Database System が必要となる理由
• データの共有が簡単になる
• 無駄が減る
データを共有せずに，プログラムごとに
ファイルを持つ場合と比べて．
• 「トランザクション」の機能
銀行システム（振込み，現金引き出しな
どの機能）などのトランザクションを，確実に実行
するための機能
•2
メディア型
• 「古典的」なデータ
• ファイル
• Relation
• オブジェクト
• メディア型
• テキスト／文書 (Text/Document）
• 静止画像 （Image)
• 動画像 (Video)
• 音声 (Audio)
•3
マルチメディアデータベースシステム
に期待される機能
• さまざまなメディア型
• マルチメディアを簡単に扱えるようにするための
仕掛け
•4
マルチメディア検索の特質
• 内容検索 ／ 属性による検索
• 条件による検索
• 「例示」による検索
• 類似検索 ／ 一致検索
• 等しい
• より大きい
• より小さい
• 「似ている」
• など
•5
マルチメディアでは意味がある
マルチメディアでは意味がある
マルチメディアデータベース
の枠組み
•6
マルチメディア
データ
空間データ
特徴抽出
近似表現
この上で検索
特徴量
（多次元ベクトル
等）
近似図形
いずれも
多次元データ
マルチメディアの例
• 犯罪捜査のためのデータベース
• 動画像： 監視カメラ、車載カメラで得る
• 静止画像： 調査員が持つカメラで得る
• 文書： 別途付加された情報
• Relational data： 人口、住所、その他の背景情報
• Geographic data： 道、川、行政界、建物など座標に関
わる情報
•7
オペレーション
• 入力 形状モデリング
• 出力 仮想現実表示 多重解像度表現，
プログレッシブメッシュ(Hoppe), 再分割接続性
• 編集
• 全件検索
• 索引付加
• ハイパーリンク付加
• Content 抽出と類似検索
•8
マルチメディアデータベース
における質問処理
• メディア依存の「属性」と「オペレーション」
• 属性とオペレーションはメディア依存であり、質問処
理もメディア依存にならねばならない
• 検索条件の多様さ
• 検索条件として，データの属性だけでなく、内容（
Content)や関連（Relationship)による検索が行われる
• あいまい検索
• 「類似度（Similarity)」によるあいまい検索が重要にな
る
•9
画像データの性質
• 画像には、「もの」が写っている
• 画像データの属性は：
• 形
• 場所
• 色、明るさ
• 色や明るさは、「画素」が持つ性質
• しかし、「画素」は、直接扱うのは手間がかかる
• 「ものが写っている長方形領域（セル）」を単位として扱うと
、扱いやすい
•10
画像データベースの
問い合わせ例（１／２）
• ある捜査員 X氏は、Y氏の今までの写真を調べた
いと考えた
[問い合わせの例]
• データベースの静止画像から、「Y氏」が写っ
ている全ての画像を得よ
→ 名前（文字列）による検索
•11
画像データベースの
問い合わせ例（２／２）
• ある捜査員 X氏は、ある人の顔写真を撮った
• X氏は、その写真が誰かを知りたいと考えた
[問い合わせの例]
• データベースの静止画像から、この顔写真の人
が写っている全ての画像を得よ。
→ 例示画像による検索
•12
画像データベースにおける
「あいまい検索」
• 普通のデータベース
• ユーザは、「問い合わせ」を入力し、答えとして検索
結果を得る
• 画像データベース
• ユーザの手元に、１枚の写真（例示画像）があって、
「この写真に写っている人に似ている写真」を、デー
タベースの中から探す
• 普通のデータベースとは異なる
• システムは、入力画像（例示画像）とデータベース内
の画像とのマッチングを行う
•13
あいまい検索
• あいまい検索
“Similar to” のような句が導入される
• 重み
• 各検索条件は、重要度に応じて重み付けされる
where “株式” １００％ “破綻” ９０％ “信用秩序” ５０％
•14
select p
from p in Pictures
where p.similar_to example1
ビデオデータの特質
• フレーム
• あるフレームに，登場人物，登場物，振る舞いが写っ
ている
• 登場人物，登場物
• 登場人物，登場物には，「属性」がある
（例えば，名前，年齢など）
• 振る舞い
• 振る舞いにも，「属性」がある
（例えば，歌の名前，誰に話し掛けているかなど）
「属性」は，刻々と変わる
•15
ビデオデータへの
OQL問い合わせの例
SELECT v[start, end]
FROM Videos v
WHERE v.segment(start, end) IN
v.FindVideoWithObject(Dennis)
•16
時間的性質（上記の例では「start, end」) や
写っている「もの」の中身が考慮されねばならない
関係データベース
関係モデル
関係代数
Relational Calculus
SQL
オブジェクトデータベース
オブジェクト指向
OQL
OML
データベース
永続データ
データの共有
データモデル
データ検索言語，データ操作言
語
「トランザクション」の機能
•17
関係データベース
• 関係データベースのデータの単位： テーブル
表の形式
• テーブルの各行： タップル（tuple）
１つのデータのまとまり
• テーブルの各列：
同じタイプのデータ（属性）が並んでいる．
•18
関係データベースの例
スキーマ例
(COMP, SSN, FNAME, LNAME, STREETNUM,
STREETNAME, CITY, STATE, ZIP)
•19
COMP SSN FNAME LNAME STRE
ETNU
M
STREETN
AME
CITY STA
TE
ZIP
ABC Corp. 99278 John Simth 27 Canal St. Fairfax VA 22087
ABC Corp. 28745 Denia Jones 786 Baker St. Manassa
s
VA 22185
関係代数のオペレータ（２／３）
•20
