【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù)據(jù)庫(kù)中仍然需要管理這一類(lèi)數(shù)據(jù)。2．文本數(shù)據(jù)文本是最常見(jiàn)的媒體格式，各種書(shū)籍、文獻(xiàn)、檔案等無(wú)不是由文本媒體數(shù)據(jù)為主構(gòu)成的。 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)3．聲音數(shù)據(jù)根據(jù)對(duì)音頻媒體的劃分可以知道，語(yǔ)音、音樂(lè)和其他聲響具有顯著不同的特性，因而目前的處理方法可以分為相應(yīng)的三種：處理包含語(yǔ)音的音頻和不包含語(yǔ)音的音頻，第三種又把音樂(lè)單獨(dú)劃分出來(lái)。換句話說(shuō)，第一種是利用自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，后兩種是利用更一般性的音頻分析，以適合更廣泛的音頻媒體，如音樂(lè)和聲音效果，當(dāng)然也包含數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)。在音頻數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域，許多研究是有關(guān)語(yǔ)音方面的，因?yàn)檎Z(yǔ)音是音頻中一種重要的信息載體。非語(yǔ)音的音頻數(shù)據(jù)檢索和混合系統(tǒng)方面的研究工作也開(kāi)始引起重視。這項(xiàng)研究涉及多學(xué)科，包括語(yǔ)音識(shí)別、信息檢索、音頻分析、信號(hào)處理、心理聲學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等。4．圖形數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)的管理已經(jīng)有一些成功的應(yīng)用范例，如地理信息系統(tǒng)、工業(yè)圖紙管理系統(tǒng)、建筑 CAD數(shù)據(jù)庫(kù)等。圖形數(shù)據(jù)可以分解為點(diǎn)、線、弧等基本圖形元素。描述圖形數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是要有可以描述層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型。對(duì)圖形數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)最大的問(wèn)題是如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表示，對(duì)圖形數(shù)據(jù)的檢索也是如此。一般來(lái)說(shuō)，由于圖形是用符號(hào)或特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示的，更接近于計(jì)算機(jī)的形式，還是易于管理的。但管理方法和檢索使用需要有明確的應(yīng)用背景。 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)5．圖像數(shù)據(jù)圖像數(shù)據(jù)在應(yīng)用中出現(xiàn)的頻率很高，也很有實(shí)用價(jià)值。圖像數(shù)據(jù)庫(kù)較早就有研究，已提出許多方法，包括屬性描述法、特征提取、分割、紋理識(shí)別、顏色檢索等。特定于某一類(lèi)應(yīng)用的圖像檢索系統(tǒng)已經(jīng)取得成功的經(jīng)驗(yàn)，如指紋數(shù)據(jù)庫(kù)、頭像數(shù)據(jù)庫(kù)等，但在多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中將更強(qiáng)調(diào)對(duì)通用圖像數(shù)據(jù)的管理和查詢。6．視頻數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)視頻數(shù)據(jù)要比上述信息類(lèi)型復(fù)雜得多，在管理上也存在新的問(wèn)題。特別是由于引入了時(shí)間屬性，對(duì)視頻的管理還要在時(shí)間空間上進(jìn)行。檢索和查詢的內(nèi)容可以包括鏡頭、場(chǎng)景、內(nèi)容等許多方面，這在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中是從來(lái)沒(méi)有過(guò)的。對(duì)于基于時(shí)間的媒體來(lái)說(shuō)，為了真實(shí)地再現(xiàn)就必須做到實(shí)時(shí)，而且需要考慮視頻和動(dòng)畫(huà)與其他媒體的合成和同步。例如，給一段視頻加上一段字幕，字幕必須在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候疊加到視頻的適當(dāng)位置上。再如給一段視頻配音，聲音與圖像必須配合得恰到好處，合成和同步不僅是多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理的問(wèn)題，還涉及通信、媒體表現(xiàn)、數(shù)據(jù)壓縮等諸多方面。 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu) 1．聯(lián)邦型結(jié)構(gòu)針對(duì)各種媒體單獨(dú)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，每種媒體的數(shù)據(jù)庫(kù)都有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。雖然它們是相互獨(dú)立的，但可以通過(guò)相互通信來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)和執(zhí)行相應(yīng)的操作。用戶既可以對(duì)單一的媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，也可以對(duì)多個(gè)媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)以達(dá)到對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行存取的目的。這種結(jié)構(gòu)如圖 。在這種數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)中，對(duì)多媒體的管理是分開(kāi)進(jìn)行的，可以利用現(xiàn)有的研究成果直接進(jìn)行封裝，每種媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)也不必考慮與其他數(shù)據(jù)庫(kù)的匹配和協(xié)調(diào)。但是由于這種多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)多媒體的聯(lián)合操作實(shí)際上是交給用戶去完成的，給用戶帶來(lái)靈活性的同時(shí)，也為用戶增加了負(fù)擔(dān)。該體系結(jié)構(gòu)對(duì)多種媒體的聯(lián)合操作、合成處理和概念查詢等都比較難于實(shí)現(xiàn)。如果各種媒體數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)都沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)化的原則進(jìn)行，它們之間的通信和使用都會(huì)產(chǎn)生影響。 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)圖 聯(lián)邦型多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu) 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)2．集中統(tǒng)一型結(jié)構(gòu)只存在一個(gè)單一的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)和單一的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。