邵　斌

摘要本文結合高校影像媒體資源的現(xiàn)狀，運用視頻數據庫技術，提出了基于網絡、基于光盤和基于虛擬現(xiàn)實技術的三種典型高校媒體資產管理系統(tǒng)設計方案。

關鍵詞媒體資產視頻數據內容檢索虛擬現(xiàn)實

中圖分類號G206文獻標識碼A

信息化、網絡化、智能化是當前影像媒體資源的特征，影像媒體資源的多樣性應用(一個節(jié)目被多種形式媒體采用)和重復使用(許多節(jié)目或素材被重新編輯后產生新的價值)顯示出了它巨大的潛藏價值，我國高等院校都保存了一大批具有教學科研價值和歷史意義的視音頻節(jié)目素材，如何實現(xiàn)龐大的視音頻資料保存、管理和應用，已成為所有院校面臨的一個重要課題。媒體資產管理(Media Asset Management)的設計可以成功實現(xiàn)視音頻等多媒體數據資料的數字化存儲、編目管理、檢索查詢和資料發(fā)布等功能，為各類學科提供高效的多層次的視頻教學服務，成為教育信息化建設的重要內容。

一、高校媒體資產管理系統(tǒng)的視頻數據模型設計

“工欲善其事，必先利其器”，要科學地分析教學視頻數據，首先要建立其數據模型。視頻數據由于其本身的綜合性(包含聲、視內容及高級語義內容)、結構的復雜性(非格式化)及具有時空多維結構，目前沒有一個經典完善的數據模型理論可以借用，研究者只能從不同的方向對數據模型進行探討，所建立的模型只反映或強調視頻數據某一類特征，其應用也側重于某個領域。

根據一般多媒體教學的特點可以將視頻教學節(jié)目分為四個內容結構層次：視頻流文件、場景片段、鏡頭和幀。

1、視頻流文件——是數字化視頻固有的結構層次，既一個原有的物理上存在的教學節(jié)目，也可以是一個若干節(jié)目片段重新組合而成的新的虛擬的教學節(jié)目，比如一套BBC拍攝的關于哺乳動物的電視教學片，有昆蟲獵人、植物獵人、鑿工、食肉獸、重回水里去、樹上的生活、爬樹好手等各自獨立的一集節(jié)目，可以稱之為一個視頻流節(jié)目，而根據教學主題“哺乳動物的捕食方法”而組織的各集節(jié)目中捕食片段的重新組合而成的新的節(jié)目——“哺乳動物的捕食比較”也可以稱為視頻流文件。

2、場景片段——場景則是一組時空相關的鏡頭集，在內容上講述一個完整的語義根據特征和需要自主定義。比如食肉獸一集可以分為貓科和犬科兩大類，貓科又可有分獅子、老虎、獵豹狐貍、狗等每個屬種的片段就可以定義為一個場景。

3、鏡頭——表示一段時間和空間內的連續(xù)動作，一個攝像機開和關的之間畫面。一個狐貍捕食毒蛇的畫面就成為鏡頭。

4、幀——是一幅視頻畫面，可以抽取出來表示一個文件、場景或者鏡頭的含義。

這樣，場景和片段形成視頻內容結構的中間層次，把整個視頻流在不同層次上分段，不同層次從不同角度反映了視頻所包含的信息，這樣就形成了視頻流的多層抽象。因此校同網絡視頻教學系統(tǒng)可以建立如圖1數據模型：

長方形表示實體，實體可以是個視頻文件，也可以是視頻文件的一個片段，一個場景甚至一個鏡頭，每一個實體都有其自己屬性，每個視頻文件、片段、場景、鏡頭都可以有其自己不同的屬性，可以進行文本描述，用于關鍵詞的檢索。

菱形表示實體與實體間的構建關系，數據源通過編碼轉換變?yōu)橐欢我曨l流，根據內容可以分解為場景、鏡頭和片段，這個過程稱之為解構；而不同片段(場景、鏡頭)又可以通過組合改變原視頻流輸出的邏輯次序，成為一個新的視頻流，然后可以將其編碼保存成為一個新的數據文件(媒體的數據源)存儲或者輸出給終端用戶，這個過程稱之為建構。

