論多媒體數(shù)據(jù)庫的關鍵技術問題
[摘 要]多媒體數(shù)據(jù)庫技術是機技術的重要組成部分，它能夠同時獲取、處理、編輯、存儲和展示文字、聲音、影像、圖形等不同媒體，同時它具有多樣性、集成性和交互性等特點。只有解決好多媒體的關鍵性技術，才能得到廣泛，促進它更快。[關鍵詞]多媒體數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)模型；面向對象；分布式數(shù)據(jù)庫
1多媒體數(shù)據(jù)模型
多媒體數(shù)據(jù)模型主要采用文件系統(tǒng)管理方式、擴充關系數(shù)據(jù)庫的方式和面向對象數(shù)據(jù)庫的方式。
1.1文件系統(tǒng)管理方式
多媒體資料是以文件的形式在計算機上存儲的，所以用各種操作系統(tǒng)的文件管理功能就可以實現(xiàn)存儲管理。Windows的文件管理器或資源管理器不僅能實現(xiàn)文件的存儲管理，而且還能實現(xiàn)有些圖文資料的修改，演播一些影像資料。為了方便用戶瀏覽多媒體資料，出現(xiàn)很多的圖形、圖象瀏覽工具軟件。有些在Windows95下的瀏覽軟件還和資源管理器結合起來，如ACDSee工具軟件不僅可瀏覽BMP、GIF、JPEG、PCX、Photo－CD、PNG、TGA、TIFF and WMF 格式的圖像，而且還具備資源管理器的查詢、刪除、復制等功能。如多功能影像處理及管理軟件ImagePals，是在Windows 上影像工具軟件，ImagePals提供了相簿（Album）、影像編輯（Image Editor）和屏幕捕捉（Screen Capture）等功能,此外還具有視窗及CD瀏覽器等。電子相薄（Album）是一個很具特色的應用程序，能對文件進行迅速、可視性的管理。文件系統(tǒng)方式存儲簡單，當多媒體資料較少時，瀏覽查詢還能接受，但演播的資料格式受到限制，最主要的是當多媒體資料的數(shù)量和種類相當多時，查詢和演播就不方便了。
1.2擴充關系數(shù)據(jù)庫的方式
數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)是為了解決文件管理數(shù)據(jù)的不足，同樣，為了解決管理多媒體數(shù)據(jù)，人們很容易地會想到使用數(shù)據(jù)庫。傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)模型建立在嚴格的關系代數(shù)的基礎上的，解決了數(shù)據(jù)管理的許多問題，基于關系模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)仍然是主流技術。但是平坦化的數(shù)據(jù)類型不適于表達復雜的多媒體信息，文本、聲音、圖像這些非格式化的數(shù)據(jù)是關系模型無法處理的；簡單化的關系也會破壞媒體實體的復雜聯(lián)系，豐富的語義性超過了關系模型的表示能力。出于保護原有投資和市場的考慮，全球幾家大的數(shù)據(jù)庫公司都已將原有的關系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品加以擴充，使之在一定程度上能支持多媒體的應用。用關系數(shù)據(jù)庫存儲多媒體資料的一般是：
1.2.1用專用字段存放全部多媒體文件；
1.2.2多媒體資料分段存放在不同字段中，播放時再重新構建；
1.2.3文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫相結合，多媒體資料以文件系統(tǒng)存放，用關系數(shù)據(jù)庫存放媒體類型、應用程序名、媒體屬性、關鍵詞等。
1.3面向對象數(shù)據(jù)庫的方式
關系數(shù)據(jù)庫在事物管理方面獲得了巨大的成功，它主要是處理格式化的數(shù)據(jù)及文本信息。由于多媒體信息是非格式化的數(shù)據(jù)，多媒體數(shù)據(jù)具有對象復雜、存儲分散和時空同步等特點，所以盡管關系數(shù)據(jù)庫非常簡單有效，但用其管理多媒體資料仍不太盡如人意。而面向對象數(shù)據(jù)庫是指對象的集合、對象的行為、狀態(tài)和聯(lián)系是以面向數(shù)據(jù)模型來定義的。面向對象的概念是新一代數(shù)據(jù)庫應用所需的強有力的數(shù)據(jù)模型的良好基礎。面向對象的方法最適合于描述復雜對象，通過引入封裝、繼承、對象、類等概念，可以有效地描述各種對象及其內部結構和聯(lián)系。多媒體資料可以地用面向對象方法所描述，面向對象數(shù)據(jù)庫的復雜對象管理能力正好對處理非格式多媒體數(shù)據(jù)有益；根據(jù)對象的標識符的導航存取能力有利于對相關信息的快速存��；封裝和面向對象編程概念又為高效軟件的開發(fā)提供了支持。面向對象數(shù)據(jù)庫方法是將面向對象程序設計語言與數(shù)據(jù)庫技術有機地結合起來，是開發(fā)的多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要方向。
為高效管理多媒體數(shù)據(jù)，基于關系數(shù)據(jù)庫的應用系統(tǒng)逐漸演變到多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用面向對象的概念擴充關系數(shù)據(jù)庫。用面向對象的高級語言擴展基本關系類型，使其支持復雜對象，并對關系模型提供的操作加以擴充，利用關系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢管理多媒體資料。
2 數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮
由于多媒體信息，如聲音、圖像目前國際上的壓縮標準有：
JPEG(Joint Photographic Experts Group)，是由國際標準化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)聯(lián)合制定的。適合于連續(xù)色調、多級灰度、彩色或單色靜止圖像的國際標準。
