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编者的话1

前言1

第1章概论1

1.1基本概念1

1.1.1数据库和数据库管理系统（DBMS）1

1.1.2媒体类型和多媒体1

目录1

1.2多媒体数据及其特征2

1.3关系数据库管理系统（RDDBMS）3

1.4信息检索（IR）技术4

1.5.2特征抽取、内容表示和索引5

1.5多媒体索引和检索系统（MIRS）5

1.5.1采用MIRS的原因5

1.6 MIRS的预期功能6

1.7习题7

第2章多媒体基础知识9

2.1多媒体应用技术9

2.1.1多媒体数字音频技术9

2.1.2数字图形及图像技术11

2.1.3多媒体数字视频技术12

2.1.4多媒体动画技术14

2.1.5超文本与超媒体15

2.1.6光存储技术及其标准化16

2.2常见的多媒体文件格式17

2.2.1音频文件格式17

2.2.2视频文件格式18

2.2.3图像文件格式20

2.3多媒体关键技术问题21

2.4习题21

3.1.1概述22

3.1.2数字图像编码技术22

3.1信息表示与编码22

第3章多媒体数据压缩技术22

3.2常用的数据压缩技术23

3.2.1概述23

3.2.2游程长度编码24

3.2.3变换编码24

3.2.4预测编码24

3.3静态图像压缩标准（JPEG）25

3.3.1 JPEG标准的主要内容25

3.3.2 JPEG静态图像压缩算法25

3.4运动图像压缩标准（MPEG）26

3.4.1 MPEG标准简介26

3.4.4 MPEG-1标准27

3.4.2 MPEG音频27

3.4.3 MPEG视频27

3.4.5MPEG-2标准28

3.4.6 MPEG-4标准28

3.5视频通信编码解码标准29

3.5.1 H.261标准及H.263标准29

3.5.2 Intel的Indeo技术30

3.5.3苹果公司的QuickTime格式30

3.5.4微软的AVI格式30

3.5.5 Intel的DVI格式30

3.6声音压缩标准30

3.7习题31

3.6.1 MP3音频压缩编码31

3.6.2 Real Audio音频压缩编码31

第4章多媒体数据类型和格式33

4.1 引言33

4.2多媒体数据和应用特征33

4.2.1存储和带宽要求33

4.2.2多媒体信息的语义结构34

4.2.3延时和延时抖动要求34

4.2.4相关媒体之间的时间和空间关系34

4.3.3文本压缩35

4.3.2结构化文本35

4.3文本35

4.2.5多媒体数据含义的主观性和模糊性35

4.3.1普通文本35

4.4音频37

4.4.1音频信号的基本特征37

4.4.2音频的数字表示37

4.4.3音乐设备数字接口（MIDI）39

4.4.4音频压缩39

4.5.1数字图像表示42

4.5.2数字图像的主要参数42

4.5数字图像42

4.5.3图像压缩43

4.6数字视频47

4.6.1数字视频表示47

4.6.2视频压缩48

4.7向量图形和动画52

4.8复合多媒体文档的标准52

4.9 MIRS的设计53

4.10习题53

5.1.2数据模型55

5.1.1数据55

5.1数据模型和数据模式55

第5章多媒体系统的数据模型55

5.1.3数据模式56

5.2多媒体系统数据模型56

5.2.1多媒体系统对数据模型的要求56

5.2.2一个通用的多媒体数据模型57

5.3数据模型实例58

5.3.1 VIMSYS数据模型58

5.3.2一个通用的视频模型59

5.3.3 Virage图像模式结构59

5.3.4 DM2多媒体数据模型60

5.4习题61

第6章多媒体数据库管理系统62

6.1引言62

6.2 MMDBMS的体系结构63

6.3 MMDBMS的功能64

6.3.1数据表示64

6.3.2数据操作65

6.3.3事务处理66

6.3.4元数据管理66

6.3.6存储管理67

6.3.5数据发布67

6.3.7服务质量68

6.3.8保持数据完整性和安全性69

6.3.9用户接口69

6.3.10异构性70

6.3.11实时处理70

6.4习题71

第7章多媒体数据库的设计问题72

7.1 引言72

7.2 MMDBMS体系结构72

7.3.1数据库组73

7.3界面设计73

7.3.2查询74

7.3.3结果显示75

7.4特征抽取、索引和相似性度量75

7.4.1特征抽取75

7.4.2索引结构77

7.4.3相似性度量77

7.5客户机、服务器和通信系统中的QoS保障77

7.6其他问题78

7.6.1多媒体数据压缩78

