淺談多媒體資料庫的關鍵性技術問題
[摘 要]多媒體資料庫技術是計算機技術的重要組成部分，它能夠同時獲取、處理、編輯、儲存和展示文字、聲音、影像、圖形等不同媒體，同時它具有多樣性、整合性和互動性等特點。只有解決好多媒體的關鍵性技術問題，才能得到廣泛應用，促進它更快發展。
[關鍵詞]多媒體資料庫；資料模型；面向物件；分散式資料庫
1多媒體資料模型
多媒體資料模型主要採用檔案系統管理方式、擴充關係資料庫的方式和麵向物件資料庫的方式。
1.1檔案系統管理方式
多媒體資料是以檔案的形式在計算機上儲存的，所以用各種作業系統的檔案管理功能就可以實現儲存管理。Windows的檔案管理器或資源管理器不僅能實現檔案的儲存管理，而且還能實現有些圖文資料的修改，演播一些影像資料。為了方便使用者瀏覽多媒體資料，出現很多的圖形、圖象瀏覽工具軟體。有些在Windows95下的瀏覽軟體還和資源管理器結合起來，如ACDSee工具軟體不僅可瀏覽BMP、GIF、JPEG、PCX、Photo－CD、PNG、TGA、TIFF and WMF 格式的影象，而且還具備資源管理器的查詢、刪除、複製等功能。如多功能影像處理及管理軟體ImagePals，是在Windows 上影像工具軟體，ImagePals提供了電子相簿（Album）、影像編輯（Image Editor）和螢幕捕捉（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式，能對檔案進行迅速、可視性的管理。檔案系統方式儲存簡單，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量和種類相當多時，查詢和演播就不方便了。
1.2擴充關係資料庫的方式
資料庫的出現是為了解決檔案管理資料的不足，同樣，為了解決管理多媒體資料，人們很容易地會想到使用資料庫。傳統的關係資料模型建立在嚴格的關係代數的基礎上的，解決了資料管理的許多問題，目前基於關係模型的資料庫管理系統仍然是主流技術。但是平坦化的資料型別不適於表達複雜的多媒體資訊，文字、聲音、影象這些非格式化的資料是關係模型無法處理的；簡單化的'關係也會破壞媒體實體的複雜聯絡，豐富的語義性超過了關係模型的表示能力。出於保護原有投資和市場的考慮，全球幾家大的資料庫公司都已將原有的關係資料庫產品加以擴充，使之在一定程度上能支援多媒體的應用。用關係資料庫儲存多媒體資料的方法一般是：
1.2.1用專用欄位存放全部多媒體檔案；
1.2.2多媒體資料分段存放在不同欄位中，播放時再重新構建；
1.2.3檔案系統與資料庫相結合，多媒體資料以檔案系統存放，用關係資料庫存放媒體型別、應用程式名、媒體屬性、關鍵詞等。
1.3面向物件資料庫的方式
關係資料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資料及文字資訊。由於多媒體資訊是非格式化的資料，多媒體資料具有物件複雜、儲存分散和時空同步等特點，所以儘管關係資料庫非常簡單有效，但用其管理多媒體資料仍不太盡如人意。而面向物件資料庫是指物件的集合、物件的行為、狀態和聯絡是以面向資料模型來定義的。面向物件的概念是新一代資料庫應用所需的強有力的資料模型的良好基礎。面向物件的方法最適合於描述複雜物件，透過引入封裝、繼承、物件、類等概念，可以有效地描述各種物件及其內部結構和聯絡。多媒體資料可以自然地用面向物件方法所描述，面向物件資料庫的複雜物件管理能力正好對處理非格式多媒體資料有益；根據物件的識別符號的導航存取能力有利於對相關資訊的快速存取；封裝和麵向物件程式設計概念又為高效軟體的開發提供了支援。面向物件資料庫方法是將面向物件程式設計語言與資料庫技術有機地結合起來，是開發的多媒體資料庫系統的主要方向。
為高效管理多媒體資料，基於關係資料庫的應用系統逐漸演變到多媒體資料庫管理系統用面向物件的概念擴充關係資料庫。用面向物件的高階語言擴充套件基本關係型別，使其支援複雜物件，並對關係模型提供的操作加以擴充，利用關係資料庫的優勢管理多媒體資料。
2 資料的壓縮和解壓縮
由於多媒體資訊，如聲音、影象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)和國際電報電話諮詢委員會(CCITT)聯合制定的。適合於連續色調、多級灰度、彩色或單色靜止影象的國際標準。
