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巢元方(约550-630年),隋代京兆华阴(今属陕西省)人,著名医学家,隋大业年间授太医博士,后升为太医令。他医术高明,精通医理,对疾病病因、病源和证候的研究尤为精深,临床经验十分丰富。大业六年(610年),巢元方奉诏主持编撰而成我国第一部中医病因证候学专著《诸病源候论》,在医学上首创病源学理论体系,对各类疾病的病因病理、症候、诊断和预后等均有独到见解,在中医发展史上起着承前启后的重要作用。关于巢元方的医德思想,可以从他所具有的“荟萃群说、裒集众长”的医学撰述之风和“观察缜密、求实创新”的科学研究态度这两个方面来探讨。
1荟萃群说,裒集众长
巢元方曾任隋朝太医令,即太医署的负责人。太医署是隋唐两代朝廷的专门医疗机构和教学机构,负责朝廷百官的医疗和国家医学教育。凡在此任职的医生都是临床和理论俱佳的权威人士,巢元方便是其中的佼佼者,他不但拥有丰富的实践经验,而且具有高深的理论造诣。
隋朝对医学十分重视,除了建立专门的中央医疗机构和教育机构以外,还组织医家编写大型医学著作。巢元方奉诏主持编撰《诸病源候论》,专述病因理论,同时奉诏主持编撰《四海类聚方》,专述临床治疗,二者相辅相成,成为隋代大型医疗配套著作,可惜《四海类聚方》早已佚失不传。《诸病源候论》,简称《巢氏病源》,又名《巢氏诸病源候论》、《诸病源候总论》,它是我国第一部由朝廷敕编、集体撰作、系统论述病因和症候的医学理论著作,在我国医学史上占有重要地位。该书50卷,载列证候1739条,分别论述了内、外、妇、儿、五官、皮肤、肛肠、外伤等各科病症的概念、病因、病机和证候,也讨论了部分疾病的诊断、预后,以及摄生、导引、按摩等方法和步骤,对一些传染病、寄生虫病、外科手术等也有不少精辟论述。《诸病源候论》首次对“中医病源学”和“中医证候学”进行了精细、准确地分类记载,对于研究古代病名、病源、证候、气功和养生等方面具有重要参考价值,真可谓是“会粹群说,沈研精理,形脉之证,罔不该集。明居处、、风湿之所感,示针、挢引、汤熨之所益。诚术艺之楷模,而诊查之津涉”[1]。该书内容丰富,描述详尽,分析准确,明确易懂,是医家案头常备用书之一,具有很强的史料价值和学术价值。
《四库全书总目》赞曰:“盖其时去古未远,汉以来经方脉论,存者尚多。又裒集众长,共相讨论。故其言深密精邃,非后人之所能及。《内经》以下,自张机、王叔和、葛洪数家书外,此为最古。究其指要,亦可云证治之津梁矣。”[2]作为我国医学史上第一部病因、病理和证候学专书,《诸病源候论》具有“裒集众长,共相讨论”的特点,征引前代典籍十分丰富,使许多古代珍贵医学资料得以保存。周学海在《新刻病源候论序》中云:“然而汉晋之间,明医辈出,类能推见大义,施治有效,故其论颇多可采。历年久远,散佚不可复见矣。独隋巢氏所辑《病源候论》见传于世,今日而欲考隋唐以前明医之论,独有此书而己耳。”[3]陈邦贤在《中国医学史》中说:“巢氏《诸病源候论》既吸收印度医学学说,更吸取塞外各民族的疾病知识,以成此巨著。”[4]该书虽然博采众长,但重点还是对魏晋以来的医学成就进行了系统总结,对后世中医学影响深远。如:唐・孙思邈的《千金要方》中就载录了许多《诸病源候论》中的内容;唐・王焘的《外台秘要》(752年)中,一般先在门类之前引用《诸病源候论》中的观点,阐释疾病概念以及病因病机,然后列治病诸方;宋・王怀隐等人撰写的《太平圣惠方》(992年)也载录了《诸病源候论》中的内容,同时,宋朝把该书作为医学教育的必读教材;日本医家丹波康赖的《医心方》(984年,相当于北宋太平兴国九年)亦仿《外台秘要》的体例,在每门之前引录《诸病源候论》的“病候”内容;元代将该书“列医门之七经”中,作为中医经典著作;明清时期,该书刻印更多,流传更加广泛。
2观察缜密,求实创新
在病因方面,巢元方通过缜密观察,突破了许多前人见解,提出了新的论点,提高了我国病因学的水平。例如,关于流行性传染病的认识,在隋代以前大都概括在伤寒、温病和时行病中,认为是由于气候的变异导致人触冒之而发。但巢元方通过仔细观察,创造性地指出:“伤寒之病,但人有自触冒寒毒之气生病者,此则不染着他人。若因岁时不和,温凉失节,人感其乖戾之气而发病者,此则多相染易。故须预服药,及为方法以防之。”[5];“夫时气病者,此皆因岁时不和,温凉失节,人感乖戾之气而生病者,多相染易。故预服药及为方法以防之”[6];“此病(温病)皆因岁时不和,温凉失节,人感乖戾之气而生病,则病气转相染易,乃至灭门,延及外人,故须预服药及为法术以防之”[7]。这里,巢元方明确提出“乖戾之气”是造成传染病流行的病因,这种对“乖戾之气”的认识,已经很接近现代医学对病原体的认识。巢元方对流行性传染病的认知,以及他所提出的预防传染病的观点,都使人类在医学认知领域里前进了一大步。
