Banco de Dados Multimídia Dayana De Biazi e Luiz José Hoffmann Filho

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1 Unioeste - Universidade Estadual do Oeste do Paraná CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Informática Curso de Bacharelado em Informática Banco de Dados Multimídia Dayana De Biazi e Luiz José Hoffmann Filho CASCAVEL 2005

2 Dayana De Biazi e Luiz José Hoffmann Filho Banco de Dados Multimídia Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de média na disciplina de Banco de Dados II, do Curso de Bacharel em Informática do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Campus de Cascavel Orientador: Prof. Carlos José Maria Olguín CASCAVEL 2005

3 Lista de Figuras 1.1 Sistemas de informação multimídia [2] Arquitetura de Bando de Dados Multimídia com o princípio de autonomia [6] Arquitetura de Bando de Dados Multimídia com o princípio de uniformidade [6] Arquitetura de Bando de Dados Multimídia com o princípio de organização híbrida [6] A relação em um SMDS iii

4 Lista de Tabelas 2.1 Tabela do exemplo [6] Exemplo de Retorno de consulta [6] iv

5 Lista de Abreviaturas e Siglas MMDS SGBD VRML SQL SMDS HM-SQL SGBDMM Sistemas de Bancos de Dados Multimídia Sistema Gerenciador de Banco de dados Virtual Reality Modeling Language Structured Query Language Sistema de Banco de Dado estruturado Hybrid-Multimedia SQL Sistemas de Gerência de Banco de Dados Multimídia v

6 Sumário Lista de Figuras Lista de Tabelas Lista de Abreviaturas e Siglas Sumário Resumo iii iv v vi viii 1 Introdução Cenários Multimídias A Natureza dos Dados Multimídia Processamento de Dados Multimídia Sistema de Informação Multimídia Banco de Dados Multimídia Arquitetura do Banco de Dados Multimídia Organização de Dados Multimídia Baseado no Princípio da Uniformidade Mídia Abstrata Linguagem de Consulta para Recuperação de Dados Multimídia Consulta a um SMDSs (Representação Uniforme) Consultando Representações Híbridas de Dados Multimídia Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados Multimídia - SGBDMM Cenário dos SGBDs Multimídia Conceitos e características do SGBD Multimídia Requerimentos para um SGBD multimídia Sistemas Comerciais para Gerência de Informações Multimídia vi

7 4 Aplicações de Banco de Dados Multimídia Conclusão Referências Bibliográficas 32 vii

8 Resumo Nesse trabalho são discutidas as características e as tendências do Bando de Dados Multimídias no âmbito de aplicações, processamento dos dados, com relação a sua arquitetura e as linguagens de consulta. E também uma abordagem dos SGBDs Multimídias, relacionando suas características, abordando os requisitos básicos para um bom SGBD Multimídia, juntamente com os sistemas comerciais que suportam os dados multimídias. Palavras-chave: Banco de Dados Multimídia, SGBDs, Dados Multimídia. viii

9 Capítulo 1 Introdução Os bancos de dados multimídia passaram a ganhar interesse nos últimos anos devido aos novos tipos de informação que passaram a estar presente em vários segmentos de aplicações. Tipos de dados como textos com livres formatos, documentos web, gráficos estruturados, imagens estáticas ou com animação, voz e sons, se tornaram cada vez mais comuns no ambiente corporativo. Hoje já é possível pensar em sistemas capazes de operar com tipos de dados que possam representar imagens de impressões digitais, eletrocardiogramas, ressonância magnética e radiografias, freqüentemente utilizados em hospitais ou órgãos especializados. Os MMDS (Sistemas de Bancos de Dados Multimídia) diferem de SGBD s (Sistema Gerenciador de Banco de dados ) convencionais em vários aspectos. Um bom MMDS deve permitir consultas baseadas no conteúdo dos documentos e para isso é importante que ele seja capaz de fazer a interpretação dos dados, com a identificação de objetos conceituais nele contido e seus relacionamentos. Enquanto nos SGBD s convencionais a apresentação da informação é uma tarefa trivial. O gerenciamento de dados contínuos (áudio e vídeo) introduzem uma dimensão a mais no problema da apresentação: o tempo. Há uma diferença fundamental entre buscar, num servidor, um arquivo que contenha a representação de um vídeo e buscar um vídeo no servidor. O segundo caso implica em receber um fluxo de dados, levando-se fortemente em consideração o tempo, ou seja, há uma necessidade de cumprir requisitos de qualidade de serviço e sincronismo. Por tudo isso, o gerenciamento de informações multimídia torna-se bem mais complexo.

