第九章-多媒体数据库技术课件

第九章多媒体数据库技术本章主要内容本章主要内容9.1 多媒体数据库技术概述9.2 多媒体数据库的数据模型9.3 多媒体数据库系统9.4 多媒体数据库系统的实现方法9.5 多媒体数据库的查询2006年08月19日2第九章 多媒体数据库技术9.1多媒体数据库技术概述9.1.1 数据库技术简介 1、数据分类 多媒体数据一般可分为多媒体数据一般可分为格式数据格式数据和和无格式数据无格式数据两类。两类。格式数据格式数据结构简单，处理方便，目前的关系数据库主要以结构简单，处理方便，目前的关系数据库主要以格式数据为处理对象。格式数据为处理对象。无格式数据无格式数据(如图像、音频、视频等如图像、音频、视频等)除除了具有数据量大的特性外，还具有复合性、分散性和时序性等了具有数据量大的特性外，还具有复合性、分散性和时序性等特点。特点。复合性是指多媒体数据是由各种形式的数据组合而成；复合性是指多媒体数据是由各种形式的数据组合而成；分散性是指多媒体数据可以分布在不同的机器、不同的设备上。分散性是指多媒体数据可以分布在不同的机器、不同的设备上。时序性指的是多媒体信息实体之间的联系和时序有关，在表现时序性指的是多媒体信息实体之间的联系和时序有关，在表现多媒体数据时，要保证它们之间的同步关系。多媒体数据时，要保证它们之间的同步关系。2006年08月19日3第九章 多媒体数据库技术9.1多媒体数据库技术概述9.1.1 数据库技术简介2 2、数据库系统、数据库系统 数据库系统（数据库系统（DBSDBS，DataBase SystemDataBase System）是由数据库（）是由数据库（DBDB，DataBaseDataBase）和数据库管理系统）和数据库管理系统(DBMS(DBMS，DataBase Manage DataBase Manage System)System)两大部分组成。两大部分组成。DBDB是由所有被管理的格式化类型数据构成是由所有被管理的格式化类型数据构成,DBMS,DBMS是整个系是整个系统中的管理核心，向用户提供存储、查询、处理、恢复等各统中的管理核心，向用户提供存储、查询、处理、恢复等各种数据管理功能，用户通过请求种数据管理功能，用户通过请求DBMSDBMS实现对数据的操纵。实现对数据的操纵。数据库系统可使用的数据模型有网状模型、层次模型、数据库系统可使用的数据模型有网状模型、层次模型、关系模型等。关系模型等。其中关系模型为主导。其中关系模型为主导。2006年08月19日4第九章 多媒体数据库技术3、数据库系统的层次 目前的数据库系统从逻辑结构上可分为三个层次，分别为目前的数据库系统从逻辑结构上可分为三个层次，分别为物理层、概念层和表现层。如下图所示。物理层、概念层和表现层。如下图所示。2006年08月19日5第九章 多媒体数据库技术9.1.2 传统数据库技术的局限性l传统数据数据库系系统的主要的主要处理理对象是整数、象是整数、实数、字符串数、字符串等等简单类型数据，但型数据，但这种格式数据很种格式数据很难实现对人人脸、指、指纹、人的声音等事物的有效描述。、人的声音等事物的有效描述。l多媒体数据多媒体数据对象除了具有状象除了具有状态特征以外，特征以外，还有一定的行有一定的行为特征。特征。传统数据数据库系系统中的关系数据模型只能表示数中的关系数据模型只能表示数据据对象的状象的状态，而无法表示数据，而无法表示数据对象的行象的行为。l传统数据数据库系系统可以在用可以在用户给出出查询条件后迅速地条件后迅速地检索索到正确的信息，但面到正确的信息，但面对图像、声音、像、声音、视频等无格式数据，等无格式数据，如何如何设定定检索条件，如何索条件，如何查询所需所需结果等，都是无法直果等，都是无法直接接实现的。的。