多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)課件

第8章多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)

8.1多媒體數(shù)據(jù)庫概述12/4/20231傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫都是以數(shù)值和字符數(shù)據(jù)為管理對象，其應(yīng)用對象主要是一般商業(yè)或事務(wù)數(shù)據(jù)，它通常不涉及到諸如圖像、聲音等多媒體數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫管理對象被擴(kuò)充到用來管理多媒體數(shù)據(jù)，由于描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)模型不同，其性質(zhì)和功能都將出現(xiàn)重大變化，存儲結(jié)構(gòu)和存取機(jī)制出現(xiàn)基本差異，此時用以管理多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（MDBMS）。經(jīng)過多年的研究與開發(fā)，MDBMS在理論上取得了一定進(jìn)展，也由一些多媒體數(shù)據(jù)的DBMS出現(xiàn)，當(dāng)還不夠完善與成熟。12/4/202328.1.1多媒體數(shù)據(jù)

1.媒體信息的交換和傳播必須借助于一定的媒體，“媒體”(Media)就是信息得以表示或傳播的載體，其基本功能就是向人們傳遞各種信息。在計算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)，可以將媒體劃分為如下幾個部分。12/4/20233●感覺媒體

●表示媒體

●存儲媒體

●傳輸媒體

12/4/202342.多媒體從詞源上看，“多媒體”一詞由前綴multi和字根media兩部分復(fù)合而成。Multi來源于拉丁字multus，其意為“大量的”；Media是拉丁字medium的復(fù)數(shù)形式，表示“媒體”的意思。因此，從詞源上推斷，多媒體意為“多種媒介綜合體”。例如，電影是由音頻(Audio)和視頻(Video)綜合而成的一種信息表示和傳播的形式(載體)，它是一種多媒體。12/4/202353.多媒體數(shù)據(jù)在以計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)的信息時代，人們所指的多媒體大多是數(shù)字化的多媒體，即基于計算機(jī)技術(shù)的多媒體，稱之為計算機(jī)多媒體(ComputerMultimedia)。多媒體數(shù)據(jù)是指由多種不同類型媒體綜合組成的，通常包括文本、圖形、圖像、聲音、視頻圖像和動畫等媒體形式。只包含某種媒體的數(shù)據(jù)稱為單媒體。當(dāng)然，單媒體可以看作是特殊的多媒體。12/4/202368.1.2多媒體數(shù)據(jù)分類

多媒體數(shù)據(jù)按其特征可以分為以下6種。1.文本數(shù)據(jù)2.聲音數(shù)據(jù)3.圖像數(shù)據(jù)4.圖形數(shù)據(jù)5.影視數(shù)據(jù)6.生成媒體數(shù)據(jù)12/4/202378.1.3多媒體數(shù)據(jù)特征

與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)相比，多媒體數(shù)據(jù)具有如下幾種特性：1.集成特性2.獨(dú)立特性3.數(shù)據(jù)量大4.實時性強(qiáng)5.具有交互性6.非解釋特性7.非結(jié)構(gòu)特性12/4/202388.1.4多媒體數(shù)據(jù)庫