10 1.1 Cenários Multimídias E a cada dia que se passa mais importante e necessário se torna a utilização de dados multimídia. Com a criação de dispositivos de captura de imagem, como câmeras digitais, que filmam e/ou tiram fotos, cada fez mais pequenas, leves, potentes e baratas, se tornou muito comum o armazenamento deste tipo de dados em computadores. Bem como a internet, que também tem muito deste tipo de dados. Abaixo é citado alguns cenários que ilustram o potencial de utilização do banco de dados multimídias: Um médico busca curar um paciente que tem um tumor cerebral. Através de avançados exames utilizando computadores como a tomografia e a ressonância magnética imagens da cabeça do pacientes são digitalizadas, armazenadas num banco de dados e comparadas com imagens e diagnósticos de outros pacientes com patologia semelhante. Podem também ser analisadas as técnicas cirúrgicas utilizadas em cada caso. Modelos tridimensionais projetados em um monitor auxiliam o médico a planejar o caminho de seus instrumentos cirúrgicos. Também pode se ter outros médicos ajudando, através de uma video conferência, constituído assim uma junta médica virtual. Finalmente, as informações da cirurgia, imagens, gráficos, vídeos, diagnósticos gravado em áudio, são armazenados em um banco de dados, que poderá ser acessados por outros medicos para fins de consultas [2]; Um estudante realizando uma pesquisa na internet, acha um banco de dados onde se tem milhares de documentos, imagens, vídeos, animações, sobre a história de seu país. Ele pode também aplicar filtros dentro do banco de dados para buscar somente o que interessa em sua pesquisa. Sendo que ao mesmo tempo outros estudante poderão estar aplicando outros tipos de filtro para buscar outras informações no mesmo banco de dados [2]; Cenas em Virtual Reality Modeling Language - VRML permitiram que uma pessoa no Brasil, através de seu computador pessoal, "visite"o museu do Louvre em Paris escolhendo seu próprio percurso e as obras de arte de seu interesse. O observador poderá escolher o ângulo e a distância de observação de cada objeto. Em muitos aspectos sua 2

11 percepção poderá ser mais completa que a de um visitante no próprio museu. Tudo isto através de um ambiente tridimensional [2]; Um banco de dados multimídia tem apresentações embutidas. Quando um usuário invoca uma apresentação, uma demonstração audiovisual é ativada, ilustrando vários aspectos de algum assunto de interesse, por exemplo: automóveis. Pode ser mostrada a história, o desenvolvimento do automóvel, os modelos mais recentes, etc [2]. Todos os cenários acima descritos pressupõem o acesso simultâneo e em tempo real a vários tipos de dados complexos constituídos de texto, imagens, animações, vídeos e áudio. Assim, para que esses cenários se tornem realidade - e isso já está acontecendo - é necessária a existência de sistemas gerenciadores de banco de dados capazes de armazenar e gerenciar dados complexos, da mesma forma que ocorre atualmente com os sistemas de gerenciamento de banco de dados relacionais convencionais e de linguagens e interfaces capazes de processa-los. O SGBD é considerado o coração do banco de dados multimídia [2]. 1.2 A Natureza dos Dados Multimídia Para entender melhor os requisitos para um gerenciador de banco de dados multimídia é necessário conhecer os tipos de dados que são armazenados. Dados complexos, constituídos preponderantemente de imagem, vídeo e texto livre são diferentes dos dados alfanuméricos clássicos, em termos tanto de apresentação quanto de semântica. Inúmeras entidades de informação, em diversão áreas de aplicação, podem ser vistas como dados complexos como, por exemplo, mapas cartográficos, plantas de engenharia, formulários, esquemas de um projeto industrial e documentos [2]. A composição e as características dos dados multimídia podem ser analisadas sob várias perspectivas e propriedades a eles inerentes como: Sobrecarga de informação; Inadequabilidade de descrições textuais; Multiplicidade; 3

