Oracle處理多媒體信息的原理及展望

2024-08-29 13:50:44

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引文：長期以來，多媒體信息在計算機中都是以文件形式存放，由操作系統治理的，但是隨著計算機網絡，分布式計算的發展，對多媒體信息進行高效的治理，存取，查詢已經成了一種迫切需求。而關系數據庫卻有著強大的數據治理能力。兩方面結合，多媒體數據庫由此應運而生。本文將就Oracle對多媒體信息進行處理的方式，工具，特色以及一些基本原理做一個綜述。但是我們不能不遺憾的看到，現有數據庫對一些多媒體數據所特有的操作能力還是很有限的。針對多媒體數據庫的性能調優現在也碰到了新的問題。雖然如此，多媒體數據庫仍然產生了廣闊的應用價值和前景。當然本文不可能面面俱到，有關Oracle多媒體信息處理的具體內容，請查閱Oracle相關手冊。一.應用前景綜述隨著計算機處理能力的大副提高，多媒體早已經融入到了計算機當中了，假如缺少了多媒體，缺少了各種多姿多采的圖象，音頻，視頻，很難想象計算機如今會走入千家萬戶。長期以來，多媒體信息在計算機中都是以文件形式存放，由操作系統治理的，但是隨著計算機網絡，分布式計算的發展，　　　Oracle作為一家聞名的數據庫廠商，在多媒體信息處理上，更是走在了前邊。本文將就Oracle對多媒體信息進行處理的方式，工具，特色以及一些基本原理做一個綜述。希望對讀者有所啟發。當然，關系數據庫還有好多家，雖然開發工具，編程接口語句各異，但在數據類型、處理方式上比較相似。所以我們在此略過。二.多媒體數據類型介紹在關系型數據庫中，多媒體信息等大型對象是由lob型字段來進行存取的。在Oracle8i中，正式引入了此標準，以適應多媒體大對象處理的需求。Oracle數據庫中，lob型數據有以下幾種： Clob：和Oracle7的long型相似，clob可以存儲單字節型數據。 Nclob： Nclob存儲定寬的多字節國家字符集數據。 Blob：和Oracle7中的long raw類型相似。可以存儲無結構的二進制數據。Oracle8沒有對這種數據進行解釋，只是按照原來的形式存儲和檢索它。 Bfile： Bfile答應對Oracle數據庫以外存儲的大型二進制文件進行只讀形式的訪問。和其它三種lob類型數據不同的是，bfile類型數據存儲在一個單獨的文件中，該文件不由Oracle來維護。特點： 1.在Oracle7中，相應的long或long raw字段有2g的限制，而lob的限制是4g 。 2.lob可以使用調用接口OCI或者由pl/sql利用dbms_lob包進行操縱。 3.lob不象long型那樣每個表中最多只有一個字段的限制，其可以有多個，而又可以利用觸發器的特性。 4.lob數據處理可以獲得與其它數據同樣的事物特性。 5.lob的存儲比較非凡，它并不是跟其他數據存儲在同一個數據庫表中，而是可以單獨存放于不同的表空間中，由一個定位符指向實際的lob數據。三.多媒體大對象存取例程舉例按照如下步驟來完成各個操作：（1）先建立一個數據庫表：

　　　　create table lobdemo(key NUMBER KEY, clob_col CLOB,blob_col BLOB,bifle_col BFILE);

這個數據庫第一列存儲一個碼，另外三列存儲lob型數據。（2）表建好以后，往表中插入一條數據：　

　　　insert into　　lobdemo(key,clob_col,blob_col,bfile_col) values(10,'abcdefghijklmnopqrsatuvwxyzasdffasfsdS',empty_blob(),null);

在這一條數據中,第二列我們插入一個字符串，它被格式化為clob類型數據進行存儲；第二列我們使用empty_blob（）函數來初始化一個定位符，以后就可以獲取這個定位符進行比如select，update等操作了；第三列賦空值，它并沒有獲得一個定位符，這是與empty_blob（）函數的區別。（3）查詢插入表中的數據　

　　　select blob_col from boldemo where key=20;

注重：這一sql語句的返回結果是一個定位符（locator），而不是實際的數據本身。（4）修改數據庫中數據　

　　　update lobdemo SET blob_col='aedevbagddgagdfdfasasdfdsa' where key=10;

