第六章 多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù),主 要 內(nèi) 容,6.1 多媒體數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理 6.2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫 6.3 超文本與超媒體 6.4 超文本標(biāo)記語言HTML 6.5 多媒體數(shù)據(jù)庫,綜 述,多媒體數(shù)據(jù)具有信息多樣、數(shù)據(jù)量大、內(nèi)容復(fù)雜而且難以描述等特點。對多媒體信息進(jìn)行有效的管理是多媒體技術(shù)中的一項重要內(nèi)容。多媒體數(shù)據(jù)管理既可以通過文件管理、超文本/超媒體等方式進(jìn)行，也可以通過面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫和多媒體數(shù)據(jù)庫方式進(jìn)行。研究并制定多媒體信息基于內(nèi)容的表示方法是實現(xiàn)基于內(nèi)容的多媒體信息處理的前提。,6.1 多媒體數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理,6.1.1 多媒體數(shù)據(jù)的特點 6.1.2 多媒體數(shù)據(jù)的管理技術(shù),6.1.1 多媒體數(shù)據(jù)的特點,多媒體數(shù)據(jù)種類多、信息量巨大 ； 多媒體數(shù)據(jù)大都經(jīng)過多個壓縮編碼算法的處理 ； 多媒體信息分布具有分散性； 多媒體數(shù)據(jù)具有復(fù)合性和時序性，重現(xiàn)過程可能會有服務(wù)質(zhì)量（QoS）的要求；,6.1.2 多媒體數(shù)據(jù)的管理技術(shù),文件系統(tǒng)管理方式 擴(kuò)充關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方式 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的方式 超文本（或超媒體）的方式 綜合的多媒體數(shù)據(jù)管理模式,6.2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫,6.2.1 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫概要 6.2.2 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù),6.2.1 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫概要,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ODBMS）與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（RDBMS）相比較具有許多共同的特點。數(shù)據(jù)庫可以方便地對數(shù)據(jù)進(jìn)行索引、查詢、維護(hù)等有效的管理、能夠?qū)?shù)據(jù)長期保存在磁盤等存儲器上以利于數(shù)據(jù)的重用、支持并發(fā)和數(shù)據(jù)恢復(fù)等。,1.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)缺點,優(yōu)點： 面向?qū)ο蟮姆椒ǚ先藗兊乃季S規(guī)律，它將復(fù)雜的客觀事物表示為具有屬性和行為的對象。設(shè)計人員用ODBMS開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)更直接的反映了客觀世界，便于用戶的理解和使用。 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ沟么a重用率很高，系統(tǒng)維護(hù)相對簡單。 解決了“阻抗不匹配”（impedance mismatch）問題：即應(yīng)用程序語言與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)類型支持的不一致問題。,缺點： 面向?qū)ο笥袛?shù)據(jù)技術(shù)還很不成熟：技術(shù)上的不成熟與標(biāo)準(zhǔn)化的問題使得有效的檢索存在困難，而且不同的ODBMS之間數(shù)據(jù)交換也比較困難。 基礎(chǔ)理論尚不完善：面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫理論還不成熟，缺乏嚴(yán)密的演算或理論方法支撐。