多媒体数据库技术及其研究动态

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1、多媒体数据库技术初探周越［摘要］多媒体数据库技术是一个方兴未艾的热门课题，目前对这一课题所展开的研究十分广泛且相当热烈。本文主要探讨了多媒体数据丿牟与常规关系数据炸在技术上的区别以及多媒体数据廉所需采川的关键技术，并对11前多媒体数据库的研究动态进行了介绍。［关键词］多媒体数据库关系数据库回向对彖技术面向对彖数据库一、多媒体数据库的产牛背景随着计算机辅助设计、计算机辅助制造等计算机应川技术的不断发展，许多复杂的应用对彖中涉及到大量的图形、图像、声音、动画等多媒体数据类型。起初,应用程序开发者立接采用文件系统方式存

2、放数据，在程序中直接对数据文件进行操作，数据的物理存储方式对开发者是不透明的。但是当数据需求量不断增加，数据量越来越大，随Z而来的是对数据操作的困难不断增加。尤共当人们试图在分布式环境下进行多媒体数据的处理时采用文件系统的方式已完全不能适应了。因此，当人们在寻找一种更加完善的解决办法时，多媒体数据库技术作为一种强大的多媒体数据处理技术成为了首选方案。二、多媒体数据库与常规关系数据库的区别(1)数据模型的区别与传统数据类型相比，多媒体数据不仅包含整型、实型、布尔型和字符型等传统数据类型，而且还应包括图形、图像、声音

3、、文字、动画等复杂数据类型。从数据量上看，常规数据与多媒体数据的人小差別可以达到儿千、儿万甚至儿十万倍。100兆的空间能存放一个中等大小的数据库，而同样的容量仅能存放io分钟的影像；从数据长度上看常规数据项一般采用定长记录处理，存储结构淸晰，而多媒体数据长度可变；从数据传送方而看，多媒体数据不论是视频媒体还是咅频媒体，都要求连续播放，否则将导致严重失真，这就要求CPU、1/0、RAM、网络带宽及软件算法比常规数据快一个档次。因此，多媒体数据项对应一个复杂对象，而并不是一个不可再分的原了数据，它的数据模型通常具有复

4、杂的层次结构，而不同于简单关系模型。（2）数据定义与操作不同由于数据模型不同，因而多媒体数据廉在数据定义与操作上与传统的关系数据库不同。如上所述，关系数据库采川关系数据模型，数据可以构造成一张张二维表，每表即一个关系，每行是一个元组，一列是一属性，I大I而对这些规范的关系可方便地定义并实施各种标准操作，如投影、选择、联接和各种集合运算，从而可为用八提供简明的数据视图及SQL语言。而多媒体数据库山于具有独特的存储结构、数据模型以及操作需求，必须采用专用方法。（3）查询方案及优化算法不同同样，山于数据定义与操作的不同

5、，多媒体数据库要采用独特的杏询优化算法。多媒体数据库的用八往往需要在吋间和空间两个方而同吋对数据进行操作，如选取-•段音频数据中的-•部分，两段影像连接起來等等。多媒体数据库需要提供更高层次的优化方案来满足用户的查询需耍。三、多媒体数据库的关键技术（1）面向对象的数据模型为了方便灵活地处理图形、图像、声咅、动画等具有层次结构的多媒体数据对象，目前大多数多媒体数据库采用而向对象的多媒体数据模型。它是一个有向无环图，图中有一个根，是这棵树上其他类的超类。它有自己的属性、方法和约束，并有指针指向其所有直系子类。每一个子

6、类都有其属性、方法和约束，并继承其父类的所有的性质。（2）多媒体数据库语言ANSI对多媒体数据廉的语言标准进行了研究，并于1991年8月完成最终报告，该报告以SQL标准为基础，扩展了査询语言数据类型以及程序设计方而等许多而向对象的概念，提出了对象数据管理参考模型标准化建议，并提出了SQL3规范。1992年乂提出了SQLMM标准，它对多媒体数据库的数据类型进行了扩充。（3）多媒体数据库存储技术多媒体数据库数据量大、变长II无法预估，因而不能采用定K、字段、记录块三级存储单元组织存储，这在存储结构上人人增加了复朵度，

7、为了维持SQL3的操作，字段、记录块必须以定长格式组织。为此，将存储结构分为两部分，一部分记录常规数据及多媒体数据的指针，另一部分是多媒体数据，仍以定长组织，但通过链指针实现动态可变长度。（4）多媒体数据库检索技术对常规数据库的检索，故有效的是B树，可是£树是一维线性检索，而多媒体数据库而对的是二维以上的N维空间检索，因此B'树就失效了，这里不存在一个能用于不同媒体检索的索引机制，而需针对不同媒体采用不同索引机制。（5）多媒体数据库传送技术多媒体数据廉传送的主要问题是数据量太大，从而网络时延大大增加。这对于静态的

8、文字、图片等数据来说问题不人，而对于连续的视频或音频，则会影响效果。这个问题上要靠增人网络带宽以及改善传送路径来解决。四、多媒体数据库的研究动态目前对多媒体数据库的研究分为两大方向。（1）面向对象数据库的研究早期的血向对彖数据库研究主耍集中在建造复杂对彖的模熨方血，在扩展关系代数理论、嵌套关系、复杂对彖演算等方面的研究也取得了相应研究成果。这些为构造复杂对象模型建立了模式