Union Intersection Difference
Cartesian Product
c1 d1
c2 d2
a1 b1
a2 b2
a1 b1 c1 d1
a2 b2 c1 d1
a1 b1 c2 d2
a2 v2 c2 d2
関係代数のオペレータ（３／３）
•21
Selection Projection
Natural (Join)
b1 e1
b2 e2
a1 b1
a2 b2
a1 b1 e1
a2 b2 e2
Divide
a
b
c
a x
a y
a z
b x
x
z
x
SQL
• 典型的なＳＱＬ文の例
SELECT attr1, attr2, … , attrn
FROM R1<V1>, R2<V2>, … , Rk<Vk>
<WHERE F>
• R1, R2, …, Rk: テーブル名
• V1, V2, … , Vk： タップル変数（省略しても
よい）
• WHERE句は、省略してもよい
•22
ＳＱＬでの更新，挿入，削除
• テーブル 社員（氏名，自宅番号）に対して
• 挿入
ＩＮＳＥＲＴ ＩＮＴＯ 社員（氏名，自宅番
号）
ＶＡＬＵＥＳ（“金子邦彦”，“092-642-4XXX”
）
• 更新
ＵＰＤＡＴＥ 社員
ＳＥＴ 自宅番号＝“092-643-0XXX”
ＷＨＥＲＥ 氏名＝“金子邦彦”
• 削除
ＤＥＬＥＴＥ ＦＲＯＭ 社員
ＷＨＥＲＥ 氏名＝“金子邦彦”
•23
オブジェクトデータベース
• 属性として，「構造をもったデータ」を扱える
record, set, list など
• メソッド
クラスごとにメソッドを定義可能
OQLから呼び出し可能
•24
クラス階層(1/2)
• クラスとは： 同じタイプのデータの集まり
•25
documents
image MS Word HTML raw.text
オブジェクトの属性
• 各々のオブジェクトは，属性を持つ
• author: 文字列
• date-created: 日付
• admission-fee: ０以上の浮動小数点数
• 同じクラスのオブジェクトは，同じ属性を持つ
•26
オブジェクト
• オブジェクトには，固有の番号がついている
• オブジェクトは，属性値の並びを含む
•27
オブジェクトＩＤ 属性値の並び
オブジェクトの宣言(1/2)
• データベースに格納すべきオブジェクトは，属性
値を使って，宣言されねばならない
declare b2
values [author = John Smith,
URL = http://www.somewhere
date-created = (15, Nov, 1996 ) ]
•28
オブジェクトの宣言(2/2)
declare b3
values [author = John Smith,
URL = http://www.somewhere
date-created = (15, Nov, 1996 )
{[link = b1], [link = b2]} ]
•29
データ型
• オブジェクトの属性は型付けされている
• 単純型
float, int, bool, string など
• 構造をもった型
record, set, list など
•30
データ型の例
• author: string
• URL: utltype
• date-created: date
• Links: Set<ObjectID>
•31
クラスの親子関係の例
• Museum クラス
address: string
director: string
departments: Set<string>
• ArtMuseum クラス
address: string
director: string
departments: Set<string>
old-master-collection: Set<string>
modern-art-collection: Set<string>
•32
オブジェクト定義言語
(Object Definition Language)
• オブジェクトデータベースのスキーマ：
• オブジェクトの持つ属性 （名前と型）
• メソッド （名前，引数，返り値）
• オブジェクト定義言語は，オブジェクトデータベ
ースのスキーマを記述するための言語
•33
ODL の例
interface html: documents
{ extent html_documents
{ attribute string author;
attribute date date_created;
relationship Set<Person> author
inverse Person:written_work;
}
}
•34
ODL
interface html: documents
クラス名は html
親クラスは documents
{ extent html_documents
htmlクラスのオブジェクトの集まりに
「html_documents」という名前を付けよ
という意味
•35
オブジェクト問い合わせ言語
(Object Query Language)
• SQL
関係データベースのための問い合わせ言語
「テーブル」，「タップル」を扱う
• ＯＱＬ
オブジェクトデータベースのための問い合わ
せ言語
「クラス」，「オブジェクト」を扱う
ＳＱＬの上位互換
•36
ＯＱＬの例 (1/2)
SELECT struct(field1:x.url, field2:x.link)
FROM HTMLs x
WHERE x.author = “John.Smith”
HTMLクラスのオブジェクトについて，
author が “John.Smith” であるようなオブジェク
トを検索せよ
•37
ＯＱＬの例 (2/2)
SELECT y.author
FROM
SELECT struct(field1:x.url, field2:x.link)
FROM MSWord x
WHERE x.author = “John.Smith” ) y
OQL は，「入れ子」になることがある
•38
おわりに
• オブジェクトデータベースは「さまざまな種類」
のメディアを扱うデータベースの「核」となりえ
る
• さまざまな技術
• 質問処理（メディア依存）
• 検索条件の多様さ（内容，関連）
• あいまい検索
•39
