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8/6/2019 [GIJRV 2006 2007]Tema3 Bases de Datos Multimedia
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{ MARCOS L{ MARCOS LPEZ SANZ }PEZ SANZ } Kybele, 2007
Bases de Datos Multimedia
Gestin de la Informacin en Juegos y Realidad Virtual
Mster en Informtica Grfica, Juegos y Realidad Virtual
Kybele, 2007 { MARCOS L{ MARCOS LPEZ SANZ }PEZ SANZ }
ndice
Introduccin a las BD Multimedia Datos Multimedia
Disciplinas en las que se utilizan BD multimedia
Aplicaciones Multimedia
Aspectos a considerar en las BD Multimedia
Sistemas de Bases de Datos Multimedia Definicin y caractersticas
Ventajas y tipos
Consulta de BDMM: lenguajes
Producto en detalle: Oracle interMedia
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Introduccin a las BD Multimedia
Tipos de datos multimedia Texto: estructurado o no estructurado (ver tema BD XML), hipermedia.
Grficos: dibujos e ilustraciones codificados segn un estndar de
descripcin de archivos (CGM, PICT, PostScript, etc.) Imgenes: elementos grficos codificados segn algn formato estndar
(mapa de bits, JPEG o MPEG) No subdivididas en componentes
Animaciones: secuencias temporales de imgenes o datos
Video: secuencia temporal de imgenes a una determinada velocidad (fps)
Audio estructurado: secuencia de sonidos identificados segn nota, tono,duracin, etc.
Audio digital: secuencia de sonidos digitales
Datos multimedia compuestos o mezclados : datos multimedia agregadosjunto con informacin sobre los datos (metadatos)
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Introduccin a las BD Multimedia
Aplicaciones multimedia Aplicaciones de repositorio:
Almacenamiento masivo de datos multimedia centralizados en un determinadorepositorio, generalmente jerarquizado y controlado por un SGBD
Procesamiento de los datos no inmediato (offline o batch) Ejemplos: imgenes de satlite, diseos de ingeniera, fotografas de astronoma,
datos radiolgicos, etc.
Aplicaciones de presentacin:
Aplicaciones de transmisin de informacin sujetas a restricciones temporales Streaming
Existe un gran peso sobre la Calidad del Servicio
Procesamiento de los datos inmediato (tiempo real)control de la poltica deprovisin de datos (paralelo/serie)
Ejemplos: visualizacin de video bajo demanda, audio a travs de la Web (podcasts,emisoras de radio), etc.
Trabajo colaborativo utilizando informacin multimedia
Ejecucin de tareas complejas en las que se ven involucrados procesos pesados quemanejan informacin multimedia distribuida
Ejemplos: Aplicaciones de telemedicina
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Introduccin a las BD Multimedia
Disciplinas en las que se utilizan BD Multimedia Gestin de registros y documentos
Diseos de fabricacin e ingeniera, registros mdicos de pacientes,material de publicacin, registros de reclamaciones de seguros, etc.
Difusin del conocimiento
Libros electrnicos, catlogos, manuales, enciclopedias, etc.
Educacin y formacin
Libreras digitales, material digital para docencia, etc.
Marketing, publicidad, entretenimiento, viajes.
Visitas virtuales, galeras de imgenes, industria cinematogrfica,contenidos Web, etc.
Monitorizacin y control en tiempo real
Control de operaciones de fabricacin, plantas de produccin deenerga, sistemas de transporte, control de pacientes, etc.
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Introduccin a las BD Multimedia
Aspectos a considerar de las BD Multimedia Modelado:
Utilizacin de bases de datos o de sistemas/tcnicas de recuperacin de lainformacin?
Diseo: Diferentes niveles: conceptual, lgico y fsico.
Aspectos de rendimiento y puesta a punto
Almacenamiento:
Representacin
Adecuacin a jerarquas de disco
Problemas de acceso a la informacin (entrada/salida)
Tcnicas de compresin/descompresin
Consultas y recuperacin de la informacin
Utilizacin de palabras clave o trminos de indexacin
Rendimiento
Documentos y texto: restricciones establecidas por el usuario
Evaluacin anticipada de consultas
Calidad del servicio
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Sistemas de BD Multimedia
Requisitos
Capacidades de SGBD tradicionales
Gestin de almacenes de alta capacidad
Funcionalidades de recuperacin de la informacin
Soporte para consultas multimedia
Presentacin, composicin e integracin de los contenidos multimedia
Interactividad e interfaz de acceso multimedia
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Sistemas de BD Multimedia
Representacin de datos en BD multimedia Representacin de datos:
Datos multimedia: imgenes, audio, video, etc. que son capturados,digitalizados, procesados, comprimidos y almacenados
Representacin del contenido:
Datos acerca del proceso de adquisicin, procesamiento ycodificacin. P. ej.: frecuencia de muestreo, resolucin, esquema decodificacin, etc.
