[GIJRV 2006 2007]Tema3 Bases de Datos Multimedia

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


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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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



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.



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



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



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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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



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



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)



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



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

David, M. M. Multimedia databases through the looking glass. IntelligentEnterprises Database programming & design.http://www.dbpd.com/vault/9705davd.htm. 1997

Dller, M. MPEG-7 Meets Multimedia Database Systems. Journal of UniversalKnowledge Management, vol. 1, no. 1 (2006), 18-25

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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