1.多媒體數(shù)據(jù)庫傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是以數(shù)字和字符數(shù)據(jù)為管理對象，其應(yīng)用對象主要是一般的商業(yè)或事務(wù)數(shù)據(jù)，一般不涉及諸如圖像和聲音等，但當(dāng)數(shù)據(jù)庫管理對象被擴(kuò)充到用來管理多媒體數(shù)據(jù)之后，其性質(zhì)和功能都發(fā)生了重大變化。此時存儲結(jié)構(gòu)和存取結(jié)構(gòu)不同，描述它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型也不同。由此產(chǎn)生的用于管理多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（MDBMS），其對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就是多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（multimediadatabase，MD）。12/4/202392.多媒體數(shù)據(jù)庫特征從多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的角度來看，多媒體數(shù)據(jù)庫具有如下特征。（1）多媒體數(shù)據(jù)庫不同于經(jīng)典數(shù)據(jù)庫，在其處理數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、應(yīng)用對象等方面都與經(jīng)典數(shù)據(jù)庫有著較大差異。12/4/2023102）多媒體數(shù)據(jù)庫存儲和處理的是現(xiàn)實世界中的復(fù)雜對象，這些對象往往通過多種形式的媒體來綜合表現(xiàn)自己，如動態(tài)的視頻。經(jīng)典數(shù)據(jù)庫是對于格式化數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和處理，圖像或聲音媒體都作為無格式化數(shù)據(jù)而存在，而其存儲特征則是一類二進(jìn)制大對象，存儲對象變化使得存儲技術(shù)增加了新的內(nèi)容，需要進(jìn)行特殊處理，如進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮等。12/4/202311（3）多媒體數(shù)據(jù)庫是面向應(yīng)用的，其功能需求與應(yīng)用密切相關(guān)，因此它并不是基于某一特定的數(shù)據(jù)類型，而是隨著應(yīng)用領(lǐng)域和對象而建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，如可以概括地劃分多媒體數(shù)據(jù)為簡單型、復(fù)雜型和智能型，用來表示不同類型的應(yīng)用。12/4/2023123）多媒體數(shù)據(jù)庫從實用性要求出發(fā)，強(qiáng)調(diào)媒體間的獨(dú)立性，其概念可以與經(jīng)典數(shù)據(jù)庫多要求的數(shù)據(jù)獨(dú)立性進(jìn)行類比，即多媒體數(shù)據(jù)庫用戶應(yīng)當(dāng)最大限度地忽略各媒體間的差別，從而實現(xiàn)對對媒體數(shù)據(jù)的操作與管理。12/4/202313（4）經(jīng)典數(shù)據(jù)模型概念更強(qiáng)調(diào)應(yīng)用對象的邏輯結(jié)構(gòu)。而多媒體應(yīng)用則對于對象的物理表示和交付方式非常重視，多媒體系統(tǒng)的意義和作用就在于能將物理存儲的信息以多媒體形式向用戶表現(xiàn)和提供，因此多媒體數(shù)據(jù)庫更強(qiáng)調(diào)用戶界面的靈活性和多樣性。單媒體顯示相對容易，而混合媒體如聲像的表現(xiàn)，由于涉及到媒體的同步和集成，因此要復(fù)雜得多。12/4/202314（5）多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有較強(qiáng)的對象訪問手段，從而使多媒體數(shù)據(jù)庫具有實用價值，訪問方式可包括通過多媒體對象類型和建立的對象聚集。對象概括訪問對象，通過多媒體關(guān)系，媒體特征進(jìn)行訪問，特征訪問主要用于對圖像和聲音等對象的訪問，這里還涉及到特征抽取等問題。瀏覽訪問、近似性查詢、混合方式訪問都是多媒體數(shù)據(jù)庫特有的查詢方式。12/4/2023158.1.5多媒體數(shù)據(jù)庫主要技術(shù)

1.大容量、高帶寬的存儲器系統(tǒng)文本的存儲和檢索技術(shù)早已成熟。多媒體存儲則是較新的課題。多媒體存儲需要考慮若干新的需要，例如巨大的存儲空間、大型對象、多個相關(guān)對象和對檢索的時間要求等。多媒體存儲和檢索最主要的特點(diǎn)是要考慮多媒體對象的龐大數(shù)據(jù)量及實時性的要求。12/4/2023162.多媒體數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個核心問題就是如何表示和處理實體間的聯(lián)系，而表示實體之間聯(lián)系的模型就是數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型可以用一種較為嚴(yán)格的定義表述為：數(shù)據(jù)模型（datamodel）是由數(shù)學(xué)上一組定義組成，這些概念可以用來表達(dá)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用中的靜態(tài)和動態(tài)性質(zhì)。由于多媒體數(shù)據(jù)的來源緊密依賴于應(yīng)用，很難有統(tǒng)一的模型面向所有應(yīng)用需求，因此，討論多媒體數(shù)據(jù)模型實質(zhì)上只能提供若干有利于多媒體應(yīng)用的建模技術(shù)和方法，本章正是按照這個思路進(jìn)行研究。12/4/2023173.元數(shù)據(jù)及其生成多媒體數(shù)據(jù)庫中存在有大量的二進(jìn)制位串、字符流等非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，要理解和查詢這類數(shù)據(jù)，就必須對其進(jìn)行必要的描述和解釋。這種描述和解釋的數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，人們通常稱為多媒體元數(shù)據(jù)。多媒體元數(shù)據(jù)對于多媒體數(shù)據(jù)極端重要，它是多媒體數(shù)據(jù)的解釋與描述，更是用戶識別、選擇多媒體數(shù)據(jù)的基本依據(jù)，因此，要進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)的查詢與管理，就要研究多媒體元數(shù)據(jù)及其生成。12/4/2023184.查詢和索引技術(shù)數(shù)據(jù)查詢是任何一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最基本和最重要的功能之一，在多媒體數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)查詢條件一般表示為元數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)滿足的條件，而不是直接表示為媒體數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的條件，由此，帶來一些新的技術(shù)和方法問題需要處理。另外還有基于多媒體本身特性的多解查詢、基于媒體內(nèi)容的檢索技術(shù)（特征提取、索引和查詢優(yōu)化）等基本課題也需要進(jìn)行研究。12/4/2023198.2多媒體數(shù)據(jù)模型