Palabras clave descriptivas de cada dato multimedia: fecha, hora,autor de la adquisicin, etc. datos descriptivos del contenido
Datos asociados a las caractersticas del formato multimedia:distribucin de colores, tipos de texturas, formas, etc. datosdependientes del contenido
Resumiendo: datos multimedia + metadatos
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Sistemas de BD Multimedia
Panormica de un SBDM
Pre-procesamiento deconsultas
Sincronizacin ypresentacin
ndicendice
Organizacin e insercin,Borrado, Bsqueda
DatosDatos
Almacenamiento,Organizacin y Acceso
Adquisicin de datosy Procesamiento
Anlisis de datosmanual/automtico
Compresin
Bsqueda y recuperacinpor similitud
Interfaz de usuario
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Sistemas de BD Multimedia
Actividades:
1. Almacenamiento de datos: los datos son procesados, codificados (comprimidos)
y almacenados en sistemas de alm acenamiento masivo
2. Construccin de ndices: los datos son analizados manual o automticamente
para extraer los metadatos. Los metadatos son estructurados para poder
realizar consultas basadas en palabras clave o en contenido
3. Creacin de consultas: el interfaz de usuario ofrece herramientas y facilidades
para crear consultas sobre los datos alma cenados
4. Bsqueda y recuperacin: el proceso de bsqueda se basa en los criterios de
bsqueda establecidos y en medidas de distancia entre los datos a lmacenados y
los solicitados
5. Sincronizacin y presentacin: si los resultados comprenden medios
heterogneos es necesario presentarlos de una forma que s ea til para el cliente
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Sistemas de BD Multimedia
Consultas:
A travs de una herramienta de formulacin de consultas
Tipos de consultas:
Complejas: aquellas que se basan en mltiples predicados de
equivalencia/similitud
Query-by-Example: un objeto o parte de un objeto de la BD se
utiliza para formular la consulta. Por similitud (color, textura,
forma) se obtienen otros resultados de la BD
Consultas simblicas: cuando se tiene un conocimiento detallado de
lo que se quiere buscar y que est presente en los metadatos de los
objetos multimedia de la BD. Se suelen utilizar lenguajes parecidos
a SQL
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Sistemas de BD Multimedia
Lenguajes: Lenguajes nuevos/especializados:
PSQL (Pictorial SQL) 1988: basado en bsquedas y relaciones de formas geomtricas deobjetos espaciales. Operadores de distancia y superposicin. Sintaxis similar a SQL
MMQL (Multimedia Query Language) 1996: lenguaje para BD de vdeo. No soporta consultasespaciales.
CVQL (Content-based Video Query Language) 1996: lenguaje para BD de vdeo. Basado ensecuencias de framesde vdeo.
Otros: Hirzallaet al. 1995
Lenguajes basados en programacin lgica o funcional:
EVA 1992: lenguaje OO basado en caractersticas funcionales y teora de conjuntos. Nosoporta consultas espaciales o informacin de vdeo
Marcus and Subrahmanian(1996): Lenguaje de consulta basado en lgica formal. Utilizafunciones y predicados.
Extensiones de SQL:
ESQL 1991: lenguaje de consulta de imgenes para modelos relacionales.
PICQUERY+ 1993: lenguaje de consultas OO basado en conocimiento. Diseado para gestiny consulta de bases de datos alfanumricas y de imgenes. Plantillas de consulta paraespecificar predicados que restringen las vistas de la BD.
SEQL (SpatialEvolutionary Query Language) 1994: extensin de SQL para el manejo deimgenes mdicas. Soporta funciones temporales para la gestin de objetos y su evolucin
MOQL 1998: lenguaje de propsito general, permite manejar consultas sobre propiedadesespaciales y temporales.
Otros: PSQL (88), SpatialSQL(94), Bertino et al. (98), etc.
