多媒体技术数据存储
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• 早期的图像检索借用了文本索引技术。 文本搜索引擎是将网站、网页的内容索 引为一系列关键字，当用户输入关键字 后，系统可以根据数据库中的倒排文件 将关键字映射为网站或网页的地址。对 于图像文件，一样可以根据其内容手工 将其标注为一系列关键字，并对关键字 建立索引，这样，图像检索就转化为文 本检索的问题
第七章 多媒体数据库概述
• 多媒体数据的特点
思
考
• 多媒体数据库的发展现状
题
• 多媒体数据库的数据模型
• 多媒体数据库检索与查询
• 分布式多媒体数据库系统
• 结构化查询语言
多媒体数据的特点
• 传统的数据处理中所处理的数据类型主要是 整型、实型、布尔型和字符型,而多媒体数据 处理中的数据类型除了上述常规数据类型外, 还要处理图形、图像、声音、文字及动画等 复杂数据类型。
• 多媒体数据与常规数据有许多差别,主要表现 在以下几方面:数据量 、数据长度 、数据模 型 、数据定义及操作 、数据的时间特性和版 本概念 、数据传送
多媒体数据库应具有的功能
• 支持图形、图像、动画、声音、动态视频、 文本等多媒体字段类型及用户定义特殊类型
• 支持定长数据和非定长数据的集成管理 • 支持复杂实体的表示和处理 • 支持同一实体的多种表现形式 • 具有良好的用户界面 • 支持多媒体的特殊查询及良好的处理接口 • 支持分布式环境
• 超媒体是利用关系链来表示离散数据片 断(节点)的方法。超媒体的数据片断可 以是任何媒体形式的数据，如文本、图 像、图形、声音、视频等。用户通过链 由一个信息节点转移到另一个信息节点， 从而实现信息的查询。
多媒体数据库检索与查询
• 查询语言 • 全文检索技术 • 万维网文档的全文检索技术 • 图像检索 • 基于内容的信息检索
• 这些系统还进行了支持多媒体功能的扩充。
多媒体数据库的数据模型
• 数据模型是数据库管理系统中用于提供信息数据表示 和操作手段的形式构架，数据模型通常由数据结构、 数据操作和完整性约束三部分组成。 –数据结构是对数据库系统静态特性的描述，是所 研究的对象类型的集合，这些对象是数据库的组 成成份。 –数据操作是对数据库系统动态特性的描述，如数 据库中各种对象的实例、允许执行的操作集合。 –数据的约束条件是实现数据库完整性规则的集合
面向对象数据库的研究
• 研究方法 • 理论及形式化研究 • 面向对象数据库的实验系统和商品化系
统
研究方法
• 有三种方法可以实现面向对象数据库:
–扩充关系数据模型 –在面向对象语言中嵌入数据库功能而形成
面向对象数据库 –开发全新的数据模型，从底层实现面向对
象数据库系统
理论及形式化研究
• 早期的面向对象数据库研究主要集中在 建造复杂对象的模型方面。在扩展关系 代数理论、嵌套关系、复杂对象演算等 方面的研究取得了相应的研究成果,为 构造复杂对象模型建立了模式化的理论 框架,为面向对象数据库的设计和理论 研究打下了基础。
实验系统和商品化系统
• 美国及欧洲的许多公司及大学研制了一 些实验型的面向对象数据库的原型系统。
• 面向对象数据库本身仍存在一些未能解 决的问题，归纳起来有如下几点:
–缺乏通用数据模型 –缺乏理论基础 –缺乏友好的用户界面与工具环境 –缺乏有力的查询优化
对关系数据库进行扩充
• 对关系数据库进行简单扩充,使之具有最简单 的多媒体功能，如Oracle、Sybase等都扩充 了长字段类型，可达到2GB空间，以存放各种 多媒体数据，如声音、文字等。但这种扩充 仅仅是将多媒体数据以字符形式存储，而并 未解决多媒体信息的检索及处理。
– 将关系元组中格式化数据和非格式化数据装在一起，形成一 个完整的元组，存放在数据页面或数据页面组中。
– 将元组中非格式化数据分成两部分，一部分是非格式化数据 本身，另一部分是对非格式化数据的引用。
面向对象的数据模型