12 Natureza espacial e temporal; Gasto com grandes volumes de armazenamento [1]. Os tipos de dados multimídia mais comuns, normalmente encontrados nos bancos de dados multimídia e nos sistemas de informação multimídia são: Texto Livre; Gráficos; Imagem; Animação; Vídeo; Áudio; Composto (combinação de dois ou mais tipos citados acima); Apresentação [1]. Ainda, segundo ADJEROH, em [1], é enfatizado o que foi acima descrito, alguns tipos de dados multimídia como seqüencias de vídeo, animação e áudio possuem requerimentos temporais que têm implicações em seu armazenamento, manipulação e apresentação. Essas características tornam-se mais crítica quando vários tipos de dados, oriundos de diversas fontes, precisam ser apresentados durante um intervalo de tempo. Por outro lado, imagens, gráficos e vídeos possuem restrições espaciais em termos do seu conteúdo. Normalmente, objetos individuais em uma imagem guardam algum relacionamento espacial entre si. Tais relacionamentos irão produzir algumas restrições com relação a pesquisa por algum objeto, em um banco de dados. O grande consumo de espaço para o armazenamento, caracteriza o dado multimídia. Outro fator importante a considerar é o tráfego de grandes quantidades de dados multimídia pela rede, por uma grande distância. Assim considera-se as ferramentas de compactação muito importante para o armazenamento e o transporte de dados multimídia [1]. 4

13 1.3 Processamento de Dados Multimídia Devido a sua estrutura complexa, o dado multimídia requer um processamento mais elaborado para extrair informações de seu conteúdo. Objetos do mundo real mostrados em imagens, vídeos, gráficos e animações participam de eventos significativos cuja natureza é freqüentemente objeto de pesquisas. Usando os avanços tecnológicos nos campos de processamento de imagem e reconhecimento de voz, os sistemas devem reconhecer objetos e eventos similares do mundo real através da extração de certas informações dos objetos multimídia correspondentes [2]. Uma serie de fatores diferenciam, e tornam significativamente mais complexo, o processamento de dados multimídia quando comparado ao processamento de dados convencionais. Segundo MARCUS, em [4], existem as seguintes particularidades: O conteúdo do dado multimídia e capturado por técnicas variadas, diferentes entre si (por exemplo: o processamento digital de imagens). Técnicas de processamento de dados multimídia devem ser capazes de executar diferentes tipos de captura de conteúdo, seja automáticos ou manuais; Pesquisas executadas em bancos de dados multimídia geralmente não podem ser retornadas apenas com uma resposta textual. A resposta a uma consulta pode ser uma apresentação multimídia complexa; Usuários de um sistema de banco de dados necessitam navegar pelas apresentação multimídia reformulando incrementalmente suas pesquisas. Em outras palavras, um usuário que submete uma pesquisa pode desejar modificá-la e é importante que seja possível alterar de forma incremental a apresentação multimídia original de modo a permitir seu reuso, em lugar de criar nova apresentação desde o início. 1.4 Sistema de Informação Multimídia Os principais objetivos de um sistema de informação multimídia são organizar, apresentar e sincronizar dados multimídias para ambientes interativos. Organização, sincronização e interação são elementos críticos em ambientes multimídia [2]. 5