教學中一般涉及的節(jié)目類型有故事片、新聞節(jié)目、體育節(jié)目、歷史資料片、科教片、示范教學片。晚會典禮等。對于每類視頻節(jié)目都針對其不同的視頻目的、視頻內容、視頻生成和視頻用途逐一分析，建立典型意義下的應用策略，其中視頻生成提供了有關該對象的語法結構及視聽特性。它主要包括腳本控制，攝影控制、合成控制和信道控制等。考慮一般教學節(jié)目以視頻內容分析為主要用途，本系統(tǒng)重點針對視頻內容的屬性設置進行研究，擬采用自定義擴充屬性的開發(fā)思路。以典型的教學運用為例，在故事片中終端用戶為一般師生時，主要查找片名、主演、導演等信息，而終端用戶為新聞傳播的專業(yè)教師和同學時，則需要查找更細節(jié)的信息，如演員感情細節(jié)的鏡頭、攝影推拉的鏡頭、某種切換效果的鏡頭等，因此其數據的擴展屬性應設置為運動技巧、景別、角度等攝影控制技巧等攝影特性；在新聞節(jié)目中，一般的瀏覽者查詢關于某些國際會議的報道和某個水利工程的竣工的消息，而新聞專業(yè)的同學往往利用現(xiàn)場資料進行新的新聞制作，比如制作新當選的國家領導人就可能要利用其他有關方面(關于個人生活、愛好等)，因此數據的擴展屬性的可以根據新聞的5W要素設置，分時間、地點、人物、性質和效果等；體育教學節(jié)目具有較強的結構性，一般觀眾查詢比賽的有關時間、地點、對象及勝負的信息，而學科教師則需要為了訓練目的查找諸如進球、傳球、頭球等專門技能的信息，分析比賽策略，因此數據擴展屬性按照體育技術和戰(zhàn)術來劃分；科教節(jié)目往往注重分析一套標準的程序與動作規(guī)范。其查詢方式應該針對學科細節(jié)進行定義，比如動物學資料，可以劃分捕食、生育、遷徙等擴展屬性。

在媒體資產管理系統(tǒng)中應用了XML的技術，從而使元數據的增添變得十分靈活。在沒有應用XML的系統(tǒng)中元數據一旦被定義就很難再做修改，工作人員應用系統(tǒng)提供的定義視頻屬性這一功能，可以隨時增加任何一項新的屬性即新的元數據，如果對系統(tǒng)中定義的元數據不滿意或希望增加新條目，可以完全由操作人員自己完成修改工作，當標引端調用這一類型的元數據時。系統(tǒng)將生成新的標引窗口，并且在索引端會提供新的索引條目，從而使元數據的維護成為可能。

二、高校媒體資產管理系統(tǒng)的功能設計

1媒體上載模塊

高、低兩路碼率的數字化采集、引入媒體上載模塊的主要完成將視音頻等媒體資料數字化存儲。視音頻等媒體資料經媒體上載系統(tǒng)所形成的素材按照質量需求可以分為兩類。第一類支持低碼流服務，主要用于瀏覽和檢索：第二類是用于節(jié)目制作再利用，要求比較高的碼率以保證制作質量。存儲介質可選擇磁盤陣列，再輔之以DVD記錄光盤進行存儲，隨著數據量的遞增可擴展到光盤庫進行存儲管理。視音頻資料的上載有兩種情況，已經數字化的視音頻文件，系統(tǒng)直接將它們分類存儲，其它模擬視音頻資料需要經過數字化上載后再存儲。上載系統(tǒng)采用高端視音頻采集卡，實現(xiàn)了高、低兩路質量碼率的同步采集生成。

2媒體內容管理模塊

用戶要從海量存儲的數據中找到自己想要的數據，而且要簡便、快速、準確定位到所需的內容，就不能采用直接查看內容的方法，而必須采取先對存儲的內容進行編制索引來描述其與內容的關聯(lián)關系及內容存放位置等。標引方法可采用對整個素材進行描述，也可采用對某個素材片段

或某個關鍵幀素材標引編目。采用數據庫技術來管理這些描述信息，媒體內容管理模塊是本系統(tǒng)的核心。它負責創(chuàng)建、管理媒體資產數據庫，并作為中間層實現(xiàn)媒體內容的發(fā)布。用戶可以在線瀏覽存儲的媒體對象的全部信息(視頻、音頻、圖片、文字等)。在不同的媒體行業(yè)中由于資料分類的方法不同，應用時所要檢索和查詢的屬性也會不同。例如：新聞類的資料比較重視時間性、比較短小，而影視類的資料比較重視題材和故事內容，所以我們將對不同類型的音像資料定義不同的元數據集，來描述它們。

3媒體存儲管理模塊

系統(tǒng)采用分級存儲模式，以硬盤陣列為一級存儲(在線存儲)，數據流磁帶或光盤庫為二級存儲(近線存儲)，DVD光盤或光盤庫為三級存儲(離線存儲)。使用較頻繁的素材儲存在硬盤陣列中，其他素材根據需要保存在近線存儲區(qū)、離線存儲區(qū)。采取分布式存儲、集中管理的原則進行設計。實現(xiàn)動態(tài)負載平衡容錯性以確保存儲的高可靠性。在不同類型的存儲區(qū)間可以按照數據類型、重要性、使用頻率和時限進行靈活的自動遷移或即時手動遷移。對數據資源、存儲設備和空間的使用權限和日志都有嚴格完備定義。鏡像資料功能的設計可保證網絡中心存儲設備發(fā)生災難損壞時，所有素材節(jié)目資料都可從近線存儲設備恢復。

