Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)處理多媒體信息

引文：

　　長(zhǎng)期以來(lái)，多媒體信息在計(jì)算機(jī)中都是以文件形式存放，由操作系統(tǒng)管理的，但是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分布式計(jì)算的發(fā)展，對(duì)多媒體信息進(jìn)行高效的管理，存取，查詢已經(jīng)成了一種迫切需求。而關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)卻有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力。兩方面結(jié)合，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)由此應(yīng)運(yùn)而生。本文將就Oracle對(duì)多媒體信息進(jìn)行處理的方式，工具，特色以及一些基本原理做一個(gè)綜述。

　　但是我們不能不遺憾的看到，現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)一些多媒體數(shù)據(jù)所特有的操作能力還是很有限的。針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的性能調(diào)優(yōu)現(xiàn)在也遇到了新的問(wèn)題。雖然如此，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)仍舊產(chǎn)生了廣闊的應(yīng)用價(jià)值和前景。
當(dāng)然本文不可能面面俱到，有關(guān)Oracle多媒體信息處理的具體內(nèi)容，請(qǐng)查閱Oracle相關(guān)手冊(cè)。

　　一.應(yīng)用前景綜述

　　隨著計(jì)算機(jī)處理能力的大副提高，多媒體早已經(jīng)融入到了計(jì)算機(jī)當(dāng)中了，如果缺少了多媒體，缺少了各種多姿多采的圖象，音頻，視頻，很難想象計(jì)算機(jī)如今會(huì)走入千家萬(wàn)戶。長(zhǎng)期以來(lái)，多媒體信息在計(jì)算機(jī)中都是以文件形式存放，由操作系統(tǒng)管理的，但是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分布式計(jì)算的發(fā)展，這種單純的文件式管理已經(jīng)力不從心了，對(duì)多媒體信息進(jìn)行高效的管理，存取，查詢已經(jīng)成了一種迫切需求。而關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)卻有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力。兩方面密切結(jié)合，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)由此應(yīng)運(yùn)而生。可以預(yù)見(jiàn)，隨著多媒體處理需求的加強(qiáng)，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。

　 　　Oracle作為一家著名的數(shù)據(jù)庫(kù)廠商，在多媒體信息處理上，更是走在了前邊。本文將就Oracle對(duì)多媒體信息進(jìn)行處理的方式，工具，特色以及一些基本原理做一個(gè)綜述。希望對(duì)讀者有所啟發(fā)。當(dāng)然，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)還有好多家，雖然開(kāi)發(fā)工具，編程接口語(yǔ)句各異，但在數(shù)據(jù)類型、處理方式上比較相似。所以我們?cè)诖寺赃^(guò)。

　　二.多媒體數(shù)據(jù)類型介紹

　　在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，多媒體信息等大型對(duì)象是由lob型字段來(lái)進(jìn)行存取的。在Oracle8i中，正式引入了此標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)多媒體大對(duì)象處理的需求。Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，lob型數(shù)據(jù)有以下幾種：

　　--------------------------------------------

　　Lob類型 說(shuō)明

　　Clob： 和Oracle7的long型相似，clob可以存儲(chǔ)單字節(jié)型數(shù)據(jù)

　　Nclob： Nclob存儲(chǔ)定寬的多字節(jié)國(guó)家字符集數(shù)據(jù)

　　Blob： 和Oracle7中的long raw類型相似。可以存儲(chǔ)無(wú)結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。Oracle8沒(méi)有對(duì)這種數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋 ，只是按照原來(lái)的形式存儲(chǔ)和檢索它。

　　Bfile： Bfile允許對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)以外存儲(chǔ)的大型二進(jìn)制文件進(jìn)行只讀形式的訪問(wèn)。和其它三種lob類型數(shù)據(jù) 不同的是，bfile類型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)單獨(dú)的文件中，該文件不由Oracle來(lái)維護(hù)。

　　特點(diǎn)：

　　1.在Oracle7中，相應(yīng)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(diào)用接口OCI或者由pl/sql利用dbms_lob包進(jìn)行操縱。

　　3.lob不象long型那樣每個(gè)表中最多只有一個(gè)字段的限制，其可以有多個(gè)，而又可以利用觸發(fā)器的特性。

　　4.lob數(shù)據(jù)處理可以獲得與其它數(shù)據(jù)同樣的事物特性。

　　5.lob的存儲(chǔ)比較特殊，它并不是跟其他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表中，而是可以單獨(dú)存放于不同的表空間中，由一個(gè)定位符指向?qū)嶋H的lob數(shù)據(jù)。

[NextPage] 三.多媒體大對(duì)象存取例程舉例

　　按照如下步驟來(lái)完成各個(gè)操作：

　　（1）先建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表：

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

　　這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)第一列存儲(chǔ)一個(gè)碼，另外三列存儲(chǔ)lob型數(shù)據(jù)。

