Sakaru Pasaule - Žurnāls par
modernām komunikācijām

  
  


Atpakaļ Jaunais numurs Arhīvs Par mums Meklēšana

MPEG-7 standarts

   

_

 

Attīstoties multimediju tehnoloģijām, radās nepieciešamība nodrošināt vienkāršu, elastīgu, saskanīgu risinājumu multimediju datu klasifikācijai, uzkrāšanai, meklēšanai un saņemšanai. MPEG (Moving Picture Experts Group - kustīgo attēlu ekspertu grupa), kas izstrādāja digitālo audio un video signālu, kā arī papildinformācijas kodēšanas, kompresijas un apstrādes tehnoloģiju, 2000. gadā bija sākusi jaunu darba cēlienu – standarta izstrādi iepriekšminētiem mērķiem – šoreiz ar nosaukumu MPEG7.

 

MPEG7 alianse

MPEG grupa, kas nodibināta 1988. gadā, līdz šim ir izveidojusi vairākus standartus:

MPEG1 – standartu, uz kura bāzes izveidota optimizēta audio un videosignālu uzkrāšana CD-ROM, audio MPEG1 I, II un III (MP3) slāņu kodēšana un videosignālu kodēšana un kompresija līdz dažu Mbps plūsmām;

MPEG2 – pasaulē vispāratzīto kodēšanas un kompresijas standartu digitālai televīzijai un DVD diskiem no dažu līdz apmēram 15÷20 Mbps plūsmām;

MPEG4 – standartu multimediju signālu kodēšanai un kompresijai, piemēram, videosignāliem no 0,005 līdz apmēram 4 Mbps bitu plūsmām gan fiksētajā, gan mobilajā tīklā.

MPEG7 standarta izstrādei tika izveidota MPEG7 alianse - rūpniecības un zinātnes speciālistu grupa. Tās galvenais darbības mērķis ir būt par tiltu starp MPEG industriju un akadēmiskajām organizācijām, lai sekmētu MPEG7 – audiovizuālā satura apraksta standarta – atzīšanu. MPEG7 alianse uz pirmo oficiālo sanāksmi pulcējās 2001. gada 8. decembrī Pataijā, Taizemē.

Sapulces svarīgākā tēma bija darbīgu kontaktu izveidošana starp MPEG7 (standarta, kuru oficiāli sauc par Multimediju satura apraksta interfeisu) radītājiem un potenciālajiem lietotājiem. Tajā piedalījās 39 dalībnieki no vairāk nekā 30 organizācijām, to skaitā Reuters, Sony, Hitachi, Samsung, LG Electronics, IBM, Fujitsu, Sharp, Mitsubishi, Canon, Panasonic un Siemens.

 

Kas ir MPEG7?

MPEG7 standarts veidots lielākoties uz XML (Extended Mark-up Language) programmēšanas valodas vai tās modifikāciju bāzes. Tas tiek izstrādāts, lai atvieglotu multimediju materiālu arhivēšanu, meklēšanu un caurskatīšanu web vai jebkurā online datu bāzē, un nesen ir saņēmis FDIS (Final Draft of International Standard - pēdējais uzmetums starptautiskajam standartam) statusu.

Atšķirībā no iepriekšējiem MPEG standartiem (MPEG1, MPEG2, MPEG4), kas nosaka signālu kodēšanu un kompresiju, MPEG7, kas veido MPEG piramīdas augšējo posmu, pievērš uzmanību nevis minētajiem procesiem, bet gan pārraidītās informācijas semantiskam saturam. (Semantika – vārdu vai terminu jēdzieniskais skaidrojums.) Svarīgākais uzdevums ir nodrošināt elastīgu un paplašināmu sistēmu t. s. audiovizuālā objekta aprakstīšanai, nodrošinot apraksta līdzekļus, kas veidoti uz satura kataloga, semantisko un strukturālo īpašību bāzes. MPEG7 standarta darbības jomu vai sfēru izskaidro 1. zīm.

 

MPEG7 standarta mērķis ir nodrošināt plašu instrumentu komplektu multimediju satura aprakstam. MPEG7 paredzēts audiovizuālās informācijas aprakstīšanai neatkarīgi no tās glabāšanas veida, kodējuma, pārraides veida vai tehnoloģijas. Tas attieksies uz daudziem mediju tipiem, to skaitā ir: statiski attēli, grafika, 3D modeļi, audio, balss, video u. c., kā arī šo tipu kombinācijas (piemēram, jau pieminētais audiovizuālais objekts).

