工程語言學(xué)：現(xiàn)代科技手段助力甲骨文研究

王廣祿

     文字的出現(xiàn)是人類進(jìn)入文明時代的標(biāo)志之一。1899年，王懿榮發(fā)現(xiàn)甲骨文，發(fā)軔于此的甲骨文研究為此前只有典籍記載的“中華文明5000多年”一說提供了實物證據(jù)，有物證可考的中華信史自此向前延伸了1100多年。甲骨文是我國目前發(fā)現(xiàn)的最早的一種成熟文字系統(tǒng)，有效地對其進(jìn)行保護(hù)和研究意義重大。工程語言學(xué)運用現(xiàn)代科技手段對甲骨文進(jìn)行信息化處理，為甲骨文圖形復(fù)原和相關(guān)研究拓展了一條新途徑。

　　甲骨文研究面臨多重難題

　　100多年來，中外學(xué)者在甲骨文的搜集辨?zhèn)巍⒆中慰坚�、甲骨綴合、甲骨刻辭的分期斷代等方面取得了巨大成就。研究顯示，殷墟出土的甲骨文資料至少在15萬片以上，發(fā)表和出版的甲骨文資料與研究文獻(xiàn)達(dá)萬余種（篇），中外學(xué)者先后從事甲骨文研究的有數(shù)千人。

　　然而，當(dāng)前甲骨文研究仍面臨一些問題，究其原因，教育部“長江學(xué)者”特聘教授、江蘇師范大學(xué)語言能力協(xié)同創(chuàng)新中心主任楊亦鳴認(rèn)為，首先，由于年代久遠(yuǎn)，出土的完整甲骨極少，絕大部分是破碎的，重新綴合難度極高。此外，甲骨深埋地下數(shù)千年，刻在上面的字形受到腐蝕，筆畫大都不甚清晰。其次，在甲骨文字形實現(xiàn)全面數(shù)字化之前，很難對甲骨文字形進(jìn)行識別和檢索。再次，甲骨文字形著錄書籍較昂貴，全套《甲骨文合集》共13冊，重達(dá)幾十公斤，售價近萬元，普通研究者難以獲得。江蘇師范大學(xué)語言科學(xué)學(xué)院副院長余光武表示，甲骨文字形識讀研究仍顯薄弱，已發(fā)現(xiàn)的4500多個字中，目前可完全識讀的不足1500個，這也制約著甲骨文的研究。

　　“我們今天看到的甲骨文瘦勁挺直，兩端尖銳，轉(zhuǎn)折處往往以兩條直線相接成屈折狀。這樣的字形一般是現(xiàn)代人根據(jù)甲骨上字形的特點臨摩而成，或是對拓下來的字形進(jìn)行修整得來�！睏钜帏Q說，這項工作就是甲骨文字形復(fù)原，是甲骨文信息化處理的重要組成部分。

　　傳統(tǒng)復(fù)原效果不盡人意

　　近年來，古文字的信息化處理成為學(xué)界研究熱點。甲骨文的信息化處理研究范圍較為廣泛，包括破碎甲骨的計算機(jī)輔助拼接，甲骨文字形的復(fù)原、數(shù)字化、輸入編碼、藝術(shù)變形、計算機(jī)識別、計算機(jī)輔助斷代分期等。

　　楊亦鳴表示，甲骨文字形復(fù)原是重要的基礎(chǔ)性工作，有手工處理和計算機(jī)輔助處理兩種途徑。純粹的手工處理效率很低；采用某些圖像處理軟件可最大限度恢復(fù)甲骨文字形的原始面貌，但涉及非常復(fù)雜的手工交互，且需要經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員進(jìn)行操作。

　　江蘇師范大學(xué)語言研究所講師顧紹通指出，目前國際上流行的圖像修復(fù)算法有偏微分方程圖像復(fù)原法、整體變分和基于曲率的擴(kuò)散模型方法、徑向基函數(shù)修復(fù)法、紋理合成法、基于Cahn-Hilliard方程的圖像修復(fù)法等�！斑@些方法均采用圖像處理的方法修復(fù)破損區(qū)域，且目前的修復(fù)效果不盡人意�！�

　　信息化新方法優(yōu)化甲骨文字形復(fù)原

　　楊亦鳴帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，甲骨文上的噪聲點符合數(shù)學(xué)統(tǒng)計上的泊松分布特征，絕大多數(shù)噪聲區(qū)域的面積很小，區(qū)域面積大的噪聲點很少。利用這一統(tǒng)計特征可以消除甲骨文上被污染的噪聲區(qū)域，保留甲骨文字形筆畫區(qū)域。

　　進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，清除噪聲點后的甲骨文字形邊緣呈現(xiàn)鋸齒形態(tài)，仍然不具備甲骨文字形的原始面貌，但字形邊緣可近似看作分形特征，因此基于分形幾何的字形復(fù)原方法變得可行。

　　余光武表示，對字形邊緣進(jìn)行壓縮變換可使其變得平滑，再通過計算分形維數(shù)控制字形邊緣的平滑程度，字形圖像邊緣因腐蝕所造成的凹凸形態(tài)得到平滑處理，甲骨文字形的原貌實現(xiàn)了較好的恢復(fù)，獲得接近甲骨文字形原貌的字形成為可能�！袄�用計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)甲骨文字形的自動修復(fù)，大大減輕了人工修復(fù)甲骨文字形的勞動強(qiáng)度。”國家社科基金首批資助期刊《語言科學(xué)》編輯部主任張強(qiáng)說。

　　字形復(fù)原研究為甲骨文信息化處理打下了基礎(chǔ)，江蘇師范大學(xué)語言科學(xué)學(xué)院講師酆格斐表示，在字形特征提取方面，通過對原始甲骨文圖形進(jìn)行預(yù)處理，可準(zhǔn)確地把甲骨文從背景噪聲中分離出來，應(yīng)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法對甲骨文進(jìn)行圖像處理和分析，提取表現(xiàn)甲骨文字形特征的主要指標(biāo)，進(jìn)而構(gòu)造基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法的甲骨文字形特征提取系統(tǒng)，提取出反映甲骨文筆畫形態(tài)和結(jié)構(gòu)的字形特征；在分期斷代方面，可采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)圖像處理方法提取甲骨文圖像的特征向量，基于已人工斷代的甲骨文樣本，實現(xiàn)并訓(xùn)練貝葉斯分類器，從而獲取待分期斷代甲骨文與“五期”分法的映射關(guān)系。

　　楊亦鳴表示，作為工程語言學(xué)的一個研究領(lǐng)域，甲骨文字形復(fù)原研究涉及語言學(xué)、文字學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科，需要具有不同專業(yè)背景的研究人員進(jìn)行協(xié)作研究。甲骨文研究則涉及更多學(xué)科，字形復(fù)原只是為甲骨文研究做了重要的基礎(chǔ)工作，圖像還原后，其具體是哪個文字、代表什么意義等，還需古文字學(xué)家做大量工作。他強(qiáng)調(diào)，“已進(jìn)行的甲骨文信息化處理研究工作和發(fā)明的方法，可運用于金文、篆文等其他古文字和少數(shù)民族古文字復(fù)原等研究工作中。                來源：中國社會科學(xué)網(wǎng)