视频资源管理系统的设计

视频资源管理系统的设计成星深圳图书馆广东深圳518026[摘要]本文就各行业对视频资源的再利用需求进行了详细分析，明确了各个需求与视频资源自身特性的关系，根据公众对视频资源的实际需求，重点论述了视频资源管理系统的设计。[关键词]视频描述基于内容的视频检索视频资源管理DesignofVideoAssetManagementSystemChengXingShenzhenLibrary,Shenzhen,Guangdong518026[Abstract]Thistextisanalysingeverywalkoflife抯requirementinvideoassetrecyclearea,definitudingtheconnectionbetweentherequirementandthevideoresource抯characteristic.Followingtherequirementofthepubilcforthevideoasset,Thetextdiscussesthedesignofthevideoassetmanagermentsystem.[Keywords]Videocategory;Content-basedvideoretrieval;Videoassetmanagement1前言视频资源管理系统是基于视频技术和视频数据库管理技术的一种全新管理平台，以计算机为核心，采用视频技术，结合视频资料行业的实际需求及多年来不断完善的视频片段检索算法的经验，建立一套软硬件相结合的、崭新、完整的管理体系。它的应用可以优化资源内部结构，提高整体性能和查询的灵活性，满足公众对视频资源再利用的需求。该系统集中体现在视频数字化、系统的网络化、查询的多样化、管理的智能化，充分体现了现代信息技术与视频资源管理技术的有机结合。随着数字视频压缩编码技术日益成熟，计算机大型运算能力的逐渐加强，为基于计算机的视频资源管理创造了条件。视频资源管理系统建设的不断完善，逐渐地取代了以物理仓库、单一数据库、线性文件系统检索为核心，辅以其它人工操作的半自动化模式，使系统结构大为简化而功能大为增强；由于采用计算机IP-SAN网络技术，同一资源可以同时被多结点直接应用；由于在数据入库前，已对数据从多个方面进行了大量的描述，同时采用了先进的基于视频内容的描述和检索方法，所以各行各业基本能够灵活的获取资源；由于采用大容量磁盘阵列存储设备，可以使系统快速的对多个大数据请求同时做到响应和数据迁移。系统以IP-SAN网络为依托，以数据描述分类标准为核心，以视频信号的数字化、海量存储、内容查询和数据下载为辅助技术，使深圳图书馆视频资源的应用和管理都达到了一个新的高度。2系统需求2.1上载部分（1）可以对多种介质的资源进行MPEG2编码的数字化上载，统一到计算机数据库这一层面，进行全面细化的管理。如DV磁带、光盘等。（2）上载的过程中自动获取多媒体资料信息，自动提取关键帧。2.2数据转码部分（3）可以将数字化后的高质量节目数据流进行多种格式的转码，如MPEG4、WMV等，其中低码率数据流用于检索浏览。2.3数据内容标引部分（4）以“视频资料分类主题词表”为标准，将数字化后的资源在上载之前作详细的内容标引。（5）基于元数据的编目管理方式，通过浏览低码率数据流，按照分层标著原则进行标引，同时可对编辑元数据信息库进行扩充。2.4检索部分（6）支持多要求关联检索、关键帧检索、基于内容检索、自定义编目项检索和全文检索等多种检索方式。2.5数据管理部分（7）可以对内部用户进行分级管理；可以定时自动整理数据库；可以自动调整网络带宽及服务器负载情况，确保最快的响应；可对预上载数据进行审查；可对元数据的借阅和销毁情况进行管理；可对离线物理仓库节目进行统一管理；可以对各类信息按时间进行统计并输出表格。2.6数据利用部分（8）通过严格的用户认证，因特网用户可以远程查询需要的资源，通过浏览其属性以及节目的低码率片花，确定是否需要下载。（9）支持视音频数据的分段回调，在归档过程中利用转场抽帧技术创建帧索引和秒索引，系统可以支持大容量数据的分段回调，即根据请求的入点和长度自动对大文件进行切割，并生成新的数据文件。（10）系统应能支持多流的视频数据同时回放，并能支持用户选择其中一路作为主画面观看。具备快速内容识别、检索功能。（11）系统应能支持帧精确的快速定位和播放。必须具备内嵌打点编辑功能。（12）可提供输出下载，支持多种格式的转码下载。2.7系统结构部分（13）需预留“视频资料分类主题词表”的导入接口。（14）需预留与图书馆dILAS系统接入的接口。3关键技术3.1视频数据库技术视频数据库技术是计算机技术的重要组成部分，它能够同时获取、处理、编辑、存储和展示声音、影像等不同媒体，同时它具有多样性、集成性和交互性等特点。只有解决好视频的关键性技术问题，它才能得到广泛应用，促进其更快发展。视频数据库除要求处理结构化的数据外，还要求处理大量非结构化数据。视频数据库需要解决的问题主要有：数据模型、数据压缩/还原、数据库操作、数据库通讯及查询统计以及对象的表现。为了能高效管理视频数据，基于关系数据库的应用系统逐渐演变到视频数据库管理系统用面向对象的概念扩充关系数据库。用面向对象的高级语言扩展基本关系类型，使其支持复杂对象，并对关系模型提供的操作加以扩充，利用关系数据库的优势管理视频资料。3.2IP-SAN网络技术由于视频数据通常以上G的模块存在，因此它的交换环境要求非常高，出口带宽尤其重要，同时随着我馆视频业务的进一步发展，接入点越来越多，稳定性和响应速度必须解决好。