目前，建立多媒體數(shù)據(jù)模型的方法大多是在關(guān)系數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。主要方法有如下兩種：●擴(kuò)展現(xiàn)有關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)，用于支持類似于二進(jìn)制對象的各種多媒體對象。將RDBMS從基本的二進(jìn)制對象擴(kuò)展到繼承和類這一概念?！褶D(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展成熟的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫，以支持SQL語言。將數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)ο蟮臄?shù)據(jù)并使用面向?qū)ο蟮恼Z言，如C++，或使用對象的SQL來開發(fā)。12/4/2023208.2.1多媒體數(shù)據(jù)模型的層次

多媒體數(shù)據(jù)模型是用來描述任何多媒體數(shù)據(jù)靜態(tài)特性和動態(tài)特性的一組概念和定義，一般可以分為如下三個層次?！窀拍顢?shù)據(jù)模型（conceptualdatamodel，CDM）●邏輯數(shù)據(jù)模型（logicaldatamodel，LDM）●物理數(shù)據(jù)模型（physicaldatamodel，PDM）12/4/20232112/4/202322按照應(yīng)用對象的復(fù)雜程度，可以將數(shù)據(jù)模型分為三種：簡單性、復(fù)雜型和智能型數(shù)據(jù)模型。簡單型數(shù)據(jù)模型對應(yīng)于多媒體簡單應(yīng)用，其特征是涉及到的對象多為靜態(tài)，結(jié)構(gòu)較為簡單，查詢比較確定。相對于簡單數(shù)據(jù)模型的就是簡單型多媒體數(shù)據(jù)庫它主要完成對多媒體數(shù)據(jù)中的物理媒體數(shù)據(jù)的有效管理和存取，建立多媒體數(shù)據(jù)及其文本說明等屬性之間的相互關(guān)系。12/4/202323復(fù)雜型多媒體數(shù)據(jù)模型表述一類結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、可以進(jìn)行某種意義上模糊查詢的多媒體應(yīng)用，其特征是具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，實體之間存在多重聯(lián)系，查詢方式多樣。相對于復(fù)雜數(shù)據(jù)模型的就是復(fù)雜型多媒體數(shù)據(jù)庫，它主要完成對多媒體中所包含的物理媒體數(shù)據(jù)、邏輯媒體數(shù)據(jù)的統(tǒng)一描述、有效存取和管理，能對多媒體數(shù)據(jù)中包含的多種語義信息進(jìn)行描述、存取和管理。12/4/202324智能型數(shù)據(jù)模型是指一類具有特殊復(fù)雜對象、應(yīng)用要求相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，其特征是對系統(tǒng)的描述具有很高的要求。相對于智能型數(shù)據(jù)模型的就是智能型多媒體數(shù)據(jù)庫，它不但能夠?qū)Χ喾N媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲和管理，還能夠支持對多種媒體數(shù)據(jù)的理解以及從中進(jìn)行知識獲取。在知識引導(dǎo)下的查詢及其相應(yīng)智能化的操作和處理。12/4/2023258.2.2擴(kuò)展的關(guān)系數(shù)據(jù)模型

傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型缺少支持多媒體數(shù)據(jù)庫的能力。RDBMS只是為管理表格字母數(shù)字形式的數(shù)據(jù)設(shè)計的，很難實現(xiàn)具有空間關(guān)系和時態(tài)關(guān)系的數(shù)據(jù)，缺乏演繹和推理操作。最近，關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開始使用大二進(jìn)制對象(BLOB)來存儲和管理多媒體對象。BLOB可用于圖像或其他二進(jìn)制數(shù)據(jù)類型的對象。關(guān)系數(shù)據(jù)庫中包括BLOB的位置信息，這些信息實際存儲在數(shù)據(jù)庫之外的分離的圖像或視頻服務(wù)器上。通過訪問這些BLOB，為用戶顯示完整的數(shù)據(jù)集。12/4/202326此外，盡管目前絕大多數(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫都支持整型、浮點(diǎn)、字符串、貨幣、日期和布爾量等數(shù)據(jù)類型，有一些也增加了一些新特點(diǎn)，如在BLOB中查詢超文本，但是還存在如下幾點(diǎn)主要不足：12/4/202327(1)它們不支持如派生和聚合這樣的類關(guān)系。(2)未加修改的關(guān)系模型不支持自動管理數(shù)據(jù)的同步編輯，如版本管理等。(3)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的計算模型也不支持?jǐn)U展結(jié)構(gòu)的遍歷操作所需要的內(nèi)存駐留對象的概念。例如，在演示一個包含有圖像和全運(yùn)動視頻剪輯的RTF文本時的操作。12/4/202328(4)關(guān)系模型不能進(jìn)行具有某種復(fù)雜度的長周期事務(wù)處理，例如需要對被多個用戶訪問的分布式多媒體對象進(jìn)行更新操作。所以，為了能在多媒體數(shù)據(jù)庫中使用關(guān)系數(shù)據(jù)模型，必須對關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行必要的擴(kuò)充和改進(jìn)。12/4/2023298.2.3面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

20世紀(jì)90年代以來，面向?qū)ο竽Ｐ褪橇硪环N表達(dá)多媒體數(shù)據(jù)庫的主要方法，許多多媒體應(yīng)用中的數(shù)據(jù)管理都建立在面向?qū)ο竽Ｐ蜕稀?2/4/202330面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模型類的概念對多媒體數(shù)據(jù)特別有用。一旦定義了類，所有類中的對象就被賦予了類的屬性。類定義在應(yīng)用軟件的開發(fā)速度上也有著明顯的優(yōu)勢，并且有利于為開發(fā)和維護(hù)復(fù)雜多媒體應(yīng)用軟件提供更完善的功能及更廣泛的對象性能。此外，對象數(shù)據(jù)庫的功能，如消息傳遞、可擴(kuò)展性、支持分層結(jié)構(gòu)，對于多媒體系統(tǒng)來說也都是非常重要的。12/4/202331但是，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型目前尚無一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，缺乏堅實的理論基礎(chǔ)，許多實際技術(shù)還不夠成熟。為了更好地滿足多媒體數(shù)據(jù)庫管理的需求，還需要做進(jìn)一步研究和改進(jìn)。例如增加反映多媒體對象之間時空關(guān)系的描述，描述多媒體對象間更深刻的語義。12/4/2023328.3多媒體元數(shù)據(jù)及其生成

8.3.1多媒體元數(shù)據(jù)1.多媒體元數(shù)據(jù)概念多媒體數(shù)據(jù)往往由多種媒體組合而成。多媒體數(shù)據(jù)類型不同，表示方式也各不相同。不同的表示形式，其存取方式和繪制方式等各不相同。因此，多媒體數(shù)據(jù)庫還應(yīng)包括處理不同對象的相關(guān)方法庫。多媒體數(shù)據(jù)庫與方法庫應(yīng)緊密相關(guān)聯(lián)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)對象的組合、分解和變換等操作。所以，多媒體數(shù)據(jù)應(yīng)包括數(shù)據(jù)原始對象(也稱數(shù)據(jù)源)、數(shù)據(jù)對象的說明(元數(shù)據(jù)等)以及與對象相關(guān)聯(lián)的方法3部分12/4/20233312/4/202334媒體對象，如音頻、圖像及視頻，是二進(jìn)制和非結(jié)構(gòu)化的，因此也不能簡單地用數(shù)學(xué)解析式表示。多媒體數(shù)據(jù)庫必須取得并存取基于這些媒體對象內(nèi)容的解釋，這些解釋就成為元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)可以從媒體信息自動地或者半自動地(或者在一些情況下是手動地)生成。12/4/202335元數(shù)據(jù)包含兩方面的內(nèi)容：●媒體內(nèi)部元數(shù)據(jù)處理媒體內(nèi)信息的解釋?！衩襟w相互間的元數(shù)據(jù)處理多個媒體和它們相互關(guān)系信息的解釋。12/4/2023362.多媒體元數(shù)據(jù)分類一般來說，多媒體元數(shù)據(jù)可以分為如下3類：（1）內(nèi)容相關(guān)的元數(shù)據(jù)（2）內(nèi)容描述的元數(shù)據(jù)（3）內(nèi)容無關(guān)的元數(shù)據(jù)12/4/2023378.3.2多媒體元數(shù)據(jù)生成

