【正文】 媒體資產(chǎn)管理技術(shù) Media Asset Management 第 7章：多媒體數(shù)據(jù)庫 技術(shù) 第 7章 多媒體數(shù)據(jù)庫 技術(shù) ?多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)是 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 與 多媒體技術(shù) 結(jié)合的產(chǎn)物 。 ?多媒體數(shù)據(jù)庫要解決三個(gè)難題 。 ? 第一是信息媒體的 多樣化 ， 多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 、 組織 、 使用和管理 。 ? 第二要解決多媒體 數(shù)據(jù)集成 或表現(xiàn)集成 ， 實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)之間的交叉調(diào)用和融合 ， 集成粒度越細(xì) ， 多媒體一體化表現(xiàn)才越強(qiáng) ， 應(yīng)用的價(jià)值也才越大 。 ? 第三是多媒體數(shù)據(jù)與人之間的 交互性 ， 也就是多媒體數(shù)據(jù)的 檢索 問題 ， 其中包括基于元數(shù)據(jù)的檢索模式和基于內(nèi)容的檢索模式 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT MEDIA ASSET MANAGEMENT 第 7章 多媒體數(shù)據(jù)庫 技術(shù) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫概述 1 多媒體數(shù)據(jù)庫概述 2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù) 3 分布式多媒體數(shù)據(jù)庫 4 檢索技術(shù)簡(jiǎn)介 5 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本知識(shí) ?數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型先后經(jīng)歷了 網(wǎng)狀模型 、 層次模型、 關(guān)系模型 和 面向?qū)ο竽Ｐ?等階段。其中關(guān)系模型因?yàn)橛型暾睦碚摶A(chǔ)，取代了網(wǎng)狀模型和層次模型，目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫在實(shí)際應(yīng)用中居于主導(dǎo)地位。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 面向?qū)ο竽Ｐ? 關(guān)系模型 層次模型 網(wǎng)狀模型 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本知識(shí) ?1. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特征 ?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 。 按照某種數(shù)據(jù)模型組織成為一個(gè)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)整體。它不僅描述了數(shù)據(jù)本身的 特性 ，而且描述了數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的各種 聯(lián)系 ，這使數(shù)據(jù)庫具備了復(fù)雜的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。 ?實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享 。 實(shí)現(xiàn)了多個(gè)應(yīng)用程序、多種語言及多個(gè)用戶共享一個(gè)庫中的數(shù)據(jù)，甚至在一個(gè)單位或更大的范圍內(nèi)共享，因而大大提高了數(shù)據(jù)的 利用率 ，提高了工作效率。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本知識(shí) ?減少數(shù)據(jù)冗余度 。由于數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，因而減少了數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ)，節(jié)省了存儲(chǔ)空間， 減少了數(shù)據(jù)冗余 。 ?數(shù)據(jù)獨(dú)立性 。數(shù)據(jù)庫技術(shù)中的數(shù)據(jù)與程序 相互獨(dú)立 ，互不依賴，不因一方的改變而改變另一方，這大大簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與維護(hù)的工作量，同時(shí)數(shù)據(jù)也不會(huì)隨程序的結(jié)束而消失，可 長(zhǎng)期保留 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本知識(shí) 姓名 地址 年齡 月薪 工齡 張非 北京 27 5000 4 李奎 上海 29 6500 3 王西風(fēng) 廣州 38 8000 10 MEDIA ASSET MANAGEMENT ? 數(shù)據(jù)庫示例 ?2. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本組成 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫由一組數(shù)據(jù)表組成 。 表中的每行稱為 記錄 ， 每列稱為 字段 。 ?表是一組彼此相關(guān)的記錄的組合 。 ? 例如 ， 有一張包含公司中員工信息的表 。 每條記錄里都存儲(chǔ)了公司一名員工的姓名 、 地址和月薪等數(shù)據(jù) 。 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本知識(shí) ?3. DBS和 DBMS ?數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DBS） 是采用了數(shù)據(jù)庫（ DB）技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 DBS是一個(gè)實(shí)際可運(yùn)行的，按照數(shù)據(jù)庫方法存儲(chǔ)、維護(hù)和向應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持的系統(tǒng)，它是數(shù)據(jù)庫、硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫管理員的集合體。 ?數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DBMS） 是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的軟件系統(tǒng)，它是 DBS的核心組成部分。對(duì) DB的一切操作，包括定義、查詢、更新及各種控制，都是通過 DBMS進(jìn)行的。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) RDBMS ?通常利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來處理諸如人們用文件柜來完成的那樣一些任務(wù) 。 從某種意義上來說 ， 數(shù)據(jù)庫就像一個(gè) 大文件柜 ， 只不過是一個(gè)內(nèi)建的 文件編排系統(tǒng) 而已 。 電子化處理記錄相對(duì)手工處理記錄有很多優(yōu)點(diǎn)： MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫是一些相關(guān)的表和其他數(shù)據(jù)庫對(duì)象的集合。該定義表達(dá)了三部分含義： ? 第一 ，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，信息被存放在二維表格結(jié)構(gòu)的表（table）中，一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫包含了多個(gè)數(shù)據(jù)表，而每一個(gè)表又包含行（記錄）和列（字段），可以將表想象為一個(gè)電子表格，其中與行對(duì)應(yīng)的是 記錄 ，與列對(duì)應(yīng)的是 字段 ； ? 第二 ，這些表之間是相互 關(guān)聯(lián) 的，表之間的這種關(guān)聯(lián)性是由主鍵和外鍵所體現(xiàn)的參照關(guān)系來實(shí)現(xiàn)的； ? 第三 ，數(shù)據(jù)庫不僅包合表，而且包含了其他數(shù)據(jù)庫對(duì)象，如視圖 、 存儲(chǔ)過程 、 索引 等。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型 ?主關(guān)鍵字 （ primary key，也稱主鍵）是指表中的某一列，該列的值可唯一標(biāo)識(shí)一行。 ?外部關(guān)鍵字 （ foreign key，也稱外鍵）是指如果表中含有與另一個(gè)表的主關(guān)鍵字相對(duì)應(yīng)的列組，那么該列組就被稱為外部關(guān)鍵字。從該定義可以看出，外部關(guān)鍵字也是由一個(gè)或多個(gè)列組成。 ?如果兩個(gè)表中具有相同的列或列組，那么該列或列組就被稱為這兩個(gè)表的 公共關(guān)鍵字 （ mon key）。如果公共關(guān)鍵字是其中一個(gè)表的主關(guān)鍵字，那么該公共關(guān)鍵字在另一個(gè)表中就被稱為外部關(guān)鍵字。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 RDBMS的特點(diǎn) ?RDBMS的特點(diǎn)如下 ： ?數(shù)據(jù)完整性： 所有 RDBMS都使用 SQL或其變體來控制包含在任意數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。 RDBMS必須保證數(shù)據(jù)的完整性。 ?數(shù)據(jù)的安全性： 多數(shù) RDBMS都堅(jiān)持把實(shí)際數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯區(qū)分開，以確保數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以保持持久狀態(tài)。 MEDIA ASSET MANAGEMENT MEDIA ASSET MANAGEMENT 第 7章 多媒體數(shù)據(jù)庫 技術(shù) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫概述 1 多媒體數(shù)據(jù)庫概述 2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù) 3 分布式多媒體數(shù)據(jù)庫 4 檢索技術(shù)簡(jiǎn)介 5 167。 多媒體數(shù)據(jù)庫概述 ?多媒體數(shù)據(jù)庫（ MMDB）與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫相比，具有 數(shù)據(jù)量大 、 數(shù)據(jù)類型多 、 數(shù)據(jù)類型之間差距大 、 多媒體數(shù)據(jù)的輸入和輸出復(fù)雜 的特點(diǎn)。