4媒體下載模塊

可擴展的智能編目結構帶來高效的檢索手段，媒體資產管理系統(tǒng)集資料上載、管理、存儲、檢索查詢發(fā)布等功能于一體，系統(tǒng)采用以MPEG-4流媒體格式視頻為查詢目標，以WEB瀏覽器方式的終端查詢軟件完成媒體資產的網上發(fā)布。媒體資料的獲取首先要通過的查詢終端進行多種方式的檢索，檢索查詢工作可在管理服務器及各查詢終端完成，一旦確定了需要下載的內容，存儲管理服務器就會自動完成數據的遷移。下載子系統(tǒng)具有靈活的擴展性，支持非線性節(jié)目制作網絡和自動化播出網絡，也支持寬帶互聯(lián)網絡中其它多媒體應用，為統(tǒng)一化管理提供基礎。

媒體資產管理系統(tǒng)作為資料存儲中心和節(jié)目交流和發(fā)布的基礎平臺，對上載、編輯、審片、下載、播出、交流、存檔等各關鍵環(huán)節(jié)的數據進行統(tǒng)一管理。

三、三種典型高校媒體資產管理系統(tǒng)設計案例

高校的媒體資產系統(tǒng)運用的主要為網絡和多媒體計算機，因此我們根據不同學科特點和實際需求開發(fā)了三種典型的運用案例。

1基于網絡的高校媒體資產管理系統(tǒng)設計

基于網絡的校園媒體系統(tǒng)中確立以一段完整的視頻節(jié)目為基本數據源，然后動態(tài)截取片段描述為若干場景，再在場景中設置屬性以及分割鏡頭，根據終端用戶的不同定義數據庫特征屬性，在播放端采用web方式，實現(xiàn)簡單友好的瘦客戶使用環(huán)境。在開發(fā)技術上運用smil和ASP技術實現(xiàn)片段截取，同時實現(xiàn)web方式的播放。

2基于光盤的高校媒體資產系統(tǒng)設計

以《世界電影美學簡史》多媒體課件為例。建立概念關系地圖，每個分論根據相互關系和歷史淵源制作一幅關系地圖，讓讀者一目了然，同時設置熱區(qū)，可以直接導航到相關內容。學科資源庫設置分類信息為：一級結構：影片片名、國別、導演、年代、類型；二級結構：場景描述；三級結構：鏡頭屬性分：運動屬性(推鏡頭、拉鏡頭、搖鏡頭、移鏡頭)、景別屬性(全景、中景、近景、特寫)、光學屬性(魚眼、廣角、標準、長焦)、心理屬性(主觀鏡頭、客觀鏡頭)，實現(xiàn)數據庫檢索技術。即可以根據年代、國家、人物、作品名稱及影片類型進行分類排列，還具有全文檢索的功能，附有講義和電子教案，方便教師課堂教學。采用嵌入網頁技術制作內容，很好地實現(xiàn)了光盤課件和網絡課程地無縫連接，可以方便地幫助教師建設網絡課程，開展遠程教育。

3、基于VR技術的高校媒體資產系統(tǒng)設計

運用虛擬現(xiàn)實技術將昆曲藝術(口述非物質遺產)和園林藝術(物質遺產)相結合展現(xiàn)的創(chuàng)作方式，結合Virtools軟件創(chuàng)作《昆曲博物館》VR作品，可以以互動的方式將影視節(jié)目鑲嵌在一個虛構的劇院博物館空間內，實施實景教學。在作品中，我們以蘇州全晉會館為模型建造了主場景，別具風格的戲臺，富含蘇州園林藝術的古建筑，以及充滿現(xiàn)代氣息的室廳風格。其中昆曲的歷史包含了昆曲的起源、繁盛、消衰、沒落以及復興這五個演變階段，按照“博物館”的慣例，把歷史這部分文字材料安排在石碑上，進行交互來查看具體內容；昆曲的曲譜包含文字格律譜和樂譜安排在室內的展臺部分，使用者既可靠近展臺觀看曲譜手寫稿等資料，也可進行交互，查看曲譜的具體內容，包括涵義，創(chuàng)作規(guī)則等，并親耳試聽幾種曲譜；唯美的昆曲戲服有著豐富的表現(xiàn)力，豐富多彩，并有嚴格的規(guī)范。使用者可進行交互，查看戲服的具體說明；昆曲的經典劇目則在觀賞區(qū)內按提示進行欣賞，充分欣賞昆曲大師的精彩表演，領略昆曲的藝術之美。