Silde bài giảng cơ sở dữ liệu đa phương tiện

CSDL ĐA PHƯƠNG TIỆN PGS.TS. Đặng Văn Đức dvduc@ioit.ac.vn Hà Nội - 2005/14 Mô tả môn học  Cung cấp cho học viên kiến thức liên quan đến việc phát triển Hệ quản trị CSDL đa phương tiện (MMDBMSMultimedia Database System) với khả lưu trữ, quản lý tìm kiếm liệu đa phương tiện sở nội dung.  Các vấn đề nghiên cứu bao gồm:    Dữ liệu đa phương tiện hệ thống đa phương tiện Các kỹ thuật trích chọn đặc trưng kỹ thuật mục liệu đa phương tiện Các nhiệm vụ phát triển hệ thống CSDL đa phương tiện. Chủ đề         Giới thiệu MMDBMS Dữ liệu đa phương tiện Các nhiệm vụ thiết kế MMDBMS Chỉ mục tìm kiếm văn Chỉ mục tìm kiếm âm Chỉ mục tìm kiếm ảnh Chỉ mục tìm kiếm video Kỹ thuật cấu trúc liệu nâng cao hiệu tìm kiếm đa phương tiện  Hỗ trợ hệ thống MMDBMS  Các chủ đề tiểu luận Tài liệu  Tài liệu học  Tài liệu biên soạn (pptx)  Tài liệu tham khảo   Guojun Lu, Multimedia Database Management Systems, Artech House, Boston – London, 1999. Subrahmanian V.S., Principles of Multimedia Database Systems, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., California, 1998. Yêu cầu môn học  Nhiệm vụ học viên   Tham gia nghe giảng lớp học Tự nghiên cứu  Đánh giá kết   Điểm đánh giá phận: 30% Điểm thi kết thúc môn học: 70% Bài GIỚI THIỆU CSDL ĐA PHƯƠNG TIỆN PGS.TS. Đặng Văn Đức dvduc@ioit.ac.vn Hà Nội 2005/2014 Nội dung        Giới thiệu Ứng dụng CSDL đa phương tiện Một vài khái niệm sở Tìm kiếm thông tin đa phương tiện Các lĩnh vực liên quan Các giai đoạn phát triển MMDBMS Kết luận 1. Giới thiệu  Nghiên cứu đa phương tiện (MM-multimedia)   Giai đoạn đầu (giữa năm 90) : Xây dựng CD-titles, truyền tin đa phương tiện . Các nghiên cứu nay: CSDL đa phương tiện, tìm kiếm liệu đa phương tiện theo nội dung .  Tại phải nghiên cứu phát triển Hệ quản trị CSDL đa phương tiện (MMDBMS)?   Ngày có nhiều liệu đa phương tiện cần lưu trữ, quản lý chia sẻ. CSDL truyền thống không đáp ứng yêu cầu.  Các vấn đề cần quan tâm nghiên cứu phát triển MMDBMS.   Chỉ mục tìm kiếm nội dung Truyền thông đa phương tiện 2. Thí dụ ứng dụng MMDBMS  Kịch đa phương tiện  Điều tra tội phạm buôn bán ma túy  Quản lý liệu hình ảnh  Ảnh y học  Quản lý liệu video  Âm nhạc giải trí  Quản lý tài liệu   Văn bản/sách điện tử Trang Web  Tích hợp  Geographic information Police application Still image data Dạy-học từ xa  Quản lý liệu âm  Audio (Phone) data Surveillance video Thư viện số Relational data Document data Một kịch MMDBMS Ví dụ ứng dụng MMDBMS  Thư viện số Ví dụ ứng dụng MMDBMS  CSDL tài nguyên sinh vật (IOIT-VAST). Ví dụ ứng dụng MMDBMS  Sinh trắc học việc cấp, quản lý CMND (Tổng cục Cảnh sát QLHC TTATXH) 3. Một vài khái niệm sở  Khái niệm Multimedia    Multi (Latin: multus-, Eng: numeous): đa, nhiều Media (Latin: medius, Eng: means, intermediary): Phương tiện truyền đạt thông tin, loại thông tin: văn bản, hình ảnh, âm video. Định nghĩa Multimedia:   Là tập hợp kiểu liệu (media) sử dụng chung, có kiểu văn bản. Là kỹ thuật sở máy tính biểu diễn, xử lý, lưu trữ, truyền tải, sản xuất trình diễn dạng số loại liệu khác văn bản, ảnh, âm thanh, video, đồ họa, hình ảnh động… Một vài khái niệm sở  Tính chất Multimedia  Số hóa:   Phân tán:   Thông tin truyền đạt từ xa, tạo trước để lưu trữ hay tạo theo thời gian thực, phân tán mạng Tương tác:   Tất media bao gồm âm thanh, video biểu diễn dạng số Người sử dụng có khả tương tác với media trình diễn. Tích hợp:  Các media xử lý, trình diễn theo cách quán, thao tác độc lập. Một vài khái niệm sở  Hệ thống multimedia  Là hệ thống có khả xử lý liệu multimedia ứng dụng.  