,總的來說，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的核心概念正逐步取得共識，標(biāo)準(zhǔn)化的工作正在進(jìn)行，核心技術(shù)進(jìn)步比較困難，外圍工具正在開發(fā)，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)正在走向?qū)嵱秒A段。但用戶對其性能和形式化理論的擔(dān)憂仍然存在，系統(tǒng)實現(xiàn)中仍面臨著新技術(shù)的挑戰(zhàn)。,2.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容,數(shù)據(jù)模型及核心概念 ：對象和對象標(biāo)識符：、屬性與方法、封裝和消息傳遞、類、類層次和類繼承等 ； 語言接口 ：擴(kuò)充的關(guān)系模型 、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計環(huán)境中加入數(shù)據(jù)庫功能 、純面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng) ； 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu) ：對象子系統(tǒng)和存儲子系統(tǒng) ； 基于客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),6.2.2 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù),設(shè)計的步驟： l 需求分析階段； l 概念設(shè)計階段； l 輯設(shè)計階段； l 物理設(shè)計階段； l 數(shù)據(jù)庫實施階段； l 數(shù)據(jù)庫運行與維護(hù)階段；,1.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計,l 類的定義； l 類的層次結(jié)構(gòu)定義； l 屬性定義； l 關(guān)系定義； l 方法定義；,2.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計,面向?qū)ο蟮奈锢頂?shù)據(jù)庫設(shè)計主要考慮數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)。 存儲結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲分布情況。主要考慮單節(jié)點存儲方式還是分布式存儲方式。 索引的目的是加速查詢的速度。建立合理的索引結(jié)構(gòu)，可以大大加速查詢的速度。尤其是對于大型數(shù)據(jù)庫，如果不使用索引，則查詢過程以掃描的方式進(jìn)行，效率極低。,6.3 超文本與超媒體,6.3.1 超文本與超媒體的概念 6.3.2 超文本與超媒體的應(yīng)用與發(fā)展,6.3.1 超文本與超媒體的概念,超文本：由節(jié)點和表示節(jié)點之間關(guān)系的鏈組成的非線性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 節(jié)點：按文本信息內(nèi)部固有獨立性和相關(guān)性劃分成的不同的基本信息塊。 鏈：用來表示節(jié)點之間的邏輯關(guān)系，并用來連接各節(jié)點。 超媒體：超媒體是指引入多媒體信息的超文本系統(tǒng),6.3.2 超文本/超媒體的應(yīng)用及發(fā)展,1. 超文本與超媒體系統(tǒng)的特征,（1）節(jié)點信息支持窗口操作并以多媒體形式呈現(xiàn)。 （2）具有良好的網(wǎng)絡(luò)鏈路結(jié)構(gòu)和查詢方法。 （3）具有良好的導(dǎo)航策略和導(dǎo)航工具。 （4）可根據(jù)需要動態(tài)地改變節(jié)點和鏈。 （5）具有網(wǎng)絡(luò)共享功能。 （6）具有交互能力和程序員接口。,檢索導(dǎo)航 導(dǎo)航圖導(dǎo)航 回撤導(dǎo)航 書簽導(dǎo)航 幫助導(dǎo)航,2. 超文本與超媒體系統(tǒng)中的導(dǎo)航技術(shù),迷航和信息“丟失”問題及其解決辦法 ； 培訓(xùn)問題 ； 標(biāo)準(zhǔn)化問題 。,3. 超文本與超媒體系統(tǒng)存在的問題,6.4 超文本標(biāo)記語言HTML,6.4.1 HTML簡介 6.4.2 HTML語法結(jié)構(gòu) 6.4.3 HTML的應(yīng)用,6.4.1 HTML簡介,HTML（HyperText Mark-up Language）是超文本標(biāo)記語言的簡稱。