各種媒體被統(tǒng)一的建模，對(duì)各種媒體的管理與操縱被集中到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，各種用戶的需求被統(tǒng)一到一個(gè)多媒體用戶接口上，多媒體的查詢檢索結(jié)果可以統(tǒng)一地表現(xiàn)。由于這種多媒體管理系統(tǒng)是統(tǒng)一設(shè)計(jì)和研制的，所以在理論上能夠充分地做到對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理和使用。但實(shí)際上這種多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是很難實(shí)現(xiàn)的，目前還沒(méi)有一個(gè)比較恰當(dāng)而且高效的方法來(lái)管理所有的多媒體數(shù)據(jù)。雖然面向?qū)ο蟮姆椒榻⑦@樣的系統(tǒng)帶來(lái)了一線曙光，但要真正做到還有相當(dāng)長(zhǎng)的距離。如果把問(wèn)題再放大到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上，這個(gè)問(wèn)題就會(huì)更加復(fù)雜。結(jié)構(gòu)如圖 。3．客戶 /服務(wù)器結(jié)構(gòu)減少集中統(tǒng)一型多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)復(fù)雜性的一個(gè)很有效的辦法是采用客戶 /服務(wù)器結(jié)構(gòu)。各種多媒體數(shù)據(jù)仍相對(duì)獨(dú)立，系統(tǒng)將每一種媒體的管理與操縱各用一個(gè)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所有服務(wù)器的綜合和操縱也是用一個(gè)服務(wù)器完成，與用戶的接口采用客戶進(jìn)程實(shí)現(xiàn)。客戶與服務(wù)器之間通過(guò)特定的中間件系統(tǒng)連接。使用這種類(lèi)型的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者可以針對(duì)不同的需求采用不同的服務(wù)器、客戶進(jìn)程組合，所以很容易符合應(yīng)用的需要，對(duì)每種媒體也可以采用與這種媒體相適應(yīng)的處理方法。同時(shí)這種體系結(jié)構(gòu)也很容易擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下工作。但采用這種體系結(jié)構(gòu)必須要對(duì)服務(wù)器和客戶進(jìn)行仔細(xì)的規(guī)劃和統(tǒng)一的考慮，采用標(biāo)準(zhǔn)化的和開(kāi)放的接口界面，否則也會(huì)遇到與聯(lián)邦型相近的問(wèn)題。該體系結(jié)構(gòu)如圖 。 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)圖 集中統(tǒng)一型多媒體數(shù)據(jù)庫(kù) 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)圖 客戶 /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù) 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)4．超媒體型結(jié)構(gòu)這種多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)空索引的組織，在它看來(lái)世界上所有的計(jì)算機(jī)中的信息和其他系統(tǒng)中的信息都應(yīng)連接成一體，而且信息也要能夠隨意擴(kuò)展和訪問(wèn)。因此，也就沒(méi)有必要建立一個(gè)統(tǒng)一的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，而是把數(shù)據(jù)庫(kù)分散到網(wǎng)絡(luò)上，把它看做一個(gè)信息空間，只要設(shè)計(jì)好訪問(wèn)工具就能夠訪問(wèn)和使用這些信息。另外，在多媒體數(shù)據(jù)模型上，要通過(guò)超鏈接建立起各種數(shù)據(jù)的時(shí)空關(guān)系，使得訪問(wèn)的不僅僅是抽象的數(shù)據(jù)形式，而且還可以去訪問(wèn)形象化的、真實(shí)的或虛擬的空間和時(shí)間。目前的 WWW已經(jīng)使人們看到了這種數(shù)據(jù)庫(kù)的雛形。 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的層次結(jié)構(gòu)1．傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的層次傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分為三個(gè)層次，按 ANSI的定義分別為物理模式、概念模式和外部模式，如圖 。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)采用這種層次結(jié)構(gòu)是由其所管理的數(shù)據(jù)而決定的。在這種數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)主要是抽象化的字符和數(shù)值，管理和操縱的技術(shù)也是簡(jiǎn)單的比較、排序、查找和增刪改等操作，處理起來(lái)比較容易，也比較好管理。由于數(shù)據(jù)種類(lèi)單一，數(shù)據(jù)模型比較簡(jiǎn)單，對(duì)數(shù)據(jù)的處理也可以采取相對(duì)統(tǒng)一的方法。因此，如果要引入多媒體的數(shù)據(jù)，這種系統(tǒng)分層肯定不滿足要求，就必須尋找恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)分層形式。圖 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的三層模式 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的層次結(jié)構(gòu)2．多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的層次劃分已經(jīng)有許多人提出過(guò)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的層次劃分，包括對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展、對(duì)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展、超媒體層次擴(kuò)展等。雖然各有所不同，但總的思路是很相近的，大多是從最低層增加對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的控制與支持，在最高層支持多媒體的綜合表現(xiàn)和用戶的查詢描述，在中間增加對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和超鏈的處理，其概念層次如圖 。圖 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)層次示意圖 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)基于內(nèi)容檢索1．基于顏色直方圖的檢索顏色直方圖是一幅圖像中各種顏色（或灰度）像素點(diǎn)數(shù)量的比例圖。它是一種基于統(tǒng)計(jì)的特征提取方式。通過(guò)統(tǒng)計(jì)一幅圖像中的不同的顏色（灰度）種類(lèi)和每種顏色的像素?cái)?shù)，并以直方圖形式表示出來(lái)就構(gòu)成了圖像的顏色直方圖。圖 方圖，分為 R、 G、 B和灰度 4個(gè)通道，曲線表示具有該色階值的像素個(gè)數(shù)。 圖 圖像及其直方圖 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)基于內(nèi)容檢索利用基于顏色直方圖檢索，其示例可以由如下方法給出。① 使用顏色的構(gòu)成：如檢索 “約 45%紅色， 25%綠色的圖像 ”，這些條件限定了紅色和綠色在直方圖的比例，檢索系統(tǒng)會(huì)將查詢條件轉(zhuǎn)換為對(duì)顏色直方圖的匹配模式。檢索結(jié)果中所有圖像的顏色分布都符合指定的檢