Oberseminar Datenbanken
Multimediale Datenbanken
Christian Völschow
Übersicht (Einleitung)
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Was ist Multimedia
Anwendungsfelder Multimedia
Objektorientierte Datenbanksysteme
Übersicht (Hauptteil)
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Multimediale Anforderungen an DB
Analyse der Eignung von DB für MMAnwendungen
DB-Einsatz in kommerziellen MMAnwendungen
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:
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Text
Graphik
(Raster-)Bilder
Zeitabhängige Medien:
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Animation
Audio
Video
Klassifikation von Medien
Bild
Video
(S/W, Farbe,...)
(S/W, Farbe,...)
Audio
(Mono, Stereo,...)
Graphik
Animation
(Vektorgraphik, Postscript,...)
(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
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Information, Präsentation, Archivierung
Kommunikationssysteme
Ausbildung und Training
Analyse und Entwurf
Überwachung
Freizeitgestaltung
3. Objektorientierte DBS
II. Hauptteil
1. Multimediale Anforderungen
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Datentypen
Komplexe Datenstrukturen
Leistungsverhalten
Speicherung
Unterstützung der Abfrage und Suche
Entwicklungs- und Manipulationstools
Datentypen
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mit typspezifischen Operatoren
Erweiterbarkeit
Komplexe Datenstrukturen
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Beziehungen zwischen SMOs
Aggregation
Substitution
Attributbeziehung
...
Leistungsverhalten
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sehr große Datenmengen
Realtime-Verarbeitung
schneller Zugriff
effiziente Speicherverwaltung
Speicherung
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große Speicheranforderung(Video,
Audio,...)
Datenkompression
Geräteunabhängigkeit
Speicherbedarf einzelner Medienarten
500
Video Standbild
1 Sekunde Video,
komprimiert
150
1 Sekunde Audio
(Stereo)
88
1 Sekunde Audio
(Stereo), kompr.
22
1 Seite Graphik,
24 bit/Bildelement
50
1 Seite Text, A4, S/W
2
0
100
200
300
400
Speicherbedarf in KB
500
600
Unterstützung der Abfrage und Suche
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assoziative Abfrage
Inhaltssuche (Bild mit Bäumen)
Deskriptoren
Entwicklungs- und Manipulationswerkzeuge
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Medien aufnehmen
Medien verwalten
über alle Phasen
2. Analyse der Eignung von DB
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Datentypen
Komplexe Datenstrukturen
Leistungsverhalten
Speicherung
Unterstützung der Abfrage und Suche
Entwicklungs- und Manipulationstools
Datentypen
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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
Text
Graphik
zeitabh. Medien
Bild
Animation
Aggregation
Generalisierung
Audio
Video
Komplexe Datenstrukturen
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Attributbeziehungen
Aggregationsbeziehungen (Abb. 5)
Synchronisationsbeziehungen
Äquivalenzbeziehungen
Objektspeicherung im RDBS und ODBS (Abb.5)
Leistungsverhalten
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geeigneten Maßstab zum Vergleich
Engineering Benchmark
Join-Operationen (RDBS) -> langsam
realitätsnahe Modellierung (ODBS) ->
schneller
Speicherung
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genügend große Speichermedien
Geräteunabhängikeit (RDBS + ODBS)
Formatunabhängigkeit(BLOB, ADT)
!! BLOBs (Bitfolgen) !!
Versionen- und Variantenverwaltung
(ODBS)
Unterstützung der Abfrage und Suche
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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
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built-in application
Programmiersprache <--> RDBS
ODBS + Programmiersprache =
Weitere Datenbankaspekte
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Integrität
Transaktionsmanagement
Echtzeitarbeit
3. DB-Einsatz in kommerziellen
MM-Anwendungen
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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
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Komponente von Oracle8i interMedia
Objekt-Typen (benutzerdefiniert)
erweiterbar
Unterstützung Audio-,Image- und VideoDaten-Eigenschaften
keine Endbenutzer-Anwendung
Was leistet das System?
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Speicherung Volltexte
Speicherung Multimedia-Daten
Unterstützung strukturierter Dokumente
(XML, HTML,...)
Abfrage der Elemente: about
phonetische Ähnlichkeit: soundex
...
Was leistet das System nicht?
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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 Geräteunabhängigkeit, die Bereitstellung von effizienten,
optimierbaren Verfahren zur Suche und Abfrage sowie die
Unterstützung von Entwicklungs- und Manipulationswerkzeugen. 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.

Voelschow