MPEG(Moving Picture Experts Group)，是ISO／IEC委員會的第11172號標準草案，包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)三部分。MPEG要考慮到音頻和視頻的同步，聯(lián)合壓縮后產(chǎn)生一個電視質量的視頻和音頻、壓縮形式的位速為1.5Mbps的單一流。
P×64，是CCITT的H．261號建議，P為可變參數(shù)，取值范圍是1～30。該標準的目標是可視電話和電視會議，它可以覆蓋整個ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))信道。當P=1或2時，只支持每秒幀數(shù)較少的視頻電話，P＞6時可支持電視會議。
P×64標準和MPEG標準的`數(shù)據(jù)壓縮技術有許多共同之處，但P×64標準是為適應各種通道容量的傳輸，而MPEG標準是用狹窄的頻帶實現(xiàn)高質量的圖像畫面和高保真的聲音傳送。
3 多媒體數(shù)據(jù)的存儲管理和存取
如何有效地按照多媒體數(shù)據(jù)的特性去存取多媒體數(shù)據(jù)呢？利用常規(guī)關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來管理多媒體數(shù)據(jù)已經(jīng)不能適應了，基于的多媒體信息檢索應運而生。它支持其他多媒體信息技術，如超媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術、多媒體通信技術等。多媒體內容的處理分為三大部分：內容獲取、內容描述和內容操縱。也可將其看成是內容處理的三個步驟，即先對原始媒體進行處理，提取內容，然后用標準形式對它們進行描述，以支持各種內容的操縱。
內容獲取(Populating) 通過對各種內容的和處理而獲得媒體內容的過程。多媒體數(shù)據(jù)具有時空特性，內容的一個重要成分是空間和時間結構。內容的結構化(Structuring)就是分割(Segmenting)出圖像對象、視頻的時間結構、運動對象，以及這些對象之間的關系。特征抽取(Extraction)就是提取顯著的區(qū)分特征和人的視覺(Visual)、聽覺(Auditory)方面的感知特征來表示媒體和媒體對象的性質。
----內容描述(Description) 描述在以上過程中獲取的內容。，MPEG-7專家組正在制定多媒體內容描述標準。該標準主要采用描述子(Descriptor) 和描述模式(Scheme) 來分別描述媒體的特性及其關系。
----內容操縱(Manipulating) 針對內容的用戶操作和。有許多這方面的名詞和術語。查詢(Query)是面向用戶的術語，多用于數(shù)據(jù)庫操作。檢索 (Retrieval) 是在索引(Index)支持下的快速信息獲取方式。搜索(Search)常用于Internet的搜索引擎，含有搜尋的意思，又有在大規(guī)模信息庫中搜尋信息的含義。
摘要(Summarization， Excerpt)對多媒體中的時基媒體(如視頻和音頻)是一種特殊的操作。我們熟知摘要的含義，在內容技術支持下，也可以對視頻和音頻媒體進行摘要，獲得一目了然的全局視圖和概要。同樣，用戶可以通過瀏覽(Browsing) 操作，線性或非線性地存取結構化的內容。另外，基于內容的技術不僅僅用在多媒體信息的檢索和搜索方面，檢索僅僅是信息存取的一個方面。過濾(Filtering)就是與檢索相反的一種信息存取方式。用過濾技術可以實現(xiàn)個人化的信息服務。
4 分布式數(shù)據(jù)庫技術
分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎上起來的，是數(shù)據(jù)庫技術與機網(wǎng)絡技術的產(chǎn)物。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是具有管理分布數(shù)據(jù)庫功能的計算機系統(tǒng)。一個分布式數(shù)據(jù)庫是由分布于計算機網(wǎng)絡上的多個邏輯相關的數(shù)據(jù)庫組成的集合，網(wǎng)絡中的每個結(一般在系統(tǒng)中的每一臺計算機稱為結點node)具有獨立處理的能力(稱為本地自治),可執(zhí)行局部應用,同時,每個結點通過網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)也能執(zhí)行全局應用。所謂局部應用即僅對本結點的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某些應用。所謂全局應用(或分布應用)是指對兩個以上結點的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某些應用。支持全局應用的系統(tǒng)才能稱為分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。對用戶來說，一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)邏輯上看如同集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一樣，用戶可在任何一個場地執(zhí)行全局應用。分布式數(shù)據(jù)庫具有如下特點：
4.1本地自治(Local Autonomy)；
4.2不依靠一個中心站點；
4.3能連續(xù)操作；它也是數(shù)據(jù)庫技術的一個發(fā)展方向。
5 結 語
多媒體數(shù)據(jù)庫技術隨著計算機技術的發(fā)展顯得越來越重要，應用領域會更加廣闊，現(xiàn)在通信技術也得到突飛猛進的發(fā)展，以它為基礎的多媒體數(shù)據(jù)庫技術將改變我們未來的生活。
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