從這些sql語句當中，我們看到了lob型數據處理的基本方法，發現與其他類型數據處理相似。但是sql語句中lob型數據處理的非凡性在于以下方面：（1）bfile文件的處理： bfile類型有著非凡性，跟clob，blob不同。實際的數據文件存儲在操作系統的外面：所以有兩個特點：1.沒有事務性控制 2.bfile是只讀的，不能用dbms_lob或oracl8 oci進行修改。讓我們來看對bfile的操作步驟： <1> 為了訪問外部文件，服務器需要知道文件在操作系統中的位置。下面我們建立一個目錄：

　　create DirectorY utils AS '/home/utils';

utils表示目錄邏輯名，'/home/utils'是實際目錄。 <2>使用bfilename函數插入一行數據：　

　　　insert into lobdemo(key,bfile_col) values (-1,biflename('utils','file1'));　

bfilename函數的第一個參數是邏輯目錄名，第二個參數是文件名。注重：這一行中插入的是一個指向/home/utils/file1的lob定位符,并不是文件本身。（2）利用dbms_lob包進行lob數據操作 sql僅可以操縱整個lob，而不能操縱數據片。dbms_lob包則放開了這個限制，它提供對lob數據中數據片的操作。這個包中包含十幾個例程，讀者可以查閱Oracle pl/sql手冊，本文只介紹三個函數：fileopen（）用來打開一個操作系統文件；loadfromfile（）例程用來往目標lob字段填充一個操作系統文件，這個函數很有實用價值，因為有許多lob內容在sql語句中是不可描述的，例如一個二進制音頻文件，而用這個函數可以將文件內容導入到數據庫；getlength函數計算文件的長度。請看下面一個存儲過程中這三個函數的使用：　

　　　create or replace PRocedure FileExec(　　p_Directory in VARCHAR2,　　p_Filename IN VARCHAR2　　) AS　　v_FileLocator BFILE;　　v_CLOBLocator CLOB;　　BEGIN　　--為update初始化一個定位符　　SELECT clob_col　　INTO v_CLOBLocator　　FROM lobdemo　　WHERE key=-1　　FOR UPDATE;　

為讀文件初始化一個BFILE定位符: 　

　　　v_FileLocator:=BFILEOPEN(p_Derectory,p_Filename);

用dbms_lob包的fileopen打開一個操作系統文件:

　　　　DBMS_LOB.FILEOPEN(v_FileLocator,DBMS_LOB.FILE_READONLY);

將整個操作系統文件裝入lob中:

　　　　DBMS_LOB.LOADFROMFILE(v_CLOBLocator,v_FileLocator, DBMS_LOB.GETLENGTH(v_FileLocator));　　　　END FileExec;

四.Oracle InterMedia工具介紹 interMedia是Oracle推出的對Oracle8i多媒體功能進行擴充的一個集成部件，它使得Oracle能夠更方便的治理圖象、音頻、視頻、文本等信息。使得Oracle在internet，電子商務等領域多媒體數據的治理上可靠性與可用性增強。它包括image, audio, video三部份。interMedia使用對象類型，類似于java或C++，來描述image, audio, video類型數據，Oracle在這三類對象類型中定義了許多方法來操作這些數據，如對于 image類型數據來說，你可以很方便地進行圖形格式轉換，壓縮，拷貝，截取圖形的任何一部份等，而這些是普通LOB類型數據所無法比擬的，普通sql語句也無法完成這些操作。 Internet的發展更突出了interMedia在WEB應用中的價值，現有的WEB應用絕大多數將image,audio,video等多媒體信息存在文件系統中，其優點是操作簡單，速度快，缺點是治理復雜，尤其是治理大量image時就受到目錄數等的限制。假如將image保存在數據庫中，由數據庫來統一維護，統一備份，這樣就可以簡化治理。 Intermedia中定義了幾個多媒體對象類型，例如ORDAUDIO就是其中一個，它提供一些audio對象類型數據的操縱函數。下面我們來看一個例子，在這個例子中我們定義一個歌曲對象，建立一個歌曲對象的表，并對該表進行插入與查詢操作。（1）定義一個歌曲對象：