关于人体寄生虫,虽然前人已经有很多描述,但对其病因仍缺乏明确的认识。巢元方通过仔细观察,提出人之所以患绦虫病,是由于“以桑树枝贯串牛肉炙,并食生栗所作。或云食生鱼后,即食乳酪,亦令生之”[8]。虽然巢元方同时提到了生栗、乳酪等,但他将感染绦虫病的原因与吃了半生不熟的牛肉和生鱼联系起来,说明其观察力是很敏锐的。
关于“无子”即不孕不育,巢元方通过细心观察,得出了不孕不育与男人也有关系的正确认识。他说:“妇人无子者,其事有三也……”[9]在对女人自身不孕不育作了比较确切分析的同时,强调指出,“丈夫无子者,其精清如水,冷如冰铁,皆为无子之候。又,泄精精不射出,但聚于阴头,亦无子。……男子脉得微弱而涩,为无子,精气清冷也”[10],对男人自身的原因也作了确切论述。这种对不孕不育的全面论述,是巢元方缜密观察、实事求是的科学态度的体现。
巢元方还在《诸病源候论》中记载了开放性创伤和开放性骨折感染的病因,以及肠吻合、异物清除、骨折固定、分层缝合等手术,其中,对肠吻合术、人工流产、拔牙等手术的具体记载,是世界外科史上的首创。
在病机方面,巢元方对很多疾病都有详细观察和论述,例如,对“麻风病”的病情发展和症状变化做了详细叙述:“凡癞病,皆是恶风及犯触忌害得之。初觉皮肤不仁,或苦痒如虫行,或眼前见物如垂丝,或隐疹辄赤黑,此皆为疾。……久而不治,令人顽痹;或汗不流泄,手足酸疼,针灸不痛;或在面目,习习奕奕;或在胸颈,状如虫行;身体遍痒,搔之生疮;或身面肿,方彻骨髓;或顽如钱大,状如蚝毒;或如梳,或如手,锥刺不痛;……其间变化多端。……眉睫堕落。……鼻柱崩倒,……肢节堕落。”[11]这里,巢元方将麻风病初、中、后期的各种症状生动形象地记载下来,与现代医学记述的临床表现几乎一致。另外,巢元方对消渴、渴利、内消诸候的认识和描述,也与现代糖尿病的病情大体相同,尤其是对消渴病多发痈疽或成水肿等现象的描述,是对糖尿病并发皮肤感染和泌尿系统感染的最早记载。
巢元方通过长期临床实践和观察,对伤口感染的病因病机也提出了科学性创见。他认为如果伤口清创不彻底,或缝合不正确,或包扎不恰当,都会发生感染化脓,使伤口无法愈合,甚至会发生骨髓炎,这些论断与现代医学的认识和要求也是吻合的。
在巢元方之前,医家对有毒药物已经积累了经验,也创造了不少疗法,但对中毒的症状表现,以及如何诊断和分析毒物,却少有研究。巢元方是最早描述中毒症状的医家,他通过深入观察和认真总结,对乌头、钩吻等中毒症状作了准确描述,例如,“着乌头毒者,其病发时,咽喉强而眼睛疼,鼻中艾臭,手脚沉重,常呕吐,腹中热闷,唇口习习,颜色乍青乍赤,经百日死”[12],这种认识与现代医学基本上是一致的。在中毒诊断上,巢元方创造性地运用了观察胃内容物的方法,这又比单纯依靠临床症状的诊断方法前进了一大步。他说:“若定知著药,而四大未赢者,取大戟长三寸许食之,必大吐利,若色青者,是焦铜药;色赤者,是金药;吐菌子者,是菌药。此外,杂药利亦无定色,但小异常利耳。”[13]巢元方的这些观察记录已经被现代科学所证明,这种观察胃内容物的方法至今仍是医生确诊何物中毒时所采用的一种常用方法。
总之,从巢元方“荟萃群说、裒集众长”的医学撰述之风和“观察缜密、求实创新”的科学研究态度上,可以体现出这位伟大医家所具有的仁爱救人的社会责任心和悲天悯人的济世情怀。
参考文献
[1]隋・巢元方著,宋白杨校注.诸病源候论[M].北京:中国医药科技出版社,2011:序.
[2]清・永路等撰.四库全书总目[M].北京:中华书局,1965:859.
[3]隋・巢元方等编撰,丁匡迪主编校注.诸病源候论校注[M].北京:人民卫生出版社,1991:前言25.
[4]陈邦贤.中国医学史[M].上海:商务印书馆,1957:140.
[5]隋・巢元方著,宋白杨校注.诸病源候论[M].北京:中国医药科技出版社,2011:55.
[6]隋・巢元方著,宋白杨校注.诸病源候论[M].北京:中国医药科技出版社,2011:60.
[7]隋・巢元方著,宋白杨校注.诸病源候论[M].北京:中国医药科技出版社,2011:67.
[8]隋・巢元方著,宋白杨校注.诸病源候论[M].北京:中国医药科技出版社,2011:276.
[9]隋・巢元方著,宋白杨校注.诸病源候论[M].北京:中国医药科技出版社,2011:217.
[10]隋・巢元方著,宋白杨校注.诸病源候论[M].北京:中国医药科技出版社,2011:20.