2006年08月19日6第九章 多媒体数据库技术9.1.3 多媒体数据库的主要技术问题l数据量巨大且媒体之数据量巨大且媒体之间的差异也极大，的差异也极大，这会影响数据会影响数据库的的组织和存和存储方法。方法。l媒体种媒体种类的多的多样性增加了数据性增加了数据处理的理的难度。度。l数据数据库的多解的多解查询。传统的数据的数据库查询只只处理精确的概念理精确的概念和和查询。l多媒体不多媒体不仅改改变了数据了数据库的接口，也改的接口，也改变了数据了数据库的操作的操作形式，特形式，特别是数据是数据库的的查询机制和机制和查询方法。方法。l多媒体信息的分布多媒体信息的分布给数据数据库体系体系结构构带来了巨大地影响。来了巨大地影响。l传统的事的事务一般都是短事一般都是短事务，在多媒体数据，在多媒体数据库管理系管理系统中中也也应尽可能采用短事尽可能采用短事务。l多媒体数据管理多媒体数据管理还要考要考虑版本控制的版本控制的问题。2006年08月19日7第九章 多媒体数据库技术9.2 多媒体数据库系统的数据模型9.2.1 复杂对象模型 复杂对象模型是一种具有多媒体对象表示能力的数据模复杂对象模型是一种具有多媒体对象表示能力的数据模型，它突破了传统关系数据库中第一范式（型，它突破了传统关系数据库中第一范式（1NF1NF，First First Normal FormNormal Form）的限制（通俗来说就是在表中不能再有表），）的限制（通俗来说就是在表中不能再有表），允许在表中嵌表，构成所谓的允许在表中嵌表，构成所谓的 Non First Normal FormNon First Normal Form模型。模型。所以，所以，复杂对象模型通常又被简称为复杂对象模型通常又被简称为NFNF2 2模型模型。复杂对象数据模型建立在关系数据模型的基础上，通过复杂对象数据模型建立在关系数据模型的基础上，通过对关系模型的扩展来提高关系型数据库系统处理多媒体数据对关系模型的扩展来提高关系型数据库系统处理多媒体数据的能力。的能力。2006年08月19日8第九章 多媒体数据库技术9.2.2 面向对象数据模型1、面向对象的基本思想 面向对象的基本思想：把现实中的客观事物均看面向对象的基本思想：把现实中的客观事物均看作一个个独立的对象，具有相同状态特征的一类对作一个个独立的对象，具有相同状态特征的一类对象可以进一步抽象为对象类（简称为类），不同类象可以进一步抽象为对象类（简称为类），不同类之间的关系用层次结构来表示，这样具有层次关系之间的关系用层次结构来表示，这样具有层次关系的不同类中的对象间就有了所谓的继承特征。的不同类中的对象间就有了所谓的继承特征。每个对象包含对象名、状态数据和行为操作三每个对象包含对象名、状态数据和行为操作三部分。部分。2006年08月19日9第九章 多媒体数据库技术2、面型对象的基本概念 面向对象涉及到的基本概念有对象、属性、方法、消息、面向对象涉及到的基本概念有对象、属性、方法、消息、类、类层次、继承和多态等。类、类层次、继承和多态等。1 1）对象：）对象：现实世界所有概念实体的抽象化表示，包括实体现实世界所有概念实体的抽象化表示，包括实体所拥有的状态数据以及定义在这些数据之上的行为操作两部分。所拥有的状态数据以及定义在这些数据之上的行为操作两部分。2 2）属性：）属性：组成对象的数据称为对象的属性。可以是系统或组成对象的数据称为对象的属性。可以是系统或用户定义的数据模型，也可以是一个抽象数据模型。用户定义的数据模型，也可以是一个抽象数据模型。3 3）方法：）方法：定义在对象属性上的一组操作称为对象的方法。定义在对象属性上的一组操作称为对象的方法。4 4）消息：）消息：对象间的通信和请求对象完成某种处理工作是通对象间的通信和请求对象完成某种处理工作是通过消息传送实现的。