　　　　CREATE TYPE songObject as OBJECT (　　songId VARCHAR2(20), --歌曲號　　title VARCHAR2(4000), --題目　　artist VARCHAR2(4000), --作家　　awards VARCHAR2(4000), --獎項　　timePeriod VARCHAR2(20), --日期時間　　txtinrodUCtion CLOB, --簡介　　audioSource ORDSYS.ORDAUDIO --音頻數據，這個字段由ORDAUDIO對象來定義。　　);

（2）建立一個名為songtable的表：

　　　　CREATE TABLE SongsTable of songObject (UNIQUE (songId), songId NOT NULL);

（3）插入一行數據到SongsTable表中

　　　　INSERT INTO SongsTable VALUES ('00',　　'Under Pressure',　　'Queen',　　'no awards',　　'80-90',　　243,　　NULL,　　EMPTY_CLOB(),　　ORDSYS.ORDAudio(NULL,　　ORDSYS.ORDSource(EMPTY_BLOB(),NULL,NULL,NULL,NULL,NULL),　　NULL, NULL, EMPTY_CLOB(), NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL));

注重：。EMPTY_CLOB，EMPTY_BLOB()函數只是初始化一個lob數據定位符，而沒有存儲實際的數據。（4）向SongsTable表中載入一行數據：

　　　　DECLARE　　audioObj ORDSYS.ORDAUDIO;　　ctx RAW(4000) := NULL;　　BEGIN　　　　--取得audioSource字段定位符　　　　SELECT S.audioSource INTO audioObj　　　　FROM SongsTable S　　WHERE S.songId = '00'　　FOR UPDATE;

下面的四個函數是ORDAUDIO對象的成員函數，具體功能請查看Oracle開發手冊:

　　　　audioObj.setSource('FILE', 'AUDDIR', 'UnderPressure.au');--設定文件　　　　audioObj.setMimeType('audio/basic'); --設定類型　　　　audioObj.import(ctx); --載入ctx　　　　audioObj.setProperties(ctx); --設置屬性

將歌曲對象載入到數據庫表中: 　

　　　UPDATE SongsTable S　　SET S.audioSource = audioObj　　WHERE S.songId = '00';　　　　COMMIT;　　　　END;

五.多媒體數據庫技術難點與展望可以說，多媒體數據的高效治理是IT技術發展的必然要求，隨著多媒體信息需求的進一步加強，多媒體數據庫技術將會有更大的發展，從Oracle數據庫中我們可以看出，無論在數據類型，數據治理，還是開發治理工具上，現在的主流關系數據庫已經具有很強的多媒體信息治理能力。但是我們不能不遺憾的看到，對一些多媒體數據所特有的操作（比如對多媒體信息的查詢）能力還是很有限的。一個問題就是多媒體數據的非凡操作實現，因為lob型數據是二進制的大對象，他不能簡單的按照一般數據的操作符來進行計算。比如，要查出一個數據表中與某首歌相似的音頻。那么對于這個'相似'操作來說，它得不到傳統的操作符的支持，而且它將涉及很復雜的算法。可喜的是，Oracle9i Intermedia已經具有多媒體數據的查詢與匹配功能，例如，可以從質地（texture），外形，顏色，顏色分量等要素進行相似圖象的查詢，在查詢時可以設置各個要素的權值，測試的結果還是差強人意的。但是對audio，video等類型數據的查詢仍然不夠理想。另外，如何描述多媒體信息，怎樣根據你對多媒體信息的描述來檢索，也是一個難點問題，比如這個查詢任務：查詢出顏色比較暗的并且有森林的風景照片，這就是根據描述性信息進行查詢的例子。這將需要某種行業標準和技術實現。總之，如何實現和優化針對多媒體數據的非凡操作（如相似查詢等），將是以后多媒體數據庫研究和應用中的熱點問題。另外一個重要的問題就是針對多媒體數據庫的性能調優，原先的調優方法如索引優化等仍然適用，但是現在碰到了新的問題：多媒體數據是龐大的，那么對多媒體信息的操作（尤其是檢索）開銷巨大，那么如何降低這種開銷，縮短操作時間，又是一個重要課題。

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