高校媒体资产管理系统设计与实现

邵　斌

摘要本文结合高校影像媒体资源的现状，运用视频数据库技术，提出了基于网络、基于光盘和基于虚拟现实技术的三种典型高校媒体资产管理系统设计方案。

关键词媒体资产视频数据内容检索虚拟现实

中图分类号G206文献标识码A

信息化、网络化、智能化是当前影像媒体资源的特征，影像媒体资源的多样性应用(一个节目被多种形式媒体采用)和重复使用(许多节目或素材被重新编辑后产生新的价值)显示出了它巨大的潜藏价值，我国高等院校都保存了一大批具有教学科研价值和历史意义的视音频节目素材，如何实现庞大的视音频资料保存、管理和应用，已成为所有院校面临的一个重要课题。媒体资产管理(Media Asset Management)的设计可以成功实现视音频等多媒体数据资料的数字化存储、编目管理、检索查询和资料发布等功能，为各类学科提供高效的多层次的视频教学服务，成为教育信息化建设的重要内容。

一、高校媒体资产管理系统的视频数据模型设计

“工欲善其事，必先利其器”，要科学地分析教学视频数据，首先要建立其数据模型。视频数据由于其本身的综合性(包含声、视内容及高级语义内容)、结构的复杂性(非格式化)及具有时空多维结构，目前没有一个经典完善的数据模型理论可以借用，研究者只能从不同的方向对数据模型进行探讨，所建立的模型只反映或强调视频数据某一类特征，其应用也侧重于某个领域。

根据一般多媒体教学的特点可以将视频教学节目分为四个内容结构层次：视频流文件、场景片段、镜头和帧。

1、视频流文件——是数字化视频固有的结构层次，既一个原有的物理上存在的教学节目，也可以是一个若干节目片段重新组合而成的新的虚拟的教学节目，比如一套BBC拍摄的关于哺乳动物的电视教学片，有昆虫猎人、植物猎人、凿工、食肉兽、重回水里去、树上的生活、爬树好手等各自独立的一集节目，可以称之为一个视频流节目，而根据教学主题“哺乳动物的捕食方法”而组织的各集节目中捕食片段的重新组合而成的新的节目——“哺乳动物的捕食比较”也可以称为视频流文件。

2、场景片段——场景则是一组时空相关的镜头集，在内容上讲述一个完整的语义根据特征和需要自主定义。比如食肉兽一集可以分为猫科和犬科两大类，猫科又可有分狮子、老虎、猎豹狐狸、狗等每个属种的片段就可以定义为一个场景。

3、镜头——表示一段时间和空间内的连续动作，一个摄像机开和关的之间画面。一个狐狸捕食毒蛇的画面就成为镜头。

4、帧——是一幅视频画面，可以抽取出来表示一个文件、场景或者镜头的含义。

这样，场景和片段形成视频内容结构的中间层次，把整个视频流在不同层次上分段，不同层次从不同角度反映了视频所包含的信息，这样就形成了视频流的多层抽象。因此校同网络视频教学系统可以建立如图1数据模型：

长方形表示实体，实体可以是个视频文件，也可以是视频文件的一个片段，一个场景甚至一个镜头，每一个实体都有其自己属性，每个视频文件、片段、场景、镜头都可以有其自己不同的属性，可以进行文本描述，用于关键词的检索。

菱形表示实体与实体间的构建关系，数据源通过编码转换变为一段视频流，根据内容可以分解为场景、镜头和片段，这个过程称之为解构；而不同片段(场景、镜头)又可以通过组合改变原视频流输出的逻辑次序，成为一个新的视频流，然后可以将其编码保存成为一个新的数据文件(媒体的数据源)存储或者输出给终端用户，这个过程称之为建构。