消息传送相当于一个间接的过程调用。过消息传送实现的。消息传送相当于一个间接的过程调用。2006年08月19日10第九章 多媒体数据库技术 5 5）类：）类：具有相同属性名和方法的一类对象组成的对象集具有相同属性名和方法的一类对象组成的对象集合称为对象类，简称为类。类的引入可以消除对象定义的冗合称为对象类，简称为类。类的引入可以消除对象定义的冗余信息。余信息。6 6）类层次：）类层次：用结点表示对象类，用连接两结点的边表示两用结点表示对象类，用连接两结点的边表示两个对象类的包含关系，则具有包含关系的对象类形成一个层个对象类的包含关系，则具有包含关系的对象类形成一个层次结构，称为类层次。次结构，称为类层次。7 7）继承性：）继承性：子类不仅可以继承其超类对象的部分或全部属子类不仅可以继承其超类对象的部分或全部属性和方法，还可以拥有自己的属性和方法。性和方法，还可以拥有自己的属性和方法。8 8）多态：）多态：可被用来表示对象在行为方式上的差异。可被用来表示对象在行为方式上的差异。2、面型对象的基本概念（续）2006年08月19日11第九章 多媒体数据库技术3、多媒体数据的表现能力 面向对象数据模型具有较强的多媒体数据表现能力：面向对象数据模型具有较强的多媒体数据表现能力：1 1）类的概念为面向对象数据模型提供了巨大的数据抽象）类的概念为面向对象数据模型提供了巨大的数据抽象能力，使复杂多样不同类型的多媒体数据可以按照的类的规能力，使复杂多样不同类型的多媒体数据可以按照的类的规范进行抽象定义。范进行抽象定义。2 2）对象的概念可完全描述现有的多媒体信息。）对象的概念可完全描述现有的多媒体信息。3 3）由于对象的属性可以是另一个对象，因此，面向对象）由于对象的属性可以是另一个对象，因此，面向对象数据模型可方便的定义复杂的多媒体数据模型。数据模型可方便的定义复杂的多媒体数据模型。4 4）继承与多态赋与了面向对象数据模型更为丰富的表示）继承与多态赋与了面向对象数据模型更为丰富的表示能力。能力。2006年08月19日12第九章 多媒体数据库技术4、多媒体数据的操纵定义 数据库系统中的数据操纵定义主要包括数据库系统中的数据操纵定义主要包括创建、查询和更创建、查询和更新新（包括插入、删除、修改）（包括插入、删除、修改）三种基本运算三种基本运算。类是按照类的定义来创建的，需要定义一组语义完整的类是按照类的定义来创建的，需要定义一组语义完整的约束条件和可以继承的超类集合。创建对象时，对象内容与约束条件和可以继承的超类集合。创建对象时，对象内容与对象所属类的属性必须匹配并符合类定义的约束条件。对象所属类的属性必须匹配并符合类定义的约束条件。查询是数据库中使用的基本方法，包括通过类名查询类查询是数据库中使用的基本方法，包括通过类名查询类结构、通过对象名或对象标识查询对象或对象的属性值、通结构、通过对象名或对象标识查询对象或对象的属性值、通过类名查询该类中满足某些约束条件的对象或对象的属性以过类名查询该类中满足某些约束条件的对象或对象的属性以及对对象操作的查询等。在多媒体数据库中，查询还应包括及对对象操作的查询等。在多媒体数据库中，查询还应包括基于概念或内容的检索等。基于概念或内容的检索等。数据库中的更新运算包括插入、删除和修改，其中每种数据库中的更新运算包括插入、删除和修改，其中每种都包括两个操纵对象：类和对象。都包括两个操纵对象：类和对象。2006年08月19日13第九章 多媒体数据库技术9.2.3 对象-关系模型1、对象-关系模型 尽管面向对象的数据模型对多媒体数据具有良好的建模尽管面向对象的数据模型对多媒体数据具有良好的建模能力，但要在短期内开发出实用的多媒体数据库系统产品还能力，但要在短期内开发出实用的多媒体数据库系统产品还不是一件容易的事。