7.6.4共享环境的实现79

7.6.3查询处理和检索79

7.6.2数据表示标准化79

7.6.5并发控制策略80

7.6.6完整性维护80

7.7习题80

第8章文本文档的索引和检索81

8.1 引言81

8.2 IR系统和DBMS之间的区别81

8.3自动文本文档索引和布尔检索模型82

8.3.1基本的布尔检索模型82

8.3.2文件结构83

8.3.3条目操作和自动索引84

8.3.4自动文档索引小结86

8.4矢量空间检索模型86

8.4.1基本的矢量空间检索模型86

8.4.2相关反馈技术87

8.5概率检索模型88

8.6基于集群的检索模型88

8.6.1集群的产生88

8.6.2基于集群的检索89

8.7非传统的IR方法89

8.9不同的IR技术之间的性能比较90

8.8性能度量90

8.10 WWW搜索引擎91

8.10.1 WWW简介91

8.10.2资源发现93

8.10.3 IR系统和WWW搜索引擎的主要区别94

8.10.4 WWW搜索引擎的一般结构96

8.10.5搜索引擎Google97

8.11 习题99

第9章音频的索引和检索100

9.1 引言100

9.2.1音频时域特征的提取101

9.2主要音频性能和特征101

9.2.2音频频域特征的提取103

9.2.3频谱图104

9.2.4主观特征104

9.3音频分类104

9.3.1不同类型声音的主要特征104

9.3.2音频分类方法105

9.4语音识别和检索105

9.4.1语音识别106

9.4.2发音者识别108

9.5.2基于样本的音乐的索引和检索109

9.5音乐的索引和检索109

9.5.1结构化音乐和声音效果的索引和检索109

9.6利用音频和其他媒体之间的关系进行索引和检索111

9.7小结111

9.8习题111

第10章图像索引和检索113

10.1 引言113

10.2图像索引和检索的主要方法113

10.3基于文本的图像检索技术114

10.4.1基于内容的图像索引和检索技术简介115

10.4.2基于内容的图像检索系统体系机构115

10.4基于内容的图像索引和检索技术（CBIR）115

10.5基于颜色的图像索引和检索技术116

10.5.1基于颜色的图像检索技术116

10.5.2基本技术的改进117

10.6基于形状的图像检索121

10.6.1常用术语和一些简单的形状度量方法122

10.6.2不变矩122

10.6.3傅立叶形状描述符123

10.6.4重要边界的直方图124

10.6.5感兴趣点的排序列表124

10.6.7基于区域的形状表示和相似性度量125

10.6.6弹性模板匹配125

10.7基于纹理的图像检索129

10.8基于压缩图像数据的图像索引和检索130

10.8.1基于DCT系数的图像索引和检索130

10.8.2基于小波系数的图像索引和检索130

10.8.3基于VQ压缩数据的图像索引和检索131

10.9其他图像索引和检索技术132

10.9.1以基于模型的压缩为基础的图像检索132

10.9.2基于空间关系的图像检索132

10.10综合图像索引和检索技术132

10.10.3 webSEEK133

10.10.1 QBJC133

10.10.2 Virage图像搜索引擎133

10.10.4 ImageRover WWW搜索引擎134

10.11 小结134

10.12习题134

第11章视频索引和检索136

11.1 引言136

11.2视频特征分析136

11.2.1视频基本知识136

11.3基于镜头的视频索引和检索综述137

11.2.2视频特征137

11.4视频镜头检测或分割138

11.4.1基本的视频分割技术138

11.4.2用渐进变化检测镜头边界139

11.4.3防止虚假的镜头检测140

11.4.4其他镜头检测技术141

11.4.5压缩视频的分割141

11.5视频索引和检索142

11.5.1基于r视频镜头帧的索引和检索142

11.5.2基于动态信息的索引和检索143

11.5.4基于注释的索引和检索144

11.5.3基于对象的索引和检索144

11.5.5视频索引和检索的综合方法145

11.6有效的视频表示和抽象145

11.6.1题目或主题分类145

11.6.2动态图标或视频图标146

11.6.3视频横幅147

11.6.4剪辑图147

11.6.5分级视频浏览器147

11.7视频检索技术的现状和未来148

11.6.9视频剪辑148

11.6.8情景转换图148

11.6.6故事板148

11.6.7马赛克148

11.7.1现有视频检索系统149

