數(shù)字化圖書(shū)館中的多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用探討

王亞玲

摘 要：多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是數(shù)字圖書(shū)館的核心技術(shù)，可以幫助人們檢索到文本信息、視頻信息，能夠?yàn)樽x者提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。 就多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的相關(guān)概念以及內(nèi)容進(jìn)行闡述，分析數(shù)字圖書(shū)館中多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并探討多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，以便提高多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在數(shù)字圖書(shū)館中的應(yīng)用效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖書(shū)館；多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；研究分析

在當(dāng)今信息時(shí)代發(fā)展中，世界逐漸進(jìn)入到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展中，信息成為人們生活與工作中的重要部分。在獲取信息方面，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)渠道檢索出各自需要的信息。隨之?dāng)?shù)字圖書(shū)館逐漸發(fā)展起來(lái)，在數(shù)字圖書(shū)館中，對(duì)信息的獲取可以通過(guò)多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來(lái)獲得。在數(shù)字圖書(shū)館中，如何更好的使用多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來(lái)獲取文本信息、視頻信息等是當(dāng)今急需要解決的問(wèn)題。

1 多媒體數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)概念以及內(nèi)容

1.1 多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的概念

多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一種智能化的技術(shù)，將以往的以信息存儲(chǔ)為主的多媒體技術(shù)處理和管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾R(shí)獲取為主的模式，多媒體數(shù)據(jù)屬于非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化，其具有不同的特點(diǎn)，并且存在不同的表達(dá)方式。各媒體數(shù)據(jù)不僅可以獨(dú)立表達(dá)信息，還可以共同表達(dá)相同事物的不同特點(diǎn)，共同表達(dá)事物的發(fā)展過(guò)程及結(jié)果。因此，在多媒體數(shù)據(jù)中，存在信息主體特點(diǎn)、屬性，并且數(shù)據(jù)之間具有緊密的聯(lián)系。因此，多媒體數(shù)據(jù)挖掘主要指的是在多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容特征前提下，通過(guò)多媒體技術(shù)將其數(shù)據(jù)中隱含的、有價(jià)值的可以理解的內(nèi)容挖掘出來(lái)。

1.2 多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的內(nèi)容

數(shù)字圖書(shū)館中的數(shù)據(jù)挖掘不能看作是簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)字圖書(shū)館信息的檢索，其主要是對(duì)以文本信息為主的數(shù)據(jù)挖掘，換句話而言，是對(duì)圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫(huà)等為代表的連續(xù)媒體內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。由于多媒體數(shù)據(jù)中具有豐富多樣的內(nèi)容特點(diǎn)，需要對(duì)這些信息特征進(jìn)行分析研究，對(duì)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以及模式進(jìn)行提取，以便獲取有價(jià)值的信息。

1.2.1圖像數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)字圖書(shū)館中的圖像數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，其中包括圖畫(huà)、建筑物圖、CAT掃描圖、X線片、星球地圖、天文物體圖等。圖像具有豐富的視覺(jué)與空間特性，其中視覺(jué)特性指的是顏色、性狀、輪廓、紋理等特征，空間特性主要包括邊緣探測(cè)、目標(biāo)模式、邊緣提取、模式識(shí)別等。圖像數(shù)據(jù)挖掘需要從圖像中提取能夠代表以及區(qū)分該圖像的內(nèi)容特點(diǎn)信息，并且需要收集針對(duì)圖像處理和數(shù)據(jù)挖掘的知識(shí)內(nèi)容。當(dāng)圖像數(shù)據(jù)挖掘內(nèi)容確定之后，需要對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行分析、分類(lèi)以及檢索等操作，對(duì)挖掘到的信息進(jìn)行解釋與表達(dá)，從而獲取更深層的含義。

1.2.2視頻挖掘技術(shù)

視頻主要是由各種各樣的圖像幀序列組成的，其可以使用全局或者局部特征來(lái)表達(dá)。通過(guò)視頻處理技術(shù)將視頻的屬性進(jìn)行分割與分類(lèi)，從而取得視頻結(jié)構(gòu)模式，并且可以從視頻中獲得視頻對(duì)象，對(duì)其運(yùn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行跟蹤。通過(guò)時(shí)間的特點(diǎn)分析視頻之間的關(guān)聯(lián)性，以便獲取更深層的事件內(nèi)容。

1.2.3聲音挖掘技術(shù)