由于关系模型的数据库系统的成熟产品不是一件容易的事。由于关系模型的数据库系统的成熟产品很多，也得到了广泛的应用，人们试图很多，也得到了广泛的应用，人们试图借用面向对象的思想，借用面向对象的思想，对传统的关系数据库加以扩展，向其中增加面向对象特性，对传统的关系数据库加以扩展，向其中增加面向对象特性，把面向对象技术与关系数据模型相结合，建立起一种现阶段把面向对象技术与关系数据模型相结合，建立起一种现阶段能够实现的多媒体数据表现模型能够实现的多媒体数据表现模型，这就是所谓的，这就是所谓的对象对象-关系数关系数据模型据模型。2006年08月19日14第九章 多媒体数据库技术9.2.3 对象-关系模型2、对象-关系模型的优势：1）能够利用面向对象的特性，描述复杂多变的多媒体数能够利用面向对象的特性，描述复杂多变的多媒体数据对象的状态属性和操作行为。据对象的状态属性和操作行为。2 2）所建立的多媒体数据库系统可以方便的处理和兼容原）所建立的多媒体数据库系统可以方便的处理和兼容原来关系数据库中的数据信息。来关系数据库中的数据信息。3 3）由于是建立在关系模型的基础上，现实时大部分内容）由于是建立在关系模型的基础上，现实时大部分内容可借用原来关系数据库，因此实现代价小。可借用原来关系数据库，因此实现代价小。2006年08月19日15第九章 多媒体数据库技术3、对象-关系模型对多媒体数据库的支持能力 1 1）大型对象：）大型对象：多媒体数据对象的存储特征之一是数据多媒体数据对象的存储特征之一是数据量大，常规的关系型数据类型无法存储和处理。量大，常规的关系型数据类型无法存储和处理。2 2）用户自定义类型和函数：）用户自定义类型和函数：对象对象-关系型数据库系统允关系型数据库系统允许客户定义新的数据类型和操作。许客户定义新的数据类型和操作。3 3）约束和触发器：）约束和触发器：在对象在对象-关系模型的数据库系统中，关系模型的数据库系统中，触发器和约束用于提供约束或保持内部数据结构，对应用触发器和约束用于提供约束或保持内部数据结构，对应用程序来说是透明的。程序来说是透明的。2006年08月19日16第九章 多媒体数据库技术9.3 多媒体数据库系统9.3.1 MDBS及其特征1 1、多媒体数据库系统（、多媒体数据库系统（MDBSMDBS）：）：由多媒体数据库（由多媒体数据库（MDBMDB）和）和多媒体数据库管理系统（多媒体数据库管理系统（MDBMSMDBMS）两大部分组成，）两大部分组成，MDBMSMDBMS向用向用户提供面向应用的多媒体信息存储、处理和查询等管理功能，户提供面向应用的多媒体信息存储、处理和查询等管理功能，是是MDBSMDBS的管理核心，基本内容包括系统功能、体系结构以及的管理核心，基本内容包括系统功能、体系结构以及所能提供的用户接口三个方面。所能提供的用户接口三个方面。2 2、多媒体数据库系统的基本特征：、多媒体数据库系统的基本特征：1 1）与传统数据库系统相比，）与传统数据库系统相比，MDBSMDBS对数据类型、数据结构、对数据类型、数据结构、数据模型、应用对象等的处理方式都有较大的差异。数据模型、应用对象等的处理方式都有较大的差异。2006年08月19日17第九章 多媒体数据库技术多媒体数据库系统的基本特征（续）2 2）MDBSMDBS存储和处理的是现实世界中的复杂对象。存储和处理的是现实世界中的复杂对象。3 3）MDBSMDBS是面向应用的，其功能与应用需求密切相关，因此是面向应用的，其功能与应用需求密切相关，因此它并不是基于某一特定的数据模型，而是随应用的领域和对象它并不是基于某一特定的数据模型，而是随应用的领域和对象而建立相应的数据模型。而建立相应的数据模型。