DE10011297C2 - Verfahren zum Erstellen und Übertragen einer Anfrage an eine Datenbank - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen und Übertragen einer Anfra­ ge an eine Datenbank über ein elektronisches Datennetzwerk und Suchen sowie Über­ mitteln von im Hinblick auf die Anfrage inhaltlich passender Informationen an einen An­ wender gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt ist das Erstellen einer Anfrage zur Beschaffung von Informationen über ein be­ stimmtes Multimedia-Objekt aus Datenbanken mit Hilfe der Eingabe einer textuellen Be­ schreibung dieses Objektes durch den Anwender.

Multimedia-Objekte bezeichnen in diesem Zusammenhang visuelle Objekte, wie Bilder oder Videosequenzen, welche Personen oder Gegenstände darstellen und Audio- Objekte, wie Musikstücke, gesprochene Texte, Töne und Geräusche.

Die Europäische Offenlegungsschrift EP 0 944 033 A1 offenbart ein Verfahren, um in einer Datenbank unter verschiedenen Musikstücken dasjenige zu suchen und aus­ zugeben, das bezüglich Tonhöhe und Rhythmus am besten mit einer von einem Benut­ zer eingegebenen Melodie übereinstimmt. Die Datenbank ist über ein Netzwerk mit der Eingabevorrichtung beim Benutzer verbunden. In den Schritten S109 und S110 der Fig. 3 werden aus der aufgezeichneten und digitalisierten Melodie charakteristische Eigen­ schaften, nämlich eine relative Tonhöhe und eine relative Tonlänge extrahiert.

Die US 5,983,218 beschreibt eine Multimediadatenbank, die in Netzwerk­ umgebungen, wie beispielsweise dem World Wide Web eingesetzt werden kann. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann diese Multimediadatenbank durch Anfragen unterschied­ lichster Qualität (Bilder, Texte oder Videosequenzen) angesprochen werden. Eine Anfra­ geverarbeitungseinheit 25 wandelt die Anfragen des Benutzers in ein Datenformat um, das für eine Suche geeignet ist. Die Multimediadatenbank wird in einer Netzwerkumge­ bung eingesetzt, in der ein Server den Informationsfluss zwischen verschiedenen Da­ tenbanken und Benutzern koordiniert, die Anfragen an die Datenbank auswertet, Inhaltsverzeichnisse für den Multimediainhalt der Datenbanken erstellt, die Suche durch­ führt und schließlich die Suchergebnisse an den Benutzer ausgibt. Darüber hinaus ist der Server in der Lage, einen Dialog zwischen Benutzer und Multimediadatenbank zu steuern (siehe z. B. das Abstract).

In der US 5,874,686 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Su­ che von Melodien beschrieben. Wie in Spalte 2, Zeilen 41-59, beschrieben, wird eine Melodie, beispielsweise durch Summen, über ein Mikrophon in einen Computer einge­ geben und in eine Folge digitalisierter Tonhöhenunterschiede zwischen den einzelnen Tönen transformiert. Eine Melodiendatenbank wird nach möglichst weitgehend überein­ stimmenden Melodien durchsucht und das Resultat an den Benutzer ausgegeben.

Die Europäische Patentschrift EP 0 699 330 B1 schließlich offenbart einen GPS-Führer. Dieses tragbare Informationssystem benutzt die Koordinaten des Global Positioning System (GPS), um solche Informationen aus einer Datenbank oder dem Rundfunk abzu­ rufen, die zu den geografischen Koordinaten passen (siehe Spalte 1, Zeile 52, bis Spalte 2, Zeile 6).