14 A independência de dados entre a aplicação multimídia e o armazenamento físico dos dados geram benefícios significativos. Quando o conteúdo de uma aplicação multimídia é controlado pelo gerenciador de banco de dados, essa aplicação torna-se extremamente adaptável às mudanças nos dados, ou seja, as informações multimídia podem ser atualizadas, eliminadas ou incluídas sem necessidade de alterar o sistema [2]. Do ponto de vista tecnológico, sistemas de informações multimídia, como qualquer sistema de informação, envolvem dois conjuntos ou categorias de programas como ilustrado na Figura 1.1. Onde um deles se refere ao armazenamento e gerenciamento da informação multimídia e o outro ao seu processamento, sendo a sua interseção destes conjuntos caracterizam o domínio dos sistemas de informação multimídia [2]. Figura 1.1: Sistemas de informação multimídia [2]. Sendo que o conjunto da direita englobando o armazenamento, a pesquisa, a recuperação e a atualização dos dados multimídia. É constituído pelos sistemas de gerência de banco de dados multimídia que permitem a criação e a manutenção dos bancos de dados multimídia. O conjunto da esquerda envolve as ferramentas para a construção dos sistemas de informação multimídia utilizado pelos desenvolvedores e as ferramentas para a apresentação e tratamento dos variados tipos de dados multimídia. São as linguagens, os geradores de aplicações, as interfaces de apresentação, os produtos para processamento de imagens, áudio, vídeo e textos [2]. 6

15 Capítulo 2 Banco de Dados Multimídia 2.1 Arquitetura do Banco de Dados Multimídia O Banco de Dados Multimídia pode ser organizado de três maneiras, podendo ser conforme os princípios de autonomia, princípios de uniformidade e princípios de organização híbrida. A seguir será apresentados cada um desses princípios. 1. O princípio de autonomia: as imagens, os videos e os documentos, são organizados dentro de uma mídia - especifica para cada tipo de mídia. Na Figura 2.1 é mostrado um diagrama de diferentes tipos de dados de mídia organizados de acordo com o princípio de autonomia. Figura 2.1: Arquitetura de Bando de Dados Multimídia com o princípio de autonomia [6]

16 2. O princípio de uniformidade: é usado uma única estrutura "A"onde é indexado todos tipos de mídia (imagem, vídeo, documento, auditivo, etc.). Na Figura 2.2 mostra um diagrama conceitual de tipos diferentes de dados de mídia organizado de acordo com o princípio de uniformidade. Figura 2.2: Arquitetura de Bando de Dados Multimídia com o princípio de uniformidade [6] 3. O princípio de organização híbrida: uma terceira possibilidade é usar o princípio híbrido. De acordo com este princípio, certos tipos de mídia usam os próprios índices, enquanto outros usam índices unificados. Na Figura 2.3 apresenta essa estrutura. 8

17 Figura 2.3: Arquitetura de Bando de Dados Multimídia com o princípio de organização híbrida [6] Todas as três representações apresentam vantagens e desvantagens. A arquitetura baseada no princípio de autonomia requer a criação de algoritmos e uma estrutura de dados para cada tipo de mídia individual. Além disso, precisa-se de uma técnica que une estrutura de dados diferente. Esta poderia ser uma tarefa complexa e diligente, pois requer muito esforço computacional. Por outro lado, a criação de estruturas especializadas torna eficaz o acesso a cada mídia e um bancos de dados multimídias organizado de acordo com o princípio de autonomia conduz a um tempo de processamento de consulta rápido. Além disso, no caso de muitos bancos de dados legado onde estruturas de dados e algoritmos para uma mídia específica já exista, o princípio de autonomia pode ser uma boa escolha. As técnicas orientado-objeto são bem adaptadas para implementar o princípio de autonomia, tratando cada fonte de dados de mídia como um objeto, cujos métodos são acessíveis ao banco de dados multimídia global. Em contraste com o princípio de autonomia, está o principio de uniformidade que é uma estrutura de dados comum que pode armazenar informação sobre o conteúdo de imagens, vídeos, documentos, áudio, e assim por diante. Isto requer que examinemos o conteúdo de cada tipo de mídia e tentar encontrar saídas comuns entre esses tipos, e então construir um índice baseado na parte comum identificada. Na aplicação, o princípio de uniformidade foi extensivamente usado pelo dispositivo de anotações, ou metadados onde é expressada as informação sobre o 9