MPEG(Moving Picture Experts Group)，是ISO／IEC委員會的第11172號標準草案，包括MPEG影片、MPEG音訊和MPEG系統三部分。MPEG要考慮到音訊和影片的同步，聯合壓縮後產生一個電視質量的影片和音訊、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為可變引數，取值範圍是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(綜合業務數字網)通道。當P=1或2時，只支援每秒幀數較少的影片電話，P＞6時可支援電視會議。
P×64標準和MPEG標準的資料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高質量的影象畫面和高保真的聲音傳送。
3 多媒體資料的儲存管理和存取方法
如何有效地按照多媒體資料的特性去存取多媒體資料呢？利用常規關係資料庫管理系統來管理多媒體資料已經不能適應了，基於內容的多媒體資訊檢索研究應運而生。它支援其他多媒體資訊科技，如超媒體技術、虛擬現實技術、多媒體通訊網路技術等。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，然後用標準形式對它們進行描述，以支援各種內容的操縱。
內容獲取(Populating) 透過對各種內容的分析和處理而獲得媒體內容的過程。多媒體資料具有時空特性，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)出影象物件、影片的時間結構、運動物件，以及這些物件之間的關係。特徵抽取(Extraction)就是提取顯著的區分特徵和人的視覺(Visual)、聽覺(Auditory)方面的感知特徵來表示媒體和媒體物件的性質。
----內容描述(Description) 描述在以上過程中獲取的內容。目前，MPEG-7專家組正在制定多媒體內容描述標準。該標準主要採用描述子(Descriptor) 和描述模式(Scheme) 來分別描述媒體的特性及其關係。
----內容操縱(Manipulating) 針對內容的使用者操作和應用。有許多這方面的名詞和術語。查詢(Query)是面向使用者的術語，多用於資料庫操作。檢索 (Retrieval) 是在索引(Index)支援下的快速資訊獲取方式。搜尋(Search)常用於Internet的搜尋引擎，含有搜尋的意思，又有在大規模資訊庫中搜尋資訊的含義。
摘要(Summarization， Excerpt)對多媒體中的時基媒體(如影片和音訊)是一種特殊的操作。我們熟知文獻摘要的含義，在內容技術支援下，也可以對影片和音訊媒體進行摘要，獲得一目瞭然的全域性檢視和概要。同樣，使用者可以透過瀏覽(Browsing) 操作，線性或非線性地存取結構化的內容。另外，基於內容的技術不僅僅用在多媒體資訊的檢索和搜尋方面，檢索僅僅是資訊存取的一個方面。過濾(Filtering)就是與檢索相反的一種資訊存取方式。用過濾技術可以實現個人化的資訊服務。
4 分散式資料庫技術
分散式資料庫系統是在集中式資料庫系統的基礎上發展起來的，是資料庫技術與計算機網路技術的產物。分散式資料庫系統是具有管理分佈資料庫功能的計算機系統。一個分散式資料庫是由分佈於計算機網路上的多個邏輯相關的資料庫組成的集合，網路中的每個結(一般在系統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),可執行區域性應用,同時,每個結點透過網路通訊系統也能執行全域性應用。所謂區域性應用即僅對本結點的資料庫執行某些應用。所謂全域性應用(或分佈應用)是指對兩個以上結點的資料庫執行某些應用。支援全域性應用的系統才能稱為分散式資料庫系統。對使用者來說，一個分散式資料庫系統邏輯上看如同集中式資料庫系統一樣，使用者可在任何一個場地執行全域性應用。分散式資料庫具有如下特點：
4.1本地自治(Local Autonomy)；
4.2不依靠一箇中心站點；
4.3能連續操作；它也是資料庫技術的一個發展方向。
5 結 語
多媒體資料庫技術隨著計算機技術的發展顯得越來越重要，應用領域會更加廣闊，現在通訊技術也得到突飛猛進的發展，以它為基礎的多媒體資料庫技術將改變我們未來的生活。
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