IR (Information Retrieval):  Hệ thống tự động tìm kiếm văn sở nội dung  MIRS (MIRS-Multimedia Indexing and Retrieval System)  Hệ thống sở với khả tìm kiến thông tin MM, sử dụng kỹ thuật tìm kiếm DBMS, IR.  Media Item – Media Object  Thực thể tự trị hệ thống mục tìm kiếm thông tin đa phương tiện (MIRS). Một vài khái niệm sở  Nhắc lại CSDL Hệ quản trị CSDL    CSDL: Tập hợp ghi data hay media item Hệ quản trị CSDL (DBMS): Toàn hệ thống quản trị CSDL, quản lý CSDL Tìm kiếm thông tin dựa đối sánh xác.  Chỉ mục tìm kiếm đa phương tiện    Là khung làm việc để quản lý kiểu liệu khác nhau, thể khuôn dạng khác nhau. Khả tìm kiếm thông tin theo nội dung MIRS: sử dụng kỹ thuật áp dụng CSDL truyền thống kỹ thuật tìm kiếm theo nội dung.  Trích chọn đặc trưng   Là nhiệm vụ quan trọng xây dựng MIRS Có thể trích chọn tự động bán tự động. Dữ liệu Multimedia 4. Khái quát hệ thống MMDBMS Online Queries Information Items Processing and feature extraction Query features Offline Preprocessing and indexing Indexed information items Similarity computation Retrieval of similar items Mô hình tổng quát tìm kiếm liệu đa phương tiện Ví dụ mô hình truy vấn MMDBMS Chỉ mục: Ảnh (I) --> véctơ đặc trưng f(I):(f1, f2, . fk) Truy vấn: Véctơ truy vấn q:(q1, q2, . qk) Tính tương tự: Đo khoảng cách: d(f,q) Kết quả: Ảnh (I) có giá trị d(f(I),q) nhỏ nhất. Yêu cầu MMDBMS  Hỗ trợ loại truy vấn khác     Trên sở meta-data Trên sở mô tả (annotation) Trên sở mẫu/đặc trưng (mức thấp) Trên sở nội dung mức cao  Khả khai thác hiệu đối tượng mang tin     Hiệu cao Trơn tru Không có jitter Đồng âm thanh-hình ảnh  Khả tạo lập câu trả lời trình diễn kết phương tiện nghe, nhìn  Đáp ứng yêu cầu cụ thể ứng dụng thực tế. 5. Các lĩnh vực liên quan đến MM Multimedia System Audio Networking Natural Language Processing Storage Systems Psychology Video Information Retrieval Images Data Compression HCI CPU Power 6. Các giai đoạn phát triển MMDBMS  Giai đoạn 1:   Phụ thuộc vào OS để lưu trữ tìm kiếm tệp Giữa năm 90 kỷ XX có hệ thống như:  MediaDB, Jasmin, ITASCA  Giai đoạn 2:   Có tính thương mại, hỗ trợ nhiều kiểu liệu khác Trên tảng DBMS quan hệ-mở rộng    Informix, IBM DB2 Universal Database Extenders Oracle Media  Giai đoạn 3:   Các dự án tập trung vào hệ thống giàu nội dung, ngữ nghĩa: MARS (University of Illinois) . Trên chuẩn MPEG-7, MPEG-21 7. Kết luận  Phạm vi nghiên cứu MMDBMS Tex t Tasks Media Properties Kết luận  Giới thiệu số ứng dụng MMDBMS  Đặc trưng media ứng dụng đa phương tiện  Các chức Hệ thống tìm kiếm thông tin  Khả tìm kiếm thông tin đa phương tiện MIRS  Các lĩnh vực liên quan đến MMDBMS Câu hỏi ôn tập  Định nghĩa Multimedia hệ thống multimedia.  Mô tả loại media mà MMDBMS quản lý.  Các đặc trưng liệu ứng dụng đa phương tiện gì?  Tại DBMS quản lý hiệu liệu đa phương tiện?  Mô tả mô hình tìm kiếm thông tin MMDBMS.  Mô tả kiểu truy vấn mà MMDBMS hỗ trợ.  Anh/chị liệt kê hệ thống MMDBMS mà anh chị quen biết? Câu hỏi? [...]... ứng dụng đa phương tiện  Các chức năng của Hệ thống tìm kiếm thông tin  Khả năng tìm kiếm thông tin đa phương tiện của MIRS  Các lĩnh vực liên quan đến MMDBMS Câu hỏi ôn tập  Định nghĩa Multimedia và hệ thống multimedia  Mô tả các loại media mà MMDBMS quản lý  Các đặc trưng chính của dữ liệu và ứng dụng đa phương tiện là gì?  Tại sao DBMS không thể quản lý hiệu quả dữ liệu đa phương tiện?  