教学中一般涉及的节目类型有故事片、新闻节目、体育节目、历史资料片、科教片、示范教学片。晚会典礼等。对于每类视频节目都针对其不同的视频目的、视频内容、视频生成和视频用途逐一分析，建立典型意义下的应用策略，其中视频生成提供了有关该对象的语法结构及视听特性。它主要包括脚本控制，摄影控制、合成控制和信道控制等。考虑一般教学节目以视频内容分析为主要用途，本系统重点针对视频内容的属性设置进行研究，拟采用自定义扩充属性的开发思路。以典型的教学运用为例，在故事片中终端用户为一般师生时，主要查找片名、主演、导演等信息，而终端用户为新闻传播的专业教师和同学时，则需要查找更细节的信息，如演员感情细节的镜头、摄影推拉的镜头、某种切换效果的镜头等，因此其数据的扩展属性应设置为运动技巧、景别、角度等摄影控制技巧等摄影特性；在新闻节目中，一般的浏览者查询关于某些国际会议的报道和某个水利工程的竣工的消息，而新闻专业的同学往往利用现场资料进行新的新闻制作，比如制作新当选的国家领导人就可能要利用其他有关方面(关于个人生活、爱好等)，因此数据的扩展属性的可以根据新闻的5W要素设置，分时间、地点、人物、性质和效果等；体育教学节目具有较强的结构性，一般观众查询比赛的有关时间、地点、对象及胜负的信息，而学科教师则需要为了训练目的查找诸如进球、传球、头球等专门技能的信息，分析比赛策略，因此数据扩展属性按照体育技术和战术来划分；科教节目往往注重分析一套标准的程序与动作规范。其查询方式应该针对学科细节进行定义，比如动物学资料，可以划分捕食、生育、迁徙等扩展属性。

在媒体资产管理系统中应用了XML的技术，从而使元数据的增添变得十分灵活。在没有应用XML的系统中元数据一旦被定义就很难再做修改，工作人员应用系统提供的定义视频属性这一功能，可以随时增加任何一项新的属性即新的元数据，如果对系统中定义的元数据不满意或希望增加新条目，可以完全由操作人员自己完成修改工作，当标引端调用这一类型的元数据时。系统将生成新的标引窗口，并且在索引端会提供新的索引条目，从而使元数据的维护成为可能。

二、高校媒体资产管理系统的功能设计

1媒体上载模块

高、低两路码率的数字化采集、引入媒体上载模块的主要完成将视音频等媒体资料数字化存储。视音频等媒体资料经媒体上载系统所形成的素材按照质量需求可以分为两类。第一类支持低码流服务，主要用于浏览和检索：第二类是用于节目制作再利用，要求比较高的码率以保证制作质量。存储介质可选择磁盘阵列，再辅之以DVD记录光盘进行存储，随着数据量的递增可扩展到光盘库进行存储管理。视音频资料的上载有两种情况，已经数字化的视音频文件，系统直接将它们分类存储，其它模拟视音频资料需要经过数字化上载后再存储。上载系统采用高端视音频采集卡，实现了高、低两路质量码率的同步采集生成。

2媒体内容管理模块

用户要从海量存储的数据中找到自己想要的数据，而且要简便、快速、准确定位到所需的内容，就不能采用直接查看内容的方法，而必须采取先对存储的内容进行编制索引来描述其与内容的关联关系及内容存放位置等。标引方法可采用对整个素材进行描述，也可采用对某个素材片段

或某个关键帧素材标引编目。采用数据库技术来管理这些描述信息，媒体内容管理模块是本系统的核心。它负责创建、管理媒体资产数据库，并作为中间层实现媒体内容的发布。用户可以在线浏览存储的媒体对象的全部信息(视频、音频、图片、文字等)。在不同的媒体行业中由于资料分类的方法不同，应用时所要检索和查询的属性也会不同。例如：新闻类的资料比较重视时间性、比较短小，而影视类的资料比较重视题材和故事内容，所以我们将对不同类型的音像资料定义不同的元数据集，来描述它们。

3媒体存储管理模块

系统采用分级存储模式，以硬盘阵列为一级存储(在线存储)，数据流磁带或光盘库为二级存储(近线存储)，DVD光盘或光盘库为三级存储(离线存储)。使用较频繁的素材储存在硬盘阵列中，其他素材根据需要保存在近线存储区、离线存储区。采取分布式存储、集中管理的原则进行设计。实现动态负载平衡容错性以确保存储的高可靠性。在不同类型的存储区间可以按照数据类型、重要性、使用频率和时限进行灵活的自动迁移或即时手动迁移。对数据资源、存储设备和空间的使用权限和日志都有严格完备定义。镜像资料功能的设计可保证网络中心存储设备发生灾难损坏时，所有素材节目资料都可从近线存储设备恢复。

