(guān)鍵詞也非常方便。

對圖書館的手稿和古籍印刷品進(jìn)行網(wǎng)上發(fā)布是DjVu技術(shù)的專長。公眾以前基本無法接觸到的稀有珍藏，現(xiàn)在都可以毫無限制地在網(wǎng)上傳播，公眾只需花幾秒鐘的時(shí)間就可以在自己家里的電腦屏幕上欣賞到這些珍貴的歷史資料。專業(yè)研究者則可以通過DjVu技術(shù)的體現(xiàn)，對所看到的資料的色彩、細(xì)節(jié)、紙張等部分進(jìn)行細(xì)致的分析甄別。除以文字為主的文獻(xiàn)資料外，繪畫作品也可通過DjVu在網(wǎng)上發(fā)布。

3.3DjVu技術(shù)在數(shù)字化出版中的應(yīng)用實(shí)例

3.3.12002年，由中美科學(xué)家共同發(fā)起的數(shù)字圖書館研究和開發(fā)項(xiàng)目《百萬冊圖書數(shù)字化工程（CADAL）》中，DjVu技術(shù)（還有TIFF和PDF格式）被Internet Archive公司選中，作為公有領(lǐng)域書籍掃描后上線的格式。

3.3.22008年，國家檔案局關(guān)于DjVu技術(shù)應(yīng)用的科技項(xiàng)目通過鑒定，已將DjVu選為電子文件長期保存的一種標(biāo)準(zhǔn)格式寫入了《電子文件管理細(xì)則》，國家檔案系統(tǒng)已開始正式采用這項(xiàng)技術(shù)。

3.3.3浙江大學(xué)圖書館、浙江省檔案館、中央美術(shù)學(xué)院圖書館等單位的數(shù)字資源管理發(fā)布平臺也都采用了DjVu技術(shù)。

3.3.4捷克國家圖書館建成了基于DjVu技術(shù)的館藏阿拉伯文獻(xiàn)數(shù)字圖書館。

DjVu作為一種新型的文件壓縮技術(shù)，在通往信息化的道路上展現(xiàn)了驚人的能力和優(yōu)勢。明顯的技術(shù)優(yōu)勢已經(jīng)被不同行業(yè)的數(shù)字化建設(shè)所認(rèn)可和應(yīng)用，應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及圖書、檔案、金融、交通、房地產(chǎn)、測繪、制圖等領(lǐng)域。尤其是3G時(shí)代的到來，DjVu技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢更加凸現(xiàn)，成為手機(jī)、IPAD等無線設(shè)備發(fā)布和接收信息的最佳解決方案。相信在未來的一定時(shí)期內(nèi)，隨著DjVu技術(shù)在數(shù)字圖書館中的普及應(yīng)用，人類寶貴的知識遺產(chǎn)將會得到更為廣泛的傳播和利用。

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（編校：嚴(yán)真）

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