11.7.2视频检索发展趋势149

11.8小结149

11.9习题150

第12章综合的多媒体索引和检索151

12.1 引言151

12.2综合的索引和检索技术152

12.2.1综合的音频索引和检索152

12.2.4基于单个特征所获得的结果的合并153

12.2.2综合的图像索引和检索153

12.2.3综合视频索引和检索153

12.2.5媒体变换154

12.3多媒体信息管理的一般体系结构154

12.4用户界面155

12.4.1多媒体创作和注释155

12.4.2搜索和浏览156

12.4.3结果显示和相关反馈156

12.5系统实例介绍157

12.5.1 QBIC157

12.5.2 Monash大学开发的综合的WWW图像搜索引擎158

12.5.3 MetaSearch引擎160

12.6习题163

第13章分布式多媒体数据库的系统支持164

13.1引言164

13.2 QoS管理165

13.2.1定义165

13.2.2通用的QoS框架结构165

13.2.3 QoS规定166

13.2.4许可控制和QoS协商166

13.2.5保障的不同级别167

13.2.6提供QoS保障167

13.3多媒体系统的设计目标168

13.2.7 QoS处理的一个例子168

13.4多媒体数据存储设备和管理169

13.4.1 多媒体存储服务器要求169

13.4.2存储设备170

13.4.3磁盘中的数据位置171

13.4.4磁盘调度及许可控制172

13.4.5提供用户交互功能172

13.4.6服务器配置和网络连接174

13.4.7多媒体数据的存储和管理175

13.5.1 多媒体处理器体系结构176

13.5多媒体计算机体系结构176

13.5.2多媒体计算机体系结构177

13.6多媒体操作系统179

13.6.1多媒体操作系统要求180

13.6.2多媒体操作系统的设计问题180

13.6.3常规的分时操作系统和实时特征的结合180

13.6.4数据复制问题解决方案182

13.6.5降低上下文和域交换开销的解决方案182

13.6.6 QoS支持183

13.7.1适合于多媒体通信的网络特征184

13.7多媒体网络184

13.7.2异步传输模式（ATM）186

13.7.3网络性能保障188

13.8多媒体传输协议188

13.8.1多媒体传输协议的要求188

13.8.2传统的传输协议189

13.8.3资源保留协议190

13.8.4实时传输协议（RTP）191

13.8.5其他的多媒体传输协议：HeiTP和Telnet192

13.9整体同步表现效果192

13.9.1同步规范192

13.9.2多媒体失步的原因分析194

13.9.3取得多媒体同步的机制195

13.9.4基于QoS框架结构的最终解决方案196

13.10习题197

第14章多媒体信息检索的有效性度量198

14.1 引言198

14.2人工判断数据的收集199

14.2.1 收集相关数据的三种常用的方法199

14.2.2数据收集方法的选择199

14.2.3标准测试数据库的必要性199

14.5相似度排序的百分比（PSR）200

14.3查全率和精确度对（RPP）200

14.4加权命中的百分比（PWH）200

14.6常用效能度量方法的适用性201

14.6.1一个数值例子201

14.6.2 PSR、PWH和RPP的优点与缺点202

14.7修改的RPP203

14.8影响检索效能的因素203

14.9习题204

15.1.1 IBM的DB2通用数据库及Virage产品205

15.1.2国防科技大学研制的多媒体数据库系统205

15.1 多媒体信息索引和检索领域的一些主要产品205

第15章产品、应用和发展205

15.1.3达梦（DM）数据库206

15.1.4 CNKI知识网络服务平台KNS 3.0207

15.2个性化服务（Individual Service）209

15.2.1信息过滤系统（IF）与信息查询系统（IR）209

15.2.2 Metadata的个性化服务系统210

15.3多媒体索引和检索的应用212

15.3.1 WWW多媒体搜索引擎212

15.3.2数字图书馆212

15.3.3视频点播（VOD）系统214

15.3.4近期研究的音频检索问题217

15.4多媒体安全218

15.4.1提供隐私性和秘密性218

15.4.2身份认证219

15.4.3版权保护219

15.5 MPEG-7219

15.6习题221

附录222

附录A支持流媒体传输的网络协议222

附录B彩色表示223

附录C缩写词表228

参考文献233