　　（2）表建好以后，往表中插入一條數(shù)據(jù)：

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

　　在這一條數(shù)據(jù)中,第二列我們插入一個(gè)字符串，它被格式化為clob類型數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；第二列我們使用empty_blob（）函數(shù)來(lái)初始化一個(gè)定位符，以后就可以獲取這個(gè)定位符進(jìn)行比如select，update等操作了；第三列賦空值，它并沒(méi)有獲得一個(gè)定位符，這是與empty_blob（）函數(shù)的區(qū)別。

　　（3）查詢插入表中的數(shù)據(jù)

　　　　select blob_col from boldemo where key=20;

　　注意：這一sql語(yǔ)句的返回結(jié)果是一個(gè)定位符（locator），而不是實(shí)際的數(shù)據(jù)本身。

　　（4）修改數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)

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

　　從這些sql語(yǔ)句當(dāng)中，我們看到了lob型數(shù)據(jù)處理的基本方法，發(fā)現(xiàn)與其他類型數(shù)據(jù)處理相似。但是sql語(yǔ)句中l(wèi)ob型數(shù)據(jù)處理的特殊性在于以下方面：

　　（1）bfile文件的處理：

　　　　bfile類型有著特殊性，跟clob，blob不同。實(shí)際的數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在操作系統(tǒng)的外面：所以有兩個(gè)特點(diǎn)：1.沒(méi)有事務(wù)性控制 2.bfile是只讀的，不能用dbms_lob或oracl8 oci進(jìn)行修改。讓我們來(lái)看對(duì)bfile的操作步驟：

　　<1> 為了訪問(wèn)外部文件，服務(wù)器需要知道文件在操作系統(tǒng)中的位置。下面我們建立一個(gè)目錄：
create DIRECTORY utils AS '/home/utils';
utils表示目錄邏輯名，'/home/utils'是實(shí)際目錄。

　　<2>使用bfilename函數(shù)插入一行數(shù)據(jù)：

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

　　　bfilename函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是邏輯目錄名，第二個(gè)參數(shù)是文件名。注意：這一行中插入的是一個(gè)指向/home/utils/file1的lob定位符,并不是文件本身。

　　（2）利用dbms_lob包進(jìn)行l(wèi)ob數(shù)據(jù)操作

　　sql僅可以操縱整個(gè)lob，而不能操縱數(shù)據(jù)片。dbms_lob包則放開(kāi)了這個(gè)限制，它提供對(duì)lob數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)片的操作。這個(gè)包中包含十幾個(gè)例程，讀者可以查閱Oracle pl/sql手冊(cè)，本文只介紹三個(gè)函數(shù)：fileopen（）用來(lái)打開(kāi)一個(gè)操作系統(tǒng)文件；loadfromfile（）例程用來(lái)往目標(biāo)lob字段填充一個(gè)操作系統(tǒng)文件，這個(gè)函數(shù)很有實(shí)用價(jià)值，因?yàn)橛性S多l(xiāng)ob內(nèi)容在sql語(yǔ)句中是不可描述的，例如一個(gè)二進(jìn)制音頻文件，而用這個(gè)函數(shù)可以將文件內(nèi)容導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)；getlength函數(shù)計(jì)算文件的長(zhǎng)度。請(qǐng)看下面一個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程中這三個(gè)函數(shù)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(gè)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(gè)BFILE定位符

　　　v

[1]

　　--用dbms_lob包的fileopen打開(kāi)一個(gè)操作系統(tǒng)文件

　　　DBMS_LOB.FILEOPEN(v_FileLocator,DBMS_LOB.FILE_READONLY);

　　--將整個(gè)操作系統(tǒng)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(duì)Oracle8i多媒體功能進(jìn)行擴(kuò)充的一個(gè)集成部件，它使得Oracle能夠更方便的管理圖象、音頻、視頻、文本等信息。使得Oracle在internet，電子商務(wù)等領(lǐng)域多媒體數(shù)據(jù)的管理上可靠性與可用性增強(qiáng)。它包括image, audio, video三部份。interMedia使用對(duì)象類型，類似于JAVA或C++，來(lái)描述image, audio, video類型數(shù)據(jù)，Oracle在這三類對(duì)象類型中定義了許多方法來(lái)操作這些數(shù)據(jù)，如對(duì)于 image類型數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，你可以很方便地進(jìn)行圖形格式轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)所無(wú)法比擬的，普通sql語(yǔ)句也無(wú)法完成這些操作。

　　Internet的發(fā)展更突出了interMedia在WEB應(yīng)用中的價(jià)值，現(xiàn)有的WEB應(yīng)用絕大多數(shù)將image,audio,video等多媒體信息存在文件系統(tǒng)中，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，速度快，缺點(diǎn)是管理復(fù)雜，尤其是管理大量image時(shí)就受到目錄數(shù)等的限制。如果將image保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，由數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)統(tǒng)一維護(hù)，統(tǒng)一備份，這樣就可以簡(jiǎn)化管理。

