大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的獲取、組織與描述

張興旺 盧橋 田清

摘 要：文本、圖像、視頻和3D模型等視覺資源已成為非遺數(shù)字化體系中重要的信息載體。研究非遺視覺資源數(shù)字化技術(shù)，有助于促進(jìn)視覺搜索技術(shù)在非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)中的應(yīng)用。文章對(duì)非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，歸納了大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)存在的新問題，提出了相應(yīng)的非遺視覺資源的獲取、組織、理解與描述方法，并從案例分析角度對(duì)相應(yīng)的視覺搜索和交互模式進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：非物質(zhì)文化遺產(chǎn)；非遺視覺資源；大數(shù)據(jù)；數(shù)字圖書館

中圖分類號(hào)： G254.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI：10.11968/tsyqb.1003-6938.2016092

Abstract Visual resources of intangible cultural heritage， such as text， images， audio and video， and 3D models of digitization system have become an important carrier of information. Research on digitalization technologies of visual intangible cultural heritage resources contributes to the promotion of intangible cultural heritage protection. Based on an analysis of present situation in the protection of intangible cultural heritage， methods are put forward for the acquisition， organization， understanding and description of the visual resources of intangible cultural heritage and visual search and interaction patterns are analyzed from the perspective of case analysis.

Key words intangible cultural heritage（ICH）； ICH visual resources； big data； digital library

1 引言

人類所接受的信息源中超過80%的信息來(lái)自于視覺通道（主要包含文本、圖像、視頻與幾何模型等），作為承載視覺通道的信息資源類型稱之為視覺資源。隨著互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的逐步完善和大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，以文本、圖像、音視頻和3D模型等為代表的視覺資源逐漸成為數(shù)字圖書館最為重要的信息載體，在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)（Intangible Cultural Heritage，ICH，以下簡(jiǎn)稱“非遺”）數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用體系中也不例外。

非遺作為人類世代相傳、與人類生存生活密切相關(guān)的文化表現(xiàn)形式、傳承方式和文化空間，由于其自身所帶的系統(tǒng)性、無(wú)形性、復(fù)雜性和漸變性等特殊屬性[1]，使非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用難度較大。而非遺視覺資源除了擁有上述自然屬性之外，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下更是增添了數(shù)據(jù)量大、非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化、縱深緯度高、語(yǔ)義關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)和語(yǔ)義時(shí)空性等附屬特征，使得非遺視覺資源的高效處理、內(nèi)容理解和交互反饋就成為需要解決的難點(diǎn)問題，而非遺視覺資源的有效獲取、系統(tǒng)組織與結(jié)構(gòu)化描述就成為亟待解決的首要問題。因此，本文從優(yōu)化非遺視覺資源的獲取、組織與描述方式的角度出發(fā)，致力于研究大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的獲取、組織和描述過程，建立相應(yīng)的模型，針對(duì)知識(shí)類和實(shí)體類非遺視覺資源提出相應(yīng)的獲取、組織和描述方法。

2 非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外關(guān)于非遺保護(hù)的研究成果非常多，從非遺的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性分析，到非遺的綜合管理，也都出現(xiàn)了許多系統(tǒng)研究的專著。但專門針對(duì)非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用方面的研究并不多，尤其是關(guān)于大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺數(shù)字化保護(hù)、非遺視覺資源開發(fā)利用等方面研究更少。

數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用是非遺保護(hù)非常重要的研究領(lǐng)域。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)際社會(huì)和世界各國(guó)開始將數(shù)字化項(xiàng)目作為發(fā)展非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用的主要策略。如聯(lián)合國(guó)教科文組織推行的“世界的記憶”計(jì)劃、日本奧茲大學(xué)的“獅子舞”數(shù)字化保護(hù)工程、芝加哥大學(xué)與西安大略湖大學(xué)的“Sulman 木乃伊工程”等。我國(guó)非遺數(shù)字化保護(hù)研究現(xiàn)已進(jìn)入到飛速發(fā)展階段，各種數(shù)字化保護(hù)平臺(tái)、技術(shù)與工具層出不窮、琳瑯滿目[2]。如 “中國(guó)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字博物館”、 “中國(guó)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)與研究網(wǎng)”[3]、“湖南紙影戲藝術(shù)數(shù)字化博物館”、“山西地方戲劇文物文獻(xiàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)”等[4]。為了解和掌握非遺資源，我國(guó)會(huì)定期開展全國(guó)性非遺普查，采用田野調(diào)查、非遺傳承人與專家訪談、掃描、拍攝等多種手段相結(jié)合的方式，獲取了大量極具文化、歷史和科研價(jià)值，以文本、圖像與音視頻等視覺資源為主的非遺大數(shù)據(jù)資源[5]，這一過程使得視覺資源逐漸成為非遺數(shù)字化保護(hù)體系的主要信息載體[6]，因此，國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)技術(shù)研究主要是圍繞非遺視覺資源的獲取、組織和描述等方面展開，主要集中在以下三個(gè)方面：