HTML是在1986年ISO公布的信息管理國際標(biāo)準(zhǔn)SGML（Standard Generalized Markup Language，標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它定義了獨立于平臺和應(yīng)用的文本文檔的格式、索引和鏈接信息，為用戶提供一種類似于語法的機制，用來定義文檔的結(jié)構(gòu)和指示文檔結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽。對不同的媒體信息使用標(biāo)記（tag）來控制達(dá)到預(yù)期的顯示效果。,的標(biāo)記按用途類,基本標(biāo)記； 標(biāo)題標(biāo)記； 文檔整體屬性標(biāo)記； 文本標(biāo)記； 鏈接標(biāo)記； 格式排版標(biāo)記；,圖形元素標(biāo)記； 表格標(biāo)記； 表格屬性標(biāo)記； 窗框標(biāo)記； 窗框?qū)傩詷?biāo)記； 表單標(biāo)記。,6.4.2 HTML語法結(jié)構(gòu), 文件頭 文件體 ,1HTML文件的基本結(jié)構(gòu),HTML的元素有下列三種表示方法： （1）文件或超文本 （2）文本或超文本 （3）,2.HTML文件中元素的語法結(jié)構(gòu),第一種語法結(jié)構(gòu)適用于基本標(biāo)記、標(biāo)題標(biāo)記、文本標(biāo)記和表格標(biāo)記等。 第二種語法結(jié)構(gòu)適用于文檔屬性標(biāo)記、字體設(shè)置標(biāo)記、超級鏈接標(biāo)記、圖形元素標(biāo)記、表格屬性標(biāo)記、窗框標(biāo)記和表單屬性等。 第三種語法僅適用于一些特殊的元素,比如分段元素p，其作用是通知www瀏覽器在此處分段，因而不需要界定作用范圍， 所以它沒有結(jié)尾標(biāo)注。,閱讀并運行下列代碼，查看運行結(jié)果并分析各標(biāo)記的作用。 This is a example！ 靜夜思 床前明月光，疑是地上霜。 舉頭望明月，低頭思故鄉(xiāng)。 ,6.4.3 HTML的應(yīng)用,一個多媒體網(wǎng)頁中可能包括背景、文本內(nèi)容、表格、背景音樂、音樂鏈接、視頻鏈接、嵌入的圖像或圖像鏈接等，表現(xiàn)力十分豐富。HTML用于對多媒體信息進(jìn)行組織并以網(wǎng)頁形式展示給用戶。將下面幾個例子的代碼放在標(biāo)記中試運行并查看結(jié)果。,將下列代碼保存為一個.html文件，運行并查看結(jié)果： 美貼背景文章插圖收尾 ,1.在網(wǎng)頁中展示不同效果的文本信息,將下列代碼保存為一個.html文件，運行并查看結(jié)果： ,2.在網(wǎng)頁中插入帶邊框的圖像,將下列代碼保存為一個.html文件，運行并查看結(jié)果： ,3.在網(wǎng)頁中插入音樂,將下列代碼保存為一個.html文件，運行并查看結(jié)果： ,4.在網(wǎng)頁中插入視頻, 姓名 性別 出生年月 所在班級 特長 住址 聯(lián)系電話,5.在網(wǎng)頁中插入表格,將下列代碼保存為一個.html文件，運行并查看結(jié)果：, 丁一 男 1985/06/01 03級應(yīng)用1班 音樂 6號樓401室 13911111111 ,6.5 多媒體數(shù)據(jù)庫,6.5.1 多媒體數(shù)據(jù)庫簡介 6.5.2 多媒體數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu) 6.5.3 多媒體數(shù)據(jù)庫基于內(nèi)容的檢索,建立數(shù)據(jù)庫的目的是為了便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)如文字和數(shù)值信息等方面是很成功的，但是處理非結(jié)構(gòu)化的多媒體數(shù)據(jù)（如圖形、圖像和聲音等）時，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)遇到了很多困難。研究和建立能處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的新型數(shù)據(jù)庫多媒體數(shù)據(jù)庫是當(dāng)務(wù)之急。,6.5.1 多媒體數(shù)據(jù)庫簡介,信息的海量存儲與處理 非原始性特征 信息重組織 長事務(wù) 數(shù)據(jù)實時傳輸 干預(yù)系統(tǒng)資源的調(diào)度 BLOB類型的結(jié)構(gòu)化問題 描述性的搜索方法,1.多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點,輸入操作 輸出操作 修改操作 刪除操作 查詢操作 求值操作,2.多媒體數(shù)據(jù)庫的操作,6.5.2 多媒體數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu),1.多媒體數(shù)據(jù)庫的層次結(jié)構(gòu)示意圖,2.