ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM THANH TÙNG MƠ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU VIDEO CHO LẬP DANH MỤC VÀ KHÔI PHỤC NỘI DUNG LUẬN VĂN THẠC SỸ Người hướng dẫn: PGS TS Đỗ Trung Tuấn Hà Nội - 2005 MỤC LỤC MỤC LỤC Danh mục kí hiệu viết tắt MỞ ĐẦU Chương – GIỚI THIÊU TỔNG QUAN VỀ VIDEO .9 1.1 Một số khái niệm .9 1.1.1 Video .9 1.1.2 Video số 1.1.3 Dữ liệu video số 10 1.1.4 Kích cỡ khn hình 10 1.1.5 Kích cỡ khn hình độ phân giải 10 1.1.6 Tỷ lệ khn hình 11 1.1.7 So sánh quét xen dòng quét 11 1.1.8 Tốc độ phát hình 12 1.2 Các yêu cầu hệ thống Video 12 1.2.1 Phát hình thời gian thực 12 1.2.2 Tính đồng thiết bị xử lý video 12 1.3 Các đặc điểm liệu video video số 13 1.3.1 Khả truyền tải thông tin 13 1.3.2 Độ phân giải video số 13 1.3.3 Dữ liệu lớn (chiếm nhiều không gian lưu trữ) 14 1.4 Phân lớp video 15 1.4.1 Phân lớp theo mục đích sử dụng 15 1.4.2 Phân lớp theo nội dung đối tượng video .16 1.5 Các hướng nghiên cứu ứng dụng 17 1.5.1 ứng dụng video cho đào tạo điện tử (e-learning) 17 1.5.2 Xây dựng hệ quản trị sở liệu video 17 1.5.3 Hệ thống mô thực ảo 18 1.5.4 Video theo yêu cầu 18 1.5.5 Truyền hình số 18 Chương - CÁC ĐỊNH CHUẨN VIDEO 19 2.1 Định dạng chuẩn cho hệ điều hành 19 2.1.1 Định dạng AVI 19 2.1.2 Các định dạng MOV 22 2.2 Các định chuẩn MPEG 25 2.2.1 Giới thiệu 25 2.2.2 MPEG–1 26 2.2.3 MPEG–2 29 2.2.4 MPEG–4 31 2.3 So sánh định chuẩn MPEG .33 2.3.1 Bảng so sánh định chuẩn MPEG 33 2.3.2 So sánh định dạng Video AVI, MPG, RM/RA, ASF, IVF, VIV, MOV, DivX 34 Chương – MƠ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU VIDEO 39 3.1 Tổng quan 39 3.2 Cấu thành liệu video 41 3.2.1 Những đặc tính liệu video 42 3.2.2 Nội dung liệu video 43 3.3 Yêu cầu cho mô hình video 44 3.3.1 Hỗ trợ trừu tượng hóa cấu trúc video đa mức 44 3.3.2 Hỗ trợ quan hệ không gian thời gian 45 3.3.3 Hỗ trợ giải video 46 3.3.4 Độc lập liệu video 46 3.4 Một số mơ hình video 46 3.4.1 Các mơ hình dựa phân đoạn video 46 3.4.2 Các mơ hình dựa giải 48 3.4.3 Các mơ hình đối tượng video 49 3.4.4 Mơ hình liệu video đại số 50 3.4.5 Các mơ hình liệu video khác 51 Chương - MƠ HìNH CƠ SỞ DỮ LIỆU VIDEO CHO LẬP DANH MỤC VÀ KHÔI PHỤC NỘI DUNG VIDEO 53 4.1 Tổng quan 53 4.2 Mô hình hóa liệu ảnh/video mức thấp 55 4.2.1 Mơ hình hóa khơng gian – thời gian qua dãy khung 56 4.2.2 Mơ hình đề xuất 57 4.3 Khung cấu thành tình 60 4.3.1 Khái quát thao tác không gian – thời gian 60 4.3.2 Kí hiệu khái niệm 62 4.3.3 Sự kiện không gian 63 4.3.4 Sự kiện thời gian 68 4.4 Mơ hình hướng đối tượng liệu video 73 4.4.1 Từ kiện đến lớp 74 4.4.2 Khái niệm liệu video khái quát mẫu hướng đối tượng 77 4.4.3 Mơ hình đề xuất 82 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHảO 86 Danh mục kí hiệu viết tắt CSDL Cơ sở liệu VDBMS Video Database Management System OVID Object Video Information Database VIMSYS Visual Information Management System VODM Video Object Description Model VSDG Video Sematic Directed Graph DV Digital Video PAL Phase Alternation Line SECAM Sequential colour with memory NTSC National Television Standard Committee MPEG Moving Picture Experts Group DCT Discrete Cosine Transform RLE Run Leng Ecoding CBT Computer Base Training WBT Web Base Training RGB Red, Green, Blue YUV Không gian mầu Y: giá trị độ sáng luminance U,V: giá trị màu chrominance JPEG Joint Picture Experts Group SIF Standard Intechange Format TV Video Televition ISO International Organization for Standardization EIA Electronic