Nachteilig ist bei der üblichen Vorgehensweise zum einen, dass der Benutzer Kenntnis einer geeigneten Datenbankbefehlssprache für die Erstellung der Anfrage besitzen muss und die Anfrage beispielsweise durch mehrere interaktive Operationen sehr komplex und zeitaufwendig werden kann. Zum anderen ist von Nachteil, dass der Benutzer das Ob­ jekt, über welches er Informationen erhalten möchte, so weit kennen muss, dass er es für die Suche der relevanten Informationen in der Datenbank ausreichend charakterisie­ ren kann. Dabei kann es vorkommen, dass der Benutzer gerade die Schlüsselbegriffe, unter denen Informationen zu dem interessierenden Objekt zu finden wären, nicht kennt oder nicht eingibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahren, um auf komfortable und effiziente Weise eine Anfrage an eine geeignete Datenbank zu erstellen, um Informationen zu einem vi­ suellen Objekt zu erhalten, ohne dazu eine textuelle Beschreibung des Objektes einge­ ben zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Schritten gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der Vorteil des Verfahrens gemäß Anspruch 1 besteht darin, dass dem Anwender direkt digitalisierte visuelle Audiodaten eines Objektes für eine Erstellung einer Anfrage an eine Datenbank zur Verfügung stehen, ohne zuvor eine textuelle Beschreibung formulieren zu müssen. Es ist außerdem von Vorteil, dass der Anwender des Objektes nicht selbst identifizieren muss, um eine passende Beschreibung zu erstellen. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 können darüber hinaus wesentlich mehr und deutlich komplexere, möglicherweise verbal nicht ausreichend fassbare Eigenschaften des Objektes zu seiner Charakterisierung herangezogen werden.

Eine zusätzliche Bestimmung der geographischen Koordinaten des Aufnahmeortes stellt z. B. im Zusammenhang mit der Beschaffung touristischer Informationen, ein wichtiges weiteres Charakteristikum für die Identifikation des Multimedia-Objektes dar. Besonders komfortabel ist eine automatische Bestimmung der Koordinaten mittels GPS (Global Po­ sitioning System). Um das Endgerät jedoch möglichst einfach und kostengünstig zu hal­ ten, kann auch eine manuelle Eingabe von Koordinatendaten vorgesehen werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 1 bis 9.

Findet gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Extraktion der Deskriptoren bei der Erstellung einer solchen Anfrage lokal im Endgerät des Anwenders statt, so hat dies den Vorteil, dass die eventuell fehlerbehaftete und zeitaufwendige Übertragung der di­ gitalisierten visuellen Daten eines Multimediaobjektes entfällt.

Nach einer dazu alternativen Ausgestaltung können Kosten und Komplexität des Endge­ rätes reduziert werden, wenn die Extraktion der Deskriptoren auf einen externen Server verlagert wird.

Die Verwendung eines anerkannten Standards, z. B. des künftigen MPEG-7 Standards bei der Extraktion der Deskriptoren, eröffnet dem Anwender ein wesentlich weiteres Feld für die Suche geeigneten Datenbanken als die Verwendung proprietärer nicht­ standardisierter Algorithmen, die auch nur auf proprietäre Datenbanken zugeschnitten sind.

Für spezielle Anwendungen, bei welchen die Klasse der auftretenden Deskriptoren von vornherein beschränkt ist, weil die Art der in Frage kommenden Objekte vordefiniert ist, kann es zur Verkürzung und Vereinfachung der Anfrageerstellung und der Suche beitragen, wenn die Extraktion der Deskriptoren auf eine entsprechend vordefinierte Klasse beschränkbar ist.

Ebenso beschleunigt sich unter Umständen die Suche, wenn die Datenbanken, in wel­ chen gesucht werden soll, vom Anwender anhand ihm bekannter Kriterien einschränkbar ist.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens anhand der Figur beschrieben.

Das Verfahren umfasst drei wesentliche Schritte, nämlich das Erstellen der Anfrage 100, die Suche 200, und das Übermitteln einer Antwort 300. Zunächst wird durch den Anwen­ der das Multimedia-Objekt, welches ein visuelles Objekt und/oder ein Audio-Objekt sein kann, mit geeigneten Mitteln, z. B. einem Fotoapparat oder einer Kamera und/oder ei­ nem Mikrofon, aufgenommen und digitalisiert (Schritt 101).