4媒体下载模块

可扩展的智能编目结构带来高效的检索手段，媒体资产管理系统集资料上载、管理、存储、检索查询发布等功能于一体，系统采用以MPEG-4流媒体格式视频为查询目标，以WEB浏览器方式的终端查询软件完成媒体资产的网上发布。媒体资料的获取首先要通过的查询终端进行多种方式的检索，检索查询工作可在管理服务器及各查询终端完成，一旦确定了需要下载的内容，存储管理服务器就会自动完成数据的迁移。下载子系统具有灵活的扩展性，支持非线性节目制作网络和自动化播出网络，也支持宽带互联网络中其它多媒体应用，为统一化管理提供基础。

媒体资产管理系统作为资料存储中心和节目交流和发布的基础平台，对上载、编辑、审片、下载、播出、交流、存档等各关键环节的数据进行统一管理。

三、三种典型高校媒体资产管理系统设计案例

高校的媒体资产系统运用的主要为网络和多媒体计算机，因此我们根据不同学科特点和实际需求开发了三种典型的运用案例。

1基于网络的高校媒体资产管理系统设计

基于网络的校园媒体系统中确立以一段完整的视频节目为基本数据源，然后动态截取片段描述为若干场景，再在场景中设置属性以及分割镜头，根据终端用户的不同定义数据库特征属性，在播放端采用web方式，实现简单友好的瘦客户使用环境。在开发技术上运用smil和ASP技术实现片段截取，同时实现web方式的播放。

2基于光盘的高校媒体资产系统设计

以《世界电影美学简史》多媒体课件为例。建立概念关系地图，每个分论根据相互关系和历史渊源制作一幅关系地图，让读者一目了然，同时设置热区，可以直接导航到相关内容。学科资源库设置分类信息为：一级结构：影片片名、国别、导演、年代、类型；二级结构：场景描述；三级结构：镜头属性分：运动属性(推镜头、拉镜头、摇镜头、移镜头)、景别属性(全景、中景、近景、特写)、光学属性(鱼眼、广角、标准、长焦)、心理属性(主观镜头、客观镜头)，实现数据库检索技术。即可以根据年代、国家、人物、作品名称及影片类型进行分类排列，还具有全文检索的功能，附有讲义和电子教案，方便教师课堂教学。采用嵌入网页技术制作内容，很好地实现了光盘课件和网络课程地无缝连接，可以方便地帮助教师建设网络课程，开展远程教育。

3、基于VR技术的高校媒体资产系统设计

运用虚拟现实技术将昆曲艺术(口述非物质遗产)和园林艺术(物质遗产)相结合展现的创作方式，结合Virtools软件创作《昆曲博物馆》VR作品，可以以互动的方式将影视节目镶嵌在一个虚构的剧院博物馆空间内，实施实景教学。在作品中，我们以苏州全晋会馆为模型建造了主场景，别具风格的戏台，富含苏州园林艺术的古建筑，以及充满现代气息的室厅风格。其中昆曲的历史包含了昆曲的起源、繁盛、消衰、没落以及复兴这五个演变阶段，按照“博物馆”的惯例，把历史这部分文字材料安排在石碑上，进行交互来查看具体内容；昆曲的曲谱包含文字格律谱和乐谱安排在室内的展台部分，使用者既可靠近展台观看曲谱手写稿等资料，也可进行交互，查看曲谱的具体内容，包括涵义，创作规则等，并亲耳试听几种曲谱；唯美的昆曲戏服有着丰富的表现力，丰富多彩，并有严格的规范。使用者可进行交互，查看戏服的具体说明；昆曲的经典剧目则在观赏区内按提示进行欣赏，充分欣赏昆曲大师的精彩表演，领略昆曲的艺术之美。