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BD Multimedia: Soluciones
Soluciones: Primer sistema de bases de datos multimedia: ORION en 1987
Mediados de los 90: Productos sin continuidad aparente
MediaDB MediaWay: soporte para imgenes, video, PowerPoint: segmentacin, enlazado ybsqueda
JASMINE / II (ComputerAssociates) Gestin de multimedia a travs de objetos
ORIONITASCA: arquitectura de BD cliente-servidor basada en objetos para
Productos comerciales y de investigacin
Oracle: Virage/Oracle 8 1996
Mdulo de expansin para la recuperacin de imgenes basado en cuantificacin de la similitud
Oracle 9i-10g
MDC/MIF/GIST (Oracle 9i) Para MPEG-7 y MPEG-21
IBM: IBM DB2 Universal Database Extender
IBM Informix(Datablades) 1996
QBIC: Sistema para recuperacin no semntica de datos basada contenido de video e imgenes
MIRROR
DISMA (1997)
DISIMA (2004)
MARS: BD Multimedia de propsito especfico. Basado en los estndares MPEG-7 y MPEG-21
C-BIRD (Content-BasedImage Retrievalin Digital-libraries)
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BD Multimedia: Soluciones
Integracin de MPEG-7 en BD Multimedia: MPEG-7:
Es un estndar de la Organizacin Internacional para la Estandarizacin ISO/IEC ydesarrollado por el grupo MPEG.
La primera versin se aprob en julio del 2001 (ISO/IEC 15938) y actualmente laltima versin publicada y aprobada por la ISO data de octubre del 2004
Objetivo: enlazar los elementos del contenido audiovisual, encontrar y seleccionar lainformacin que el usuario necesita e identificar y proteger los derechos del contenido
Permite la descripcin de metadatos de informacin multimedia (se apoya en unadescripcin XML Schema):
Palabras clave
Significado semntico (quin, qu, cundo, dnde)
Significado estructural (formas, colores, texturas, movimientos,sonidos)
El tipo de informacin a tratar es: audio, voz, vdeo, imgenes, grficos y modelos 3D.
Metadatosorganizados en 8 partes:
1 5: especificacin de caractersticas asociadas a la tecnologa
6 8: caractersticas de apoyo
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BD Multimedia: Soluciones
Integracin de MPEG-7 en BD Multimedia: Modelo de datos
Para gestionar datos MPEG-7 es necesario que exista un modelo de datos subyacenteque sea eficiente y coherente con la estructura del MPEG-7
Al estar basado en XML Schema, MPEG-7 es fcilmente integrable en soluciones que
soporten XML (XMLType de Oracle por ejemplo) Lenguaje de consulta
Consultas basadas en datos similares
SQL/MM (2001): basado en un modelo de datos para consultas sobre datosmultimedia que extiende SQL-99. Admite bsqueda sintctica pero no semntica
MOQL (1997): lenguaje que extiende OQL-98. Aade propiedades espaciales,temporales y de presentacin para recuperacin de imgenes y vdeo basado encontenido
Solucin: unificar los lenguajes de consulta multimedia con lenguajes SQL/XML
Mtodos de acceso
Indexacin de datos multimedia: basado en rboles de bsqueda SR-Tree, X-Tree, M-Tree
Solucin para MPEG-7: indexado por descriptores semnticos
Optimizacin de consultas
Utilizacin de modelos de coste para evaluar el peso
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BIBLIOGRAFA
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Elmasri, R.; Navathe, S. B. Fundamentals of Database Systems (4th edition).Ed. Addison-Wesley, 2004.
Ghafoor, A. Multimedia database management systems. ACM ComputingSurveys (CSUR) December 1995 Volume 27 Issue 4
Johnson, R. B. (1999). Internet multimedia databases. IEEE Colloquium onMultimedia Databases and MPEG- 7, 5/1 - 5/6
Kosch, H. and Dller, M., Multimedia database systems: Where are wenow?, Special Session Talk at the IASTED DBA-Conference in Innsbruck,February 2005.
Kalipsiz, O., Multimedia databases, Information Visualization, 2000.Proceedings. IEEE International Conference on, pp111 115, 19-21 July 2000
Li, J. Z. , zsu, M. T. and Sz afron, D.: "Moql: A multimedia object querylanguage", Technical Report, University of Alberta, Canada, 1997.
Subramanya, S. R. "Multimedia Databases," IEEE Potentials, vol. 18, pp. 16 -18, 2000.
Oracle interMedia Documentation.http://www.oracle.com/technology/documentation/intermedia.html
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