第09章 多媒体数据库技术

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1、第九章多媒体数据库技术主讲人：杨帆第1页/共44页第九章多媒体数据库技术本章导读多媒体数据库技术是多媒体信息处理的关键技术之一，主要任务是根据多媒体数据的自身特点以及应用需求，研究适合多媒体数据存储、检索以及相关管理操作的多媒体数据库系统。多媒体数据库技术的基本内容包括多媒体数据模型、多媒体数据库管理系统的体系结构、功能需求、实现方法以及多媒体数据的查询检索策略等。本章将在介绍一般数据库技术的基础上，通过分析多媒体数据的特点和存储需求，简单讨论多媒体数据库系统的基本概念和基本技术。主讲人：杨帆2第九章多媒体数据库技术本章主要内容9.1多媒体数据库技术概述9.2多媒体数据库系

2、统的数据模型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主讲人：杨帆第3页/共44页第九章多媒体数据库技术9.1多媒体数据库技术概述多媒体数据的特点传统数据库技术简介传统数据库技术的局限性多媒体数据库的主要技术问题多媒体数据库是一种能够有效定义、存储、管理、检索多媒体信息的数据库系统，它建立在传统数据库技术的基础上，针对多媒体数据的特点和处理要求，进行专门的数据模型定义和技术扩充，形成面向应用的多媒体数据库技术。主讲人：杨帆4第九章多媒体数据库技术9.1.1多媒体数据的特点多媒体数据主要指文本、图形图像、声音、视频、动画等各种不同媒体信息及

3、其集成后的超媒体信息。从数据管理的角度看，多媒体数据除了具有数据量大的特性外，还具有不规则性、复合性、分散性、交互性和时序性等特点。主讲人：杨帆第5页/共44页第九章多媒体数据库技术9.1.1多媒体数据的特点不规则性：指多媒体数据形式多样（格式文本、图像、声音、视频）、类型各异（每种媒体形式因压缩算法不同而出现不同格式类型），没有一致的取值范围，没有相同的数据量级，也没有相似的属性集，多媒体数据定义的是复杂、异构的多媒体实体。因而在多媒体数据库中又把多媒体数据称为“无格式数据”；复合性：指多媒体数据是由各种形式的数据组合而成。主讲人：杨帆6第九章多媒体数据库技术9.1.1多

4、媒体数据的特点分散性：指多媒体数据可以分布在不同的机器、不同的设备、不同的网络区域上；交互性：指多媒体数据在应用时需要提供人机交互能力；时序性：指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。多媒体数据的这些特点，对多媒体数据库系统在数据组织、数据管理、体系结构、用户接口、数据查询等方面提出了新的要求。主讲人：杨帆7第九章多媒体数据库技术9.1.2传统数据库技术简介数据库系统（DBS）是由数据库（DB）和数据库管理系统(DBMS)两大部分组成。DB负责管理各类简单格式数据；DBMS负责向用户提供存储、查询、处理、恢复等各种数据管理功能，用

5、户通过请求DBMS实现对数据的操纵。是DBS的管理核心。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。其中关系模型为主导。主讲人：杨帆第8页/共44页第九章多媒体数据库技术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。图9-1数据库系统的层次结构主讲人：杨帆第9页/共44页第九章多媒体数据库技术模式又称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据概念视图（概念层）。它是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也与具体的应用程序、应用开发工具及程序设计语言无关。一个数据

6、库只有一个模式。外模式是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据表现视图（表现层），是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。内模式是数据物理结构和存储方式的描述（物理层）。主讲人：杨帆10第九章多媒体数据库技术9.1.3传统数据库技术的局限性传统数据库系统的主要处理对象是整数、实数、字符串等简单类型数据，但这种格式数据很难实现对人脸、指纹、人的声音等事物的有效描述。多媒体数据对象除了具有状态特征以外，还有一定的行为特征。传统数据库系统中的关系数据模型只能表示数据对象的状态，而无法表示数据对象的

7、行为。传统数据库系统可以在用户给出查询条件后迅速地检索到正确的信息，但面对图像、声音、视频等无格式数据，如何设定检索条件，如何查询所需结果等，都是无法直接实现的。主讲人：杨帆第11页/共44页第九章多媒体数据库技术9.1.4多媒体数据库的主要技术问题数据模型问题：由于多媒体数据的不规则性（形式多样，类型各异），使得传统的层次模型、网状模型以及关系模型等均不能有效地定义多媒体数据在数据库中的状态与行为特征。大容量存储问题：研究数据量巨大且媒体差异极大的多媒体数据的组织和存储方法。数据管理的难度问题：各种媒体以及同种媒