當(dāng)今時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息傳輸技術(shù)的發(fā)達(dá)，更增加了多媒體數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。 ?一般來講，多媒體數(shù)據(jù)有 靜態(tài) 與 動(dòng)態(tài) 之分，靜態(tài)數(shù)據(jù)有 字符 、 數(shù)值 、 文本 、 圖形 、 圖像 等靜態(tài)的數(shù)據(jù)，而動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)有 音頻 、 視頻 、 動(dòng)畫 等。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn) ?多媒體數(shù)據(jù)庫信息媒體的 多樣性 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn) ?（ 1） 數(shù)據(jù)量大 ? 圖像、聲頻和視頻對(duì)象一般需要大的存儲(chǔ)容量。 ?（ 2） 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可變 ? 多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大小可變，且無法預(yù)先估計(jì)。 ?（ 3） 多數(shù)據(jù)流 ? 多媒體展示時(shí)涉及多種數(shù)據(jù)類型的靜態(tài)和連續(xù)媒體的集成及顯示。 ?（ 4） 數(shù)據(jù)流的連續(xù)記錄和檢索 ? 多媒體數(shù)據(jù)要求連續(xù)記錄（存儲(chǔ)）和播放（檢索），否則將導(dǎo)致嚴(yán)重失真，大大影響效果，使用戶無法接受。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 MMDB的主要需求 ?多媒體數(shù)據(jù)庫 （ MMDB） 就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的多媒體數(shù)據(jù)的 存儲(chǔ) 、 管理 和 查詢 ， 其主要需求有： ?1. MMDB應(yīng)能夠 表示 多種媒體的數(shù)據(jù) ， 如圖形 、圖像 、 聲音等 。 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表示起來比較復(fù)雜 ，需要根據(jù)多媒體系統(tǒng)的特點(diǎn)來決定表示方法 。 ?2. MMDB應(yīng)能夠 協(xié)調(diào)處理 各種媒體數(shù)據(jù) ， 正確識(shí)別各種媒體數(shù)據(jù)之間在空間或時(shí)間上的關(guān)系 。 ?3. 除必須滿足物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性和邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性外 ， 還應(yīng)該滿足 媒體數(shù)據(jù)獨(dú)立性 。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 MMDB的主要需求 ?4. 更強(qiáng)的 數(shù)據(jù)查詢和操縱 。 多媒體數(shù)據(jù)既有其外在的表現(xiàn)形式 ， 又有其自身內(nèi)在的結(jié)構(gòu) 。 ?5. 媒體的 集成和編輯 。 媒體的有機(jī)組合 （ 集成 ）是多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一項(xiàng)重要而且難度較大的功能 。 ?6. 網(wǎng)絡(luò)功能 。 應(yīng)解決分布在網(wǎng)絡(luò)上的 MMDB中的數(shù)據(jù)的定義 、 存儲(chǔ) 、 操作問題 ， 并對(duì)數(shù)據(jù)的一致性、 安全性 、 并發(fā)性進(jìn)行管理 。 ?7. 多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) （ MMDBS） 應(yīng)具有 開放功能 ， 提供 MMDB的應(yīng)用程序接口 API。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 MMDB的主要需求 ?8. 交互性強(qiáng) 。最常見的是用鼠標(biāo)選擇調(diào)用有關(guān)的信息，供用戶觀察、決策。 ?9. MMDB還應(yīng)提供 數(shù)據(jù)和版本管理 功能。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 MMDBS的層次結(jié)構(gòu) ? MEDIA ASSET MANAGEMENT 用戶層 W1 檢索 1 檢索 2 檢索 n 數(shù)據(jù)模型多媒體 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（索引） 時(shí)態(tài) 模型 檢索 圖像 視頻 音頻 Wn W2 過濾層 網(wǎng)絡(luò)層 數(shù)據(jù)描述層 物理存儲(chǔ)視圖 W1 Wn W2 W1 Wn W2 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 167。 MMDBS的層次結(jié)構(gòu) （ 1） 物理存儲(chǔ)層 ： 描述如何在文件系統(tǒng)中存儲(chǔ)多媒體數(shù)據(jù)。 （ 2） 數(shù)據(jù)描述層 ： 也是核心層。這一層負(fù)責(zé)對(duì)原始信息的解釋和描述，并處理索引提出的數(shù)據(jù)快速存取請(qǐng)求。 （ 3） 網(wǎng)絡(luò)層 ： 媒體對(duì)象可能存儲(chǔ)在不同的系統(tǒng)中，用戶可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。 （ 4） 過濾層 ： 負(fù)責(zé)分析和處理用戶的查詢要求。用戶可以用不同的方法查詢數(shù)據(jù)庫，這取決于用戶所需要信息的類型。 （ 5） 用戶層 ： 應(yīng)用和用戶之間的接口，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的瀏覽以及人機(jī)交互。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?（ 1）支持 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù) （如字符數(shù)值）和 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù) （如視頻、聲音、圖象等）的表示及其屬性特征的描述。 ?（ 2）支持 多媒體的表現(xiàn) （ Presentation）建模，即多媒體數(shù)據(jù)模型應(yīng)能表示各媒體對(duì)象間的語義關(guān)系、時(shí)態(tài)關(guān)系和空間關(guān)系。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?目前開發(fā)出來的 MMDBS大多是專用的 MMDB，對(duì)信息的處理進(jìn)行了折中， 缺乏通用性 。在多媒體數(shù)據(jù)模型方面主要存在以下問題： ? （ 1）沒有表示多媒體數(shù)據(jù)模型經(jīng)典 完善的理論及技術(shù) 。在建立多媒體數(shù)據(jù)模型時(shí)，雖然可能借助其它方面的研究成果，但表示多媒體數(shù)據(jù)的統(tǒng)一完善的理論還沒有形成。 ? （ 2）目前研究者各自從不同的方向?qū)Χ嗝襟w數(shù)據(jù)模型進(jìn)行探討，所建立的多媒體數(shù)據(jù)模型一般也只能反映和強(qiáng)調(diào)多媒體數(shù)據(jù)的某一類特征，其應(yīng)用也 側(cè)重于某一類領(lǐng)域 。 ? （ 3）受目前圖像理解、計(jì)算機(jī)視覺、人工智能等學(xué)科發(fā)展水平的限制。圖像數(shù)據(jù) 自動(dòng)語義識(shí)別 和 視頻數(shù)據(jù)自動(dòng)分段，以及 抽取高級(jí)語義特征 還存在不少困難。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?建立多媒體數(shù)據(jù)模型的方法可以概括為如下幾種： ? 擴(kuò)充關(guān)系的模型 ：在傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上加以擴(kuò)充，使之支持多媒體數(shù)據(jù)類型。 ? 基于面向?qū)ο笳Z言的模型 ：在面向?qū)ο笳Z言中嵌入數(shù)據(jù)庫功能而形成 MMDB。 ? 基于超文本或超媒體的模型 ：此種模型由節(jié)點(diǎn)和鏈組成，節(jié)點(diǎn)是信息單位（信息元），鏈用于組織信息，表達(dá)信息間的關(guān)系，把節(jié)點(diǎn)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 ? 開發(fā)全新的數(shù)據(jù)模型 ：該方法從低層來實(shí)現(xiàn) MMDBS，首先建立一個(gè)包含面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫核心概念的數(shù)據(jù)模型，然后設(shè)計(jì)相應(yīng)的語言和相應(yīng)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?1. 擴(kuò)充關(guān)系的模型 ： ?傳統(tǒng)的關(guān)系模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是單一的二維表，很難用于空間數(shù)據(jù)和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)，缺乏演繹和推理操作，表達(dá)數(shù)據(jù)特性的能力有限。 ?在基于 RDB的 MMDB中，必須對(duì)現(xiàn)有的關(guān)系模型進(jìn)行擴(kuò)充，使它不但能支持結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也能處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，分為以下三種擴(kuò)充方式： MEDIA ASSET MANAGEMENT 167。 多媒體數(shù)據(jù)模型 ?（ 1）擴(kuò)展現(xiàn)有的數(shù)據(jù)類型 ?一般是利用 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展字段 （ General）來描述多媒體數(shù)據(jù)。 ? 在 Oracle和 Sybase系統(tǒng)中采用 二進(jìn)制大對(duì)象 （ BLOB）存放各種多媒體數(shù)據(jù)（可達(dá) 2GB）。 ? 常規(guī)數(shù)據(jù)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫處理，多媒體數(shù)據(jù)則存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫之外的圖像或視頻服務(wù)器上，關(guān)系數(shù)據(jù)庫中包括了 BLOB的位置信息，這些位置信息相當(dāng)于 指向多媒體文件的指針。 MEDIA ASSET MANAGEMENT 屬