多媒体数据库技术9.ppt

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1、多媒体技术及应用第9章多媒体数据库技术——基于内容的检索与查询多媒体数据对数据库操作，特别是对数据库操作的检索与查询提出了新的要求。非多媒体数据库一般只提供基于表示形式的检索，提供诸如关键字一类的检索和查询。多媒体数据库则提供基于内容的检索，要求数据库系统能对图像或声音等媒体进行内容语义分析，以达到更深的检索层次。1．基于内容的查询基于内容的查询是MMDBS的一项高级功能，通过这一功能，用户可以查找和获取包含特定内容的多媒体对象，例如，讲述多媒体数据库的文章、包含黑色轿车的图片等。为了支持这一功能，MMDBS需要解决一系列新的问题，

2、例如，如何提取多媒体对象包含的内容、如何对内容进行抽象及表示、如何为多媒体对象建立基于内容的索引、如何提交内容查询、如何处理内容查询等。内容查询机制是MMDBS中一个较为复杂的子系统，在诸如文档资料管理系统、地理信息系统中有着广泛的应用2．多媒体对象的内容属性多媒体对象的内容属性是对多媒体对象所含内容的一种概括性描述。例如，我们可以利用关键词来概括文字对象的内容、可以利用彩色直方图来概括图像对象的内容等。内容属性能否准确合理地表示多媒体对象的内容会对内容查询的好坏产生直接的影响，因此，如何为库存的多媒体对象选取恰当的内容属性，就成为

3、了MMDBS在实现内容查询这一功能时应当首先解决的问题。下面，仅就一些媒体类型常见的内容属性作简要的介绍。1)文本关键词常被选作文本对象的内容属性。关键词的取值为一个集合，由若干单词构成，这些单词在文章中出现的频率较高且反映了文章的主题。例如，一篇讨论多媒体数据库的文章，其关键词可以是“多媒体”、“数据库”和“MMDBS”。我们称所有库存文本对象关键词属性的集合为词汇，词汇往往同文本对象的应用领域(如计算机应用、经济等)有关，是对某个领域具有代表性的单词的汇总。此外，为了支持较为复杂的文本内容查询，一些MMDBS除了保存及管理词汇之

4、外，还进一步从应用领域的特点出发，发掘并维护与之密切相关的信息。以概念查询为例，除保存词汇之外，系统还维护某领域常用单词之间在概念上的关联关系。2)图形图形对象由若干彼此之间具有一定空域约束关系的几何体构成。几何体的各种特征(如几何体的形状特征、面积、周长等)以及几何体之间的位置关系(如几何体的空间位置、几何体间空域关系的类型等)常被选作图形对象的内容属性。由于图形对象与其应用领域有关，因此图形对象的内容属性是与其应用领域(如VLSI，CAD，GIS等)的特点相对应的。(1)图像。图像对象常见的内容属性包括颜色、纹理、对象特征、图像

5、边缘等。现简单讨论如下：①颜色。图像的颜色特征常由颜色直方图来表示。颜色直方图反映了图像像素在彩色空间的分布状况，而与图像包含的对象(如汽车、房屋、树林等)关系不大。为了建立起颜色分布状况与图像中某些位置间的关联关系，除了计算整幅图像的颜色直方图外，还可以将图像分割为一系列区域，并获取每个区域的颜色直方图。②纹理。很多图像在局部区域内呈现不规则性，但在整体上表现出规律性，习惯上把图像的这种特性称为纹理。图像内容的纹理特征可进一步由粗糙性、方向性及对比度3个参数来表示。③对象特征。颜色、纹理的内容属性反映了图像数据自身的物理特点，并不

6、能直接表示图像所含的对象。为了支持用户对包含某类对象的图像的查询(如返回所有包含汽车的图片等)，图像中关键的对象的特征也常常被作为图像的内容属性，这些特征包括对象的大小、对象在图像中的位置以及形状等。由于人们对形状相似性的理解带有较强的主观色彩，因而对形状的表示及比对是图像内容查询中的难题。④边缘特征。某些系统允许用户在定义查询表示时，使用绘图工具手工勾勒出目标对象的边沿形状。这时，系统就需要选取边缘特征作为图像的内容属性。在图像分析中，图像灰度级的局部不连续性称为局部边沿或边沿元，而由诸多边沿元沿其切线方向连接成的大范围的线段，称

7、为边缘。所谓边缘特征，是指一个由一幅图像中若干边缘构成的集合，这些边缘能够抽象地表示图像的内容，如图像所包含对象的轮廓等。此外，内容属性还有与生成图像的应用领域紧密相关的属性，如在一个脸部图像系统中，内容属性还包含五官的相对位置关系等。(2)视频对象。视频对象由一系列静止图像构成，每幅图像被称为帧，即帧是视频对象最基本的构成单元。由于不同帧之间在内容上关联程度不同，所以在对视频对象的内容进行抽象之前，往往需要首先对其进行必要的层次划分。因此，对视频对象内容的抽象可以转化为对某些关键性镜头的内容的抽象，相应地，视频对象的内容属性是那些

8、关键性镜头在内容上呈现出来的特征，如镜头所含的各种摄像动作(如摇、推、拉、追踪等)、镜头中运动物体和镜头的关键帧等。镜头(Shot)由摄像机对某一场景不间断地记录时所获取的视频数据构成，一个镜头所包含的各帧在内容上最为相关，即镜头是对