• 基于面向对象的特点和多媒体数据管理的功能分析， 可以认为面向对象数据模型较好地提供了解决多媒体 数据管理的必要条件，为了更好地满足多媒体数据管 理的需求，还应增强或增加如下功能：
借用文本索引技术
• 这种方法很不实用，一是必须由人工完整地 标注所有图像，对于小图像集合也许问题不 大，但随着图像数目的增加，特别是网络上 的图像是无穷无尽的，这种方法显然不可行；
• 第二个问题在于图像所包含的信息量庞大， 不同用户对于同一张图像的看法不及相同， 这就导致对图像的标注没有一个统一标准， 检索出的结果不能很好符合用户的需求
多媒体数据库的发展现状
• 目前，实现多媒体数据库系统的途径可分为 三类：
–扩充关系数据库方法，如Informix-Online、 ORACLE 8.0、INGRES6.0等；
–面向对象的方法，如MULTOS、OMEGA、Zenith等 –超文本（或超媒体）的方法，如KMS、Intermedia
等
• 对多媒体数据库的研究分为两大类型：面向 对象数据库(OODB)的研究、对关系数据库进 行扩充
– 模拟非格式化数据（如文本、图形、图像、声音、视频）的 内容；
– 允许有类型未定义的对象存在，类型只作为多媒体对象存在 于数据库中的充分条件，而不是必要条件；
– 捕捉多媒体对象之间更丰富的语义； – 捕捉多媒体对象之间的时间、空间关系； – 模拟多媒体数据的表达，即抽象描述多ห้องสมุดไป่ตู้体对象的播放
超文本数据模型
• 现有的多媒体数据模型可以分为三类：关系数据模型、 面向对象的数据模型和超文本数据模型。
关系数据模型
• 传统的关系数据结构简单，必须对现有的关系模型进 行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格 式化数据。增加对非格式化数据处理的能力的主要技 术策略有如下三种：
– 使关系数据库管理系统技术和操作系统中文件系统的功能相 结合，实现对非格式化数据的管理。
查询语言
• 查询语言是数据库系统极其重要的特性 之一，是鉴别一个数据库管理系统成功 与否的重要依据。
• 多媒体数据库的三种查询方法：关键字 查询、可视化查询、语义查询。
图象检索
图象检索
图像检索中的关键技术
• 借用文本索引技术 • 基于内容的图像检索 • 相关反馈和自动标注技术
借用文本索引技术
第七章 多媒体数据库概述
• 多媒体数据的特点
思
考
• 多媒体数据库的发展现状
题
• 多媒体数据库的数据模型
• 多媒体数据库检索与查询
• 分布式多媒体数据库系统
• 结构化查询语言
多媒体数据的特点
• 传统的数据处理中所处理的数据类型主要是 整型、实型、布尔型和字符型,而多媒体数据 处理中的数据类型除了上述常规数据类型外, 还要处理图形、图像、声音、文字及动画等 复杂数据类型。
• 多媒体数据与常规数据有许多差别,主要表现 在以下几方面:数据量 、数据长度 、数据模 型 、数据定义及操作 、数据的时间特性和版 本概念 、数据传送
多媒体数据库应具有的功能
• 支持图形、图像、动画、声音、动态视频、 文本等多媒体字段类型及用户定义特殊类型
• 支持定长数据和非定长数据的集成管理 • 支持复杂实体的表示和处理 • 支持同一实体的多种表现形式 • 具有良好的用户界面 • 支持多媒体的特殊查询及良好的处理接口 • 支持分布式环境
• 超媒体是利用关系链来表示离散数据片 断(节点)的方法。超媒体的数据片断可 以是任何媒体形式的数据，如文本、图 像、图形、声音、视频等。用户通过链 由一个信息节点转移到另一个信息节点， 从而实现信息的查询。
多媒体数据库检索与查询
• 查询语言 • 全文检索技术 • 万维网文档的全文检索技术 • 图像检索 • 基于内容的信息检索
• 这些系统还进行了支持多媒体功能的扩充。
多媒体数据库的数据模型
• 数据模型是数据库管理系统中用于提供信息数据表示 和操作手段的形式构架，数据模型通常由数据结构、 数据操作和完整性约束三部分组成。 –数据结构是对数据库系统静态特性的描述，是所 研究的对象类型的集合，这些对象是数据库的组 成成份。 –数据操作是对数据库系统动态特性的描述，如数 据库中各种对象的实例、允许执行的操作集合。 –数据的约束条件是实现数据库完整性规则的集合
