XML 기반 비디오 메타데이터 모델링 및 구현

Abstract

As internet and information technology have been developing recently, extensive research efforts have been made with regard to the efficient storing, indexing, and retrieving multimedia data as well as text data. Specially, video data, which was representative data of multimedia data, is becoming an important factor in a various application area such as Digital Library and Video On Demand (VOD) system. Video content can be grouped into two types : low-level visual content and semantic content. Low-level visual content is characterized by visual features such as color, shape, texture, motion features and so on. On the other hand, semantic content contains high-level concepts such as objects and events. The main distinction between these two types of content is different requirements for extracting each of these contents. The process extracting the semantic content is more complex, because it requires domain knowledge or user interaction, while extraction of visual features is usually domain independent. This extracted content information is metadata. This paper focused on the fact that users usually want to the query of the video content instead of raw video data itself. For example, a user will ask for video and specific part of video which contain some semantic information. So, this paper classified video content (or metadata) semantically according to logical hierarchy. The point, in this paper, is that the proposed modeling is to improve performance of existing content-based retrieval system and to complement its disadvantage. It is necessary to extract, classify, and model video metadata, that can describe features included in video, in order to manage video data, which is characterized by the large scale and atypical data efficiently by analyzing various user’s requests and query types. In designing video retrieval system, video metadata is very important because it plays an important role as a mediator between users and video data and influences on the performance of search and results. This paper uses XML as a modeling method to structure and represent video data. XML document is an object and its element as an object unit can include another element related to that semantically. And XML represents the structure of document hierarchically. So, it is suitable for structuring video data logically and semantically. The XML document that is written by the structured data model and video data are stored in eXcelon server, XML data server, and the part of XML document is retrieved using XQL(eXtensible Query Language). By applying a proper XSL(eXtensible Stylesheet Language) document to XML document results, converted results are shown to users in web. It is expected that the logical and semantic modeling using XML will complement the drawback of existing content-based retrieval method and will be a basis of integrated modeling that reflects physical and semantic content.;최근 인터넷과 정보기술의 급속한 발전에 따라 텍스트 데이터 뿐만 아니라 멀티미디어 데이터의 효과적인 저장, 색인 및 검색에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히 비디오 데이터는 멀티미디어 데이터의 대표적인 데이터로서 다양한 응용분야의 원천 데이터로 이용되고 있으며, 전자도서관(Digital Library)이나 주문형비디오(VOD) 시스템과 같은 응용 분야에서 중요한 요소로 부각되고 있다. 비디오 내용은 크게 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 한 가지는 하위 레벨(low-level)의 시각적 내용이고, 다른 한가지는 의미론적 내용이다. 하위 레벨의 시각적 내용은 색상(color), 모양(shape), 질감(texture), 모션 특징(motion features) 등과 같은 시각적인 특징들이라고 할 수 있다. 이에 반해, 의미론적 내용은 객체나 장면과 같은 상위 레벨(high-level)의 개념들을 포함한다. 의미론적 내용을 추출하는 과정은 시각적 특징을 추출하는 과정에 비해 훨씬 더 복잡하다. 왜냐하면 의미론적 내용 추출 시 도메인에 관련된 지식(domain knowledge) 및 사용자와의 상호작용이 요구되기 때문이다. 이렇게 추출된 내용 정보가 곧 메타데이터이다. 본 논문에서는 사용자가 비디오 영상 데이터 자체보다는 비디오 내용에 대한 질의를 원한다는 사실 즉, 어떠한 의미론적 정보를 담고 있는 비디오 및 비디오의 특정부분을 검색하고 싶어한다는 점에 주안점을 두어 비디오 메타데이터를 모델링하였다. 즉 비디오 내용(혹은 메타데이터)을 논리적 계층구조에 따라 의미론적으로 분류하였다. 논문에서 강조하고자 하는 것은 제시하는 모델링이 주로 시각적 내용에 의존적인 기존 내용 기반 검색 시스템의 성능을 향상시키고 모델링의 한계점을 보완하기 위한 것이라는 점이다. 대용량의 비정형 데이터라는 특성을 가지는 비디오 데이터를 효율적으로 관리하기 위해서는 응용 분야에 따른 사용자의 요구를 분석하고, 질의 유형을 파악하여 비디오가 포함하고 있는 내용의 특성들을 기술할 수 있는 비디오 메타데이터를 추출, 분류 및 모델링 하는 작업이 필수적이다. 비디오 데이터베이스에서의 메타데이터가 중요한 이유는 비디오 검색시스템을 설계하고자 할 때 사용자와 비디오 데이터를 연결시키는 중요한 매개 데이터로서 검색 성능 및 결과에 많은 영향을 미치기 때문이다. 본 논문에서는 비디오 데이터를 구조화하여 표현하기 위한 방법으로써 XML(eXtensible Markup Language)을 사용하였다. XML문서는 문서 자체가 하나의 객체이며, 문서 안의 엘리먼트(element)가 독자적인 하나의 객체 단위로서 의미적으로 연관된 또 다른 객체를 포함할 수 있고, 문서의 구조가 계층적이라는 점에서 비디오의 논리적, 의미론적 구조화에 적당하다. 이렇게 구조화된 데이터 모델에 의해 작성된 XML 문서 및 비디오 데이터는 XML 데이터 서버인 eXcelon서버에 저장되고, 저장된 문서에 대해 XQL(XML Query Language)을 통해 질의함으로써 문서 중 원하는 부분을 검색한다. 검색한 XML 결과에 대해서는 적절한 XSL(eXtensible Stylesheet Language)을 적용하여 웹 상에 변환된 결과를 보여준다. 앞서 말한 XML 을 이용한 논리적, 의미론적 모델링은 기존 내용 기반 검색 방식의 단점을 보완하고, 앞으로 비디오 데이터의 시각적 내용 및 의미론적 내용을 반영한 통합 모델링의 기반이 될 것으로 전망된다.