18 conteúdo de cada fonte de mídia em uma metalinguagem comum, e estes metadados são indexado adequadamente. As principais vantagens do princípio de uniformidade são, - muito fácil implementar, - e os algoritmos resultantes são rápidos. A principal desvantagem é que as anotações devem ser criadas de algum modo - manualmente ou automaticamente. Um processo de criação manual pode ser caro e pode gastar muito tempo. Além disso, algumas informações podem ser perdidas, caso se a linguagem para as anotações não for expressiva o bastante para capturar todos os aspectos do conteúdo. Por exemplo, a linguagem de anotação do conteúdo de uma imagem pode perder informações sobre a textura dos pixels individuais ou de um grupo de pixels. Assim também pode haver perdas de informações sobre algum conteúdo de audio, como a amplitude e o sinal de freqüência em certos pontos estratégicos. Um processo de criação automática, entretanto, pode ser burlado, desde que o programa de extração de conteúdo automático pode-se sujeitar a erros substanciais. O princípio de organização híbrida assume as "boas características"das duas arquiteturas vistas anteriormente, enquanto algumas das desvantagens são eliminado. Suponha que desejamos criar um banco de dados multimídia que consiste em tipos de mídia M1,..., Mn. Consideramos o seguinte: 1. Esse tipo de mídia são fontes legada e já possui um índice e um algoritmo para manipular este índice. Neste caso, aproveita-se este índice e o algoritmo existente. 2. Esse tipo de mídia não são fontes legada e não possue nenhum índice (e conseqüentemente nenhum algoritmo para manipular o índice). Neste caso, será recomendado usar a aproximação de representação uniforme (a menos que a perda de informação física detalhada, como textura de pixels individuais, seja crítica à aplicação). Assim é criado um código para executar a união de fontes de múltiplos dados usando os índices nativos. Esta aproximação conduz a uma economia de código, enquanto minimiza o esforço adicional gasto, pois são utilizados domínios de índices específicos. Por exemplo, um usuário pode fazer uma consulta que "Ache todos os clipes de imagens e áudio no qual o chefe de João e visto (imagem) e ouvido áudio falando com José". Esta consulta envolve multi-index unidos, enquanto acessa uma imagem no banco de dados (através de um índice de imagem), 10

19 um áudio no banco de dados (através de um índice de áudio), e um banco de dados relacional (através de um índice relacional). Pode ser expressado como: SELECT name, image, audio FROM employee E, ImageDB I, AudioDB A WHERE E.name = "Joao"AND I CONTAINS E.boss AND A CONTAINS E.boss, AND A CONTAINS "Jose" 2.2 Organização de Dados Multimídia Baseado no Princípio da Uniformidade A idéia fundamental do princípio de uniformidade é do ponto de vista semântico, a origem do "conteúdo"dos dados multimídia é freqüentemente independente da própria origem. Por exemplo, considerando a aplicação das leis. Neste exemplo, pode ser capaz de fazer os seguintes relatos: 1. A imagem foto1.gif, mostra Jane, Denis, e uma terceira pessoa não identificada, em Brasilia, Brasil. O foto foi tirada em 5 de Janeiro de 1997; 2. O vídeo vídeo1.mpg, mostra Jane entregando a Denis uma pasta de documentos. O vídeo foi obtido do circuito interno de TV da casa de Denis, em Brasilia, em Outubro de 1996; 3. O documento Dopeman.txt, contem informações sobre Denis, obtido dos arquivos da polícia. Cada uma destas declarações afirmam alguma coisa sobre o que contém no objeto de mídia (foto, vídeo e documento). O conteúdo é descrito semanticamente, especialmente em termos da propriedade de níveis de pixels ou níveis de rede, no qual são tipicamente propriedades de baixo nível. Uma aproximação mais bem sucedida para banco de dados multimídia - e a mais utilizada hoje nas indústrias - utiliza as declarações anteriores como metadados. Assim, supomos ter um 11

