網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)（西電版）第7章多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)

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1、第7章多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)7.1多媒體數(shù)據(jù)管理7.2多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)7.3多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)7.4多媒體數(shù)據(jù)模型7.5多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)基于內(nèi)容的檢索技術(shù)7.6本章小結(jié)思考練習(xí)題隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)大量的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位管理的需求越來越迫切，而傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)在管理多媒體數(shù)據(jù)方面的局限性也越來越明顯地呈現(xiàn)出來，遠(yuǎn)不能滿足復(fù)雜的多媒體系統(tǒng)所要求的將大量的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一控制以及數(shù)據(jù)為多個(gè)用戶所共享的需要，這也就決定了多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)(MultimediaDataBase，MDB)和多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(MultimediaDataBaseManagementSystem，M

2、DBMS)在網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)中的重要作用。本章對(duì)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行了討論，主要講述了多媒體數(shù)據(jù)管理、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)和多媒體數(shù)據(jù)模型等內(nèi)容，最后對(duì)基于內(nèi)容的檢索技術(shù)進(jìn)行了討論。7.1.1概述多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)由若干多媒體對(duì)象所構(gòu)成的集合，這些數(shù)據(jù)對(duì)象按一定的方式被組織在一起，可為其他應(yīng)用所共享。多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)則是一個(gè)以多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的多媒體應(yīng)用，該應(yīng)用能夠完成對(duì)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作及管理功能，如定義、創(chuàng)建、查詢、訪問、刪除等。7.1多媒體數(shù)據(jù)管理多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)構(gòu)成的一種復(fù)雜的多媒體信息存儲(chǔ)系統(tǒng)，

3、它必須能夠?qū)Χ嗝襟w數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性的處理。即首先，能夠根據(jù)不同的媒體類型數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，為它們提供合理的表示、存儲(chǔ)、訪問、索引及提取方法；其次，應(yīng)當(dāng)能夠在較高的層次上準(zhǔn)確地表示媒體對(duì)象之間的多種約束關(guān)系，并為用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理手段。　　在多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中，常用的多媒體數(shù)據(jù)有字符、數(shù)值、文本、圖像、圖形一類的靜態(tài)數(shù)據(jù)，還有聲音、視頻、動(dòng)畫等基于時(shí)間的媒體類型。多媒體對(duì)象由若干類型不一且具有不同特點(diǎn)的多媒體數(shù)據(jù)復(fù)合而成，數(shù)據(jù)量大，內(nèi)部又存在著多種約束關(guān)系，其復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各類傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)象；此外，和傳統(tǒng)應(yīng)用相比，多媒體應(yīng)用又有著新的需求，如對(duì)連續(xù)媒體對(duì)象的實(shí)時(shí)處理、對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象

4、內(nèi)容的分析等。這些特點(diǎn)就決定了多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能時(shí)，必須解決一些新的問題，而且，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)一些傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所不具備的新的功能，如海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能、基于內(nèi)容的信息檢索功能等。可以說，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、層次化存儲(chǔ)技術(shù)以及信息提取技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。7.1.2多媒體對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的影響在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中引入多媒體數(shù)據(jù)和操作，是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。這不只是把多媒體數(shù)據(jù)引入到數(shù)據(jù)庫(kù)中就可以完成的問題。傳統(tǒng)的字符、數(shù)值型的數(shù)據(jù)雖然可以對(duì)很多的信息進(jìn)行管理，但由于這一類數(shù)據(jù)具有抽象特性，應(yīng)用范圍十分有限。為了構(gòu)造出符合應(yīng)用需要的多媒體數(shù)據(jù)

5、庫(kù)，我們必須解決從體系結(jié)構(gòu)到用戶接口等一系列的問題。多媒體對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)數(shù)據(jù)庫(kù)的組織和存儲(chǔ)。多媒體數(shù)據(jù)量巨大，且媒體之間數(shù)據(jù)量的差異也極大，從而影響數(shù)據(jù)庫(kù)的組織和存儲(chǔ)方法。如動(dòng)態(tài)視頻壓縮后每秒仍達(dá)上百千字節(jié)的數(shù)據(jù)量，而字符、數(shù)值等數(shù)據(jù)可能僅有幾個(gè)字節(jié)。只有組織好多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，選擇設(shè)計(jì)好合適的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)，才能保證磁盤的充分利用和應(yīng)用的快速存取。數(shù)據(jù)量的巨大還反映在支持信息系統(tǒng)的范圍的擴(kuò)大、應(yīng)用范圍的擴(kuò)大上，顯然不能指望在一個(gè)站點(diǎn)上就存儲(chǔ)上萬兆的數(shù)據(jù)，而必須通過網(wǎng)絡(luò)加以分布，這對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)在分布環(huán)境下進(jìn)行存取也是一種挑戰(zhàn)。(2)媒

6、體種類的增多增加了數(shù)據(jù)處理的困難。每一種多媒體數(shù)據(jù)類型都要有自己的一組最基本的概念(操作和功能)、適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存取方法以及高性能的實(shí)現(xiàn)。但除此之外也要有一些標(biāo)準(zhǔn)的操作，包括各種多媒體數(shù)據(jù)通用的操作及多種新類型數(shù)據(jù)的集成。雖然前面列出了幾類主要的媒體類型，但事實(shí)上，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)往往根據(jù)系統(tǒng)定義、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換等演變成幾十種媒體格式。不同媒體類型對(duì)應(yīng)不同數(shù)據(jù)處理方法，這便要求多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能不斷擴(kuò)充新的媒體類型及其相應(yīng)的操作方法。新增加的媒體類型對(duì)用戶應(yīng)該是透明的。(3)數(shù)據(jù)庫(kù)的多解查詢。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢只處理精確的概念和查詢，但在多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中非精確匹配和相似性查詢將占

7、相當(dāng)大的比重。這是由于對(duì)同一個(gè)對(duì)象若用不同的媒體進(jìn)行表示，對(duì)計(jì)算機(jī)來說就是不同的；若用同一種媒體表示，如果有誤差，在計(jì)算機(jī)看來也是不同的。例如圖像的紋理、顏色和形狀等概念，很難對(duì)其進(jìn)行精確描述，如果在對(duì)圖像、視頻進(jìn)行查詢時(shí)用到它們，很顯然是一種模糊的、非精確的匹配方式。其他多媒體也存在這種問題。媒體的復(fù)合、分散、時(shí)序性質(zhì)及其形象化的特點(diǎn)，注定要使數(shù)據(jù)庫(kù)不再是只通過字符進(jìn)行查詢，而應(yīng)是通過媒體的語義進(jìn)行查詢。然而，我們卻很難了解并且正確處理許多媒體的語義信息，這就使多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢面臨無法精確匹配的問題，即存在多解查詢。(4