纸质档案的数字化设备

纸质档案是指以纸张为载体的档案，占据了我国馆（室）藏档案的绝大多数，因此，对其进行数字化加工是档案数字化的主要任务。由于传统照片、底片记录的照片档案数字化与纸质档案数字化相类似，因此，本节所介绍的数字化设备也包括照片、底片档案的数字化设备。

（一）扫描仪

扫描仪（Scanner）是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的设备。扫描仪是目前纸质档案数字化的主要设备。正确选择扫描仪对于提高纸质档案数字化的效率和质量十分重要。

1.扫描仪的种类

由于广泛的社会需求，近年来，数字化扫描技术迅速发展，扫描仪的种类越来越多，用途越来越专业。目前，适用于纸质档案数字化的扫描仪主要有以下五种：

（1）平板式扫描仪（见图2-2）。扫描分辨率在100—2400dpi之间，色彩位数从24位到48位，扫描幅面一般为A4或A3纸张。它的优点是扫描图像清晰，色彩逼真，不易损坏纸张。缺点是扫描速度比较慢，图像处理功能比较弱。适用于纸张状况较差，如纸张过薄、过厚、过软或破碎的档案。

图2-2　平板式扫描仪

（2）高速扫描仪（见图2-3）。扫描分辨率在50-600dpi之间。在200dpi以下，黑白或灰度扫描，每分钟可扫描90多幅影像；彩色扫描，每分钟可扫描60多幅影像。扫描幅面从小卡片至A3纸张都适用，既可单面扫描，也可双面同时扫描。它的优点是扫描速度快，图像处理功能强。缺点是扫描时容易卡纸，损坏档案，对字迹质量较差的档案不易扫清楚，扫描后的图像处理工作量比较大。适用于纸张质量状况较好，统一A3、A4幅面的文书档案或尺寸较小的票据、单证等，也可扫描纸张较大的A4报表。

图2-3　高速扫描仪

（3）宽幅扫描仪（见图2-4）。这是一种大型的扫描仪，最大进纸宽度可达到54英寸，最大扫描宽度达到51英寸，扫描厚度达1.5毫米。这种扫描仪分辨率在50—800dpi之间，有黑白、灰度、彩色等扫描模式。自带扫描和图像处理系统，具有全面支持色彩管理、快速预览、处理大型文件、改进批量扫描等功能，能有效提升扫描的效率和品质。它的优点是能扫描零号及零号以下的工程图纸，大幅的地图、字画，超长、超厚的文书档案等。缺点是扫描速度比较慢，价格比较昂贵。

（4）零边距扫描仪（见图2-5）。扫描分辨率在100—1200dpi之间，有彩色、灰度、黑白三种扫描模式，可自动适应A3、A4纸张大小，可自动进行页面校正。这种扫描仪外形类似平板扫描仪，不同的是有一侧无边框，由此适用于扫描原件不能拆除装订的图书、资料和珍贵的档案。缺点是扫描速度较慢，价格高于平板式扫描仪。

图2-4　宽幅扫描仪

图2-5　零边距扫描仪

图2-6　专业级底片扫描仪

（5）底片扫描仪（简称底扫）。照片底片，又称负片或透明胶片。底片扫描仪是直接对底片进行数字化处理的扫描仪。底片扫描仪的工作原理：首先，由光源将光线照在欲扫描的底片上，产生表示图像的透射光。其次，光学系统采集这些光线，将其聚焦在感光器件上，由感光器件将光信号转换为电信号。然后，由扫描仪的软硬件系统将这些电信号进行模数转换及处理，并将处理结果输送至计算机进行存储。目前，市场上的底片扫描仪分专业级和普通级两种。专业级底扫（见图2-6）一般体积较小，只能扫描底片，它采用透射光源，分辨率极高，可扫135、120底片，也可扫描4英寸×5英寸或者更大幅面底片，如医学底片，价格比较贵。普通级底扫是在普通扫描仪上加透扫适配器，采用的是反射光源，分辨率也是主流扫描仪的指标，实质上是“带底片扫描功能的平板扫描仪”，价格与普通扫描仪相当，一般只能扫135底片。对于大多数档案部门来说，底片的数量不多，只要求扫描图像清晰，不追求“艺术效果”，因此，普通级底扫也是不错的选择。

2.扫描仪的主要性能指标

了解扫描仪的性能指标有利于正确选购适用的扫描仪设备。

（1）扫描分辨率。扫描分辨率是扫描仪最主要的技术指标，它表示扫描仪对图像细节上的表现能力，决定了扫描仪记录图像的细致度。描述分辨率的单位一般为dpi，代表垂直及水平方向每英寸显示的点的数量。分辨率越高，图像越清晰，同时数字化图像所占有的容量也越大。光学分辨率是扫描仪的光学系统可以采集的实际信息量，即扫描仪感光元件（CCD）的分辨率；最大分辨率是通过处理软件或算法可以捕获的信息量。购买扫描仪时应当首先考虑光学分辨率指标，因为它不仅决定了扫描仪对原始图像的最大感知能力，还决定了扫描仪的价格档次。当前市场上扫描仪的光学分辨率一般有300×600dpi、600×1200dpi、1000×1200dpi等类型。扫描的分辨率越高，扫描图像的品质越高，但这是有限度的。当分辨率大于某一特定值时，只会使图像文件增大而不易处理，并不能显著改善图像质量。所以，分辨率选择应根据用途、原件字体大小来决定。一般须兼顾显示、打印或识别的要求，适当考虑存储空间效率，过高的分辨率不仅无法显现效果，反而会放大原件的干扰信息，而且对存储空间造成浪费。事实上，档案馆（室）采用300×600dpi分辨率的扫描仪已经可以胜任一般档案的数字化了。

（2）扫描速度。扫描速度有多种表示方法，因为扫描速度与分辨率、内存容量、存取速度以及显示时间、图像大小都有关系，通常用指定的分辨率和图像尺寸下的扫描时间来表示。档案数字化工作量大，高速扫描有利于提高工作效率，缩短档案数字化的时间，但是，必须在保证图像质量、不损害档案原件的前提下正确选择高速扫描仪。

（3）色彩分辨率。色彩分辨率是表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标。理论上，色彩位数越多，颜色越逼真。目前市场上扫描仪的色彩位数一般有24位、30位、36位、48位等几个档次。如果一般的文稿或图片本身质量就不高的话，24位色彩位数的扫描仪就够用了。

（4）扫描幅面。扫描幅面表示扫描图稿的最大尺寸，目前，平板扫描仪、零边距扫描仪、高速扫描仪一般可选择A4或A3幅面，宽幅扫描仪可以扫A0以下幅面的图纸。

（5）接口方式。扫描仪的接口方式主要分EPP、USB、SCSI三种。EPP即打印机端口，其特点是使用方便，对计算机要求低，但扫描质量较差。USB接口速度较快，安装方便，可以带电拔插。随着USB应用的日益广泛，USB接口的扫描仪已成为主流。SCSI扫描仪安装时需要在计算机中安装一块接口卡，安装较复杂，价格较高，但速度快，扫描稳定，扫描时占用系统资源少。其实，无论EPP、USB或SCSI接口，都不是决定扫描仪扫描速度的主要因素，扫描速度与扫描仪本身性能息息相关，因而使用任何一种接口方式，扫描速度上并无太大差别，但从接口上看，最适宜档案馆使用的是USB接口。当然，如果配置SCSI接口卡，则扫描仪性能更佳。

（二）数码翻拍仪

随着数码影像技术的飞速发展，一种新型的数字化设备——数码翻拍仪正在悄然流行。数码翻拍仪，又称数码拍摄仪、数码缩微仪等，是一种将数码相机安置在可垂直调节高低的支架上，用以拍摄文件材料或其他实物的数字化设备。目前，市场上数码翻拍仪按照翻拍性能、翻拍对象、尺寸等分为多种，图2-7为两种数码翻拍仪。

图2-7　数码翻拍仪

1.数码翻拍仪与扫描仪相比所具有的优越性

（1）数字化速度快。平板式扫描仪每扫描一页文件都有扫描灯管的往复移动和翻盖的过程，扫描速度较慢，若采用200dpi来扫描A4幅面真彩图像，每分钟扫描加工数量一般为1—2页。而高速扫描仪对档案的纸张质量要求较高，容易损坏档案，因此使用有一定的局限性。用数码翻拍仪拍摄文档没有机械运动的过程，只是曝光一下，速度不到1秒，扫描加工数量一般可以做到每分钟8—20页。

（2）对档案材料损害小。平板式扫描仪扫描装订的档案时，难以做到平整扫描，扫描的图像往往会倾斜或扭曲，导致后期处理工作量增加；高速扫描仪不拆档案根本无法加工。数码拍摄可以省略档案拆装过程。应用数码翻拍仪提供的低畸变镜头和图像变形处理软件，可以解决拍摄档案倾斜、线条变形等问题，这不但大大提高了数字化处理的效率，而且避免档案在拆装过程中造成的损失。

（3）加工对象直观。用扫描仪扫描文档，若要在扫描前浏览扫描图像的效果，一般需要选择扫描仪预览功能，这样就降低了扫描加工的速度。而数码翻拍仪的全部操作过程直观可见，即真正做到“所见即所得”。

（4）加工对象不限于纸张。扫描仪一般只能扫描纸张材料，数码翻拍仪除了扫描纸张材料以外，还能翻拍特种载体的档案，如奖旗、奖牌，甚至奖杯等立体的物体。

（5）便于调节扫描幅面。一般扫描仪只能扫A4幅面的纸质材料，扫大幅面图纸的扫描仪价格十分昂贵，利用率又不高，不适宜于一般机构配置。数码翻拍仪只要调节数码相机与底板的距离，就能灵活地选择拍摄不同幅面的纸质档案，这对于扫描尺寸频繁更换的档案特别具有优势。

2.数码翻拍仪与传统翻拍仪相比所具有的优越性

传统的翻拍仪采用传统相机进行档案拍摄和缩微，与之相比，数码翻拍仪具有以下显著优势：

（1）使用成本低。传统的翻拍仪拍摄需要胶片，拍摄后需要冲洗显影，阅览需要购置专门的缩微阅读仪，使用成本和人力成本都比较高。数码翻拍仪的翻拍与普通数码相机一样，使用不需要耗材，拍摄图像有问题时，可立即重拍。拍摄形成的照片，任何计算机系统都可以阅读。

（2）图像处理便捷。传统的翻拍仪形成的缩微片图像很难进行处置。数码翻拍仪形成的影像电子文件可以被灵活加工处理，如纠偏、去污点、去黑边框等；应用翻拍仪自带的OCR软件进行字符识别，将扫描形成的图像文件识别成可编辑的WORD、PDF、TXT等格式文件，进行二次编辑与加工；应用图像处理软件，将扫描中出现的线条扭曲、图像变形等问题进行纠正，有些数码翻拍仪还自带防畸变镜头，自动纠正大幅面图纸拍摄中四周弯曲的线条。

（3）便于计算机技术应用。传统翻拍的缩微胶片不便于查找、传递、编辑、整理，这些缺点都是数码翻拍技术的优势所在。数码翻拍仪形成的电子文件，具有采集高效、处理灵活、传播迅速、检索快捷、多媒体集成、生动直观等缩微技术难以比拟的优势。

（4）充分整合了数码相机技术。传统的翻拍仪一般只翻拍成黑白胶片；数码翻拍仪不仅能翻拍成黑白图像，还能翻拍成彩色图像。数码翻拍仪借助高分辨数码影像技术，拍摄图像清晰逼真、色彩丰富；支持色差、亮度、对比度、饱和度、伽玛值等后期图像增强功能；能通过USB接口直接连接电脑，将拍摄的档案文件直接在电脑中显示或通过邮件发送出去，实现档案的无障碍传播；USB能直接给翻拍仪供电，不需要另插电源；将所有拍摄操作按钮都整合在底板上，操作十分简便；突破传统使用扫描枪扫描条形码识别的方式，用户只需鼠标轻点，即可完成条码识别，不但提高了工作效率，也省下购买扫描枪的费用；可拍摄录像，将动态的图像，如手工翻阅档案的过程记录下来，用作视频编辑的素材。

（5）灵活使用各种数码拍摄设备。有些数码翻拍仪的活动支架可以固定数码相机、手机等各种拍摄设备，用户可以借助拍摄设备翻拍档案材料。

3.数码翻拍仪的应用范围

数码翻拍仪是传统的复印、扫描、投影、拍照、录影等技术的融合，由此兼有这些技术的优点，它无论是对传统的翻拍缩微还是扫描技术来说都是一场变革，受到社会各领域的普遍关注和应用。目前，该技术已经广泛用于政务领域红头文件、往来信函等文件翻拍；银行传票、合同、抵押担保、会计凭证和信用卡等文件翻拍；证券期货行业股东账户开户、买卖合同、股东身份等文件翻拍；保险行业合同、发票、身份证等文件翻拍；工商税务行业税务年检等业务文件翻拍；学校学生学籍、成绩单等档案翻拍；国土行业房地契、图纸、合同等档案翻拍；司法行业往来信函、红头文件、法律文件、卷宗等档案翻拍；医疗行业病历、处方等档案翻拍；公安部门案件档案翻拍等。

4.数码翻拍仪在纸质档案数字化中的应用前景

尽管数码翻拍仪已经在各政府机关、企事业单位得到广泛的应用，然而，在档案信息化中使用较少。其原因之一是档案界人士对这种设备的发展现状和趋势不够了解，以为它就是传统的缩微翻拍仪。由上述分析可知，它特别适用于以下情况：一是中小型企事业单位办公室或业务部门对尺寸频繁变化的文件材料进行数字化；二是各级各类档案馆或机关档案室对纸质材料老化，不便于拆卷的档案进行数字化；三是建筑设计、制造业等企业未购置大型扫描仪，又需要对大幅面图纸档案进行数字化；四是对奖旗、奖牌等实物档案进行数字化；五是对尚无条件对纸质档案数字化，但在利用时临时需要对查阅的档案进行数字化，以便通过网络提供远程查档服务。

鉴于数码翻拍仪具有使用成本低、拍摄精度高、速度快、操作简便，又便于做OCR字符识别和其他图像处理等特点，相信会吸引越来越多的档案用户。随着数码翻拍仪应用范围的扩大，数码翻拍仪的功能和性能将会不断改进和完善，因此，它有可能在不远的将来，部分取代扫描仪，成为纸质档案数字化的得力工具。

（三）缩微胶片扫描仪

已经对纸质档案进行了缩微复制，可以采用专用设备——缩微胶片扫描仪，对缩微胶片上的影像进行数字化转换处理。缩微影像转换技术的应用，包括对缩微胶片进行扫描，把缩微模拟影像转换成数字影像，进行存储、还原和检索输出等。

1.缩微胶片扫描的优缺点

与纸质档案扫描相比，缩微胶片扫描的主要优点是：扫描速度快，节约时间和成本；没有尺寸和形状的限制，可以同时对各种幅面的纸质档案进行扫描；缩微胶片可以继续留存，作为数字档案备份的一种形式；可以进行批处理，操作简便易行；便于对图像作调节亮度、对比度、拉直和裁剪等优化处理；易于对输出的图像信息进行检索、阅读、打印和传递。

缩微胶片扫描的主要缺点是：所得的图像已经是第二或第三次转化，失真明显，图像虽然可以强化，但有时效果不明显；一些胶片的状况较差，出现了划痕、装订线阴影等，影响扫描影像质量；扫描仪的分辨率不足以捕捉原件所有有价值的信息。

2.缩微胶片扫描设备的选择

缩微胶片扫描仪相对于纸质档案扫描仪，扫描效率要高得多。目前，缩微影像转换成数字影像的技术日趋成熟。选购缩微胶片数字扫描系统，既要考虑产品的技术领先，又要考虑适用以及性价比。选购时应考虑胶片类型，如缩微平片、封套片、开窗卡片、16mm胶卷、35mm 胶卷等；放大倍率的范围；扫描速度，即每单位分辨率，如4.5 秒/400dpi；光学分辨率和输出分辨率，如300—800dpi等。市场上的缩微胶片扫描系统主要有英国的“优胜”，日本的“佳能”“美能达”，美国的“柯达”等公司出产的缩微胶片扫描仪。根据一些档案馆的经验，美能达的MS30000型和佳能的MS500型缩微胶片扫描仪，不仅能够把缩微模拟影像转换成数字影像，还能作为缩微数字影像的还原设备使用。

（四）纸质档案数字化的软件配置

纸质档案数字化除了必要的硬件设施外，还需要运行硬件设施所需的档案数字化工作软件。该软件有两大类：系统软件和应用软件。

系统软件包括操作系统、数据库管理系统等平台，如Windows、SQL Server等。

应用软件是在上述软硬件平台的基础上实现数字化流程的文档扫描、图像处理和数据存储等功能的软件。这些软件可以从市场上购置，或从网络上免费下载，或随硬件设备配送获得，如购置扫描仪时获得ACDSee、Photoshop或专用的图像浏览、处理软件，购置刻录机时获得EasyCD Creator等刻录软件。

对于大批量纸质档案的数字化处理而言，仅仅靠上述分散的、专用的工具软件是不够的，必须采取系统集成方式将整个数字化流程集合为一个统一的制作、加工系统，开发出专用的“档案数字化加工管理系统”，实现对包括档案整理、目录建库、档案扫描、图像处理、图像存储、数据质检、数据挂接、数据验收、数据备份、成果管理等档案数字化加工全过程的流水作业和安全质量控制。