在这样的应用需求下，我们采用IP-SAN存储网络技术，它是在传统IP以太网上架构一个SAN存储网络把服务器与存储设备连接起来的存储技术，它把SCSI协议完全封装在IP协议之中。它是彻底的SAN架构，即为服务器提供块级服务，提供直接对话的通道。IP-SAN存储技术有着广泛的行业适用性，在备份和恢复、高可用性、业务连续性、服务器和存储设备整合等方面，采用iSCSI技术组成的IPSAN构建成本更低，而且可以连接更远的距离。同时它还提供磁盘容量混插、位置混插功能，方便使用。3.3视频数据描述技术系统设计拟参考MPEG-7标准，该标准被称为“多媒体内容描述接口”，为各类多媒体信息提供一种标准化的描述，这种描述将与内容本身有关，允许快速和有效的查询用户感兴趣的资料。它将扩展现有内容识别专用解决方案的有限的能力，特别是它还包括了更多的数据类型。换而言之，MPEG-7规定一个用于描述各种不同类型多媒体信息的描述符的标准集合。MPEG-7的目标是根据信息的抽象层次，提供一种描述多媒体材料的方法以便表示不同层次上的用户对信息的需求。以视觉内容为例，较低抽象层将包括形状、尺寸、纹理、颜色、运动（轨道）和位置的描述。对于音频的较低抽象层包括音调、调式、音速、音速变化、音响空间位置。最高层将给出语义信息。抽象层与提取特征的方式有关：许多低层特征能以完全自动的方式提取，而高层特征需要更多人的交互作用。MPEG-7标准化的范围包括：一系列的描述子（描述子是特征的表示法，一个描述子就是定义特征的语法和语义学）；一系列的描述结构（详细说明成员之间的结构和语义）；一种详细说明描述结构的语言、描述定义语言（DDL）；一种或多种编码描述方法。原则上，任何类型的AV（Audio-Video）资料都可以通过任何类型的查询资料来检索，例如，AV资料可以通过视频、音乐、语言等来查询，通过搜索引擎来匹配查询数据和MPEG-7的音视频描述。4系统设计4.1系统建设的目标该系统的最终目的是建立一个规范的、科学的、视频资料管理中心。通过先对原始媒体进行处理，提取内容，然后用“标准”形式对它们进行描述，以支持各种内容的操纵。即系统可以管理存储目前常用的物理视频资料（如：Beta、DVD、LD等），以及管理数字化后的MPEG1\2\4视频资料，并通过计算机网络实现所有数据库资源的共享，共享方式主要表现为灵活的查询方式和快捷的信息交互4.2系统总体结构系统在内容结构上包括三个层：业务层、管理层、硬件数据层。业务层包括采集上载、非线性编辑、转码、发布上传、编目录入、入库审查、多角度检索（重点是基于内容的视频检索）、下载、VOD点播和直播等业务；管理层包括用户分级管理、VOD后台管理、数据发布管理、流程控制管理、集中管理和数据整理等模块；硬件数据层包括IP-SAN网络、海量存储和服务器部分。业务层和管理层都构建在硬件数据层的网络平台及服务器系统之上，管理层是整个系统的核心，系统安全平台为整个系统提供安全保障。整个系统的总体框架如图4-1所示。4.3系统硬件结构系统硬件结构可以通过其工作内容或流程来说明。信号采集工作站对输入信号按照规定参数进行不间断连续的采集，生成元数据，然后编辑工作站得按照要求对数据进行编辑制作。工作站制作完毕的数据，按照编目要求进行分类入库，在入库前需经过数据发布控制工作站进行质量审查。转码工作站视具体情况做转码工作，选择相应的数据输出方式。点播服务器对网络上的点播请求作出响应。以上硬件设备全部统一在内网网络平台上，配备海量存储器和IP-SAN高速交换网。通过防火墙与Internet外网连接，当用户有下载需求，则通过用户认证模块核对其身份权限完成下载。针对网络上的检索请求，各个网点可以方便获取所需资源并请求数据输出。整个系统网络托扑如图4-2所示。4.4系统软件结构软件采用模块化程序设计及B/S的设计模式，模块间通过接口（函数调用）传递数据。系统在逻辑结构上，拟采用三层结构，即最顶层是和操作系统相结合的数据库应用层，第二层是封装企业逻辑和应用的中间层，最后端是应用于客户端的客户层。图4-3是程序构造图。5结束语本系统的实现与应用可以使图书馆所有的视频资源通过灵活的查询方式被在线快速查找和再利用，可以使公众用户自由方便的获取自己所需的视频资源。另外，本系统使管理员可以对所有资源的使用情况进行汇总统计，可以对该系统进行远程管理和维护，包括各个工作站工作状态和整个网络使用情况的监控等。总之，视频资料管理系统使图书馆的视频管理工作更加方便、灵活，从而提高工作效率，降低工作成本，并且将有助于推进视频资源在其它领域的应用，符合视频资源再利用和共享化的发展趋势。［参考文献］[1]孙丽芳.信息资源检索与应用.北京：电子工业出版社，2004：25-86.[2]邓丽等.基于组合相似性的视频检索.电子与信息学报，2007,20（5）：1023-1026.[3]周可等.网络磁盘阵列流水调度研究.计算机学报，2005,28（3）：219-225.[4]余辉等.SAN存储系统的性能分析模型.计算机工程，2007,33（10）：271-273.[5]MartynJRiley,IainEGRichardson.DigitalVideoCommunications.London：ArtechHouse,2006：7-52.[6]BSManjunath,PhilippeSalembier,ThomasSikora.IntroductiontoMPEG-7,MultimediaContentDescriptionInterface.NewYork：Johnwiley&SonsLtd.,2002：1-50.（来稿时间：2007-11-18责编：冉文格）［作者简介］成星，1977年生，男，硕士，深圳图书馆音像部工作。