4 4）MDBSMDBS是从实用性的要求出发，强调媒体间的独立性，即是从实用性的要求出发，强调媒体间的独立性，即多媒体数据库的用户应可最大限度地忽略各媒体间的差别而实多媒体数据库的用户应可最大限度地忽略各媒体间的差别而实现对多媒体数据的管理和操作。现对多媒体数据的管理和操作。5 5）传统的数据模型概念更强调描述应用对象的逻辑结构，）传统的数据模型概念更强调描述应用对象的逻辑结构，而多媒体应用则对于对象的物理表现和交互方式更为重视。而多媒体应用则对于对象的物理表现和交互方式更为重视。6 6）MDBSMDBS应具有较强的对象访问手段，从而使多媒体数据库应具有较强的对象访问手段，从而使多媒体数据库具有实用价值。具有实用价值。2006年08月19日18第九章 多媒体数据库技术9.3.2 MDBS的体系结构1、MDBS的层次结构 与传统的关系数据库系统相类似，与传统的关系数据库系统相类似，MDBSMDBS同样具有物理层、同样具有物理层、概念层和表现层的层次结构，如下图所示。概念层和表现层的层次结构，如下图所示。图图9-22006年08月19日19第九章 多媒体数据库技术2、MDBS的组织结构 MDBSMDBS的组织结构一般可以分为集中型、主从型和协作型等的组织结构一般可以分为集中型、主从型和协作型等三种。三种。1 1）集中型：）集中型：指由单独一个指由单独一个MDBMSMDBMS来建立和管理不同媒体的数来建立和管理不同媒体的数据库，并由这个据库，并由这个MDBMSMDBMS来管理对象空间及目的数据的集成。来管理对象空间及目的数据的集成。多媒体数据库MDBMS声音数据库图像数据库视频数据库大文本数据库图9-3 集中型MDBS的结构示意2006年08月19日20第九章 多媒体数据库技术2 2）主从型）主从型：每一个数据库都有自己的管理系统（称为从：每一个数据库都有自己的管理系统（称为从MDBMSMDBMS），各自管理自己的数据库。这些从，各自管理自己的数据库。这些从MDBMSMDBMS又受一个被又受一个被称为主称为主MDBMSMDBMS的统一控制和管理，用户在主的统一控制和管理，用户在主MDBMSMDBMS上使用多媒上使用多媒体数据库中的数据，是通过主体数据库中的数据，是通过主MDBMSMDBMS提供的功能来实现的。目提供的功能来实现的。目的数据的集成也是由主数据库管理系统进行管理，它们之间的数据的集成也是由主数据库管理系统进行管理，它们之间的关系如下图所示。的关系如下图所示。MDBMSMDB主主MDBMS声音数据库声音数据库图像数据库图像数据库视频数据库视频数据库大文本数据库大文本数据库图图9-4 9-4 主从型主从型MDBSMDBS的结构示意的结构示意从从MDBMS从从MDBMS从从MDBMS从从MDBMS2006年08月19日21第九章 多媒体数据库技术 3 3）协作型：）协作型：协作型协作型MDBSMDBS是由多个数据库管理系统组成的，是由多个数据库管理系统组成的，这些数据库管理系统之间没有主从之分，但能相互通信，协调这些数据库管理系统之间没有主从之分，但能相互通信，协调工作。如下图所示。工作。如下图所示。带有附加软件的带有附加软件的MDBMSMDBMS成员成员MDBMS+MDBMS+附加软件附加软件图片数据库图片数据库成员成员MDBMS+MDBMS+附加软件附加软件视频数据库视频数据库成员成员MDBMS+MDBMS+附加软件附加软件声音数据库声音数据库图图9-5 9-5 协作型协作型MDBSMDBS的结构示意的结构示意2006年08月19日22第九章 多媒体数据库技术9.3.3 MDBMS的功能分析MDBMSMDBMS应提供以下基本功能：应提供以下基本功能：1 1）MDBMSMDBMS必须能表示和处理各种媒体数据。必须能表示和处理各种媒体数据。