第八章 多媒体数据库.ppt

第八章 多媒体数据库 §8-1 多媒体数据库系统 一、多媒体数据库系统的任务 多媒体数据库系统 (Multimedia DataBase System，MMDBS) 是由MMDB和MMDBMS构成的一种复杂的多媒体信息存储系统，它必须能够对多媒体数据进行综合性的处理。即要根据不同的媒体类型数据的特点为它们制定合理的表示、存储、访问、索引以及信息提取方法。其次，MMDBS应当能够在较高的层次上准确地表示媒体对象之间的多种约束关系，并为用户提供统一的数据管理手段。 下面的图是关于MMDBS的一个比较完整的描述。 §8-1 多媒体数据库系统 多媒体数据库系统的任务： (1)支持多种媒体数据类型及多个媒体对象的多种合成方式； (2)能够为大量数据提供高性能的存储管理； (3)支持传统的DBMS功能； (4)支持多媒体信息提取的功能； (5)能够为用户提供丰富而便捷的交互手段。 §8-1 多媒体数据库系统 二、多媒体数据的特点 1. 数据的表示方式繁多，复杂程度不一 一般而言，不同媒体类型的数据具有不同的表示方式。此外，即使是同一种媒体类型的数据也存在着多种表示方式。如图像可以用Bitmap、JPEG、TIFF、CIF等格式来表示。由此看出，和以文本、数字为主要处理对象的传统数据库系统相比，MMDBS所涉及的数据的表示形式要多的多。 §8-1 多媒体数据库系统 2．多媒体数据具有一定的时域特征 多媒体数据的时域特征是引入连续数据的必然结果。连续数据的定时关系可以被具体表示为音频流的采样率、视频流的帧率等。它是连续数据语义内容的重要组成部分，其定时关系的破坏会妨碍用户对连续数据内容的理解。对时域约束关系的表示、处理，以及时域约束关系对存储、传输等方面的影响是以静态数据为主要处理对象的传统数据库系统所未曾涉及到的内容。 §8-1 多媒体数据库系统 3．数据量通常很大且富于变化 一般说来，多媒体数据的数据量通常很大。即使是采用压缩技术，包含有图像、音频或视频数据的多媒体对象也具有很大的数据量。而一个MMDBS要负责管理成百上千个多媒体对象，其存储子系统所要接受的数据量是巨大的。 此外，不同类型的媒体对象往往有着不同的数据量，而同种类型的媒体对象在数据量上也会存在着较大的差异。以视频信号为例，编码方式及参数、图像分辨率、帧率、持续时间等因素都会对其数据量产生直接的影响，而且数据量的变动范围不固定，且难于统计及预测。多媒体数据的这一特点是在设计MMDBMS的存储管理、数据提取等方面的机制时需要考虑的因素。 §8-1 多媒体数据库系统 二、多媒体数据的特点 4．所包容的信息量大，难于用文字来准确描述 由于静止图像、音频或视频数据是对某一时刻或某一段时间内发生的事件的如实记录，能够较为准确地反映与事件相关的细节，这些媒体数据所包含的信息量通常都比较大。 对于用户来说，他们所关心的是图像或视频数据中所包含的物体的颜色、形状或物体的运动方式以及声音所传达的内容等，这些内容既不能为媒体对象的表示所直接反映的，又难于用文字来准确地描述。这主要是因为文字表达方式带有很强的主观色彩。多媒体数据的这一特点影响到MMDBS的信息提取功能的具体实现方式。 §8-1 多媒体数据库系统 5. 多媒体数据内部有着各种复杂的约束关系 这是指除时域关系外，多媒体数据内部还存在着基于内容的约束关系和空域约束关系。这些也直接影响到多媒体数据库的设计。 §8-1 多媒体数据库系统 三、多媒体应用对MMDBS的影响 （一）对数据读写操作的影响 按读、写申请是否带有时间要求，可以将基于MMDBS的应用划分成如下四类： (1)读、写申请均无时间要求，如 E－mail、WWW应用等； (2)仅读申请具有时间要求，如VOD应用等； (3)仅写申请具有时间要求，如情报分析系统； (4)读、写申请均具有时间要求，如桌面视频会议系统、多媒体文档的合作编辑系统等。 §8-1 多媒体数据库系统 一般而言，第一类应用不要求MMDBS了解多媒体数据的时间特征以及提供与该特征相适应的读、写操作。MMDBS所要解决的一个核心问题是如何满足多媒体数据对大量的物理存储空间的要求。有较多的解决方案，如磁盘阵列，层次化存储模型 (Hierarchical Storage Model，HSM) 技术等。在这种应用环境中，我们可以大致认为MMDBS与传统数据库系统的差异不大。 §8-1 多媒体数据库系统 第二、三、四类应用要求对多媒体数据进行实时读或写。MMDBS在实现读写时，选择合理的时间模型及同步控制方法是MMDBS首先解决的两个问题。 对于第二类