20 grupo de objetos O 1,...,O n. Onde são associados a alguns metadados md(o i ) com cada objeto de mídia O i. Assim os metadados associados aos objetos O 1,...,O n são md(o 1 ),...,md(o n ). Os index dos metadados md(o 1 ),...,md(o n ) são uma forma de prover eficiência no jeito esperado de implementação para o acesso que os usuários farão. Certamente, o sucesso de cada esforço depende, da habilidade de assegurar que para cada objeto de mídia O i, o metadado md(o i ) é concentrado, mas reflete apenas o que o usuário está procurando. Quanto menor for a quantia de texto que descreve uma mídia, mais fácil é a execução de operações de recuperação. Entretanto, quanto menor for esta quantia de texto, provavelmente, o usuário necessitará fazer refinamentos interativos nas consultas. A seguir um exemplo que demonstra como é ter uma quantia de dados relevantes para realizar uma consulta, e como pode ser realizado a interação entre o usuário e o sistema: Usuário: Procure todos os vídeos ou fotos que mostrem Denis e Jane trocando um pacote. Sistema: Desculpe, não existe vídeos ou fotos que mostrem Denis ou Jane trocando pacotes. Usuário: Então procure todos os vídeos ou fotos que mostrem Denis e Jane trocando uma pasta de documentos. Sistema: Ok, vídeo1.mpg satisfaz o seu requerimento. Existe a troca de palavra que são utilizadas para o acesso a informação, neste caso é a troca de "pacote"por "pasta de documentos", isto ocorre devido a foram como foi representado o metadado. Assim podemos observar as seguintes vantagens na utilização de um metadado: 1. Os metadados podem armazenar estruturas dos padrões relacional ou orientado objetos e podem ser através de uma simples extensão da linguagem de consulta como, SQL; 2. Elaborar um código para manipular metadados é mais fácil; 3. Desenvolver pequenos programas para atuar sobre outro como uma extensão do algoritmo e criar metadados é claramente direto para os programadores. 12

21 2.2.1 Mídia Abstrata A mídia abstrata é uma estrutura formal que pode ser usada para captura de conteúdo da mídia. Intuitivamente, a mídia abstrata define a estrutura de dados que pode ser então povoado com a representação da informação dos dados sobre o conteúdo da origem da mídia. A estrutura da mídia Abstrata pode ser definida como: A Mídia Abstrata é uma 8-tupla (S, fe, ATTR, λ, R, F, V ar 1, V ar 2 ), onde: S : é o conjunto de objetos chamados de estados; fe : é o conjunto de objetos chamados de características; ATTR : é o conjunto de objetos chamados de valores atribuídos; λ : S 2 fe é o mapa do conjunto de estados das características; R : é o conjunto de relacionamentos sobre fe i ATTR j S para i,j 0; F : é o conjunto de relacionamentos de S; V ar 1 : é o conjunto de objetos, chamados de variaveis, que varia sobre S; V ar 2 : é o conjunto de variáveis que varia sobre fe. Estados: é um pedaço de dados da mídia que deseja-se considerar. Por exemplo, um estado por ser qualquer seqüencia de frames de um vídeo, ou um objeto característico de uma foto. Característica: é algum objeto em um estado que é considerado interessante para a aplicação do banco de dados multimídia que esta sendo construído. Por exemplo, considerando a foto1.gif, onde mostra Jane, Denis e uma outra pessoa, uma característica interessante desta imagem são Jane, Denis e a outra pessoa. λ: é o mapeamento de uma característica extraída que diz em qual estado a característica ocorre. 13