MPEG7 apstrādā tādus datus kā MPEG1, MPEG2, JPEG, MJPEG un MPEG4 datu plūsmas, videomagnetofona ierakstus, mūziku, skaņu vai balsi saturošu CD, uz papīra nodrukātu attēlu, tekstu, tabulas, histogrammas vai datortīklā uzstādītu interaktīvu multimediju kompozīciju.

MPEG7 darbojas, gan saņemot datus no digitālajām datu bāzēm – arhīviem (pull applications - pasīvie lietojumi), gan filtrējot audiovizuālos objektus no interneta (push applications - aktīvie lietojumi) reālā laika un citos (non real-time) apstākļos. Reālais laiks šajā gadījumā nozīmē, ka apraksts tiek ģenerēts vienlaikus ar satura ierakstu.

 

Papildu motivācija

Šī grūtā darba papildu motivācija ir arī tā, ka video vai audio pārraižu laikā tiek radīts ievērojams datu un zināšanu daudzums par šo pārraižu semantisko saturu, kas parasti tiek pazaudēts, tiklīdz pārraide ir noraidīta vai/un ierakstīta kādā atmiņas krātuvē. Piemēram,: uzvedumu, mākslas vai dokumentālo filmu producentu, scenārija autoru, aktieru, dokumentālā filmā parādīto politiķu vai citu slavenību vārdi; precīzs šāda vai līdzīga audiovizuālā objekta parādīšanās laiks kādā TV ziņu pārraidē utt.

Visi informācijas meklēšanas paņēmieni internetā pagaidām ir tekstuāli. Pēc MPEG7 ieviešanas būs iespējams ļoti ātri un ērti sameklēt vajadzīgo informāciju jau kā audiovizuālo objektu. Piemēram, ko Hitlers vai Staļins teicis II pasaules kara priekšvakarā (un uz kāda notikuma fona); kad un kādā sakarībā ASV prezidents Džons Kenedijs izsludināja Apollo projektu cilvēka izsēdināšanai uz Mēness. Audiovizuālais objekts var būt kāda jauna izgudrojuma objekta attēli, skices vai cita vizuāla informācija, ko pavada diktora balss stāstījums utt.

 

Galvenie instrumenti

MPEG7 standarta dokumentu nosaukumu pārskats tika iesniegts 1998. gada oktobrī. Galvenie instrumenti MPEG7 aprakstu veidošanai ir DDL (Description Definition Language – apraksta definīciju valoda), DS (Description Schemes – apraksta shēmas) un D (Descriptors – deskriptori), kas piesaista noteiktu parametru jeb raksturojošu iezīmi iespējamo vērtību kopai. Taču MPEG7 sintaksi jeb programmas uzbūves likumus nosaka jau minētā XML valoda.

DDL veido MPEG7 standarta centrālo daļu. Tā nodrošina stabili definētu pamatu, uz kura lietotāji var radīt savas apraksta shēmas un deskriptorus. DDL definē sintakses noteikumus DS un D veidošanai un kombinēšanai.

DDL ir jāatbilst MPEG7 DDL prasībām. Tai ir jāspēj atainot telpiskās, laika, struktūras un konceptuālās sakarības DS elementiem un arī starp pašām DS. Tai ir jānodrošina pietiekams modelis saitēm un atsaucēm starp vairākiem aprakstiem un to aprakstītajiem datiem, kā arī jābūt spējīgai kontrolēt deskriptoru datu formātus - gan primitīvos (veselie skaitļi, teksti, datumi, pulksteņa laiki), gan kompozītos (histogrammas, numurēti saraksti). Turklāt tai jābūt no aparatūras un lietojamās programmatūras neatkarīgai un tās formai ir jābūt saprotamai gan cilvēkam, gan datoram.

Apraksta shēmas ir multimediju audiovizuālo objektu un to pārstāvēto sistēmu modeļi, piemēram, apraksta datu modelis. Shēmas norāda konkrētajā aprakstā izmantojamo deskriptoru tipus un mijiedarbību starp tiem vai ar citām apraksta shēmām.