In einem nächsten Schritt 103 werden die charakteristischen Eigenschaften des Multi­ media-Objektes, die Deskriptoren, gewonnen. Sie enthalten beispielsweise Information über Form, Textur, Farbe, Bewegung oder Größe von visuellen Objekten und/oder über Tonspektrum und Rhythmus von Audio-Objekten. Hierfür müssen zunächst die Objekt­ grenzen aus dem Hintergrund segmentiert werden. Die eigentliche Extraktion der De­ skriptoren kann z. B. entsprechend des zukünftigen MPEG-7 Standards erfolgen. Die für die Extraktion der Deskriptoren benötigten Analysealgorithmen können entweder prop­ rietär von dem jeweiligen Gerätehersteller angeboten werden oder aber öffentlich ver­ fügbar sein.

Ein Beispiel für einen solchen Algorithmus ist aus "Transactions on Circuits and Systems for Videotechnology, Special Issue on Object-Based Video-Coding and Description" vol. 9, no. 8, Dezember 1999, Seiten 1204 to 1215, bekannt.

Im Schritt 104 werden diese Deskriptoren an eine Datenbank übertragen.

Alternativ kann die Extraktion der Deskriptoren anstelle beim Anwender auch bei einem externen Server erfolgen. Dementsprechend werden die digitalisierten Daten des aufge­ nommen Multimedia-Objektes vom Anwender zunächst im Schritt 102 an einen geeig­ neten Server, der sich an beliebiger Stelle im Internet befinden kann, übertragen und die dort im Schritt 103 gewonnenen Deskriptoren werden dann im Schritt 104 als Anfrage an eine geeignete Datenbank übertragen. Die Kommunikation zwischen dem lokalen End­ gerät beim Anwender und den beteiligten Servern im Internet erfolgt über eine geeignete Kommunikationsverbindung.

Damit ist das Erstellen der Anfrage 100 beendet und anhand der Deskriptoren kann nun die Suche 200 nach dem aufgenommenen Objekt und weiteren inhaltlich zu dieser An­ frage passenden Informationen erfolgen. Die Suche kann mit proprietären und öffentli­ chen Suchmaschinen in beliebigen weltweit verfügbaren Datenbanken erfolgen. Diese Suchmaschinen müssen lediglich eine Suche auf der Basis von Deskriptoren unterstüt­ zen.

In einem letzten Schritt 300, dem Übermitteln der Antwort, werden die inhaltlich zur An­ frage passenden Zusatzinformationen, die bei der Suche gefunden wurden, über Inter­ net oder beliebige andere Kommunikationsverbindungen zu einem Endgerät beim An­ wender übertragen und in geeigneter Weise dargestellt.

Für bestimmte Anwendungen, z. B. zur Gewinnung von touristischer Information zu Ge­ bäuden, kann es von Vorteil sein, zusätzlich die geographischen Koordinaten des Auf­ nahmeortes aufzuzeichnen, um die spätere Suche zu erleichtern. Dies kann beispiels­ weise mittels GPS (Global Positioning System) oder aber durch manuelle Eingabe erfol­ gen.

Im folgenden sollen nun einige spezielle Anwendungsbeispiele für die vorliegende Erfin­ dung erläutert werden:

a) Touristenführer

Es werden touristisch interessante Objekte, wie z. B. Gebäude, Personen, Pflanzen, Tie­ re, Landschaften oder Kunstobjekte aufgenommen und zugehörige touristische Informa­ tionen über diese Objekte gesucht und bereitgestellt. Zur Eingrenzung der Suche kann optional die Information über den geographischen Aufnahmeort verwendet werden.