22 R: é o conjunto de relacionamento em fe i ATTR j S - estes relacionamentos são estados dependentes. Por exemplo, considerando uma imagem com a foto1.gif. Este pode ser um estado dependente da relação chamada de left_of, como: (Jane, Denis, foto1.gif). F: pode conter, por exemplo, relação que pega dois estados de entrada de origem. Da forma mais simples, um banco de dados multimídia é uma coleção de mídias abstratas. Sendo um conjunto limitado, M, de mídia abstrata. Um sistema de banco de dados estruturado (SMDS) é um 5-tupla, ({M 1,...,M n },,, inh, subst), onde: M i : (S i,fe i,attr i,λ i,r i,f i,v ar1,v i ar2) i é uma mídia abstrata; : é uma equivalência a relação F = n i=1fe i ; : é uma ordem parcial do conjunto f/ equivalente a classe de F; inh: F/ 2 F/ como que [f 1 ] inh([f 2 ]) implica que [f 1 ] [f 2 ]; subst: é o mapeamento do n i=1attr i de2 n i=1attr i. Por exemplo, considere um sistema banco de dados multimídia muito simples contendo poucos objetos de mídia registrados, como na Tabela 2.1 que equivale a Figura 2.4: Figura 2.4: A relação em um SMDS Observe que as anotações (metadados) associados com o vídeo são um pouco diferente que os metadados associados com as imagens e com o áudio (os nomes de rios não são listados, por exemplo). Formalmente descreve este como um SMDS, sendo necessário que seja especificado a 5-tupla ({M 1,...,M n },,, inh, subst), segue a seguir: 14

23 Mídia Objeto Frame Característica(s) Imagem foto1.gif - Igreja, Danube Imagem foto2.gif - Catedral, Melk Imagem foto3.gif - Igreja, St. Paul, Rome vídeo video1.mpg 1-5 Igreja, Correnteza vídeo video2.mpg 6-10 Correnteza áudio audio1.wav 1-20 St. Peter, Tiber, Rome Tabela 2.1: Tabela do exemplo [6] Existe 3 mídia abstratas, cada uma associada com dados de imagem, vídeo e áudio. O conjunto de características F contém Igreja, Danube, Catedral, Melk, St. Rome, Correnteza, St. Peter e Tiber. Paul, conta que Igreja Catedral Rio Correnteza A relação (que é mostrada na Figura 2.4) conta que: Tiber [Rio] Danube [Rio] St. Paul [Igreja] St. Peter [Igreja] Assim será assumido que subst não realiza tarefa. As definições acima fornecem uma declaração do conceito de um simples sistema estruturado de banco de dados multimídia. Entretanto, ainda não, fornece uma estrutura para indexação, para a qual um sistema de banco de dados multimídia pode ser organizado/arquivado. Depois de apresentar tal estrutura de indexação, fornecerá uma linguagem de consulta que pode ser usada como consulta de dados multimídia. A seguir vamos apresentar uma breve introdução a uma linguagem de consulta utilizada para dados multimídia. 15