聲音挖掘主要對(duì)象是語(yǔ)音中的聲音，通過(guò)對(duì)聲音數(shù)字化的處理后可以得出音頻。其中音頻的挖掘主要通過(guò)兩種方式來(lái)完成的。其一，使用語(yǔ)言知識(shí)識(shí)別技術(shù)將語(yǔ)音轉(zhuǎn)變成文字，將音頻挖掘改變成為文字挖掘。其二，通過(guò)直接法在音頻中獲取聲音的特點(diǎn)，例如音調(diào)以及韻律、節(jié)奏等，通過(guò)聚類(lèi)分析法對(duì)聲音的模式進(jìn)行分析，從而分析音頻的基頻、能量分布特點(diǎn)等，以便獲取音頻中的對(duì)象結(jié)構(gòu)，提取出內(nèi)在的信息與規(guī)律。

2 數(shù)字圖書(shū)館中多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)

在數(shù)字圖書(shū)館多媒體數(shù)據(jù)中，主要包括原始的數(shù)據(jù)庫(kù)和元數(shù)據(jù)庫(kù)。其中原始的數(shù)據(jù)庫(kù)指的是原始的多媒體數(shù)據(jù)，例如各種圖像、視頻以及音頻等數(shù)據(jù)信息。這些數(shù)據(jù)的媒體結(jié)構(gòu)與元數(shù)據(jù)庫(kù)中的描述具有緊密的關(guān)聯(lián)性，可以通過(guò)可視化的方式進(jìn)行表達(dá)和存取。元數(shù)據(jù)庫(kù)指的是一種按照挖掘要求組成多維度、多層次以及多媒體的數(shù)據(jù)庫(kù)。其能夠有效的提高媒體數(shù)據(jù)挖掘的效率。

2.2 挖掘引擎

數(shù)字圖書(shū)館中多媒體數(shù)據(jù)挖掘引擎主要由一組快速的挖掘算法組成，其中涉及到數(shù)據(jù)的分類(lèi)、關(guān)聯(lián)分析、聚類(lèi)、總結(jié)等方面。數(shù)字圖書(shū)館多媒體數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)可以根據(jù)具體的應(yīng)用情況，選擇一個(gè)或者多個(gè)挖掘算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘。

2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)構(gòu)

數(shù)字圖書(shū)館中多媒體數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的處理，并對(duì)數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行提取。在圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理的過(guò)程中，需要對(duì)圖像中的信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，并對(duì)其進(jìn)行分割研究。同時(shí)，在視頻與音頻信息處理過(guò)程中，均需要通過(guò)這種方式來(lái)處理。另外，在處理的過(guò)程中，需要對(duì)事件進(jìn)行標(biāo)記，對(duì)其敘事結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，并分析其語(yǔ)義的關(guān)聯(lián)性。數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)構(gòu)主要是以元數(shù)據(jù)的形式將其記錄在元數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.4 用戶挖掘數(shù)據(jù)接口

用戶挖掘數(shù)據(jù)的接口主要是對(duì)挖掘結(jié)果進(jìn)行解釋和呈現(xiàn)的界面，可以為用戶提供交互接口以及擴(kuò)展的挖掘語(yǔ)言。根據(jù)多媒體的視頻以及時(shí)空特點(diǎn)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)挖掘出來(lái)的結(jié)果需要通過(guò)新型的表達(dá)方式呈現(xiàn)出來(lái)。例如可以通過(guò)導(dǎo)航式的知識(shí)開(kāi)展與交互式的問(wèn)題求解過(guò)程來(lái)呈現(xiàn)，并且可以為數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果提供可視化的接口，方便用戶的查詢和了解。在數(shù)字化圖書(shū)館中，通過(guò)這種方式可以讓用戶更加便利的獲取自己所需要的信息資源。

3 數(shù)字圖書(shū)館中多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析

3.1 相似搜索技術(shù)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)搜索方式主要是通過(guò)關(guān)鍵字、詞的搜索來(lái)操作的。例如，在搜索圖像的時(shí)候，通過(guò)圖像的標(biāo)題、關(guān)鍵字以及尺寸進(jìn)行檢索。這些搜索均可以通過(guò)人工描述其信息特點(diǎn)，并將其信息特點(diǎn)提交給搜索引擎，以便更好的查找所需要的資源。但是這種搜索方式所產(chǎn)生的結(jié)果質(zhì)量較差，這種檢索方式?jīng)]有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前基于內(nèi)容的搜索方式就是在這種背景下提出來(lái)的，其主要是通過(guò)視覺(jué)的特征來(lái)標(biāo)引圖像，并根據(jù)圖像的特征進(jìn)行相似性檢索。這種檢索方式能夠符合各種信息的檢索，其具有較好的檢索效果。