XML Schema Language specifikācijai, lai apmierinātu MPEG7 prasības, ir jābūt šādām iespējām:

·       masīvu izmēri ar maināmiem parametriem;

·       ierakstītas atsauces;

·       struktūrā iestrādāti datu tipi - masīvi un matricas;

·       datu tipu indeksācija (nepieciešama MIME, valsts, reģionālajiem, valūtas un simbolu komplekta kodiem).

Tāpat jāizstrādā MPEG7 XML valodas īpašie papildu elementi, t. s. parsētāji (no angļu to parse – klasificēt vārdus vai analizēt teikumus no gramatikas viedokļa).

 

Valodas izvēle nav vienkārša

No februārī iesniegtajiem desmit DDL projektiem viens bija veidots uz SMIL(Synchronized Multimedia Integration Language – sinhronizētās multimediju integrācijas valodas) bāzes, trīs – uz XML DTD, trīs – uz XML DTD ar paplašinājumiem datu tipizācijai un pēctecībai (inheritance), divi – uz RDF (Resource Description Framework – resursu apraksta tīkla) un viens priekšlikums – uz OKBC (Open Knowledge Base Connectivity – atklātās zināšanu bāzes savietojamības) bāzes.

Pēc DDL priekšlikumu izvērtēšanas tika publicēts slēdziens: neviens no projektiem neatbilst visām prasībām. Tika ieteikts, ka DDL grupai vajadzētu ciešāk saistīties ar XML darba grupu un XLink, XPath un XPointer darba grupām. Šāgada maijā XML shēmas darba grupa publicēja divdaļīgu XML shēmas valodas darba uzmetumu: Struktūras un Datu tipi.

DDL grupa izlēma DDL pamatā izmantot XML shēmas valodu, tomēr jūlijā MPEG sapulcē Vankūverā tika izteiktas šaubas par šāda risinājuma pareizību. Vankūverā nolēma izstrādāt MPEG7 specializētu valodu paralēli W3C veiktajam XML shēmas izstrādes procesam. Jaunā gramatika tika veidota pēc DSTC ieteikuma, taču, izmantojot MPEG7 terminoloģiju (apraksta shēmas (Description Schemes) un deskriptorus) un modifikācijas, lai vienkāršotu salāgojamību ar XML shēmu.

 

Pieredzes izmantošana

MPEG7 ņem vērā citu standartizācijas grupu darbību izstrādes procesā. Arhīvu aprakstiem izmanto bibliotēku (piemēram, MARC, Z39.50) un arhīvu (piemēram, EBU/SMPTE, ISAD(G), EAD, Dublin Core, CEN/ISSS MMI) standartus. Datu plūsmu aprakstos nav aizmirsti elektroniskie programmu gidi (EPG) (piemēram, DVB, ATSC) un tīkla kanālu formāti (Channel Definition Format, CDF). Tiek ņemtas vērā autortiesības, par intelektuālā īpašuma tiesību aprakstiem sazinoties ar INDECS projektu.

 

Izmantošana

MPEG7 spēks ir tā vaļējo standartu tehnoloģijā. Tas nodrošina maksimālu salāgojamību ar citām audiovizuālo standartu grupām un konsorcijiem. Uz XML bāzētais standarts rada atraktīvu vidi satura veidotājiem, izplatītājiem, satura vadības pārdevējiem un jauniem uzņēmumiem, kuri jau ir iepazinušies ar metadatu tehnoloģijām.

MPEG7 standarta debija 2001. gada septembrī vēstīja par jaunu posmu multimediju satura lavīnveidīgajā izaugsmē un izplatībā internetā, digitālajos raidīšanas tīklos un mājas datu bāzēs. MPEG7 padara informācijas meklēšanu tīklā tikpat vieglu kā teksta failos. Jaunais standarts īpaši noderīgs būs liela apjoma arhīvos, kuri tagad ir publiski pieejami, un multimediju katalogos, kuros pircēji izvēlas pērkamo informāciju.

Īpaša nozīme MPEG7 standartam būs interaktīvās digitālās televīzijas sistēmās (sk., piemēram, SP 2001/3, 36. lpp. un 2001/4, 47. lpp.). Objektu apraksti šajā standartā nodrošinās informācijas operatīvu un ekonomisku izmantošanu, padarot iespējamu multimediju pusautomātisku atainošanu un rediģēšanu.

 

Marina VĒVERE, Arnolds VĪTOLS

 

 
Design and programming by Anton Alexandrov - 2001