Mô...  Hỗ trợ các loại truy vấn khác nhau     Trên cơ sở meta-data Trên cơ sở mô tả (annotation) Trên cơ sở mẫu/đặc trưng (mức thấp) Trên cơ sở nội dung mức cao  Khả năng khai thác hiệu quả các đối tượng mang tin     Hiệu năng cao Trơn tru Không có jitter Đồng bộ âm thanh-hình ảnh  Khả năng tạo lập câu trả lời và trình diễn kết quả bằng phương tiện nghe, nhìn  Đáp ứng yêu cầu cụ thể của các ứng... thống chỉ mục và tìm kiếm thông tin đa phương tiện (MIRS) Một vài khái niệm cơ sở  Nhắc lại CSDL và Hệ quản trị CSDL    CSDL: Tập hợp các bản ghi data hay media item Hệ quản trị CSDL (DBMS): Toàn bộ hệ thống quản trị CSDL, quản lý CSDL Tìm kiếm thông tin dựa trên đối sánh chính xác  Chỉ mục và tìm kiếm đa phương tiện    Là khung làm việc để quản lý các kiểu dữ liệu khác nhau, thể hiện trong các... vài khái niệm cơ sở  Khái niệm Multimedia    Multi (Latin: multus-, Eng: numeous): đa, nhiều Media (Latin: medius, Eng: means, intermediary): Phương tiện truyền đạt thông tin, loại thông tin: văn bản, hình ảnh, âm thanh và video Định nghĩa Multimedia:   Là tập hợp các kiểu dữ liệu (media) được sử dụng chung, trong đó ít nhất có một kiểu không phải là văn bản Là các kỹ thuật trên cơ sở máy tính... theo cùng cách nhất quán, nhưng vẫn có thể thao tác độc lập Một vài khái niệm cơ sở  Hệ thống multimedia  Là hệ thống có khả năng xử lý dữ liệu multimedia và các ứng dụng  IR (Information Retrieval):  Hệ thống tự động tìm kiếm văn bản trên cơ sở nội dung  MIRS (MIRS-Multimedia Indexing and Retrieval System)  Hệ thống cơ sở với khả năng tìm kiến thông tin MM, sử dụng các kỹ thuật tìm kiếm của DBMS,... xây dựng MIRS Có thể trích chọn tự động hoặc bán tự động Dữ liệu Multimedia 4 Khái quát về hệ thống MMDBMS Online Queries Information Items Processing and feature extraction Query features Offline Preprocessing and indexing Indexed information items Similarity computation Retrieval of similar items Mô hình tổng quát tìm kiếm dữ liệu đa phương tiện Ví dụ mô hình truy vấn trong MMDBMS Chỉ mục: Ảnh (I)... kiểu không phải là văn bản Là các kỹ thuật trên cơ sở máy tính biểu diễn, xử lý, lưu trữ, truyền tải, sản xuất và trình diễn dưới dạng số các loại dữ liệu khác nhau như văn bản, ảnh, âm thanh, video, đồ họa, hình ảnh động… Một vài khái niệm cơ sở  Tính chất cơ bản của Multimedia  Số hóa:   Phân tán:   Thông tin được truyền đạt có thể từ xa, có thể được tạo ra trước để lưu trữ hay tạo ra theo thời...  Giai đoạn 1:   Phụ thuộc vào OS để lưu trữ và tìm kiếm tệp Giữa những năm 90 của thế kỷ XX có các hệ thống như:  MediaDB, Jasmin, ITASCA  Giai đoạn 2:   Có tính thương mại, hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu khác nhau Trên nền tảng các DBMS quan hệ-mở rộng    Informix, IBM DB2 Universal Database Extenders Oracle Media  Giai đoạn 3:   Các dự án tập trung vào hệ thống giàu nội dung, ngữ nghĩa: MARS . mục dữ liệu đa phương tiện  Các nhiệm vụ phát triển hệ thống CSDL đa phương tiện. dvduc-2005/1 4Bài 1: Giới thiệu CSDL đa phương tiện2 /25 Chủ đề  Giới thiệu MMDBMS  Dữ liệu đa phương tiện  Các. CSDL đa phương tiện, tìm kiếm dữ liệu đa phương tiện theo nội dung  Tại sao phải nghiên cứu phát triển Hệ quản trị CSDL đa phương tiện (MMDBMS)?  Ngày càng có nhiều dữ liệu đa phương tiện. lưu trữ, quản lý và tìm kiếm dữ liệu đa phương tiện trên cơ sở nội dung.  Các vấn đề nghiên cứu chính bao gồm:  Dữ liệu đa phương tiện và hệ thống đa phương tiện  Các kỹ thuật trích chọn