1.文本元數(shù)據(jù)文本元數(shù)據(jù)可以表示為字符串（即由鍵盤輸入），也可以表示為圖像（由掃描儀輸入）。若用字符串表示，其最基本的元數(shù)據(jù)是文本邏輯結(jié)構(gòu)及其展示風(fēng)格的描述，描述的內(nèi)容一般可由作者提供，作者提供的不充分的某些部分仍需用自動或半自動的方法識別，例如子標(biāo)題邊界的確定和關(guān)鍵詞的提取等。如果文本數(shù)據(jù)是由掃描儀輸入，則生成元數(shù)據(jù)需要更多的自動或半自動處理，例如行、字、符號、圖和表的識別、段落邊界的確定、關(guān)鍵詞的提取等。12/4/2023382.聲音元數(shù)據(jù)在聲音媒體中，語音是使用和研究得最多的一種媒體。有限制的語音識別逐步走向?qū)嵱没?。從語音鑒別發(fā)言人、按照語調(diào)和語氣來區(qū)別語義和詞義也在研究之中。但在普遍情況下，既不限詞匯、不限發(fā)言人數(shù)、不限語法、不限環(huán)境和背景，語音識別的效果就不夠好，還不能實用化。12/4/202339通過語音處理和識別，可以獲得語音數(shù)據(jù)的各種語義信息，這是最基本的依賴于內(nèi)容的語音單元。由于語音識別須要和大量樣板語音數(shù)據(jù)比較，空間和時間的開銷都很大。目前，用自動半自動方法提取語音元數(shù)據(jù)還有一定的困難。12/4/2023403.圖像元數(shù)據(jù)圖像元數(shù)據(jù)與圖像類型和應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)。例如人像的元數(shù)據(jù)主要包括人的自然和社會的屬性以及人的各部分的特征等；衛(wèi)星圖像元數(shù)據(jù)主要包括柵格結(jié)構(gòu)、地理位置、地貌特征、地域覆蓋（例如國域，省域等）、攝取時間；醫(yī)學(xué)圖像元數(shù)據(jù)主要包括病人屬性、檢查時間，結(jié)構(gòu)異常部位及特征。12/4/2023414.影視元數(shù)據(jù)影視數(shù)據(jù)是由一系列幀組成的。影視元數(shù)據(jù)有些是屬于幀一級的，例如某一幀的顏色或灰度特征；有些是屬于幀系列級的。幀系列還可以分為多級：即影視級（一部電影或電視節(jié)目）、情節(jié)級（表示影視中一段連貫的內(nèi)容），場景級（在一個地點(diǎn)或場地拍攝的內(nèi)容），鏡頭級（一次連續(xù)的拍攝）。每一級都可能有各自的元數(shù)據(jù)，例如某個鏡頭中物體移動軌跡，12/4/2023428.4多媒體數(shù)據(jù)庫查詢

數(shù)據(jù)庫查詢是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最重要的功能之一。典型的查詢包括如下幾部分：●需要輸出的數(shù)據(jù)項?！窨晒┎樵兊男畔??！癫樵儣l件(查詢謂詞)。根據(jù)謂詞描述的內(nèi)容和謂詞被指定的方式可用不同的類型對多媒體數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢。12/4/2023438.4.1多媒體數(shù)據(jù)庫查詢實例