2 2）MDBMSMDBMS必须能反映和管理各种媒体数据的特性，或各种媒必须能反映和管理各种媒体数据的特性，或各种媒体数据之间的空间或时间的关联。体数据之间的空间或时间的关联。3 3）MDBMSMDBMS除必须满足物理数据独立性和逻辑数据独立性外，除必须满足物理数据独立性和逻辑数据独立性外，还应满足媒体数据独立性。还应满足媒体数据独立性。4 4）MDBSMDBS的数据操作功能，除了提供对无格式数据的查询搜的数据操作功能，除了提供对无格式数据的查询搜索功能外，还应能对不同媒体提供不同的操作方法，如图形、索功能外，还应能对不同媒体提供不同的操作方法，如图形、图像的编辑处理，声音数据的剪辑等。图像的编辑处理，声音数据的剪辑等。2006年08月19日23第九章 多媒体数据库技术 5 5）MDBMSMDBMS的网络功能，解决分布在网络上的多媒的网络功能，解决分布在网络上的多媒体库中数据的定义、存储、操作问题，并对数据的体库中数据的定义、存储、操作问题，并对数据的一致性、安全性、并发性进行管理。一致性、安全性、并发性进行管理。6 6）MDBSMDBS应提供处理长事务和版本控制的功能。应提供处理长事务和版本控制的功能。7 7）MDBSMDBS应该具有开放性，提供应用程序接口以应该具有开放性，提供应用程序接口以及提供独立于外设和格式的接口。及提供独立于外设和格式的接口。2006年08月19日24第九章 多媒体数据库技术9.3.4 MDBMS的用户接口1、可视语言接口 MDBMSMDBMS的用户接口通常用可视语言来实现，它有两个方的用户接口通常用可视语言来实现，它有两个方面的含义：一是语言所处理的对象是可视的；二是语言本身面的含义：一是语言所处理的对象是可视的；二是语言本身是可视的。是可视的。可视语言接口通常借助窗口管理系统和指示设备（鼠标、可视语言接口通常借助窗口管理系统和指示设备（鼠标、触摸屏等）来实现，一般应该具有如下功能：触摸屏等）来实现，一般应该具有如下功能：1 1）可视模式定义与表达；）可视模式定义与表达；2 2）可视查询；）可视查询；3 3）提供浏览机制。）提供浏览机制。2006年08月19日25第九章 多媒体数据库技术2、语音接口 这种接口通过简单的语音设备来实现。与其它接口方式相这种接口通过简单的语音设备来实现。与其它接口方式相比，语音接口更接近于人的自然交流方式。比，语音接口更接近于人的自然交流方式。3、程序设计语言 MDBMSMDBMS应该将多媒体数据的处理与面向对象的程应该将多媒体数据的处理与面向对象的程序设计思想相结合，提供面向对象的程序设计语言序设计思想相结合，提供面向对象的程序设计语言接口，即面向对象的多媒体数据库程序设计语言。接口，即面向对象的多媒体数据库程序设计语言。2006年08月19日26第九章 多媒体数据库技术9.4 多媒体数据库系统的实现方法 多媒体数据库系统实现方法目前可选择多媒体数据库系统实现方法目前可选择扩展关系数据库扩展关系数据库系统系统和和研究面向对象的多媒体数据库系统研究面向对象的多媒体数据库系统两种方法。两种方法。9.4.1 扩展关系数据库系统 扩充关系数据库系统，一方面要对数据模型进行扩充，扩充关系数据库系统，一方面要对数据模型进行扩充，使其具备前面介绍过的使其具备前面介绍过的NFNF2 2模型或对象模型或对象-关系模型的数据表示关系模型的数据表示能力；在此基础上，定义多媒体数据的语义解释功能，使传能力；在此基础上，定义多媒体数据的语义解释功能，使传统的关系数据库系统具备简单的多媒体数据访问能力。统的关系数据库系统具备简单的多媒体数据访问能力。2006年08月19日27第九章 多媒体数据库技术扩充关系数据库系统的主要技术方法有以下三种：1 1）借用操作系统平台的文件管理功能，实现对复杂多媒）借用操作系统平台的文件管理功能，实现对复杂多媒体数据的管理。