Semantics-based Integration and Management of Multimedia Data

Abstract

With recent progress in multimedia computing technologies, most Web-based applications have been developed including diverse types of multimedia data, and users have begun to expect that multimedia data should be just as easily accessed as alphanumeric data. However, since multimedia contents are semistructured or unstructured, it is difficult to retrieve relevant multimedia contents, and today many multimedia applications access and integrate multimedia data from disparate sources separately. In this thesis, we provide a unified framework, that we call UniMedia, for semantics-based integration and management of multimedia data as an adaptation and extension of the federated database technology that has been developed during the past three decades for integrating disparate data sources of alphanumeric data.;멀티미디어 컴퓨팅 기술의 발달로, 대부분의 웹 기반 응용 프로그램들은 다양한 멀티미디어 데이터를 포함하여 개발되고 있으며, 이에 따라 사용자들은 멀티미디어 데이터도 일반 숫자나 문자 데이터와 같이 쉽게 접근할 수 있기를 바란다. 그러나 멀티미디어 컨텐츠는 반구조적이거나 구조화되어 있지 않으므로, 관련 멀티미디어 컨텐츠를 검색하는 것이 어렵고, 오늘날 많은 멀티미디어 응용 프로그램들은 분리된 자원으로부터 독립적으로 멀티미디어 데이터에 접근하여 개발되고 있다. 본 논문에서는 다양한 멀티미디어 데이터를 의미를 기반으로 통합 및 관리하기 위하여 데이터 모델과 추론 기법을 제시하였다. 본 연구에서 말하는 멀티미디어의 의미란, 멀티미디어 컨텐츠와 그들간의 다양한 의미적 관계를 말한다. 먼저, 우리는 이형질적인 멀티미디어 데이터 자원을 통합할 수 있는 일반적인 데이터 모델을 제안하였다. XML의 멀티미디어 표현을 위한 확장이란 의미의 XML/M 모델은 미디어 객체, 관계 객체, 그리고 컨테이너 객체로 구성된다. 관계 객체를 통하여, 기본이 되는 미디어 객체들의 다양한 의미 관계를 포착하였으며, 컨테이너 객체는 이들 미디어 객체의 능동적인 통합을 가능하도록 한다. 또한 컨테이너 객체를 버전닝 할 수 있도록 향상시켜 멀티미디어 객체의 저작 및 관리를 돕도록 하였다. 또한, 멀티미디어 의미를 향상시키기 위해 OntoMedia라고 불리는 멀티미디어 온톨로지를 개발하였다. 멀티미디어 온톨로지는 제안하는 데이터 모델에 대한 기본 개념들을 정의하고 주어진 규칙을 이용하여 새로운 관계를 도출할 수 있다. 제안한 데이터 모델과 온톨로지는 UniMedia 프레임 워크로 통합되었으며, UniMedia 프레임 워크의 기능성을 검증 및 분석하기 위하여, UniMediaNews라고 하는 멀티미디어 뉴스 관리 시스템을 구현하였다. UniMediaNews 시스템, 전통적인 뉴스 관리 시스템, 그리고 NewsML을 사용한 시스템에 대하여 사용자의 요구사항을 적응성, 재사용성, 유연성, 사용자 개입, 그리고 의미 지원의 다섯 가지 항목으로 나누고, 프로토타입 시스템이 이러한 요구사항들을 잘 만족하는지, 잇점은 무엇인지를 분석하였다. 본 논문의 공헌은 다음과 같다. 제안하는 XML/M 데이터 모델은 다양한 종류의 멀티미디어 데이터를 통합하고 그들간의 의미 관계를 표현한다. 계층화된 컨테이너 메카니즘은 사용자가 유사한 미디어 객체들을 클러스터링하고 의미적으로 관련된 객체들을 통합하는 것을 가능하게 하여 고정된 스키마와 타입의 부제에서 오는 취약점을 보완하며, 동적인 멀티미디어 객체의 통합을 가능하도록 한다. 제안한 부분 버전 관리 기법은 의미 정보를 유지하기 위해 복사 기반 방식을 취하면서도 스토리지 부담을 줄일 수 있어, 긴급 속보와 같이 특정 부분이 계속적으로 변화할 때 유용하게 사용될 수 있다. 마지막으로 프레임 로직을 기반으로 생성된 온톨로지는 제안한 모델에 대한 기본 개념을 정의할 뿐만 하니라 추론을 통하여 암시적으로 내포된 정보까지 검색이 가능하다. 제안한 데이터 모델과 온톨로지는 UniMedia 프레임 워크로 통합되었으며, UniMedia 프레임 워크의 기능성을 검증 및 분석하기 위하여, UniMediaNews라고 하는 멀티미디어 뉴스 관리 시스템을 구현하였다. UniMediaNews 시스템, 전통적인 뉴스 관리 시스템, 그리고 NewsML을 사용한 시스템에 대하여 사용자의 요구사항을 적응성, 재사용성, 유연성, 사용자 개입, 그리고 의미 지원의 다섯 가지 항목으로 나누고, 프로토타입 시스템이 이러한 요구사항들을 잘 만족하는지, 잇점은 무엇인지를 분석하였다. 본 논문의 공헌은 다음과 같다. 제안하는 XML/M 데이터 모델은 다양한 종류의 멀티미디어 데이터를 통합하고 그들간의 의미 관계를 표현한다. 계층화된 컨테이너 메카니즘은 사용자가 유사한 미디어 객체들을 클러스터링하고 의미적으로 관련된 객체들을 통합하는 것을 가능하게 하여 고정된 스키마와 타입의 부제에서 오는 취약점을 보완하며, 동적인 멀티미디어 객체의 통합을 가능하도록 한다. 제안한 부분 버전 관리 기법은 의미 정보를 유지하기 위해 복사 기반 방식을 취하면서도 스토리지 부담을 줄일 수 있어, 긴급 속보와 같이 특정 부분이 계속적으로 변화할 때 유용하게 사용될 수 있다. 마지막으로 프레임 로직을 기반으로 생성된 온톨로지는 제안한 모델에 대한 기본 개념을 정의할 뿐만 하니라 추론을 통하여 암시적으로 내포된 정보까지 검색이 가능하다.