b) Museumsführer

Es werden Kunstobjekte in einem Museum aufgenommen und Informationen über die­ ses entsprechende Kunstobjekt bereitgestellt. Dabei ist die Extraktion der Deskriptoren auf vordefinierte Deskriptoren für diese Anwendung eingeschränkt und die Suche nach dem Objekt erfolgt in einer Datenbank des Museums.

c) Urlaubsbilder

Auf diese Weise können Motive auf digitalisierten Fotos identifiziert werden. Zur Eingren­ zung der Suche kann optional ebenfalls die Information über den geographischen Auf­ nahmeort verwendet werden.

d) Pilzsammler

Gesammelte Pilze werden aufgenommen und die aus der Datenbank gewonnene Infor­ mation dient der Identifikation oder Klassifikation (gut/genießbar/giftig) dieser Pilze. Auch in diesem Fall kann zur Eingrenzung der Suche optional die Information über den geo­ graphischen Aufnahmeort verwendet werden.

e) Medizinische Anwendungen

Krankheitssymptome werden anhand ihres visuellen Erscheinungsbildes charakterisiert und die von der Datenbank gelieferten Informationen ermöglichen eine Identifikation der entsprechenden Krankheit.

f) Musikstücke

Instrumental gespielte, gesungene oder gepfiffene Motive werden aufgenommen und dienen als Grundlage für die Anfrage an die Datenbank. Die von der Datenbank gelie­ ferten Informationen ermöglichen eine Identifizierung dieser Musikstücke.

g) Personenerkennung

Personen können anhand eines Fotos oder einer Videoaufnahme bzw. anhand ihrer Stimme erkannt werden. Dies ist unter anderem im Rahmen der Kriminalitätsbekämp­ fung ein wichtiges Anwendungsgebiet, kann aber auch für die Authentifizierung und I­ dentifikation für Zugangsberechtigungen verwendet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Erstellen und Übertragen einer Anfrage an eine Datenbank über ein elektronisches Daten-Netzwerk und Suchen sowie Übermitteln von im Hinblick auf die Anfrage inhaltlich passender Information an einen Anwender, wobei der Schritt des Erstellens und Übertragens einer Anfrage das Aufnehmen und Digita­ lisieren eines Objektes umfasst, wodurch digitalisierte Daten des Objekts gewon­ nen werden, sowie eine Extraktion charakteristischer Eigenschaften mittels ge­ eigneter Analyse-Algorithmen umfasst, um zumindest einen Deskriptor für das Objekt bereitzustellen, der an die Datenbank übertragen wird, dadurch gekennzeichnet,
dass die digitalisierten Daten visuelle Daten sind,
dass zusätzlich bei der Erstellung der Anfrage die geographischen Koordinaten des Aufnahmeortes mittels GPS (Global Positioning System) bestimmt und über­ tragen werden, und
dass der Schritt des Suchens von inhaltlich zur Anfrage passender Information in der Datenbank auf der Grundlage des übertragenen Deskriptors sowie der zuge­ hörigen geographischen Koordinaten erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion der Deskriptoren lokal in einem Endgerät des Anwenders erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die digitalisierten visuellen Daten des Objektes zu einem externen Server übertragen werden und dort die Extraktion der Deskriptoren erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion der charakteristischen Eigenschaften die Segmentierung des Ob­ jektgrenzen umfasst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion der Deskriptoren gemäß dem künftigen MPEG-7 Standard erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deskriptoren Form, Textur, Farbe, Bewegung und/oder Größe eines visuellen Objektes beinhalten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank, in welcher die Suche nach inhaltlich zur Anfrage passender In­ formation erfolgt, eine Multimedia-Datenbank ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion der Deskriptoren auf eine vom Anwender vordefinierte Klasse von Deskriptoren für eine spezielle Anwendung einschränkbar ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Suche nach inhaltlich zur Anfrage passender Information auf vom Anwender vordefinierte Datenbanken beschränkbar ist.