　　Intermedia中定義了幾個(gè)多媒體對(duì)象類型，例如ORDAUDIO就是其中一個(gè)，它提供一些audio對(duì)象類型數(shù)據(jù)的操縱函數(shù)。下面我們來(lái)看一個(gè)例子，在這個(gè)例子中我們定義一個(gè)歌曲對(duì)象，建立一個(gè)歌曲對(duì)象的表，并對(duì)該表進(jìn)行插入與查詢操作。

　　（1）定義一個(gè)歌曲對(duì)象：

　　CREATE TYPE songObject as OBJECT (
　　　songId VARCHAR2(20), --歌曲號(hào)
　　　title VARCHAR2(4000), --題目
　　　artist VARCHAR2(4000), --作家
　　　awards VARCHAR2(4000), --獎(jiǎng)項(xiàng)
　　　timePeriod VARCHAR2(20), --日期時(shí)間
　　　txtinroduction CLOB, --簡(jiǎn)介
　　　audioSource ORDSYS.ORDAUDIO --音頻數(shù)據(jù)，這個(gè)字段由ORDAUDIO對(duì)象來(lái)定義。
　　);

　　（2）建立一個(gè)名為songtable的表：

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

　　（3）插入一行數(shù)據(jù)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));
　　　注意：。EMPTY_CLOB，EMPTY_BLOB()函數(shù)只是初始化一個(gè)lob數(shù)據(jù)定位符，而沒(méi)有存儲(chǔ)實(shí)際的數(shù)據(jù)。

　　（4）向SongsTable表中載入一行數(shù)據(jù)：

　　　　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(gè)函數(shù)是ORDAUDIO對(duì)象的成員函數(shù)，具體功能請(qǐng)查看Oracle開(kāi)發(fā)手冊(cè)

　　　　audioObj.setSource('FILE', 'AUDDIR', 'UnderPressure.au');--設(shè)定文件

　　　　audioObj.setMimeType('audio/basic'); --設(shè)定類型

　　　　audioObj.import(ctx); --載入ctx

　　　　audioObj.setProperties(ctx); --設(shè)置屬性

　　　　--將歌曲對(duì)象載入到數(shù)據(jù)庫(kù)表中

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

　　　　　COMMIT;

　　　　END;

[NextPage] 　五.多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)難點(diǎn)與展望

　　可以說(shuō)，多媒體數(shù)據(jù)的高效管理是IT技術(shù)發(fā)展的必然要求，隨著多媒體信息需求的進(jìn)一步加強(qiáng)，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將會(huì)有更大的發(fā)展，從Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中我們可以看出，無(wú)論在數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)管理，還是開(kāi)發(fā)管理工具上，現(xiàn)在的主流關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)具有很強(qiáng)的多媒體信息管理能力。但是我們不能不遺憾的看到，對(duì)一些多媒體數(shù)據(jù)所特有的操作（比如對(duì)多媒體信息的查詢）能力還是很有限的。

　　一個(gè)問(wèn)題就是多媒體數(shù)據(jù)的特殊操作實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閘ob型數(shù)據(jù)是二進(jìn)制的大對(duì)象，他不能簡(jiǎn)單的按照一般數(shù)據(jù)的操作符來(lái)進(jìn)行計(jì)算。比如，要查出一個(gè)數(shù)據(jù)表中與某首歌相似的音頻。那么對(duì)于這個(gè)'相似'操作來(lái)說(shuō)，它得不到傳統(tǒng)的操作符的支持，而且它將涉及很復(fù)雜的算法。可喜的是，Oracle9i Intermedia已經(jīng)具有多媒體數(shù)據(jù)的查詢與匹配功能，例如，可以從質(zhì)地（texture），形狀，顏色，顏色分量等要素進(jìn)行相似圖象的查詢，在查詢時(shí)可以設(shè)置各個(gè)要素的權(quán)值，測(cè)試的結(jié)果還是差強(qiáng)人意的。但是對(duì)audio，video等類型數(shù)據(jù)的查詢?nèi)匀徊粔蚶硐搿?

　　另外，如何描述多媒體信息，怎樣根據(jù)你對(duì)多媒體信息的描述來(lái)檢索，也是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，比如這個(gè)查詢?nèi)蝿?wù)：查詢出顏色比較暗的并且有森林的風(fēng)景照片，這就是根據(jù)描述性信息進(jìn)行查詢的例子。這將需要某種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。總之，如何實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的特殊操作（如相似查詢等），將是以后多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)研究和應(yīng)用中的熱點(diǎn)問(wèn)題。

　　另外一個(gè)重要的問(wèn)題就是針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的性能調(diào)優(yōu)，原先的調(diào)優(yōu)方法如索引優(yōu)化等仍然適用，但是現(xiàn)在遇到了新的問(wèn)題：多媒體數(shù)據(jù)是龐大的，那么對(duì)多媒體信息的操作（尤其是檢索）開(kāi)銷巨大，那么如何降低這種開(kāi)銷，縮短操作時(shí)間，又是一個(gè)重要課題。

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