3.2 關(guān)聯(lián)挖掘技術(shù)

數(shù)字圖書(shū)館中的信息和數(shù)據(jù)涉及到各個(gè)方面，其中圖像、視頻、音頻等數(shù)據(jù)庫(kù)中涵蓋到多媒體數(shù)據(jù)對(duì)象的關(guān)聯(lián)規(guī)則有以下幾個(gè)方面。其一，圖像內(nèi)容與非圖像內(nèi)容之間的關(guān)系，視頻內(nèi)容與非視頻內(nèi)容之間的關(guān)系，音頻內(nèi)容與非音頻內(nèi)容之間的關(guān)系等。其關(guān)聯(lián)規(guī)則主要需要根據(jù)顏色、語(yǔ)調(diào)、尺寸、紋理等方面進(jìn)行分析，例如，在一張圖中，上半部分50%以上均為藍(lán)色，那么很有可能是表示天空。這些關(guān)聯(lián)的規(guī)則與知識(shí)庫(kù)具有較大的聯(lián)系。其二，與空間關(guān)系無(wú)關(guān)的內(nèi)容關(guān)聯(lián)性。例如，在一張圖片中，有兩個(gè)藍(lán)色的圓形，對(duì)其進(jìn)行推測(cè)可以看出很有可能在圖片中還存在一個(gè)紅色的正方形，同時(shí)，在大多數(shù)知名品牌的商標(biāo)中，通常會(huì)出現(xiàn)各種特殊的圖案。通過(guò)這種思維模式的推測(cè)，可以分析內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性。其三，與空間有關(guān)的內(nèi)容關(guān)聯(lián)性。

3.3 多維分析

多維分析指的是多媒體數(shù)據(jù)通過(guò)組成立方體的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)分析的，具有多維性特點(diǎn)。其多維內(nèi)容包括：圖像的尺寸以及視頻的節(jié)數(shù)、圖像與視頻的網(wǎng)絡(luò)狀況、視頻與圖像建立的時(shí)間等。這些多維層面的內(nèi)涵可以根據(jù)實(shí)際情況自行定義，多維的建立與分析有利于多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在視頻內(nèi)容以及圖像方面進(jìn)行深入的分析。但是在進(jìn)行多維分析的時(shí)候，需要考慮到維數(shù)建立的問(wèn)題，由于維數(shù)較大的數(shù)據(jù)立方體建立起來(lái)比較困難，因此需要制定出更便利的建立方案，以便為多維分析提供前提依據(jù)。

3.4 多媒體數(shù)據(jù)的表達(dá)方式

在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，其底層多媒體數(shù)據(jù)的表達(dá)以及相關(guān)規(guī)定的重要性逐漸突顯出來(lái)。隨之多媒體內(nèi)容描述的相關(guān)接口研發(fā)出來(lái)，之后又提出來(lái)一種多媒體內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化描述方案，這種方案能夠適用于現(xiàn)實(shí)生活的各個(gè)方面。通過(guò)對(duì)描述對(duì)象的各個(gè)特征進(jìn)行提取，并在此前提下，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)以及挖掘引擎等進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)，并為其提供相關(guān)的依據(jù)。在多媒體數(shù)據(jù)描述方案中，對(duì)多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的定義比較廣泛，其主要涉及到圖像、表格、音頻以及視頻等方面，同時(shí)對(duì)人的情感色彩、事物的發(fā)生過(guò)程、人的價(jià)值取向等進(jìn)行分析。并且通過(guò)各種元素的相互結(jié)合，組成標(biāo)準(zhǔn)的多媒體演示。其中標(biāo)準(zhǔn)的描述集合與描述定義語(yǔ)言主要是用來(lái)描述各種類(lèi)型的多媒體數(shù)據(jù)，并根據(jù)相關(guān)指定要求形成各種描述方案。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今信息、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，圖書(shū)館逐漸進(jìn)入到數(shù)字化、信息化發(fā)展模式中，在數(shù)字圖書(shū)館中，需要通過(guò)多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)信息資源進(jìn)行索取，為用戶提供更加便捷、人性化的搜索模式，以便提高信息獲取的效率。在多媒體數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中，還需要對(duì)各種技術(shù)與方法進(jìn)行優(yōu)化與完善，以便為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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