面向对象数据库的研究
• 研究方法 • 理论及形式化研究 • 面向对象数据库的实验系统和商品化系
统
研究方法
• 有三种方法可以实现面向对象数据库:
–扩充关系数据模型 –在面向对象语言中嵌入数据库功能而形成
面向对象数据库 –开发全新的数据模型，从底层实现面向对
象数据库系统
理论及形式化研究
• 早期的面向对象数据库研究主要集中在 建造复杂对象的模型方面。在扩展关系 代数理论、嵌套关系、复杂对象演算等 方面的研究取得了相应的研究成果,为 构造复杂对象模型建立了模式化的理论 框架,为面向对象数据库的设计和理论 研究打下了基础。
实验系统和商品化系统
• 美国及欧洲的许多公司及大学研制了一 些实验型的面向对象数据库的原型系统。
• 面向对象数据库本身仍存在一些未能解 决的问题，归纳起来有如下几点:
–缺乏通用数据模型 –缺乏理论基础 –缺乏友好的用户界面与工具环境 –缺乏有力的查询优化
对关系数据库进行扩充
• 对关系数据库进行简单扩充,使之具有最简单 的多媒体功能，如Oracle、Sybase等都扩充 了长字段类型，可达到2GB空间，以存放各种 多媒体数据，如声音、文字等。但这种扩充 仅仅是将多媒体数据以字符形式存储，而并 未解决多媒体信息的检索及处理。
– 将关系元组中格式化数据和非格式化数据装在一起，形成一 个完整的元组，存放在数据页面或数据页面组中。
– 将元组中非格式化数据分成两部分，一部分是非格式化数据 本身，另一部分是对非格式化数据的引用。
面向对象的数据模型
• 基于面向对象的特点和多媒体数据管理的功能分析， 可以认为面向对象数据模型较好地提供了解决多媒体 数据管理的必要条件，为了更好地满足多媒体数据管 理的需求，还应增强或增加如下功能：
借用文本索引技术
• 这种方法很不实用，一是必须由人工完整地 标注所有图像，对于小图像集合也许问题不 大，但随着图像数目的增加，特别是网络上 的图像是无穷无尽的，这种方法显然不可行；
• 第二个问题在于图像所包含的信息量庞大， 不同用户对于同一张图像的看法不及相同， 这就导致对图像的标注没有一个统一标准， 检索出的结果不能很好符合用户的需求
多媒体数据库的发展现状
• 目前，实现多媒体数据库系统的途径可分为 三类：
–扩充关系数据库方法，如Informix-Online、 ORACLE 8.0、INGRES6.0等；
–面向对象的方法，如MULTOS、OMEGA、Zenith等 –超文本（或超媒体）的方法，如KMS、Intermedia
等
• 对多媒体数据库的研究分为两大类型：面向 对象数据库(OODB)的研究、对关系数据库进 行扩充
– 模拟非格式化数据（如文本、图形、图像、声音、视频）的 内容；
– 允许有类型未定义的对象存在，类型只作为多媒体对象存在 于数据库中的充分条件，而不是必要条件；
– 捕捉多媒体对象之间更丰富的语义； – 捕捉多媒体对象之间的时间、空间关系； – 模拟多媒体数据的表达，即抽象描述多ห้องสมุดไป่ตู้体对象的播放
超文本数据模型
• 现有的多媒体数据模型可以分为三类：关系数据模型、 面向对象的数据模型和超文本数据模型。
关系数据模型
• 传统的关系数据结构简单，必须对现有的关系模型进 行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格 式化数据。增加对非格式化数据处理的能力的主要技 术策略有如下三种：
– 使关系数据库管理系统技术和操作系统中文件系统的功能相 结合，实现对非格式化数据的管理。
查询语言
• 查询语言是数据库系统极其重要的特性 之一，是鉴别一个数据库管理系统成功 与否的重要依据。
• 多媒体数据库的三种查询方法：关键字 查询、可视化查询、语义查询。
图象检索
图象检索
图像检索中的关键技术
• 借用文本索引技术 • 基于内容的图像检索 • 相关反馈和自动标注技术
借用文本索引技术