对MPEG-7定义的理解及其在教育教学中的应用

当今各类多媒体信息正在世界范围内快速增长，越来越多的信息是以数字形式、在线形式以及诸如静止图像、图形、3D模型、声频、语音、视频等形式出现。MPEG-7标准（多媒体内容描述接口）将为各类多媒体信息提供一种标准化的描述，这种描述与内容本身有关，允许快速和有效地查询用户感兴趣味的资料。

一、对MPEG-7的理解

1.产生。在活动图像专家组（MPEG-Moving Picture Experts Group）已经制定国际标准中，MPEG-1用来解决声音图像在CD-ROM上的存储，MPEG-2解决了数字电视、高清晰度电视及其伴音的压缩编码，MPEG-4用以解决在多媒体环境下高效存储、传输和处理声音图像信息问题。为了解决媒体信息定位问题，活动图像专家组的成员们发展了一个新的标准――MPEG-7,这个标准旨在解决多媒体信息的规范化描述问题，并将该描述与所描述的内容相联系，以实现快速有效的搜索。它的正式名称是“多媒体内容描述接口”。它可以独立于其他的MPEG标准使用，但对MPEG-4兼容，既可用存储（在线或离线），也可以用于流式应用，还可在实时或非实时的环境下应用（实时环境是指被捕获时是与所描述的内容相联系的）。

2.组成。描述工具，包括一组描述符D（Descriptor）和描述方案DS（Description Schemes）。描述符是指用来定义和表达实体某一方面特征的句法或语法。表达实体是由特征标识符（如颜色）和数据类型（如字符串）等构成的。数据类型可以是“复合”的，既可以由几个数据类型的组合来构成，也在以由数个D来“描述”一个特征。描述方案是由一个或多个D和DS构成，DS规定了相互关系的结构和语法。

描述定义语言DDL（Description Definiton Language）,用来指定描述方案的一种语言。这是一种模式化语言，是对音视频数据建模结果的一种表征。DDL制定了MPEG的描述工具，包括描述符合描述方案，并提供了把描述符构建为描述方案的规则。DDL同时也允许定义特殊应用中的扩展DS描述工具通过DDL被实例化，并以文本格式（XML）被描述。用来支持多路描述、同步问题、传输机理、文件格式等的系统工具。

3.目标。描述包括自由文本、N维空间结构、统计信息、客观属性、主观属性、生产属性和组合信息。对于视觉，描述可能包括颜色、视觉对象、纹理、草图、形状、体积、空间关系、运动及变形等。对于音频信息，描述可能包括音调、调式、音速、音速变化等。根据信息的抽象层次，提供一种描述各种多媒体材料的方法以便表示不同层次的用户对信息的要求。支持数据管理的灵活性、数据资源的全球化和互操作性。

4.特点。MPEG-7标准的目的是要规定一个描述各种多媒体信息的描述子的标准集和定义其他的描述子和用于描述子结构和关系的描述方案的标准方式。更重要的是，考虑到面向用户，描述子和描述方案是基于内容的。内容交换：一个可互操作的内容描述标准使得来自不同视频数据库的多媒体内容交换成为可能。MPEG-7将提供各种方法用来表达、翻译、交换和重新利用不同来源的视音频资料。因为MPEG-7提出一种单一的可交互操作的交换格式，这样交换格式独立于任何系统和信息提供商（厂家）。这样多媒体内容描述的互换就可以实现。

个性化窗口：MPEG-7标准提供的检索和交换视频音频数据的结构和语义注解能力，使得使用者在用户端能设定显示而无须要求从内容广播商那儿再次将其以不同格式下载一遍。

分配处理：独立于任何系统，应用，厂商，MPEG-7将保证视频音频资料描述的交换能力。因此，服从于此标准的，来源不同的数据能适用各种各样的应用，诸如：多媒体检索系统和处理系统、筛选系统等等。

二、MPEG的应用

1.社会应用。日常生活中，人们要求能高效访问、交互操作和显示多媒体信息。这就是MPEG-7“Pull”(拉)和“Push”（推）的两类应用，在教育、影视等专业领域和消费应用的不同场合都是必不可少的。“Push”与“Pull”类型的应用是相反的，“Push”类型应用更像是广播方式，以及网络广播。“Pull”模型是从索引到“搜索”，“Push”模型是从选择到“过滤”。通常“Pull”处理的存储在数据库里的静态信息，而“Push”处理的是变化的动态信息。

Pull应用类型：商业音乐类应用；声音效果库；历史数据库；通过可回忆的视听觉事件进行电影场景“搜索”。

Push应用类型：音视数据库的存储和检索；广播媒体的选择；因特网上的个性化新闻服务；智能多媒体编辑；远程购物；社会和文化服务；调查服务；遥感；监视；生物医学应用；多媒体目录服务；家庭娱乐。

2.教育中的应用。用MPEG-7的标准来描述以往制作的大量的不同格式的多媒体教学素材，使我们搜索这些多媒体教学素材就像现在搜索文本信息一样方便。因此，在教学和学习过程中教师和学生可以很方便地获取自己想要的多媒体学习资料，提高教学或学习的效率。

有效地利用MPEG-7的“过滤”功能，能够帮助学生选择自己喜欢的、跟教育教学有关的数字电视节目和各类数字广播信息。在个性化数字广播系统的环境中，学生可以定义自己教育节目的类型，该系统可以根据学生定义的类型将节目“过滤”出来，以供学生观看、记录、存储。

多媒体编辑过程中，MPEG-7具有准自动的功能，通过在多媒体编辑的过程中为媒体编辑者提供更多的指导和帮助来简化多媒体的编辑过程。在教育教学中，教师可通过MPEG-7准自动多媒体编辑的应用，以加快教学媒体制作的速度和提高媒体制作的质量，极大地方便了教师和学生直接检索到自己所需要的资料，对教学和学习都有极大的帮助。MPEG-7标准对多媒体信息精细的、标准化的描述，使得教师和学生能够准确“过滤”出用于某一特定教学和学习任务的详细的资料。MPEG-7促使了音视频和电影档案在教育教学中的应用。MPEG-7提供的“push”应用能依据学生的学习背景，自动地为学习者提供足够多的、可用于学习的音视频和电影档案资料。

（作者单位：江苏省淮安市淮海中学）