【摘要】：多媒體數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多媒體技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。多媒體數(shù)據(jù)庫不是對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行界面上的包裝，而是從多媒體數(shù)據(jù)與信息本身的特性出發(fā)，考慮將其引入到數(shù)據(jù)庫中之后而帶來的有關(guān)問題。文章發(fā)表在《計算機(jī)科學(xué)》上，是電子工程師論文發(fā)表，供同行參考。

　　【關(guān)鍵詞】：多媒體數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)模型,面向?qū)ο?分布式數(shù)據(jù)庫

　　多媒體數(shù)據(jù)庫從本質(zhì)上來說，要解決三個難題。第一是信息媒體的多樣化，不僅僅是數(shù)值數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)，要擴(kuò)大到多媒體數(shù)據(jù)的存儲、組織、使用和管理。第二要解決多媒體數(shù)據(jù)集成或表現(xiàn)集成，實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)之間的交叉調(diào)用和融合，集成粒度越細(xì)，多媒體一體化表現(xiàn)才越強(qiáng)，應(yīng)用的價值也才越大。第三是多媒體數(shù)據(jù)與人之間的交互性。

　　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(kuò)充關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方式和面向?qū)ο髷?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(jī)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(shí)現(xiàn)存儲管理。Windows的文件管理器或資源管理器不僅能實(shí)現(xiàn)文件的存儲管理，而且還能實(shí)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。

　　1.2擴(kuò)充關(guān)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(guān)系數(shù)據(jù)模型建立在嚴(yán)格的關(guān)系代數(shù)的基礎(chǔ)上的，解決了數(shù)據(jù)管理的許多問題，目前基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)仍然是主流技術(shù)。

　　但是平坦化的數(shù)據(jù)類型不適于表達(dá)復(fù)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(guān)系模型無法處理的;簡單化的關(guān)系也會破壞媒體實(shí)體的復(fù)雜聯(lián)系，豐富的語義性超過了關(guān)系模型的表示能力。出于保護(hù)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(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品加以擴(kuò)充，使之在一定程度上能支持多媒體的應(yīng)用。用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲多媒體資料的方法一般是：

　　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(gòu)建;

　　1.2.3文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，多媒體資料以文件系統(tǒng)存放，用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存放媒體類型、應(yīng)用程序名、媒體屬性、關(guān)鍵詞等。

　　1.3面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的方式

　　關(guān)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(fù)雜、存儲分散和時空同步等特點(diǎn)，所以盡管關(guān)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?qū)ο髷?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?qū)ο蟮母拍钍切乱淮鷶?shù)據(jù)庫應(yīng)用所需的強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)模型的良好基礎(chǔ)。面向?qū)ο蟮姆椒ㄗ钸m合于描述復(fù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)和聯(lián)系。

　　多媒體資料可以自然地用面向?qū)ο蠓椒ㄋ枋觯嫦驅(qū)ο髷?shù)據(jù)庫的復(fù)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(biāo)識符的導(dǎo)航存取能力有利于對相關(guān)信息的快速存取;封裝和面向?qū)ο缶幊谈拍钣譃楦咝к浖拈_發(fā)提供了支持。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫方法是將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言與數(shù)據(jù)庫技術(shù)有機(jī)地結(jié)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(guān)系數(shù)據(jù)庫的應(yīng)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?qū)ο蟮母拍顢U(kuò)充關(guān)系數(shù)據(jù)庫。用面向?qū)ο蟮母呒壵Z言擴(kuò)展基本關(guān)系類型，使其支持復(fù)雜對象，并對關(guān)系模型提供的操作加以擴(kuò)充，利用關(guān)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(biāo)準(zhǔn)有：

　　JPEG(Joint Photographic Experts Group)，是由國際標(biāo)準(zhǔn)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(diào)、多級灰度、彩色或單色靜止圖像的國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　MPEG(Moving Picture Experts Group)，是ISO/IEC委員會的第11172號標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是可視電話和電視會議，它可以覆蓋整個ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))信道。當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)和MPEG標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)有許多共同之處，但P×64標(biāo)準(zhǔn)是為適應(yīng)各種通道容量的傳輸，而MPEG標(biāo)準(zhǔn)是用狹窄的頻帶實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像畫面和高保真的聲音傳送。

　　3 多媒體數(shù)據(jù)的存儲管理和存取方法

　　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(guān)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(yīng)了，基于內(nèi)容的多媒體信息檢索研究應(yīng)運(yùn)而生。它支持其他多媒體信息技術(shù)，如超媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。多媒體內(nèi)容的處理分為三大部分：內(nèi)容獲取、內(nèi)容描述和內(nèi)容操縱。也可將其看成是內(nèi)容處理的三個步驟，即先對原始媒體進(jìn)行處理，提取內(nèi)容，然后用標(biāo)準(zhǔn)形式對它們進(jìn)行描述，以支持各種內(nèi)容的操縱。

　　內(nèi)容獲取(Populating) 通過對各種內(nèi)容的分析和處理而獲得媒體內(nèi)容的過程。多媒體數(shù)據(jù)具有時空特性，內(nèi)容的一個重要成分是空間和時間結(jié)構(gòu)。內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化(Structuring)就是分割(Segmenting)出圖像對象、視頻的時間結(jié)構(gòu)、運(yùn)動對象，以及這些對象之間的關(guān)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(zhì)。

　　4 分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)

　　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(chǔ)上發(fā)展起來的，是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(jī)系統(tǒng)。一個分布式數(shù)據(jù)庫是由分布于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的多個邏輯相關(guān)的數(shù)據(jù)庫組成的集合，網(wǎng)絡(luò)中的每個結(jié)(一般在系統(tǒng)中的每一臺計算機(jī)稱為結(jié)點(diǎn)node)具有獨(dú)立處理的能力(稱為本地自治),可執(zhí)行局部應(yīng)用,同時,每個結(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)也能執(zhí)行全局應(yīng)用。所謂局部應(yīng)用即僅對本結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某些應(yīng)用。

　　所謂全局應(yīng)用(或分布應(yīng)用)是指對兩個以上結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某些應(yīng)用。支持全局應(yīng)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(yīng)用。分布式數(shù)據(jù)庫具有如下特點(diǎn)：

　　4.1本地自治(Local Autonomy);

　　4.2不依靠一個中心站點(diǎn);

　　4.3能連續(xù)操作;它也是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一個發(fā)展方向。

　　5 結(jié) 語

　　多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展顯得越來越重要，應(yīng)用領(lǐng)域會更加廣闊，現(xiàn)在通信技術(shù)也得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，以它為基礎(chǔ)的多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)將改變我們未來的生活。

　　計算機(jī)職稱論文網(wǎng)雜志推薦：《計算機(jī)科學(xué)》雜志于1974年1月經(jīng)中華人民共和國新聞出版署批準(zhǔn)為公開發(fā)行期刊，原刊名為《計算機(jī)應(yīng)用與應(yīng)用數(shù)學(xué)》，1979年1月更名為《計算機(jī)科學(xué)》。主要報導(dǎo)國內(nèi)外計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，涉及面廣的方法論與技術(shù)，和反映新苗頭、能起承先啟后作用的研究成果。郵發(fā)代號：78-68。