多媒體數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu),a.協(xié)作型多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu),2.多媒體數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu),b.集中統(tǒng)一型多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu),2.多媒體數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu),c.客戶/服務(wù)器型多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu),2.多媒體數(shù)據(jù)庫的組織結(jié)構(gòu),d.超媒體型 超媒體型結(jié)構(gòu)強調(diào)對數(shù)據(jù)時空索引的組織，其目的是將所有計算機中的信息和其它系統(tǒng)中的信息都連接在一起，而且信息也要能夠通過超級鏈接隨意擴(kuò)展和訪問。其優(yōu)點在于不必建立一個統(tǒng)一的多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而是把數(shù)據(jù)庫分散到網(wǎng)絡(luò)上，并把整個網(wǎng)絡(luò)作為一個信息空間，只要設(shè)計并使用理想的訪問工具就能夠訪問和使用這些信息。,6.5.3 多媒體數(shù)據(jù)庫基于內(nèi)容的檢索,基于內(nèi)容的檢索（Content Based Retrieval，CBR）是指根據(jù)媒體和媒體對象的內(nèi)容、語義及上下文聯(lián)系進(jìn)行檢索。它從媒體數(shù)據(jù)中提取出特定的信息線索，并根據(jù)這些線索在多媒體數(shù)據(jù)庫的大量媒體信息中進(jìn)行查找，檢索出具有相似特征的媒體數(shù)據(jù)。,1.多媒體數(shù)據(jù)庫基于內(nèi)容的檢索特點,針對 “海量” 數(shù)據(jù)庫的快速檢索； 非關(guān)鍵字檢索檢索方式； 檢索所使用的特征十分復(fù)雜； 檢索過程需人機交互進(jìn)行； 非精確匹配檢索方法； 需要利用圖像處理、模式識別、計算機視覺、圖像理解等學(xué)科中的方法為部分基礎(chǔ)技術(shù)。,2.基于內(nèi)容的檢索中常用的媒體特征,音頻特征:基音、共振峰等音頻底層特征，聲紋、關(guān)鍵詞等高層的特征； 靜態(tài)圖像特征：顏色直方圖、紋理、輪廓等圖像的底層特征和人臉部特征、表情特征、物體和景物特征等高層次特征； 視頻特征：鏡頭切換類型、特技效果、攝像機運動、物體運動軌跡、代表幀、全景圖等底層特征和描述鏡頭內(nèi)容的事件等高層特征； 文本特征：關(guān)鍵字； 圖形特征：形狀、周長、面積、位置、幾何體空間關(guān)系的類型等。,3.提取媒體對象內(nèi)容屬性的方式,手工方式。主要用于對人類敏感的媒體特征進(jìn)行提取。 自動提取方式。自動提取過程需要十分復(fù)雜的媒體分析和識別技術(shù)，因相關(guān)的基礎(chǔ)算法研究還沒有達(dá)到實用水平，所目前自動提取方式遠(yuǎn)沒有達(dá)到實用階段。 混合方式。對于能夠通過自動提取方式得到的特征由計算機來完成，否則就使用手式方式。,4.基于內(nèi)容檢索應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),基于內(nèi)容的檢索系統(tǒng)結(jié)構(gòu),5.檢索過程,基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)庫檢索過程,7.基于內(nèi)容的多媒體信息存取技術(shù)的研究方向,多特征綜合檢索技術(shù) 高層特征和低層特征關(guān)聯(lián)技術(shù) 高維度索引技術(shù) 流媒體內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化 用戶查詢接口 數(shù)據(jù)模型及描述 性能評價體系,4.5 小 結(jié),本章以多媒體數(shù)據(jù)管理技術(shù)為主線，介紹了多媒體數(shù)據(jù)的特點和管理現(xiàn)狀。其中，對面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)、超文本/超媒體技術(shù)、超文本標(biāo)記語言HTML和多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的講述。學(xué)習(xí)內(nèi)容在重點介紹現(xiàn)有成熟技術(shù)的同時，對目前仍然存在的技術(shù)問題進(jìn)行了分析。學(xué)習(xí)和掌握本章內(nèi)容有利于對多媒體技術(shù)的全面了解。,