Oberseminar Datenbanken

Multimediale DatenbankenChristian Völschow

Übersicht (Einleitung)

Was ist Multimedia Anwendungsfelder Multimedia Objektorientierte Datenbanksysteme

Übersicht (Hauptteil)

Multimediale Anforderungen an DB Analyse der Eignung von DB für MM-

Anwendungen DB-Einsatz in kommerziellen MM-

Anwendungen Oracle interMedia Audio, Image, Video

I. Einleitung

1. Was ist Multimedia

Medium Unter einem Medium wird allgemein ein Mittel zur Darstellung von Informationen verstanden. Für den praktischen Einsatz in Informations- und Kommunikationssystemen sind primär optische und akustische Medien relevant (Text, Graphik, Animation, Ton, Standbild und Bewegtbild).Dabei kann es zu einer Aufteilung in zeitunabhängige und zeitabhängige Medien kommen:

Zeitunabhängige Medien:

Text Graphik (Raster-)Bilder

Zeitabhängige Medien:

Animation Audio Video

Klassifikation von Medien

Bild(S/W, Farbe,...)

Video(S/W, Farbe,...)

Audio(Mono, Stereo,...)

Graphik(Vektorgraphik, Postscript,...)

Animation(Geschwindigkeit, Auflösung)

Text(formatiert, unformatiert,...)

zeitunabhängig zeitabhängig

Multimedia

Wie der Name schon sagt, kommen hierbei mehrere Medien gleichzeitig zum Einsatz. Allerdings konstituiert nicht jede Kombination verschiedener Medien (z.B. Text und Graphik) ein Multimediasystem. Im folgenden soll unter Multimedia die “rechnergesteuerte, integrierte Verarbeitung, Speicherung, Darstellung, Kommunikation, Erzeugung und Manipulation von unabhängigen Informationen mehrerer zeitunabhängiger und zeitabhängiger Medien” verstanden werden.

2. Anwendungsfelder MM

Information, Präsentation, Archivierung Kommunikationssysteme Ausbildung und Training Analyse und Entwurf Überwachung Freizeitgestaltung

3. Objektorientierte DBS

II. Hauptteil

1. Multimediale Anforderungen

Datentypen Komplexe Datenstrukturen Leistungsverhalten Speicherung Unterstützung der Abfrage und Suche Entwicklungs- und Manipulationstools

Datentypen

mit typspezifischen Operatoren Erweiterbarkeit

Komplexe Datenstrukturen

Beziehungen zwischen SMOs Aggregation Substitution Attributbeziehung ...

Leistungsverhalten

sehr große Datenmengen Realtime-Verarbeitung schneller Zugriff effiziente Speicherverwaltung

Speicherung

große Speicheranforderung(Video, Audio,...)

Datenkompression Geräteunabhängigkeit

Speicherbedarf einzelner Medienarten

0 100 200 300 400 500 600

1 Seite Text, A4, S/W

1 Seite Graphik,24 bit/Bildelement

1 Sekunde Audio(Stereo), kompr.

1 Sekunde Audio(Stereo)

1 Sekunde Video,komprimiert

Video Standbild 500

150

88

22

50

2

Speicherbedarf in KB

Unterstützung der Abfrage und Suche

assoziative Abfrage Inhaltssuche (Bild mit Bäumen) Deskriptoren

Entwicklungs- und Manipulationswerkzeuge

Medien aufnehmen Medien verwalten über alle Phasen

2. Analyse der Eignung von DB

Datentypen Komplexe Datenstrukturen Leistungsverhalten Speicherung Unterstützung der Abfrage und Suche Entwicklungs- und Manipulationstools

Datentypen

BLOB (binary large object) RDBS -> keine Datenabstraktion OODBS -> abstrakte Datentypen MADT mit eigenem Datentyp

(z.B. SOUND, IMAGE) Klassen und Methoden (OODBS)

Klassen- und Aggregationshierarchie

Medienobjekt

zeitunabh. Medien zeitabh. Medien

Text Graphik Bild Audio

Animation Video

Aggregation

Generalisierung

Komplexe Datenstrukturen

Attributbeziehungen Aggregationsbeziehungen (Abb. 5) Synchronisationsbeziehungen Äquivalenzbeziehungen

Objektspeicherung im RDBS und ODBS (Abb.5)

Leistungsverhalten

geeigneten Maßstab zum Vergleich Engineering Benchmark Join-Operationen (RDBS) -> langsam realitätsnahe Modellierung (ODBS) ->

schneller

Speicherung

genügend große Speichermedien Geräteunabhängikeit (RDBS + ODBS) Formatunabhängigkeit(BLOB, ADT) !! BLOBs (Bitfolgen) !! Versionen- und Variantenverwaltung

(ODBS)

Unterstützung der Abfrage und Suche

Verfahren sollte Medium angepaßt sein RDBS -> mengenorientierte Abfrage ODBS -> individuelle Methoden Mustererkennung (pattern matching) Bilder -> QPE (query by pictoral

example), QPIC (query by image content)

Inhaltsbeschreibung

Entwicklungs- und Manipulationswerkzeuge

built-in application Programmiersprache <--> RDBS ODBS + Programmiersprache =

Weitere Datenbankaspekte

Integrität Transaktionsmanagement Echtzeitarbeit

3. DB-Einsatz in kommerziellen MM-Anwendungen

in Praxis: vor allem RDBS AIC -> Oracle relationale Eigenentwicklungen RDBS -> Verzicht auf Audio und Video OODBS besser geeignet OODBS -> Forschung

4. Oracle interMedia Audio, Image, Video

Komponente von Oracle8i interMedia Objekt-Typen (benutzerdefiniert) erweiterbar Unterstützung Audio-,Image- und

Video-Daten-Eigenschaften keine Endbenutzer-Anwendung

Was leistet das System?

Speicherung Volltexte Speicherung Multimedia-Daten Unterstützung strukturierter Dokumente

(XML, HTML,...) Abfrage der Elemente: about phonetische Ähnlichkeit: soundex ...

Was leistet das System nicht?

kein Plus-Operator kein Operator für Verweise Probleme:

– Preis– komplexe Administration– Datenformate ändern sich oft

III. Schlußbetrachtung

Eine MM-Datenbank muß medienspezifische Datentypen für eine angemessene Aufnahme der Daten zur Verfügung stellen. Es sollte aber auch die Verwaltung der verschiedenen Beziehungen zwischen den Medienobjekten gewährleisten und, insbesondere für die Verarbeitung zeitabhängiger Medien, ein hohes Leistungsverhalten aufweisen. Wichtige Kriterien sind außerdem die Format- und Geräte-unabhängigkeit, die Bereitstellung von effizienten, optimierbaren Verfahren zur Suche und Abfrage sowie die Unterstützung von Entwicklungs- und Manipulations-werkzeugen. Eine MM-Datenbank muß natürlich auch den allgemeinen Anforderungen (z.B. Gewährleistung Datensicherheit und –integrität) entsprechen.

RDBS sind letztlich nicht auf die Verwaltung unstrukturierter Daten ausgelegt. In summa erweisen sich OODBS prinzipiell als das geeignetere System für eine Medienunterstützung in MM-Anwendungen.