（1）非遺視覺資源數(shù)字化技術(shù)工具的選擇與評(píng)價(jià)研究。如何選擇恰當(dāng)?shù)囊曈X資源數(shù)字化技術(shù)、方法對(duì)非遺視覺資源進(jìn)行獲取、組織、描述和整理，是非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用研究必須要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。Cheng[7]、余日季[8]等分析了虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)技術(shù)在非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用研究中的應(yīng)用，并提出通過三維重建、恢復(fù)與模擬等方式來(lái)推進(jìn)非遺數(shù)字化保護(hù)、傳承與傳播；Massimiliano等[9]認(rèn)為3D技術(shù)應(yīng)該在非遺數(shù)字化保護(hù)領(lǐng)域得到廣泛的發(fā)展和充分的應(yīng)用；夏立新等[10]從關(guān)聯(lián)標(biāo)簽的角度對(duì)非遺圖片資源之間的標(biāo)簽關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行了研究，并采用可視化方法對(duì)非遺圖片資源的主題特征進(jìn)行了多元化展示；程秀峰等[11]則對(duì)舞蹈類非遺視覺資源的存在形式與類型進(jìn)行了調(diào)研，提出采用社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽（SNA）形式來(lái)揭示非遺視覺資源之間的隱性知識(shí)關(guān)聯(lián)。此外，宋麗華[4]、劉勐[12]、林毅紅[13]、彭冬梅[14]等均探討了不同的數(shù)字化保護(hù)方法、工具在非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)中的應(yīng)用，對(duì)黎族傳統(tǒng)紡染織工藝、甘肅“花兒”藝術(shù)、剪紙藝術(shù)等非遺數(shù)字化保護(hù)平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行了研究和評(píng)價(jià)。

（2）非遺視覺資源數(shù)字化保存機(jī)制研究。國(guó)內(nèi)外非遺視覺資源收藏機(jī)構(gòu)都在充分利用信息技術(shù)來(lái)整理、獲取、組織、處理和展示其豐富的非遺資源，從而確保了非遺視覺資源數(shù)字化長(zhǎng)期保存和多元化展示成為其重要的研究主題。從非遺視覺資源數(shù)字化保存研究現(xiàn)狀來(lái)看，當(dāng)前主要研究重心集中在非遺視覺資源數(shù)字化保存的元數(shù)據(jù)技術(shù)和方法方面。如Athanasios等[15]就非遺視覺資源數(shù)學(xué)建模與元數(shù)據(jù)集成問題進(jìn)行了研究；Noriko等[16]分析了異構(gòu)非遺視覺資源（如戲曲、舞蹈、建筑、繪畫等）在線獲取的元數(shù)據(jù)方法；Regina等[17]對(duì)非遺視覺資源元數(shù)據(jù)格式、標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)問題進(jìn)行了分析。

（3）非遺視覺資源數(shù)字化服務(wù)研究。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)字影像掃描與傳感、三維數(shù)字建模、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、可視化等技術(shù)的發(fā)展，非遺視覺資源數(shù)字化建設(shè)項(xiàng)目逐漸具備了多元化、嵌入式、協(xié)作化的知識(shí)服務(wù)與可視化共享功能，尤其是與視覺資源整合、開放式文化教育、自主交互式工具有機(jī)結(jié)合起來(lái)后，極大地推動(dòng)了非遺視覺資源的數(shù)字化服務(wù)模式和服務(wù)內(nèi)容。

3 大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的獲取、組織與描述方法研究

3.1 大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)的新問題

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，海量、異構(gòu)的非遺視覺資源內(nèi)容中，包含了對(duì)復(fù)雜、多元化的客觀物理類非遺資源的多角度、全方位的映射與表達(dá)，可以讓人們體驗(yàn)到更加客觀、真實(shí)、全面的非遺視覺資源展示與感知，從而為非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)與服務(wù)提供更加有效的支撐，有效推動(dòng)非遺的全面保護(hù)與活態(tài)傳承，促進(jìn)非遺客觀物理空間與虛擬服務(wù)世界的有機(jī)融合。這些非遺視覺資源是來(lái)源于現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物，彼此之間蘊(yùn)含著密切的、復(fù)雜的時(shí)空關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過對(duì)非遺視覺資源的這些時(shí)空關(guān)聯(lián)信息的分析、處理和整合，就可以清晰地組織、描述和可視化展示非遺保護(hù)、傳承與服務(wù)的時(shí)空變遷。通過對(duì)非遺視覺大數(shù)據(jù)資源的動(dòng)態(tài)挖掘、深度學(xué)習(xí)和實(shí)時(shí)分析，使得許多與人類認(rèn)知相契合的非遺數(shù)字化保護(hù)與服務(wù)的工具、技術(shù)和平臺(tái)也層出不窮，如王蒙等[18]基于主題圖理論和方法，以京劇與昆曲為例，建立了非遺信息資源主題圖模型；陳路遙等[19]以“歌仔戲”為例，提出了一種基于關(guān)鍵事件技術(shù)的非遺信息資源的組織方法與可視化展示技術(shù)。

一方面，由于視覺大數(shù)據(jù)資源因其自身特性，對(duì)大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)的有序化傳播、系統(tǒng)化整合、集約化管理、有效組織與描述提出了巨大的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)非遺資源相比，非遺視覺大數(shù)據(jù)資源除了具有時(shí)空信息復(fù)雜、語(yǔ)義關(guān)聯(lián)多樣化、非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn)之外，還具有數(shù)據(jù)規(guī)模龐大、動(dòng)態(tài)變化性、無(wú)序性、實(shí)時(shí)性等特征，使得大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的分析和處理具有一定的難度和復(fù)雜性。

另一方面，由于非遺視覺資源的來(lái)源具有不確定性、異構(gòu)性和時(shí)空關(guān)聯(lián)性，視覺資源本身也不易組織和整合，因此，如何進(jìn)行視覺資源的高效獲取、組織和描述也是大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用的基礎(chǔ)性問題。同時(shí)，隨著非遺規(guī)模與類型的逐漸發(fā)展和壯大，非遺視覺資源的規(guī)模和種類也在不斷增長(zhǎng)，尤其在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，三元空間融合下的非遺數(shù)字化保護(hù)體系在不斷產(chǎn)生著無(wú)數(shù)的非遺視覺資源，只有對(duì)其所蘊(yùn)含的內(nèi)容進(jìn)行有效獲取與組織、深度理解與結(jié)構(gòu)化描述，才有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的深度分析和有效利用。

因此，大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用研究，需要從非遺視覺資源的獲取、組織、理解和結(jié)構(gòu)化描述等方面進(jìn)行研究與分析。

3.2 非遺視覺資源的獲取與組織方法

非遺資源由于其生存環(huán)境、分類方法與傳承方式的不同，使得非遺視覺資源的類型特征、處理手段、處理技術(shù)與保存方法等也會(huì)有一定區(qū)別，這些差異使其在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的存在形式是異構(gòu)無(wú)序、動(dòng)態(tài)變化、時(shí)空關(guān)聯(lián)的，且與之相關(guān)的視覺資源的生成與發(fā)布也是動(dòng)態(tài)無(wú)序的。每一項(xiàng)非遺數(shù)字化過程都需要對(duì)相關(guān)主題信息、繁雜異構(gòu)信息與隱含關(guān)聯(lián)關(guān)系等進(jìn)行處理。此外，現(xiàn)有非遺視覺資源分析與處理都是基于文本標(biāo)注的，且以人工標(biāo)注為主，但傳統(tǒng)的人工標(biāo)注方法在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，存在著標(biāo)注精確性低、時(shí)間和人力成本高、分析和處理效率低等問題。因此，如何方便快捷地獲取與組織非遺視覺資源，是大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用的關(guān)鍵問題，而對(duì)大規(guī)模無(wú)關(guān)非遺視覺資源的分析、過濾、清洗以及對(duì)海量非遺視覺資源的高效組織也是非遺數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用的核心問題。

在整個(gè)非遺視覺資源獲取與組織流程（見圖1）中，視覺資源過濾是大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源獲取與分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文提出了一種基于輪廓特征點(diǎn)的非遺視覺資源整合體系，采用不同的方法從不同層面對(duì)獲取到的海量非遺視覺資源進(jìn)行層次過濾、清洗，其中主要的過濾與清洗方法有三種：一是基于顯著特征點(diǎn)的非遺視覺資源復(fù)雜性過濾，主要用于過濾、清洗掉高度復(fù)雜的非遺主體的背景視覺信息。該方法首先檢測(cè)出非遺視覺對(duì)象的顯著性區(qū)域，通過標(biāo)識(shí)非遺主體的顯著性區(qū)域，對(duì)所有非遺視覺對(duì)象進(jìn)行區(qū)域分割，并對(duì)區(qū)域劃分出的高顯著區(qū)域附近一定閥值區(qū)域范圍內(nèi)的所有劃分區(qū)域數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，選擇其中劃分區(qū)域數(shù)低于設(shè)定閥值的區(qū)域作為非遺主體的背景區(qū)域，并保留下來(lái)[20]；二是基于輪廓特征點(diǎn)的非遺視覺資源相似性過濾，主要用于甄選出與特定幾何輪廓一致的非遺視覺資源。在經(jīng)過第一種過濾清洗方法之后，獲取到帶有簡(jiǎn)單背景區(qū)域的非遺視覺資源，得到符合下一操作要求的過濾清洗效果，在此基礎(chǔ)上，對(duì)預(yù)先設(shè)定的分割邊界與待識(shí)別非遺視覺資源輪廓特征點(diǎn)所構(gòu)成的幾何區(qū)域進(jìn)行一致性檢測(cè)和評(píng)估，并計(jì)算得出一致性值，取其中一致性值最高的作為輪廓相似性視覺對(duì)象；三是基于內(nèi)容的非遺視覺資源過濾，主要利用設(shè)定的多種標(biāo)注信息進(jìn)行非遺視覺資源內(nèi)容過濾，在前面兩輪過濾清洗后獲得的非遺視覺資源集合中，將無(wú)法提供普適性表象特性的視覺信息過濾清洗掉。如以廣西瑤族長(zhǎng)鼓為例，經(jīng)過以上三種過濾方法的反復(fù)執(zhí)行，就能從海量、動(dòng)態(tài)變化、異構(gòu)無(wú)序的“視覺資源海洋”中獲取到符合要求的非遺視覺資源。

在大數(shù)據(jù)環(huán)境中，存在著大量與非遺相關(guān)的信息資源，而非遺數(shù)字化保護(hù)體系對(duì)于大數(shù)據(jù)環(huán)境中的非遺視覺資源具有非常強(qiáng)的信息敏感度。由于絕大部分人對(duì)于物理世界客觀事物的信息獲取與感知源于視覺系統(tǒng)，人類視覺系統(tǒng)天生對(duì)于事物物理結(jié)構(gòu)信息非常敏感，如果僅僅依據(jù)通用的信息資源獲取方法來(lái)獲取非遺視覺資源內(nèi)容，可能難以滿足非遺視覺資源的獲取與組織的分析需求。因此，有必要將非遺視覺資源的非遺主體區(qū)域的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)作為分析對(duì)象，研究如何利用它來(lái)幫助我們更好地從海量的視覺大數(shù)據(jù)資源中提取需要的非遺視覺對(duì)象內(nèi)容。

在具體使用視覺資源的非遺主體區(qū)域的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)，對(duì)非遺視覺大數(shù)據(jù)資源進(jìn)行智能化地內(nèi)容過濾清洗過程中，就需要通過深度計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能的方法來(lái)提取非遺視覺資源的非遺主體區(qū)域[21]，從而得到結(jié)構(gòu)化的非遺視覺主體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義結(jié)構(gòu)和視覺自然屬性的非遺視覺資源獲取。

事實(shí)上，利用視覺資源的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)或視覺特征來(lái)分析和組織視覺大數(shù)據(jù)資源，能夠?qū)Λ@取大數(shù)據(jù)環(huán)境下海量非遺視覺資源中所包含的視覺信息產(chǎn)生積極影響。如Wang等用帶有語(yǔ)義結(jié)構(gòu)的層次化語(yǔ)義標(biāo)簽對(duì)20億張網(wǎng)絡(luò)圖像進(jìn)行組織[22]，隨后又進(jìn)一步建立起蘊(yùn)含52萬(wàn)條語(yǔ)義、2.35億圖像的圖像知識(shí)庫(kù)，進(jìn)一步將圖像中的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)和視覺特征進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注，并與建立的大規(guī)模視覺知識(shí)庫(kù)進(jìn)行匹配，基于圖像自然屬性和語(yǔ)義結(jié)構(gòu)，對(duì)圖像進(jìn)行分類組織，從而大大提升了獲取效率[23]。

與文本、圖像與視頻等視覺資源獲取與組織方法有所不同，大數(shù)據(jù)環(huán)境下三維（3D）模型的獲取與組織顯得更為繁瑣、復(fù)雜。Huang等[24]引入生物進(jìn)化思想，對(duì)異構(gòu)、大規(guī)模的三維模型知識(shí)庫(kù)中的三維模型進(jìn)行深度分析、有效分類和組織，生成三維模型深層次分類樹與三維模型層次化交互瀏覽方案。

3.3 非遺視覺資源的理解與結(jié)構(gòu)化描述

為了在異構(gòu)無(wú)序、動(dòng)態(tài)變化的海量視覺大數(shù)據(jù)資源中檢索出符合非遺自然屬性和視覺語(yǔ)義結(jié)構(gòu)的非遺視覺資源，就需要在非遺自然屬性和視覺語(yǔ)義結(jié)構(gòu)的認(rèn)知特征分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)非遺視覺資源內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、深層次的分析、理解和描述。

非遺視覺資源的理解和描述問題作為大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺數(shù)字化深度保護(hù)研究的關(guān)鍵問題之一，而對(duì)應(yīng)的非遺視覺資源的局部區(qū)域特征的描述問題就成為了需要解決的核心問題。在其描述過程中，可采取局部區(qū)域特征單元?jiǎng)澐址椒?，建立非遺視覺資源的緊湊視覺描述子[25]，將其作為非遺視覺資源局部區(qū)域特征的表示形式和描述單元，并以此為基礎(chǔ)單元，根據(jù)非遺視覺資源自然屬性與視覺語(yǔ)義結(jié)構(gòu)，建立基于局部區(qū)域特征和非遺主體輪廓結(jié)構(gòu)的視覺描述網(wǎng)絡(luò)，對(duì)非遺視覺資源進(jìn)行描述。在描述過程中，因同類型非遺視覺資源中具有相似的表觀特性和自然屬性，故可采用緊湊視覺描述區(qū)來(lái)代表其中一個(gè)局部區(qū)域，將其作為該描述模型的一個(gè)描述節(jié)點(diǎn)。而對(duì)于非遺視覺資源中那些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的局部區(qū)域，則使用多個(gè)描述節(jié)點(diǎn)組合成復(fù)合描述節(jié)點(diǎn)集來(lái)對(duì)其進(jìn)行描述和表達(dá)，從而形成語(yǔ)義關(guān)聯(lián)性強(qiáng)和邏輯結(jié)構(gòu)合理的層次化多元結(jié)構(gòu)，以描述同一個(gè)非遺在不同環(huán)境下的主要視覺特征與自然屬性。而描述節(jié)點(diǎn)、描述節(jié)點(diǎn)集和描述區(qū)域之間則通過“邊”來(lái)對(duì)其相對(duì)位置、關(guān)聯(lián)關(guān)系與幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)，并對(duì)其上下文關(guān)系、語(yǔ)義關(guān)聯(lián)進(jìn)行有效描述。將所有描述節(jié)點(diǎn)、描述節(jié)點(diǎn)集、描述區(qū)域與描述邊等進(jìn)行抽象表示和有機(jī)組合后，就形成了非遺視覺資源的描述模型。

在確定描述模型之后，可將待檢索的非遺視覺資源以平面圖結(jié)構(gòu)算法對(duì)其進(jìn)行描述，并采用基于鄰居向量的近似子圖匹配算法[26]，在大規(guī)模視覺對(duì)象知識(shí)庫(kù)中搜索與待識(shí)別非遺視覺資源局部特征相似的視覺資源。這一計(jì)算過程包括：首先，對(duì)非遺視覺資源進(jìn)行區(qū)域分割，將屬于同一分割區(qū)域內(nèi)的視覺資源內(nèi)容視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，提取該節(jié)點(diǎn)分割區(qū)域內(nèi)視覺特征；然后，對(duì)提取的視覺特征進(jìn)行聚類分析，計(jì)算得出相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編碼，將相鄰的分割區(qū)域采用描述邊的方式，在彼此之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；最后，將待搜索的非遺視覺資源與視覺對(duì)象知識(shí)庫(kù)中的視覺資源用圖結(jié)構(gòu)表達(dá)，并采用基于鄰居向量的近似子圖匹配算法對(duì)非遺視覺對(duì)象知識(shí)庫(kù)進(jìn)行遍歷，就可以獲取到與待搜索視覺資源相匹配的非遺視覺資源。

需指出的是，在對(duì)非遺視覺資源進(jìn)行分析、理解和描述的過程中，它所提供的視覺信息反映的是非遺在客觀物理世界中的三維影像。因此，在非遺視覺對(duì)象知識(shí)庫(kù)中必然會(huì)蘊(yùn)含著大量的視覺對(duì)象之間的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)關(guān)系（如以廣西桂劇為例的圖2）。通過對(duì)上下文語(yǔ)義關(guān)聯(lián)關(guān)系的有效理解和結(jié)構(gòu)化描述，可以為非遺視覺資源的整合和交互提供有力支持，并計(jì)算得出該非遺的出現(xiàn)概率，從而為基于上下文語(yǔ)義關(guān)系的非遺視覺資源建模提供幫助[27]。換句話說，通過分析非遺視覺資源中非遺與其他物體之間的相互位置關(guān)系與可能出現(xiàn)的幾率，來(lái)進(jìn)行相關(guān)性和相似性比較分析，判斷彼此是否相關(guān)與相對(duì)位置，進(jìn)而計(jì)算得出彼此之間的相互關(guān)系（如因果關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系與支撐關(guān)系等），從而得出非遺視覺對(duì)象中非遺主體與關(guān)聯(lián)對(duì)象之間存在的相互關(guān)系與上下文語(yǔ)義關(guān)聯(lián)關(guān)系。

4 大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源整合的案例分析

4.1 兩種非遺視覺資源的視覺搜索模式

毫無(wú)疑問，非遺數(shù)字化研究的最終目的除了保護(hù)與傳承之外，還有數(shù)字化服務(wù)這一自然職能。而非遺視覺資源作為傳遞非遺文化與歷史內(nèi)涵的傳播媒介，其數(shù)字化服務(wù)對(duì)象和服務(wù)主體都是人。因此，對(duì)大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的分析、獲取、組織、理解和描述的最終目的，就是為人們提供更加人性化、智慧化、便捷化的非遺數(shù)字化服務(wù)和工具。而通過上述的非遺視覺資源的獲取和組織、有效理解和結(jié)構(gòu)化描述的方法，能為人們提供更加智慧化、個(gè)性化的非遺視覺資源整合、交互和展示方法。

傳統(tǒng)對(duì)視覺資源的信息檢索模式主要是對(duì)視覺資源進(jìn)行文本標(biāo)注（或設(shè)定文本標(biāo)簽），將視覺資源的視覺搜索問題轉(zhuǎn)換成基于關(guān)鍵詞或文本標(biāo)注的信息檢索模式。通過對(duì)非遺視覺資源進(jìn)行深度分析、有效獲取、層次化組織和結(jié)構(gòu)化描述，能將非遺視覺資源進(jìn)行系統(tǒng)的有機(jī)整合，為人們提供非遺數(shù)字化服務(wù)。而能否為人們提供高效、方便、快捷的信息檢索功能，則成為判斷大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源整合是否全面、有效的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一。因此，本文提出了一種基于粗粒度非遺主體輪廓的視覺搜索模式，這種視覺搜索模式有別于傳統(tǒng)基于關(guān)鍵詞的信息檢索模式，是以視覺對(duì)象本體作為檢索對(duì)象。

在現(xiàn)實(shí)生活中，并非人人都擁有繪畫技能而能手繪出自己希望搜索到的非遺，但幾乎人人都能夠手繪出自己希望搜索到的非遺輪廓的幾何模型（如三角形、圓形、線條等）。簡(jiǎn)單幾何模型是客觀物理世界信息化的基礎(chǔ)組成元素，現(xiàn)實(shí)世界中所有客觀物質(zhì)在轉(zhuǎn)化成視覺效果（如繪畫、設(shè)計(jì)圖等）時(shí)，都能通過無(wú)數(shù)簡(jiǎn)單幾何模型有機(jī)組合后，展示在人們視覺中，非遺亦不例外。因此，手繪簡(jiǎn)單幾何模型的有機(jī)組合是人們展示靈感和構(gòu)思創(chuàng)意最有效、最自然的手段和方法，并被廣泛應(yīng)用于建筑規(guī)劃、工業(yè)設(shè)計(jì)、美術(shù)等領(lǐng)域。通過簡(jiǎn)單的手繪幾何模型就能夠幫助人們將心中正在想、或轉(zhuǎn)載構(gòu)思的非遺主體轉(zhuǎn)化成具有真實(shí)感的粗放型視覺效果，這種粗粒度非遺主體輪廓可成為人們與非遺視覺資源整合平臺(tái)之間實(shí)時(shí)交互的一種橋梁。事實(shí)上，借助于大數(shù)據(jù)環(huán)境下視覺資源的分析、獲取、組織和描述方法而形成的非遺視覺資源數(shù)據(jù)集，基于粗粒度非遺主體輪廓的視覺搜索模式正逐漸走入人們生活中。

以廣西鄉(xiāng)村彩調(diào)為例（見圖3），大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源整合平臺(tái)提供的視覺搜索有兩個(gè)功能是非常重要的。一是非遺視覺資源的交互與融合搜索。人們只需在非遺視覺資源整合平臺(tái)中選擇所需要檢索的非遺類別，并勾畫出待檢索非遺的大致輪廓，平臺(tái)就可直接根據(jù)待檢索非遺主體輪廓，自動(dòng)對(duì)非遺主體輪廓執(zhí)行輪廓匹配算法，在設(shè)定的非遺類別中檢索符合要求的非遺視覺資源，并根據(jù)非遺主體輪廓在檢索區(qū)域的相對(duì)位置、相對(duì)大小和組合關(guān)系將輪廓組合在一起。然后，平臺(tái)根據(jù)視覺融合技術(shù)將檢索出來(lái)的視覺資源進(jìn)行完美融合，形成一幅全新的非遺視覺資源；二是非遺視覺資源的內(nèi)容搜索。人們?cè)诜沁z視覺資源整合平臺(tái)中選擇待檢索非遺的類別，并勾畫出待檢索非遺幾何輪廓，平臺(tái)自動(dòng)對(duì)非遺主體輪廓執(zhí)行輪廓匹配算法，檢索得出與該輪廓相似的非遺視覺資源列表。

4.2 大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的交互模式

從國(guó)內(nèi)外已有研究來(lái)看，傳統(tǒng)基于文本標(biāo)注的視覺搜索模式盡管存在著諸多問題，但仍有不少研究者對(duì)其進(jìn)行研究。而對(duì)于視覺資源的深度交互與實(shí)時(shí)編輯問題卻極少有研究者涉及，尤其是對(duì)非遺視覺資源的交互編輯問題的研究幾乎為零。

伴隨著大數(shù)據(jù)、人工智能與深度計(jì)算等信息技術(shù)的飛速發(fā)展和相關(guān)算法的逐步完善，視覺資源的深度交互與實(shí)時(shí)編輯問題已成為熱點(diǎn)課題。非遺的數(shù)字化保護(hù)與開發(fā)利用過程，可采取基于視覺資源融合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)非遺視覺資源的交互編輯相關(guān)功能。具體過程為：給出一個(gè)待編輯的非遺視覺資源以及預(yù)設(shè)定的目標(biāo)尺寸，在非遺視覺資源知識(shí)庫(kù)中，檢索得出一幅設(shè)定符合條件的新的非遺視覺資源，將二者有機(jī)融合形成一幅更大的視覺資源。這個(gè)算法執(zhí)行的難點(diǎn)在于：一是如何找到符合條件的視覺資源；二是如何保證檢索得到的視覺資源與原視覺資源進(jìn)行有機(jī)融合。

本文曾提出基于局部區(qū)域特征和非遺主體輪廓結(jié)構(gòu)的視覺描述網(wǎng)絡(luò)這一方法，借助于該描述方法可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的關(guān)聯(lián)視覺資源的有機(jī)融合。首先，設(shè)定一個(gè)非遺視覺資源為待檢索對(duì)象，同時(shí)，設(shè)定其交互編輯的目標(biāo)尺寸與待融合方法；然后，非遺視覺資源整合平臺(tái)可根據(jù)所提供的視覺搜索功能與相關(guān)算法，在非遺視覺資源數(shù)據(jù)集中檢索得到最為合適的視覺資源列表，作為候選內(nèi)容；接著，對(duì)候選資源與待處理非遺視覺資源的輪廓結(jié)構(gòu)、局部特征和主體內(nèi)容進(jìn)行一致性、相似性評(píng)估，選出待融合的視覺資源；最后，采取局部區(qū)域特征融合和邊界區(qū)域平滑過渡方法，對(duì)候選視覺資源進(jìn)行局部融合和全局變換，使其與待處理非遺視覺資源邊界部分進(jìn)行曲線平滑過渡，并采取視覺融合技術(shù)和區(qū)域分割方法對(duì)二者進(jìn)行處理[28]。

5 結(jié)論與展望

在我國(guó)文化發(fā)展大繁榮的社會(huì)背景下，非遺數(shù)字化保護(hù)事業(yè)如何貫徹國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要、國(guó)家“十三五”文化發(fā)展規(guī)劃綱要和國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)我國(guó)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)工作的意見等重大指導(dǎo)性文件精神，在社會(huì)公共文化服務(wù)體系中獲得戰(zhàn)略地位和重要作用，成為非遺保護(hù)與傳承理論、實(shí)踐研究共同關(guān)注的重大問題。非遺數(shù)字化作為非遺保護(hù)與傳承的重要工具和手段，在大數(shù)據(jù)、視覺搜索與虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段的沖擊下，勢(shì)必會(huì)給非遺原來(lái)賴以生存的原生態(tài)空間帶來(lái)巨大的威脅，導(dǎo)致非遺保護(hù)工作受到巨大挑戰(zhàn)，但同時(shí)也帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。毫無(wú)疑問，合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)和視覺搜索等現(xiàn)代科技手段進(jìn)行非遺數(shù)字化保護(hù)已成為一種必然趨勢(shì)。

文本、圖像、音視頻和3D模型等視覺資源逐漸成為非遺數(shù)字資源最重要的信息載體，如何高效地分析和利用已有的和即將獲取到的非遺視覺大數(shù)據(jù)資源，將非遺視覺大數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化成知識(shí)是當(dāng)前面臨的主要技術(shù)瓶頸。尤其是未來(lái)十年，在大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)等信息技術(shù)的積極推動(dòng)下，我國(guó)非遺視覺資源的數(shù)據(jù)規(guī)模和類型將快速增長(zhǎng)，非遺數(shù)字化保護(hù)研究的深度和廣度快速發(fā)展，開展大數(shù)據(jù)環(huán)境下非遺視覺資源的獲取、組織和描述方法的研究，以為突破這一技術(shù)瓶頸提供有效的方法。因此，重視非遺視覺資源分析與利用的研究不僅具有非常重要的理論價(jià)值，還具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者簡(jiǎn)介：張興旺（1982-），男，桂林理工大學(xué)圖書館副研究館員，博士研究生，研究方向：數(shù)字圖書館；盧橋（1988-），女，桂林理工大學(xué)圖書館助理館員，研究方向：知識(shí)服務(wù)；田清（1984-），女，桂林理工大學(xué)圖書館助理館員，研究方向：讀者服務(wù)。