Industries Association VCD Video Compact Disc DVD Digital Versatile Disc Digital Video Disc AVI Audio Video Interleave MOV Quick Time Movie File Extension HDTV High Definition TV VOD Video On Demand WMA Windows Media Audio WMV Windows Media file with Audio/Video IMA Interactive Multimedia Association MỞ ĐẦU Cùng với phát triển máy tính, video số ngày trở nên phổ biến nhiều lĩnh vực sống truyền thơng, giáo dục, đào tạo, giải trí, xuất Cụ thể số lượng lớn liệu video tồn dạng số hoá, sớm số hoá Theo khảo cứu giới, có sáu triệu phim truyện video chiếu toàn giới, với tỷ lệ tăng hàng năm khoảng 10% Nó 1.8 triệu Gb liệu video MPEG mã hoá dạng số hố Với gia tăng số lượng thơng tin video khổng lồ, khơng thể mã hố hết khơng có quản lý mang tính hệ thống liệu video Các hệ quản trị CSDL truyền thống thiết kế để quản lý kiểu cấu trúc liệu đơn giản, liệu video Bản chất liệu video có cấu trúc phức tạp địi hỏi phương pháp để mơ hình hố, xếp, chèn tính tốn liệu Rất nhiều mơ hình CSDL video đề xuất nói chung chưa đáp ứng yêu cầu CSDL áp dụng vào thực tế Luận văn tập trung vào:  Giới thiệu video: khái niệm, định chuẩn  Trình bày mơ hình CSDL video  Trình bày mơ hình CSDL video cho lập danh mục khôi phục nội dung Luận văn nghiên cứu với kết hợp nhiều phương pháp: thu thập, phân tích, phân loại; nghiên cứu, phân tích tổng hợp tài liệu; phân tích thiết kế hệ thống thơng tin; phương pháp mơ hình hố trực quan Luận văn gồm bốn chương: Mở đầu  Chƣơng một: Giới thiệu tổng quan video, đặc trưng liệu, phân lớp video  Chƣơng hai: Tập trung nghiên cứu, phân tích, so sánh định chuẩn video AVI, MOV, MPEG: tên định chuẩn, mục đích sử dụng, mã nén, kích cỡ, tỷ lệ, thời gian nén, chất lượng Từ rút kết luận đưa bảng so sánh định chuẩn video  Chƣơng ba: Mơ hình CSDL video  Chƣơng bốn: Mơ hình CSDL video cho lập danh mục khôi phục nội dung Kết luận CHƢƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VIDEO  Video đời vào năm đầu kỷ XX phát triển mạnh mẽ, phải đến cuối thập kỷ XX video số phát triển Với đời phát triển mạnh máy tính hệ thống viễn thơng, liệu video số hố đưa vào xử lý hệ thống máy tính Việc xử lý liệu video số hoá máy tính tỏ hiệu Kết liệu video số đưa vào nhiều ứng dụng thực tế đào tạo điện tử dựa vào máy tính CBT (Computer Based Training), hỗ trợ đào tạo mạng WBT (Web Base Training), hệ thống mô phỏng, video theo yêu cầu (Video On Demand) vấn đề quan tâm hàng đầu CSDL video  Chương tập trung giới thiệu khái niệm, đặc điểm ứng dụng video số 1.1 Một số khái niệm 1.1.1 Video  Khái niệm đơn giản: video phối hợp đồng thu phát chuỗi hình ảnh âm thời gian thực thể giới thực  Với video truyền thống tín hiệu thu phát dạng tương tự Tín hiệu hình ảnh tín hiệu âm phát đồng Các thao tác với video dạng tương tự điều khiển, khử nhiễu… phức tạp 1.1.2 Video số  Tín hiệu thu tín hiệu phát chuỗi hình ảnh âm số hóa thành dãy bít ... mơ hình đối tượng video 49 3.4.4 Mơ hình liệu video đại số 50 3.4.5 Các mơ hình liệu video khác 51 Chương - MƠ HìNH CƠ SỞ DỮ LIỆU VIDEO CHO LẬP DANH MỤC VÀ KHÔI PHỤC NỘI... dụng ứng dụng Dữ liệu Video số MPEG2 cho đĩa DVD Dữ liệu Video số MPEG4 cho mạng, internet Dữ liệu Video số Avi, Mov sử dụng cho ứng dụng Sơ đồ: thu chuyển đổi liệu video từ băng vào máy tính... Chƣơng bốn: Mơ hình CSDL video cho lập danh mục khôi phục nội dung Kết luận CHƢƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VIDEO  Video đời vào năm đầu kỷ XX phát triển mạnh mẽ, phải đến cuối thập kỷ XX video số