下面以電影點(diǎn)播(MOD)多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為例，列舉一些多媒體數(shù)據(jù)庫查詢的實例?？蛻裟苓B接到VOD服務(wù)器，查詢服務(wù)器能提供的電影，下載和觀看電影。假設(shè)VOD服務(wù)器能存放電影的如下信息：12/4/202344(1)電影的一個影像段。(2)與影像段相關(guān)的聲音段。(3)電影提取的兩個重要情節(jié)的畫面圖像。(4)給出電影的導(dǎo)演、男演員、女演員和其他電影特征的文本。12/4/202345客戶能用許多可能的方式查找VOD數(shù)據(jù)庫。舉例如下：查詢1：帶有計算機(jī)動畫卡通的電影有哪些?VOD服務(wù)應(yīng)答器回應(yīng)：VOD服務(wù)器顯示電影的細(xì)節(jié)：“WhoFramedRabbit”和“ToyStory”。12/4/202346查詢2：請顯示一個卡通主角講這個句子的電影的細(xì)節(jié)(這個聲音段為：“有人污染了海灣”)。VOD服務(wù)應(yīng)答器回應(yīng)：服務(wù)器顯示出有卡通人物Wooody講過上述句子的電影“ToyStory”的片段?；貞?yīng)包括影像和聲音的片段，并帶有宣傳畫和文本信息。12/4/202347查詢3：顯示如下影像發(fā)生的電影片段：卡通人物Wooody給綠軍人員指派了一個監(jiān)視生日禮物的偵察任務(wù)。VOD服務(wù)應(yīng)答器回應(yīng)：服務(wù)器顯示所需的電影“ToyStory”的片段，并提供相應(yīng)的聲音、宣傳畫和文本。12/4/202348查詢4：顯示這個電影宣傳畫面的電影細(xì)節(jié)(圖像描述了卡通人物JessicaRabbit被扔出動畫馬車的畫面)。VOD服務(wù)應(yīng)答器回應(yīng)：服務(wù)器顯示相應(yīng)電影“WhoFramedRogerRabbit”的宣傳畫及其細(xì)節(jié)資料?？蛻暨€能進(jìn)行以上查詢的組合查詢，不同組合的查詢返回的多媒體對象應(yīng)包括相應(yīng)的內(nèi)容。12/4/2023498.4.2多媒體數(shù)據(jù)庫的查詢類型

多媒體數(shù)據(jù)的查詢可以分為不同類型，主要方式如下。1.基于多媒體信息內(nèi)容的查詢由于多媒體信息內(nèi)容已被多媒體對象相關(guān)的媒體數(shù)據(jù)描述了。因此，這些查詢是通過對元數(shù)據(jù)和媒體對象的直接訪問進(jìn)行的。12/4/2023502.依據(jù)實例查詢(QBE)QBE查詢就是查找與指定實例對象相似對象的查詢過程。用戶處理器必須正確指定用戶要求匹配例子對象的特性。我們看看下面的查詢：“給我和這幅圖像相似的圖像”。這相似性匹配要求用戶必須指定紋理方面、顏色、空間特性(例子圖像內(nèi)的位置)或者圖像中提供的對象的形狀，也可以全部或部分匹配。對于部分匹配來說，查詢處理器必須指定匹配可容錯程度。12/4/2023513.時間索引查詢(TimeIndexqueries)這些查詢用來處理媒體對象的時間特性，這些時間特性可用節(jié)段樹存儲。查詢處理器采用訪問索引信息(用節(jié)段樹存儲)或其他的相似方法來處理時間索引查詢。12/4/2023524.空間查詢這些查詢可以去處理和對象有關(guān)的空間特性，這些特性可作為媒體信息生成。查詢處理器可訪問這些媒體數(shù)據(jù)信息并做出反應(yīng)。12/4/2023535.應(yīng)用程序指定查詢應(yīng)用程序指定描述可作為元數(shù)據(jù)信息存儲。查詢處理器可訪問這些信息并做出反應(yīng)。12/4/2023548.4.3查詢過程的選擇

多媒體數(shù)據(jù)的查詢包括引用多媒體對象。對于首先訪問哪個多媒體數(shù)據(jù)庫查詢處理器有不同的選擇。例如下圖描述了一個簡單媒體文本的查詢過程。假定文本信息的元數(shù)據(jù)存在，那索引文件則首先被訪問。以文本文檔的選擇為根據(jù)，通過訪問元數(shù)據(jù)，查詢信息就會提供給用戶。12/4/20235512/4/202356當(dāng)查詢媒體超過一個時，查詢的進(jìn)程就可以用不同的方式處理。圖8-5描述了多個媒體的查詢進(jìn)程的一種可能方式：文本和圖像。假定圖像和文本元數(shù)據(jù)都是有效的，那查詢就可以用下面兩種不同的方式處理：12/4/202357(1)首先訪問和文本有關(guān)的索引文件并選擇一個原始的文檔集。然后檢測文檔集以確定文檔中是否有查詢指定的圖像對象。這個隱含文檔中包含有關(guān)圖像方面的信息。(2)首先訪問和圖像信息有關(guān)的索引文件并選擇圖像集。然后監(jiān)測與圖像相關(guān)的信息以確定圖像是否是任何文檔的一部分。12/4/20235812/4/20235912/4/2023608.4.4多媒體數(shù)據(jù)庫查詢語言

作為用戶查詢的一部分，為了選擇某個對象還需要計算查詢謂詞。這些謂詞可以由一些布爾操作組成，例如：NOT、AND和OR。查詢語言是用來描述查詢謂詞的，對多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序來說，查詢語言需要有描述下面謂詞的特性：●時間謂詞?！窨臻g謂詞?！衩枋雠e例查詢的謂詞?！駪?yīng)用程序指定謂詞。12/4/202361除了需要描述不同謂詞的特性外，查詢語言還需要描述不同媒體對象的特性。多種查詢語言可用于多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。SQL和它的各種版本提供了描述多媒體數(shù)據(jù)庫查詢的特性。然而，多媒體應(yīng)用程序有一個很大的需求范圍，因此，各類專家研究小組也對其他的查詢語言進(jìn)行了研究。查詢語言提供的特性有助于應(yīng)用程序的查詢描述。12/4/2023621.SQL/MM查詢語言SQL/MM查詢語言提供了新的數(shù)據(jù)類型如二進(jìn)制大對象(BLOBS)、新類型構(gòu)造器和面向?qū)ο蟮奶卣?。新的?nèi)部數(shù)據(jù)類型是作為抽象數(shù)據(jù)類型提供的。面向?qū)ο蟾郊犹匦允菫榱耸拐Z言更適合于多媒體數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。SQL/MM定義的每個當(dāng)前狀態(tài)都由3部分組成：結(jié)構(gòu)框(FRAMEWORD)、全文本(FULL-TEXT)和空間部分(SPATIAL)。下面，我們討論作為SQL/MM一部分而定義的抽象數(shù)據(jù)類型。12/4/202363SQL/MM中定義的抽象數(shù)據(jù)類型可根據(jù)應(yīng)用程序的需要定義數(shù)據(jù)類型。在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)中，ADT和這種定義對象的方法相似。ADT的定義有兩種：結(jié)構(gòu)上和行為上的。結(jié)構(gòu)部分定義了ADT的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而行為部分則描述了對數(shù)據(jù)進(jìn)行的操作。作為行為部分的一部分，每個ADT都定義了內(nèi)部構(gòu)造函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)初始化各種在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個ADT也有一個內(nèi)部析構(gòu)函數(shù)，當(dāng)ADT被破壞時清除對象。12/4/2023642.PICQUERY+查詢語言PICQUERY+語言是一種用于圖示和字符數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的查詢語言。PICQUERY+在數(shù)據(jù)庫上的主要應(yīng)用是醫(yī)學(xué)應(yīng)用。醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的重要特性包括下面這些內(nèi)容。12/4/202365醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫的這些特性描述了身體的某些器官是如何在一段時間內(nèi)發(fā)展的：(1)進(jìn)化(發(fā)展)：一個對象的特性是可以在某段時間內(nèi)發(fā)展的。(2)混合：一個對象可以和其他的對象混合，形成一個具有區(qū)別于父母對象特性的一個新的對象。(3)繁殖：一個對象可以分裂成兩個或多個單獨(dú)的對象。12/4/202366時間特性描述了數(shù)據(jù)庫對象如下特性：(1)兩個對象之間的時間關(guān)系(例如：一個事件跟在另一事件之后)。(2)一個對象生存的時期或事件發(fā)生的時間。12/4/202367PICQUERY+提供下面的查詢操作：·進(jìn)化謂詞指定和對象不同發(fā)展階段的有關(guān)約束條件。作為PICQUERY+一部分定義的0進(jìn)化操作包括：EVOLUESINTO、FUSES_INTO和SPLITSINTO。作為時間謂詞，PICQUERY+指定下列操作：after、before、between、in、overlaps、meets、equivalent、adjacent、follows和precedes。12/4/202368對于描述和數(shù)據(jù)空間特性有關(guān)的查詢包括下面操作：INTERSECTS、CONTAINS，ISCOLLINEAR，WITH，INFILTRATES，LEFTOF，RIGHTOF，ABOVE，BELOW，INFRONTOF，BEGIND。對于描述模糊查詢，定義了SLMlLAR操作。12/4/2023693.VIDEOSQLVIDEOSQL查詢語言是OVID系統(tǒng)提供的一種視頻對象檢索語言。VIDEOSQL有以下語句：12/4/202370