体数据的管理。2 2）将关系表元组中格式化数据和复杂多媒体数据装在一）将关系表元组中格式化数据和复杂多媒体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。起形成一个完整的元组，存放在数据页面或数据页面组中。3 3）将关系表元组中的复杂多媒体数据分成两部分，一部）将关系表元组中的复杂多媒体数据分成两部分，一部分是复杂多媒体数据本身，另一部分是对复杂多媒体数据的分是复杂多媒体数据本身，另一部分是对复杂多媒体数据的引用（属格式化数据）。引用（属格式化数据）。2006年08月19日28第九章 多媒体数据库技术9.4.2 研究面向对象的数据库系统1、功能模块定义 面向对象的面向对象的MDBSMDBS，是建立在面向对象的数据模型之上的。，是建立在面向对象的数据模型之上的。根据根据MDBSMDBS的一般功能需求，规划定义相应的功能模块，这是的一般功能需求，规划定义相应的功能模块，这是实现面向对象实现面向对象MDBSMDBS的重要环节。的重要环节。2、存储结构与存取方法 目前存储结构的实现方法可以分为两大类：目前存储结构的实现方法可以分为两大类：1)1)基于现有关系数据库系统的存储结构和方法；基于现有关系数据库系统的存储结构和方法；2)2)重新设计更符合多媒体对象特点的存储结构和方法。重新设计更符合多媒体对象特点的存储结构和方法。2006年08月19日29第九章 多媒体数据库技术3、面向对象MDBS的优点 1 1）能更好描述复杂多媒体对象，高效处理定义在这些）能更好描述复杂多媒体对象，高效处理定义在这些对象之上的结构语义。对象之上的结构语义。2 2）支持抽象数据类型的用户定义方法，便于数据库系）支持抽象数据类型的用户定义方法，便于数据库系统定义新的数据类型和操作。统定义新的数据类型和操作。3 3）面向对象模型的数据抽象、功能抽象与消息传送的）面向对象模型的数据抽象、功能抽象与消息传送的特点使对象在系统中是独立的，具有良好的封闭性。特点使对象在系统中是独立的，具有良好的封闭性。4 4）面向对象模型的类、类层次以及继承和多态等特点，）面向对象模型的类、类层次以及继承和多态等特点，不仅减少了冗余，还有利于版本控制。不仅减少了冗余，还有利于版本控制。5 5）面向对象模型的查询语言通常沿着系统提供的内部）面向对象模型的查询语言通常沿着系统提供的内部固有联系进行，避免了大量查询的优化工作。固有联系进行，避免了大量查询的优化工作。2006年08月19日30第九章 多媒体数据库技术9.5 多媒体数据库的查询9.5.1 多媒体数据库的查询分类 多媒体数据库的查询可分为以下不同类型：多媒体数据库的查询可分为以下不同类型：1 1）基于内容的查询。）基于内容的查询。2 2）依据实例查询（）依据实例查询（QBEQBE，Query By ExampleQuery By Example）。）。3 3）时间索引查询（）时间索引查询（Time Indexed QueriesTime Indexed Queries）。）。4 4）空间查询。）空间查询。2006年08月19日31第九章 多媒体数据库技术9.5.2 多媒体数据库的查询过程 1)对于单一媒体的查询请求，可直接定位到指定媒体的对于单一媒体的查询请求，可直接定位到指定媒体的数据库；数据库；2)2)对于组合媒体的查询请求，可有多种不同的查询方式。对于组合媒体的查询请求，可有多种不同的查询方式。比如，可按某种媒体顺序，先后查询相应的数据库。如果比如，可按某种媒体顺序，先后查询相应的数据库。如果是是“逻辑与逻辑与”查询，则前一个查询结果作为后一个查询的查询，则前一个查询结果作为后一个查询的范围。例如，对于图文组合的查询请求，系统可按如下两范围。