经过充分的论证和前期准备,2005年,经全国艺术科学规划领导小组批准,《甘肃省文化艺术研究资源库》获国家课题立项,我作为课题组的总负责人,顿感肩上的千斤重任,因为我深知,承担这个项目的意义非同一般:其一,该课题是国家数据库的重要组成部分,是国家哲学社会科学艺术学首批数据库项目,也是甘肃省艺术科学继“十大艺术志书集成”之后,获得立项级别最高、规模最大、建设时间最长的项目;其二,《甘肃省文化艺术研究资源库》项目,是利用信息化高科技手段,摸清甘肃省文化艺术资源家底,建立动态运行的文化艺术研究数据库管理系统的全新的宏大信息化系统工程。资源库的建设完成,将会是全国目前唯一一项综合性的电子文化艺术研究资源库。其三,文化艺术资源信息化建设是一项前沿性的开拓项目,既无大量现成的经验可以借鉴,也没有成熟的模式可循,只能是摸着石头过河,其难度可想而知。面对挑战和压力,只有迎难而上,大胆探索,勇于创新才是最好的、唯一的选择。课题获国家批准后,我及时向各级领导作了专题汇报,争取各方面的支持。甘肃省文化厅高度重视,连续三年,把《资源库》建设纳入当年度的全省文化重点工作。历任主要厅领导多次来所调研该项目的进展。经过多方争取,甘肃省财政厅向《资源库》下拨了专项科研经费,为课题的启动提供了一定的经费保障。同时,在项目建设的过程中,得到了中华人民共和国文化部文化科技司、文化部民族民间文艺发展中心的无私帮助和指导,为课题的项目建设的开展提供了技术支持和指导,保证了课题项目的顺利有效开展。
二、项目概念
(一)艺术资源元数据
一般认为,所谓“元数据”是关于数据的数据,或关于数据的结构化的数据。从已有的结论看,元数据的含义是逐渐发展的。“元数据”一词,早期主要指网络资源的描述数据,用于网络信息资源的组织;其后逐步扩大到各种以电子形式存在的信息资源的描述数据。目前,“元数据”这一术语实际用于各种类型信息资源的描述记录,指的是关于艺术资源数据的数据。基于应用,可以将艺术元数据分成以下若干种:艺术数据结构:艺术数据集的名称、关系、字段、约束等;艺术数据部署:艺术数据集的物理位置;艺术数据流:艺术数据集之间的流程依赖关系(非参照依赖),包括数据集到另一个数据集的规则;质量度量:艺术数据集上可以计算的度量;度量逻辑关系:艺术数据集度量之间的逻辑运算关系;ETL过程:过程运行的顺序—并行、串行;艺术数据集快照:一个时间点上,艺术数据在所有数据集上的分布情况;星型模式元数据:事实表、维度、属性、层次等;报表语义层:报表指标的规则、过滤条件物理名称和业务名称的对应;艺术数据访问日志:哪些数据何时被何人访问;质量稽核日志:何时、何度量被稽核及其结果;艺术数据装载日志:哪些数据何时被何人装载。
(二)艺术资源数字图书馆与艺术元数据
艺术资源数据库实际上就是艺术资源数字图书馆,是将艺术资源数字化后,支持艺术数字化资源从数据到信息乃至艺术知识的全部相关转化流程。它集艺术资源收藏、服务和保存为一体,包括艺术资源数字化从创造、传播、使用以及保存的全过程。自20世纪80年代以来,随着信息数字技术和计算机技术的迅猛发展,人们对信息的需求和获取方式产生了巨大的变化。对于文化艺术资源的收集、整理和保存方式也发生了革命性的变革,各种集收集、组织、存储、和推送数字信息,并提供有关数字服务的数字图书馆的作用日益凸显。《甘肃省文化艺术研究资源库》就是这种数字图书馆中的专业图书馆。《甘肃省文化艺术研究资源库》从本质而言是一种环境,它把甘肃省文化艺术资源的收藏、服务与个人结合起来,用以支持甘肃文化艺术资源从数字数据到信息乃至知识的全部相关转化流程。数据库中的数字收藏是建设该专业数字图书馆的基础。根据文化艺术数据库的特点,该专业数字图书馆馆藏按照媒介划分可以分为文本资源、图像资源、音频资源、视频资源。根据该数据库的特殊需求,从数字资源的性质和功能方面来讲,数据库的馆藏资源又可以分为一次文献(如电子图书)、二次文献(文摘数据、书目数据)、三次文献(元搜索引擎的索引)。《资源库》的管理体系包括以下4个方面:(1)资源采集,即对文化艺术数字资源进行采购、数字化加工和采集链接的馆藏体系。(2)文化艺术资源整理,即对文化艺术资源数据的加工,对资源进行描述、揭示和组织的体系。(3)文化艺术资源的保存,包括对文化艺术数据的存档、保存、存储。(4)文化艺术资源的整合,即将分散的文化艺术资源和服务按照知识管理规则和服务目的有机地组织在一起,为用户提供“一站式”服务。艺术数字图书馆数据库应用系统采用相同的层次模式,即数据库的组织结构相同,并在此基础上,对外提供一致的接口,使各个单独的子库之间真正结成一个虚拟的、有组织的、相互操作的、可伸缩的整体甘肃文化艺术资源网络信息,实现跨资源、跨系统的无缝连接和检索。各层次的含义为:文化艺术资源存储层:文化艺术数字资源的存储与管理,可以采用分布式,存储于不同的系统中。文化艺术资源加工层:按照拟定的文化艺术资源标准规范对资源进行数字加工和元数据加工。
上述两层可以统称为文化艺术资源层。文化艺术资源应用层:通过搜索引擎对文化艺术资源进行检索、调度、获取、传递。文化艺术资源服务层:文化艺术资源库作为数字图书馆,与用户交互、为用户提供服务窗口。
(三)艺术资源元数据规范
1、艺术资源描述元数据(以《甘肃省文化艺术研究资源库•戏剧数据库》为例)
艺术资源描述元数据用于描述或标识艺术信息资源对象的内容、属性和外观特征,包括描述、定位、管理、检索、评估和选择、交互等方面。艺术资源描述元数据的内容结构包括艺术资源核心元素、艺术资源类型核心元素、艺术资源个别元素。《甘肃省文化艺术研究资源库•戏剧数据库》剧种元数据著录标准:戏剧剧种元数据由核心元素、戏剧剧种类型核心元素、个别元素三部分组成。核心元素:指在各类资源对象的描述中都通用的元素,包括5项:名称、创建者、创建时间、主题与关键词、描述。戏剧剧种类型核心元素:属于资源类型核心元素,指根据戏剧剧种资源的特点,设计出相似资源共同所需的元素和修饰词,以尽可能保证数据之间的互转换性,包括6项:剧种属性、流布地区、剧目、音乐属性、代表人物、班社剧团。个别元素:以戏剧剧种为特定资源对象的属性、特点为基本对象,仅适用于戏剧剧种,可不用于交换,包括2项:剧种源流、剧种照片。
2、艺术资源描述元数据规范及设计
艺术资源描述元数据规范或称艺术资源描述元数据标准,指描述艺术资源的具体对象是元数据产生的相关规则的集合。一般包括完整描述一个具体对象时所需要的元素项集合,个别元素及其修饰词项的语义定义、著录规则和计算机应用时的语法规定等。艺术资源描述元数据规范设计流程包括艺术资源分析、初步设定、手工著录检测、征求意见、完成艺术元数据规范(初稿)、联机著录开放实验准备、应用规则建立等多方面步骤。
三、项目的实施
2005年12月,本项目正式启动,开始实施。在实施过程中,从文化艺术科研工作的长远发展着眼,在组织管理、工作方式、标准规范等方面探索和实践,建立成熟的工作体系和规范,为项目全面顺利完成奠定基础。实施过程主要包括以下几方面的工作:
(一)成立项目组织机构
项目进入实施阶段后,甘肃省文化艺术研究所成立了《甘肃省文化艺术研究资源库》及数据库管理系统建设项目工作课题组。并以聘任各数据库负责人的形式,聘请所内业务人员担任各子数据库的负责人,责成各数据库负责人组织人员完成全省文化艺术资源调查及数据库建设工作。课题组成员除了甘肃省文化艺术研究所业务人员以外,还包括甘肃省文化艺术档案馆、西北民族大学、西北师范大学的有关专业研究人员。如民间音乐数据库与甘肃省文化艺术档案馆、西北师范大学合作,民间舞蹈数据库与西北民族大学合作,戏曲文献数据库与甘肃省图书馆合作,影音数据库与甘肃省艺术档案馆合作。通过集体攻关,发展本所科研实力,推动人才发展。通过与外单位的合作,实现优势互补。
(二)制度建设
《资源库》建设启动以来,课题组大力加强与探索项目规范化、制度化建设,组织制定了《甘肃省文化艺术资源库资料管理办法》、《甘肃省文化艺术资源库采集设备管理办法》、《甘肃省文化艺术资源库经费使用管理办法》、《甘肃省文化艺术研究资源库信息中心机房管理办法》等一系列规章制度,用于规范和指导课题研究中各项工作。这些规章制度的实施,对于确保文化艺术信息采集工作的信息准确和信息安全,防止意外事故发生,提高文化艺术信息采集设备使用效率,促进文化艺术信息管理的制度化、规范化、标准化建设,产生了积极的作用。此外,项目组成员还自行编制了《甘肃省文化艺术资源库工作实施方案》、《甘肃省文化艺术资源库编辑体例》、《甘肃省文化艺术资源库信息录入表》、《甘肃省文化艺术资源库代码表》、《甘肃省文化艺术资源库简报》、《甘肃省文化艺术资源库信息采集标准》等指导性和实用性强的资料。尽管时间紧、任务重、要求高、程序复杂,涉及单位、人员多,文化艺术资源数量大,但由于精心组织,预案到位,管理体系成熟,项目工作始终有序进行,工作进度和信息质量也得到了有效保证。
(三)信息采集
信息采集是《资源库》建设的核心工作。在本课题申报阶段,经多方论证,确立的研究方法是采用社会科学与电子技术相结合的方法。在收集数据方面主要采用定量方法,通过统计、量表的制作、分类和分析,使数据系统化,归类科学化。《资源库》下设戏剧、曲艺杂技、民间文学、民间音乐、民间舞蹈、民间美术、民间习俗、艺术科研、影音、图片等10个数据库,采取“多层知识网络”模式建构内容。通过数据库和引文链接等各种知识链接方法,把多个层次的数据库融为一个具有知识网络结构的整体使用。同时,各层数据库也可独立使用。最终采用国际通用的数据结构标准,使其可与国内外各类数据库在统一检索平台上同时使用。例:根据已经确立的研究方法和课题项目的框架结构,《资源库》信息采集大致可分为三个阶段:第一阶段(2005年12月-2006年3月)为准备阶段。赴北京在文化部民族民间文艺发展中心调研“中国记忆”数据库。成立课题组、组织信息采集技术培训、制定《文化艺术资源信息录入表》、《声像信息记录表》等。第二阶段(2006年4月-2008年12月)为采集、技术指导、专项培训和重点试点集中采集阶段。课题项目负责人责成戏剧、曲艺、民间文学数据库负责人自行独立采集。通过两年扎实的采集工作,基本完成全省这三个方面的信息采集工作。第三阶段(2009年1月-2010年初)普遍采集和审核阶段,文化艺术信息采集工作全面深入铺开。在2006-2008年已完成戏剧数据库的基础上,组织专家反复论证试点数据库的经验得失。多次组织专业和技术部门有关业务专家开办专题辅导,并将阶段性成果及项目试点报文化部文化科技司社会科技处审核指导。2010年6月,全省文化艺术资源信息基本全部报送至甘肃省文化艺术研究所信息中心机房进行管理。在《资源库》建设项目实施中,主要采取了三种文化艺术信息采集方式相结合的工作模式:一是由课题项目负责人遴选业务骨干,担任各数据库负责人,组成信息采集工作组,赴各地进行信息采集。二是立足于《中国文艺十大集成•甘肃卷》的现有成果,作为建立数据库的基础。三是强化田野调查工作。及时抢救了一批具有较高学术研究价值的文化艺术资料。比如对河西宝卷国家级传承人郑殿有、甘南藏戏、民间舞蹈等的抢救性拍摄。信息采集的工作内容主要包括文化艺术文字数据信息的录入和二维影像信息的采集。工作流程包括:数据采集———数据录入———审核———汇总。首先由各数据库人员做好所属资源的采集(文字、照片,声像)、梳理、分类。其次由各数据库组成人员制定本数据库的元数据标准,并按照标准对数据进行合成、录入等工作。然后根据现有条件,各数据库承担人负责对录入元数据的初审,课题项目负责人负责对入库元数据的定审。最后,各数据库所有元数据信息报所内信息中心汇总进入《资源库》。其中,要求做到每条数据逐一检查,审核率达100%,条目内容文字错误率不超过万分之四。对出错率超过规定要求的(采集录入数据的检查,准确性和完整性控制在1%以内的,即为质量良好;误差在1%-5%之间的,为合格;误差超过5%的,为不合格),将错误数据记录表分别发回各数据库负责人,限期改正后重新报送数据,进行验收。
(四)设备建设
甘肃省文化艺术研究所先后用课题专项经费,分两次购置了相关设备。设备配发使用以保证文化艺术信息采集工作需要为原则,同时兼顾信息采集完成后文化艺术数据信息动态管理的需要。信息中心机房按照“运行稳定、技术先进、经济合理、安全适用”的技术要求,由信息中心负责建设完成。机房硬件设备主要包括:PC服务器、光纤磁盘阵列、备份管理服务器、路由器、交换机、UPS设备、专用空调等。自运行以来,经有效管理和维护,机房整体运行状态良好,为保质保量完成《资源库》项目建设的实施,全面促进甘肃省文化艺术信息化建设提供了有力的保障。2008年,通过课题项目合作方式得到文化部民族民间文艺发展中心的大力支持,获得该中心“中国记忆”数据库的全部软件,作为《资源库》建设运行平台。同时,甘肃省文化艺术研究所积极筹措资金,为单位采购配备了一定数量的电脑、数码相机及摄像器材,信息化设备设施初具规模。大幅提升了全所的硬件建设。文化艺术研究的保护和管理信息化手段逐渐普及。
(五)人才培养
信息化人员队伍的建设是一项与项目工作成败、项目工作质量水平息息相关的长期性、延续性工作。自项目启动以来,甘肃省文化艺术研究所立足自身,高度重视项目人员队伍的业务培训,鼓励各数据库负责人开展专题攻关研究,先后在元数据标准制定等关键环节取得突破性成果。课题组除参加文化部文化科技司、文化部民族民间文艺发展中心举办的有关培训外,甘肃省文化艺术研究所还在选择培训时机、确定参训人员范围层次以及培训教学形式与内容等方面精心部署、科学安排,有计划、按步骤、分层次、分期分批举办文化艺术信息采集工作专项研讨、专题讲座等各类培训课12次,举办文化艺术信息采集工作软件操作和影像拍摄专项技术、质量研讨培训,培训业务骨干近30余人(次)。以本所业务骨干为主组成的文化艺术信息采集组在课题负责人的领导下,常年坚持战斗在基层文艺信息采集第一线,不畏艰苦,不计名利,潜心业务,精益求精。经过《资源库》的建设,采取内外结合、上下结合的办法,用具体的《资源库》项目带动和有目的性地培养了一批适合担任科研工作的中青年科研人员和他们的独立研究能力,使本省艺术科研工作水平有一个大的提高,也使甘肃省文化艺术科研的人才培养、队伍建设工作迈上一个新的台阶。
四、项目的成果
《甘肃省文化艺术研究资源库》的建立,标志着在甘肃艺术科研的重要领域和关键环节取得突破。从科研意识、科研概念到科研手段、科研方法等方面跟上了时展的步伐,达到全国领先水平。课题通过现代电子手段的数据化和影像化处理,系统、翔实、客观地收录和整理甘肃文化艺术资源。为特色文化事业的建设和发展提供基础平台,对艺术科学信息化建设提供完备的知识信息资源,并建成甘肃文化艺术研究的检索、查证与评价系统。项目的主要成果主要体现在以下几个方面:
(一)初步建立涵盖全省文化艺术门类的高科技、综合性数据库
截至目前,《甘肃省文化艺术研究资源库》完成的建设格局,成果内容涵盖甘肃戏剧数据库、甘肃曲艺杂技数据库、甘肃民间文学数据库、甘肃民间音乐数据库、甘肃民间舞蹈数据库、甘肃民间习俗数据库、甘肃民间美术数据库、甘肃艺术科研数据库、影音数据库、图片数据库等10个子数据库共76个分库的数字资源系统,录入条目上万条,文字资料30余万字,音视频资料数百小时。初步做到检索、使用相互关联,达到数字资源一体化。
(二)创建了一整套具有独立知识产权形制和体系的数据库元数据标准
在课题项目负责人的带领下,课题组通过集体攻关、学习借鉴和自我研发,制定了系统科学的子库结构分类,创建了一整套具有独立知识产权的文化艺术研究资源库元数据建设标准。包括视频元数据加工标准及加工流程、文本元数据加工标准、图片数字化加工标准、音频数字化加工标准,以及各数据库的设定和编制标准,定义数据库结构、字段,最终建成甘肃省文化艺术研究资源数字化检索平台,实现信息的共享,同时也为其他省市文化资源数据库建设提供了参考。原生数字视频保存使用标准非原生数字视频保存使用标准
3.流媒体保存使用标准
流媒体采用rmvb格式。
视频资料数字化流程图说明(见下页)
1.拍摄高清视频资料:用SonyZ7C等数字摄像机拍摄视频资料。
2.建立场记文件:详细填写场记表。
3.DV磁带编号、上架、建立清单。
4.打开电脑、SONY等型号数字磁带录像机电源。
6.将DV带放入录像机磁带仓。
7.用EDIUSNXHD高清采集卡采集视频,保存为AVI文件。
8.依DV带内容及主题加以剪辑分段,并依文件名命名规则予以重新命名。
9.导出MPEG2编码文件,并转流媒体RMVB文件。
10.按照影音数据库元数据著录标准完成元数据著录。
11.将视频资料装入《甘肃省文化艺术研究资源库》,将Rmvb文件导出到web服务器。
截至2010年6月,《资源库》采集的文化艺术资源信息基本涵盖了甘肃文化艺术领域的各个主要艺术门类。在力争做到资料采集的广泛性的同时,还将采集到的文化艺术资源按照民族和地域的特色分布,制作了甘肃戏剧剧种、甘肃曲艺曲种、甘肃杂技项目、甘肃民间歌曲、甘肃民间舞蹈舞种、甘肃民间美术、甘肃主要民间习俗活动、甘肃省艺术科研院所等8个种类的文化艺术资源分布图。以图文的方式将甘肃文化艺术资源种类、名目、分布区域展现出来。今后将通过《资源库》建设的不断完善,实现数字化的链接,可以使用户便捷地查询和浏览,对甘肃省的文化艺术资源逐步做到摸清家底。由于资源信息量过大,目前有60%资源进入《甘肃省文化艺术资源库》信息中心机房,由3名专业技术人员负责更新维护,初步实现了文化艺术信息的动态管理。其他资源信息将在最近三至五年内完成数字化处理和分类入库工作。
(三)在《甘肃省文化艺术研究资源库》平台基础上,申报成功并开展多项国家、省部级课题研究立足于《甘肃省文化艺术研究资源库》,开展多项课题研究成为甘肃省文化艺术研究的科研基础和特色。《资源库》的资源优势在课题申报和科研项目的研究过程中发挥了决定性的作用。截止2010年,共有甘肃省科技厅软科学项目《甘肃省农村实用文化人才职称评定研究》、文化部艺术科学规划重点项目《中国戏曲•民间舞蹈•民间音乐现状调查(甘肃部分)》、《甘肃省艺术院团现状调查研究》、全国高等院校古籍整理规划项目《天山雪传奇校注》、国家社科基金艺术学西部项目《甘肃省艺术院团现状调查研究》、教育部、文化部、科技部重点项目《网络文化安全与民族文化数字化关键技术研究与示范———甘肃》、国家社科基金艺术学项目《甘肃省文化艺术六十年》等13项省部级科研成果在此平台上完成或申报成功。在《资源库》基础上,从2004-2010年,推出了一批具有鲜明特色的丛书系列,分期出版了“甘肃特色文化大省建设丛书”、“甘肃特色文化艺术研究丛书”,如《秦音恋———王晓玲艺术人生》、《陇上秦声———尚育民剧作集》、《跬步集———甘肃艺术科学论文选集》、《骊靬探丛》、《甘肃民间谚语选注》、《华亭曲子戏研究》、《梅之韵》、《花儿与花儿剧》、《甘肃文化艺术60年》、《甘肃加快戏剧大省建设论丛》等。《甘肃文化艺术研究资源库》项目不仅在数据采集、标准规范研究、科技研发等方面取得了突破和发展,而且在基础设施建设、项目组织管理体系、信息化人才队伍培养,现代化信息手段管理、文化艺术资源的“动态管理”等方面也取得了积极的成果。通过文化艺术资源调查项目的开展,初步摸清了甘肃全省的文化艺术资源家底,打造了一个科技含量高,内容充实、辐射面广的艺术科研平台。《甘肃省文化艺术研究资源库》数字化建设的成果将直接服务于艺术研究、文化决策、文化展示、宣传教育、对外交流等业务工作,有效地提升了文化艺术科研管理工作的效率和水平,使甘肃在21世纪的艺术科研方面的发展上了新的台阶。五、项目的二期建设《甘肃省文化艺术研究资源库》填补了甘肃省艺术科学资源数据化建设的空白,其整体架构及文化艺术资源分类对其他省市起到了示范和引领作用。但从从项目的工作性质来说,它是一项基础性的工作,具有长期性和艰巨性,短期之内不可能穷尽善美。在《资源库》建设的过程中,面对浩瀚繁杂的甘肃民间文化艺术资源,我们自身的能力以及可调动资源的规模,依据本所的学术传统和长线发展战略,精心选取典范,定向开展田野调查及立档和采录、存储工作,完成了初步的资源库的整体架构和建设规模。因此,项目的结项并不意味着工作的结束,对资源库不断地丰富和优化将是我们今后的一项长期和常规的工作。
下一步,《资源库》的工作思路主要有如下几点:
(一)明确结项转段,纳入常规工作
继续深入开展续建工作,明确《资源库》建设初级阶段已结束,项目将转入日常基础性工作阶段。安排专项经费,由各数据库负责人各司其职,组织人员不断丰富和优化各数据库的建设内容,为激励先进,促进工作,将其纳入本单位年度考核、评估、奖惩的内容,逐步建立项目长效工作机制。
(二)加强业务指导,扩大信息采集
继续组织开展文化艺术信息采集,一方面要组织开展更加广泛的田野调查,进行文化艺术信息采集。另一方面,继续加强信息化人才队伍培训,指导、支持具备条件的地市艺术研究所自行开展一般信息采集,逐步充实和完善《甘肃省文化艺术研究资源库》系统。
中图分类号:TP751.1文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)08-1985-02
Research about An Improved Method of Image Restoration
ZHOU Wen-juan, LIU Yu-hong, WU Ya-ting, ZHANG Bo
(School of Computer Science and Information, Guizhou University, Guiyang 550025, China)
Abstract: This paper presents an improved method of image restoration. This method can effectively recover image which polluted by the Gaussian noise and the Pulse noise at the same time, using the wavelet threshold denossing and adaptive median filter combination. This method can maintain edge of the image well, and also can effectively suppress noise.So that We can achieve the desired effect for the image restoration .
Key words: wavelet threshold denossing; adaptive median filter; gaussian noise; pulse noise; image restoration
图像处理是一门迅速发展的学科,在诸多领域里都有着极其广泛的应用。图像己成为心理学、生理学、计算机科学等多方面研究视觉感知的有效工具。在各类图像系统中,由于图像的传送和转换,如成像、复制、扫描、传输、显示等,总要造成图像的降质,典型的表现为图像模糊、失真、有噪声等。而在众多的应用领域中,又需要清晰的、高质量的图像,因此,为了抑制噪声,改善图像质量,复原图像具有非常重要的意义[1]。基于目前现有的技术水平,能够对受损的图像进行复原,但是复原的程度还不能达到理想的水平,本论文主要是在研究现有的图像复原技术时,结合小波分析的图像处理的某种算法,对图像进行处理,从而达到图像复原的目的。提出一种更有效的算法对已经受损的图像进行处理,来达到预期的结果,尽可能的使已受损的图像复原。
1 小波阈值降噪理论
在小波去噪中阈值的设定至关重要,常用的阈值公式有如下几个,最常见的VisuShfink阈值:。其中:σ为噪声方差,N为图像的象素点数。许多实践经验证明,上面的阈值往往偏大,易造成图像的细节损失,且实际应用中噪声方差很难事先知道。于是Han和Tewtik[]对VisuShfink阈值的取值作了修正,给原阈值乘以一个修正因子,新阈值为,其中修正因0.2
其中对噪声方差估计做了进一步的解释。Donoho和Johnstone提出在小波域中噪声标准方差的估计公式[28]=MAD/0.6745,由此来估计噪声标准方差,其中MAD是HH子带小波系数幅度的中值。但是,当噪声较小时,这种方法估计出的噪声就会偏大,所以在工程应用中人们对这种方法进行了改进,两种改进的获得阈值的方法是全局方差法和局部方差法。
在传统的小波去噪方法中,有三种处理阈值的方法:硬阈值降噪和软阈值降噪,还有平均阈值降噪。
2 自适应中值滤波
在没冲噪声的空间密度较小的情况下,中值滤波的效果会更好,(根据经验Pa,Pb小于0.2)。但随着脉冲噪声的概率密度增大,中值滤波器为了滤除噪声,不得不增大掩膜尺寸,其结果是模糊更多的细节。
自适应中值滤波会根据一定的设定条件改变滤窗的大小,即当噪声面颊较大时,通过增加滤窗的大小将噪声予以去除,同时当判断滤窗中心的像素不是噪声时,不改变其当前像素值,即不用中值代替,这样自适应中值滤波器可以处理噪声概率更大的脉冲噪声,能够更好的保持边缘特性。它的滤波方式和传统滤波器一样,都使用一个矩形区域窗口Sxy,不同的是在滤波过程中,自适应中值滤波器会根据一定的设定条件改变(即增加)滤窗的大小,该值用中指代替,否则不改变其当前像素值,这样用滤波器的输出来替代像素(x,y)处(即目前滤窗中心的坐标)的值。[3]
3 小波阈值降噪与自适应中值滤波相结合的图像复原
小波域复原算法保持边缘性好,但计算时间复杂度高。中值滤波算法简单,但保持边缘性差,图像模糊,两种算法可以互补。再者,针对每种算法的局限性,小波阈值降噪对含有高斯噪声的图像去噪效果比较好,而中值滤波则对含有脉冲噪声的图像去噪效果较好。针对这两种方法的局限性,本文提出了一种改进方法,能有效复原既受高斯噪声的污染又同时受脉冲噪声污染的图像,将小波阈值降噪与自适应中值滤波相结合[4]。
3.1算法描述
通过大量的理论研究和仿真实验,基于小波图像阈值去噪的优缺点和局限性,以及中值滤波的图像去噪的优缺点和局限性,在这里本文提出一种改进的方法将小波阈值降噪与自适应中值滤波有效结合在一起,处理受高斯噪声和脉冲噪声这两种混合噪声污染的图像,经过大量仿真实验,对比研究,在一定条件下,这种经这种方法处理的图像确实得到了一定的改进,与原始图像更加接近。
具体算法步骤如下:
1)首先获取噪声图像,在这里对图像人为加上椒盐噪声和高斯噪声
2)对含有混合噪声的图像进行中值滤波和自适应中值滤波。
3)选取经自适应中值滤波处理后的图像,对该图像进行二维小波分解,取软阈值滤波、平均阈值滤波和硬阈值滤波分别进行处理,处理后比对效果。
4)通过计算psnr来选择图像,进行再次自适应中值滤波。
3.2 仿真结果比较与分析
以电路板图实验为例,由于在拍像时,传感器的高温或者人为的其他原因等,很容易引起图像受损,在图1中,(a)图是原始图像,(b)图是含有高斯噪声和脉冲噪声的受损图像,现在需要得到更加清晰的图像,复原受损图像,(c)图是经过中值滤波处理后的图像,尽管这幅图像去掉了噪声,但是可以发现边缘非常模糊不清,(d)图是采用自适应中值滤波来处理的图像,经自适应中值滤波处理后,发现边缘被很好的保持了,但是并没有有效去除高斯噪声。
这里选取小波阈值降噪对经自适应中值滤波处理后的图像进行处理,(e)图、(f)图和(g)图是分别对自适应中值滤波处理后的图像进行软阈值降噪、平均阈值降噪和硬阈值降噪处理。对这三种方式处理后的图像进行对比,硬阈值降噪对边缘的保持效果最好而且同时有效的抑制了高斯噪声,但是我们似乎还是不满意,因为还有隐约的椒盐噪声存在。而软阈值降噪的效果也很好,经下面参数讨论,最后对软阈值滤波后的图像再次用自适应滤波进行处理,可以得到比较满意的结果。不但边缘保持性好,同时有效抑制了噪声。复原后的图像与原始图像极为接近。
3.3 参数讨论
下面表格是在椒盐噪声密度为0.02时,所计算得MSE(最小均方误差)和PSNR(峰值信噪比),如表1和表2所示:
表1MSE比对表 表2PSNR比对表
通过上述计算结果,我们可以看到椒盐噪声密度为0.02时,单独用小波降噪时MSE_0 = 414.38,PSNR_0 = 21.597,单独用自适应中值滤波降噪时MSE_1 = 378.39,PSNR_1 =22.351 ,而用本文所采用方法,得到的最后的MSE_5 = 237.28,PSNR_5 = 24.378,可见本文算法在信噪比上有了极大的提高。
4 结论
通过理论参数的计算和matlab仿真实验,我们能很好的总结出:对于这种含有混合噪声的图像,单独用小波降噪和单独的自适应中值滤波方法都不能有效的抑制噪声,不能很好的对图像进行复原,但是经过这两种方法的有效结合和改进,小波阈值降噪与自适应中值滤波相结合这种方法能很好的抑制噪声,且保持边缘,对图像有效复原,达到了预期效果。
参考文献:
[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用[M].北京:科学出版社,2002.