24 2.3 Linguagem de Consulta para Recuperação de Dados Multimídia Nesta seção, é apresentado uma simples abordagem sobre uma linguagem de consulta para recuperação de dados multimídia, que é baseado em SQL. Já mostramos que a mídia abstrata por ser usada para representar diferentes tipos de dados de mídia, na qual, usa arquitetura de representação uniforme Consulta a um SMDSs (Representação Uniforme) Todos os SMDS envolve as seguintes funções básicas que pode ser usadas para consulta: 1. FindType(Obj): Esta função recebe um objeto Obj de mídia como entrada e retorna como saída o tipo do objeto. Por exemplo: FindType(im1.gif) = gif F indt ype(movie1.mpg) = mpg 2. FindObjWithFeature(f): Esta função recebe uma característica f como entrada e retorna como saída um conjunto de todos os objeto de mídia que contém as características. Por exemplo: F indobjw ithf eature(john) = {im1.gif, im2.gif, im3.gif, video1.mpg : [1, 5]} F indobjw ithf eature(mary) = {video1.mpg : [1, 5], video1.mpg : [15, 50] 3. FindObjWithFeatureandAttr(f,a,v): Esta função recebe a característica f, um atributo nome a associados com a característica e um valor v como entradas. Retorna todos os objetos o que contém as características e onde o valor do atributo a no objeto o é v. Existem alguns pedidos simples para esta função, como: F indobjw ithf eatureandattr(jane, Blusa, Azul): Este pedido de consulta procura todos os objetos de mídia em que Jane aparece com uma blusa azul. F indobjw ithf eatureandattr(elef ante, Gravata, V ermelha): Este pedido de 16

25 consulta procura todos os objetos de mídia em que o Elefante esta usando uma Gravata Vermelha. 4. FindFeaturesinObj(Obj): Este pedido de consulta procura por todas as características que ocorre em um determinado objeto de mídia. E retorna um conjunto de todas as características semelhantes como saída. Existem alguns pedidos simples para esta função, como: F indf eaturesinobj(im1.gif): É pedido todas as características do arquivo imagem im1.gif. E retorna o objeto John e Lisa como saída. 5. F indf eaturesandattrinobj(obj): Esta consulta é exatamente como a consulta do item anterior que retorna a relação existente no esquema (Caracterstivas, Atributos, V alores), onde a tripla (F, A, V ) ocorre a saída da relação somente se as características F ocorrer na consulta F indf eatureinobj(obj) e as características F do atributo a são definidas e te-se o valor v. Por exemplo: A consulta FindFeaturesandAttrinObj(im1.gif), retorna a seguinte Tabela 2.2: Características Atributo Valor John Idade 32 John Endereço Rua Faculdade,935 Cascavel PR Maria Idade 46 Maria Endereço Rua Odontologia,840 Cascavel PR Maria Emprego UNIOESTE Maria Chefe Carlos José Maria Olguín Tabela 2.2: Exemplo de Retorno de consulta [6] Note que a linguagem de consulta para SMDSs é construída exatamente de maneira que foi construída a linguagem de consulta para bando de dados de vídeo. Onde é definido um conjunto de funções básicas que podem ser aplicadas para domínio de dados de vídeo, e como SQL poderia ser estendida para tratar estas funções básicas. O SMDS-SQL é uma extensão do SQL, incluindo todas as expressões normais válidas do SQL. Nos construtores SQL(SELECT,FROM,WHERE) podemos ter os seguintes melhoramento: 17

26 1. A função SELECT pode conter entidades de mídia. E essa entidade de mídia é definida como: Se m é um objeto de mídia continuo, e i e j são inteiros, então m : [i,j] é a entidade de mídia denotando todo o conjunto de frames de objeto de mídia m que está na posição entre os segmentos (inclusive) i e j. Se m não é um objeto de mídia continua, então m é uma entidade de mídia. Se m é uma entidade de mídia, e a é um atributo de m, então m.a é uma entidade de mídia. 2. A função FROM pode ter entrada da forma midia origem M No qual somente os objetos de mídia associados com o nome do tipo de mídia e o nome da origem do dado são considerados, quando processada uma consulta, e que M é uma variável que varia sobre o objeto de mídia. 3. A função WHERE permite expressões da forma termin f unc_call Onde term também é uma variável ou um objeto que tem o mesmo tipo de saída da fun_call fun_call é alguma das cinco funções listadas anteriormente. A seguir é apresentado um exemplo utilizando a extensão do SQL o SMDS-SQL: Encontrar todas as imagens contendo Jane e uma pessoa vestindo uma blusa violeta, e também aparece no vídeo com Denis SELECT M, Person FROM smds source1 M, M1 WHERE FindType(M)= Image AND 18

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