例如，对于图文组合的查询请求，系统可按如下两种顺序相应请求：先查询文本库，找到所需文本后，再在种顺序相应请求：先查询文本库，找到所需文本后，再在该文本中确定是否包含要找的图像信息；先查询图像库，该文本中确定是否包含要找的图像信息；先查询图像库，找到所需的图像后，再检测该图像中是否包含所需的文本找到所需的图像后，再检测该图像中是否包含所需的文本信息。信息。3 3）若要查询的多媒体数据库分布在不同位置，则可根据）若要查询的多媒体数据库分布在不同位置，则可根据分布索引完成数据库的逐步定位。分布索引完成数据库的逐步定位。2006年08月19日32第九章 多媒体数据库技术9.5.3 多媒体数据库的查询方法1 1、模式识别法、模式识别法2 2、特征描述法、特征描述法 1 1）自然语言描述法）自然语言描述法 2 2）图像解释法）图像解释法 3 3）特征矢量法）特征矢量法3 3、对文本数据的查询方法、对文本数据的查询方法 1 1）基于关键字的查询）基于关键字的查询 2 2）全文本查询）全文本查询 3 3）基于文件模型的方法）基于文件模型的方法2006年08月19日33第九章 多媒体数据库技术本章小结通通过本章学本章学习，应掌握以下知掌握以下知识点：点：l传统的关系数据的关系数据库系系统擅擅长处理整数、理整数、实数、定数、定长字符等字符等简单格式化数据，而格式化数据，而对图像、声音、像、声音、视频等多媒体信息在数等多媒体信息在数据描述、存据描述、存储、查询处理等方面均存在局限性。理等方面均存在局限性。l多媒体数据多媒体数据库系系统（MDBSMDBS）是根据多媒体数据的特点和多媒）是根据多媒体数据的特点和多媒体体应用需求而建立的，它由多媒体数据用需求而建立的，它由多媒体数据库（MDBMDB）、多媒体）、多媒体数据数据库管理系管理系统（MDBMSMDBMS）两大部分）两大部分组成。向用成。向用户提供多媒提供多媒体数据的管理（数据表示、存体数据的管理（数据表示、存储、控制等）能力。、控制等）能力。l多媒体数据多媒体数据库系系统可采用集中型、主从型和可采用集中型、主从型和协作型三种作型三种组织结构。构。2006年08月19日34第九章 多媒体数据库技术l多媒体数据多媒体数据库系系统的数据模型有的数据模型有NF2模型、面向模型、面向对象模型和象模型和对象象-关系模型。关系模型。l多媒体数据多媒体数据库系系统的用的用户接口分接口分为操作接口和程序操作接口和程序调用接口用接口两种，从人机交互媒体看，又可分两种，从人机交互媒体看，又可分为可可视图文接口和可听文接口和可听语音接口。两者的音接口。两者的结合可使人机交互方式跨上一个新台合可使人机交互方式跨上一个新台阶。l实现多媒体数据多媒体数据库系系统的方法有两种，一种是在关系型数据的方法有两种，一种是在关系型数据库系系统的基的基础上，上，扩展展处理多媒体数据的能力；另一种是以理多媒体数据的能力；另一种是以面向面向对象的数据模型象的数据模型为基基础，重新，重新设计适合于多媒体数据管适合于多媒体数据管理的多媒体数据理的多媒体数据库系系统。l多媒体数据多媒体数据库的的查询主要是基于内容的主要是基于内容的查询，要，要实现对多媒多媒体数据基于内容的体数据基于内容的查询，多媒体数据，多媒体数据库系系统必必须能能够从媒体从媒体数据中分析、提取出可供数据中分析、提取出可供检索的内容特征，并将索的内容特征，并将这些内容特些内容特征征进行行结构化的表示。构化的表示。查询通通过相似匹配来完成。相似匹配来完成。2006年08月19日35第九章 多媒体数据库技术提问与解答环节Questions And Answers谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal