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对计算机图像压缩算法卓有贡献—花花公子1972年11月玩伴女郎照

 时光珠穆朗玛 2011-07-17
 
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她是让无数专家为之痴迷和痛苦的研究对象,她是充斥着枯燥数学公式的论文中最吸引眼球的光芒,翻开任何一本关于计算机图像处理的教材,你都能看到她动人的微笑。她就是雷娜(Lena),她的照片是图像处理领域使用最为广泛的标准测试图。她是真人吗?她到底从何而来?

 事件起因 一举成名计算机界

  1973年的夏天,美国南加州大学信号与图像处理研究所里,年轻的助理教授亚历山大(Alexander Sawchuk)和研究员威廉(William Pratt)正为一篇学术论文忙碌,试图从一叠常用的测试图片中找出一张适合测试压缩算法的图片:最好是人脸,表面光滑,内容多层次。不过这些单调陈旧,如同早期电视画面的图片很快就让他们失望了。历史在这里开了个小小的玩笑,正巧有人拿着一本《花花公子》杂志(1972年11月刊)到实验室来“串门”,当期的玩伴女郎雷娜(Lena Soderberg)立刻吸引了众人的目光。亚历山大发现这张有着光滑面庞和繁杂饰物的图片正好符合要求,于是,他们撕下这张彩图,将上半部扫描成一张 512×512像素大小的图片,“雷娜图”就此诞生。

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  512×512像素的“雷娜图”



  亚历山大并未觉得有任何不妥的地方,他用这张图片测试了自己的压缩算法,满意地完成了论文。而对于这一切,远在芝加哥的雷娜一无所知,在结束自己的模特生涯后,她回到瑞典的故乡,结婚生子,无从知晓自己将成为一个学术圈里的传奇人物。在亚历山大的论文发表后,不断有同行向他索要原始的扫描件,以便能同他们自己的图像压缩算法进行效果比较。久而久之,这张图片成为了图像处理领域的一个标准测试图,只要支付一小笔费用,你就能从南加州大学得到原始的扫描件拷贝,而大多数研究者奋斗的目标只有一个:如何在保证图片质量的同时让它的压缩率高一点,再高一点。
随着这张标准图在学术圈的流行,不少人开始对这位迷人的女郎产生了兴趣。1988年,一家瑞典的电脑出版社联系并采访到了雷娜,这是她十五年来首次得知自己的照片被应用在计算机行业里,兴奋和惊讶之情溢于言表。1997年,在《花花公子》杂志社的帮助下,图像科学和技术会议(IS&T)的筹办方正式邀请雷娜参加于当年五月份在波士顿召开的五十周年大会。这离当初雷娜图的诞生,已经过去了约四分之一个世纪,当初的年轻教授已成为业内的知名学者,而红颜少女的鬓边终于也见到了白发。“他们肯定早已厌烦我了,这么多年都看着同一张照片。”雷娜在会议上受到了热情的欢迎,她看到了许多基于雷娜图的研究工作,并忙于在一张又一张自己的照片上签名。


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  1991年,学术期刊《光学工程》(Optical Engineering)使用雷娜图作为其7月刊的封面。至此,《花花公子》才得知这张图片已然在学术界被“盗用”了18年之久(由此我们亦可得知学术界和娱乐界是多么的不通往来)。当初的无心之举使得照片的版权问题终于浮出水面。《花花公子》正式致函《光学工程》的出版者国际光学工程学会(SPIE),要求在其之后出版物中任何使用雷娜图的地方都要事先得到授权。作为业内最流行的标准测试图,完全依循此要求无疑将会给遍布全球的研究者们带来极大的不便。不得已,SPIE在回复中解释了雷娜图在学术界的使用现状,并且指出自己是一个非盈利科学协会,出版物只供教育和研究使用。面对既成事实,《花花公子》亦乐得慷慨,表示不会追究雷娜图在学术领域造成的侵权问题。

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作者研究论文截图


  千里寻LENA

  探索玩伴女郎在因特网历史中的地位

  身为影像处理系统制造商的审查者, Jeff Seideman发现有一个女子总是出现在他眼前,无论他走到哪里.

  "多年来,我发现她的身影总是布满了各种工学研究的实验室,"Jeff Seideman回忆说. "每当我询问到她是谁这个问题时,他们总是说,'她是Lena'. 而当我又问到 '谁是Lena?' 时, 他们的答案又是一样:'我不知道.反正就是Lena'"
  Seideman很快就发现到这位"反正就是Lena"就是花花公子杂志的1972年的11月小姐. 在七0年代初期,南加州大学一位从事影像压缩研究的不知名研究员把Lena的折页海报扫描进了计算机. 从那时起,这位玩伴女郎的的倩影就成了测试影像数字处理压缩的工业标准. 25年来,没有任何一张图文件在影像处理及电子通讯的历史上比她更重要. 直到今天,不可思议的Lena小姐仍被尊为"因特网上的第一夫人".

  "很明显的,使用她的相片可以说是电子影像处理史上最重要的事件之一," Seideman提到. 影像压缩技术正是促使WWW成为今日最受欢迎之传播媒体的功臣.

  Seideman是IS&T波士顿分部的总裁,当他在策划Society for Imaging Science and Technology (IS&T)的50周年庆研讨会时, 他决定要把活动主题放在影像处理的历史上. 他知道大部分的人都不晓得谁才是因特网上的第一夫人, Seideman便决定要找出Lena小姐.

  我寄电邮给我们通讯簿上所有的瑞典成员,问问他们是否知道如何联络Lena小姐,然而没有一个人清楚." Seidema说到. "不过最后我透过多层人士的协助,最后终于查到了她的电话号码跟地址. 我写信询问她是否愿意来参加我们的研讨会,她答应了!"

  Lena Soderberg, nee Sj??blom, 现在住在斯德哥尔摩,她在一个政府机构工作,协助残障人士正确地利用计算机跟扫描仪来作文书工作. 藉由花花公子杂志的帮忙及Seideman的巧心安排, 1972年的11月小姐,也是因特网的第一夫人,就这样出现在三月20跟21号的波士顿IS&T研讨会中.

  Seideman补充道,多年来许多研究者都抱怨说无法取得Lena影像的一些重要信息,例如当初是用哪一种型号的扫描仪扫描的?照相时用的是什么样的相机跟底片?Seideman说他现在正在与花花公子杂志的档案人员合作,希望能重新扫描Lena影像并搜集所有有关此影像的信息,包括底片感光剂,印刷输出, 及扫描仪规格等... 这样一来,在未来的21世纪中,花花公子的玩伴女郎将仍是影像压缩评比的工业标准.



   IEEE图像处理汇刊(IEEE Transactions on Image Processing)的主编,戴维.C.蒙森(David C.Munson),在 “A Note on Lena”(发表于 IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING. VOL. 5. NO. 1. JANUARY 1996 )一文中写到:“I think it is safe to assume that the Lena image became a standard in our "industry" for two reasons. First, the image contains a nice mixture of detail, flat regions, shading, and texture that do a good job of testing various image processing algorithms. It is a good test image! Second, the Lena image is a picture of an attractive woman. It is not surprising that the image processing research community (mostly male) gravitated toward an image that they found attractive. ”

   译文:我认为Lena图像成为我们“业界”标准的两个原因是:(1)该图适度的混合了细节、平滑区域、阴影和纹理,从而能很好的测试各种图像处理算法。 (2)Lena是个美女,对于图象处理界的研究者(大部分都是男性)来说,美女图可以有效的吸引他们来做研究。

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