所用数据主要来源于:2006年“河南省卫生人力资源普查报告”;2006年河南省新农合运行状况调查数据;2007年《河南省统计年鉴》;2009年2月课题组调查数据。内容主要包括全省城乡医疗机构数、床位数、卫生人力数,重点关注人员与床位数据;按照社会人口和经济水平的不同,选取具代表性的舞钢、临颍、平桥、尉氏、泌阳等五个样本县农村医疗卫生资源配置现状数据。
2研究方法
2.1文献研究查询学术期刊和报刊、杂志、图以及国内专家对农村医疗卫生资源现状及资源配置的观点;部分地区对农村医疗卫生资源配置的实践介绍及评价。
2.2问卷调查按照社会经济和卫生发展状况,选取具有代表性的舞钢市、临颍县、信阳市平桥区、尉氏县、泌阳县五地作为样本,对其农村医疗资源现状进行调查。
2.3专家访谈以河南省卫生厅医政处和河南省医院管理协会为平台,对省内外部分卫生事业管理和医院管理专家进行访谈,听取他们对农村医疗卫生资源配置的看法和建议。
3结果与分析
3.1城乡医疗卫生资源配置差距过大我省医疗卫生资源的分布十分不平衡,呈向城市集中状态。2007年,我省城市拥有卫生人员总数为210171人,县以下为164753人,城市是农村的1.28倍;城市每千人口拥有卫生技术人员数是4.82人,县以下1.99人,城市是农村的2.42倍。城市人口拥有总床位数为12732张,每千人口床位数为3.69张,而县以下人口拥有床位总数为84915张,每千农业人口卫生院床位数只有1.26张,城市人口拥有床位总数是农村的1.5倍,城市每千人口拥有床位数是农村的2.93倍。城市人均卫生费用是1136.40元,农村是352.80元,城市是农村的3.45倍。同时,农村每千人口拥有卫生技术人员数和医疗机构床位数均低于全国2.17、1.49的平均水平。由表1可知,河南省不同级别医疗机构人员学历构成悬殊,其中高学历人员构成比由省级到乡村逐级递减,中专及无学历人员构成比随级别降低逐级升高。省级医疗机构拥有本科以上人员比例最高为38.39%,村卫生室最低仅为0.11%;拥有中专及无学历人员构成比最低仅为30.15%,村卫生室最高为96.17%。
3.2农村三级医疗网内部医疗卫生资源分布不均衡(1)床位方面:县级医疗卫生机构除舞钢外普遍超编;乡镇卫生院除泌阳县、平桥区实际开放床位略超出编制床位外,其余三地乡镇卫生院开放床位总数均未达到编制床位数,城镇拥有床位数远高于农村。(2)人员方面:县级医疗卫生机构实际职工人数均超出核定编制人数,其中泌阳县最为严重,实际职工人数是核定编制数的1.87倍。乡镇卫生院除泌阳县外,其余四县的实际职工数均未达到编制数,人员总数较为缺乏。(3)业务收入与设备方面:五县县级医疗卫生机构职工人均毛收入远高于乡镇卫生院,县级医疗卫生机构拥有万元以上医疗设备数量远高于乡镇卫生院。(4)人员学历方面:五县农村县乡医疗卫生机构人员学历分布也不平衡。①本科学历:县级除临颍外,均高于2006年全省9.87%的平均水平。而乡镇卫生院除平桥区外均低于2006年河南省1.42%的平均水平。乡村医生拥有本科学历者仅平桥区1人。②专科学历:县级只有舞钢、尉氏与2006年全省36.42%平均水平接近,其余三地均与省均水平相差较大。乡镇卫生院平桥区为23.46%,高于2006年全省19.58%的平均水平,其余均低于全省平均水平。乡村医生均低于2006年全省3.72%的平均水平。③中专及无学历情况:县级比例最高者泌阳县为62.97%,与2006年全省53.91%的平均水平相比,仅舞钢、尉氏两地较好。乡镇卫生院仅平桥区低于2006年全省79.02%的平均水平。乡村医生五县均高于2006年全省96.17%的平均水平(见表3)。(5)卫生经费投入情况:五县县级医疗卫生机构2008年共得到人员经费财政投入1377.92万元,81家乡镇卫生院共得到人员经费投入803.3万元,县级医疗机构人均投入0.35万元,乡镇卫生院人均投入0.21万元,其中临颍县与尉氏县乡镇卫生院2008年未得到财政人员经费投入。专项经费投入方面,仅舞钢、平桥、尉氏获得资金,资金缺额较大。
3.3农村三级医疗网络内部有限的医疗资源过于分散受现行体制条块分割的影响,我省现有医疗卫生资源分散于各个行业、各级政府部门、事业单位中,既有横向的不同部门分散,也有纵向不同层级的部门分散。农村医疗卫生资源首先是纵向医疗资源分散:县医院、乡镇卫生院、村卫生室名义上是三级医疗网,应互相协作,分级收治病人;实际上各自独立,既不存在医务人员的双向流动,也没有病人的双向转诊,且均收治常见病、多发病病人,形成三级医疗机构市场竞争的局面,区域内不同医疗机构重复购买医疗设备,造成资源浪费。
3.4农村县乡医疗机构不能适应新型农村合作医疗制度要求2008年我省有7249.07万农民参加新农合,参合率在90%以上,按照政策设计,新农合报销比例由乡镇往上逐级递减以引导农民利用基层卫生医疗资源。但是,根据田庆丰等[2]调查发现,新农村合作医疗制度实施后,与实施前及未实施县医疗机构相比,门诊病人由村卫生室和县医院流向乡镇卫生院,部分住院病人流向市级以上医院;农村三级医疗网中高级别医疗机构收益比低级别医疗机构收益大,新农合促使较大部分住院病人流出三级医疗网,农村现有三级医疗网资源缺乏与分散的现状影响新农合制度效用的发挥。
4讨论与建议
4.1明确政府责任,加大政府投入,保障基本医疗和公共卫生服务按照2009年3月《关于深化医药卫生体制改革的意见》提出“按照分级负担的原则合理划分中央和地方各级政府卫生投入责任,地方政府承担主要责任,中央政府主要对公共卫生、城乡居民的基本医疗保障以及有关公立医疗卫生机构建设等给予补助,加大中央、省级财政对困难地区的专项转移支付力度”的要求,河南省各级政府应加大对卫生事业尤其是对农村卫生事业的投入,把农村卫生事业纳入社会发展总体规划之中,并积极争取国家和省级政府在政策上、财政投入上的大力支持,健全农村三级医疗网络,改善农村医疗卫生机构的诊疗环境[3],为农村居民提供安全、可及、有效、价廉的医疗和公共卫生服务,最大程度上满足农村居民对基本医疗和公共卫生服务的需求。
4.2加强对农村医疗卫生资源配置的宏观规划和调整如何使农村现有的卫生资源发挥最大的社会和经济效益,比单纯强调加大医疗卫生投入更加重要和实际。政府应站在医疗卫生事业发展的整体高度,加强对农村医疗卫生资源的宏观调控和监管力度,重新规划农村医疗卫生机构的功能定位,对现有医疗卫生资源进行优化组合,避免设备重复购置和无序竞争。充分利用新型农村合作医疗对农村卫生事业发展的机遇,从解决农村居民“看病难、看病贵”和服务农村居民健康的落脚点出发,引导农民形成健康合理的医疗卫生服务需求观念,实现病人的合理分流,避免城市资源过度利用和农村医疗卫生资源的浪费,提高农村卫生资源的利用效率,促进农村医疗卫生事业发展。