KR101142062B1 - 멀티미디어 데이터의 문자 기반 메타데이터 검색을수행하는 데이터 베이스 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 데이터베이스를 구성할 때 멀티미디어 데이터와 그에 해당하는 메타데이터를 입력으로 하여, 검색 시 검색 대상에 직접 해당되는 메타데이터를 효율적으로 데이터베이스화하고, 검색 시 검색 대상에 직접적으로 해당되지 않는 대용량의 원시데이터는 연장(extra) 데이터베이스화하는 데이터베이스 시스템에 관한 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 목적은 멀티미디어 데이터의 메타데이터인 XML 문서 파일을 입력으로 받아들여 XML 문서 구조를 객체 단위로 분석하여 처리할 수 있는 데이터베이스 구축 시스템에 대한 장치 및 방법과, 생성된 데이터를 저장하고, 효율적인 접근 방법을 제공하는 데이터베이스에 관한 장치 및 방법과, 사용자 질의에 응답하기 위하여 검색된 메타데이터와 연장(extra) 데이터베이스에 저장된 원시데이터를 결합하여 출력하는 검색 엔진에 대한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명은 문자 기반의 멀티미디어 데이터의 메타데이터를 검색할 때 최적의 속도로 검색을 효율적으로 수행할 수 있도록, 대용량 멀티미디어 메타데이터 검색을 효율적으로 수행할 수 있는 대용량 처리 구조, 그리고 XML을 이용한 멀티미디어 메타데이터 기반의 검색 데이터 구성으로 인한 유연한 데이터 처리 능력, 그리고 효과적인 데이터베이스 업데이트 기술 및 이에 따른 랭킹시스템을 특징으로 한다.

대용량 멀티미디어 데이터, 메타 데이터, XML, 검색 엔진

Description

멀티미디어 데이터의 문자 기반 메타데이터 검색을 수행하는 데이터 베이스 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DATABASE MANAGEMENT AND SEARCH ENGINE OF MULTIMEDIA METADATA}

도 1은 본 발명이 이루고자하는 멀티미디어 데이터의 문자기반 메타데이터 검색 장치 및 방법에 관한 전체 개념도,

도2는 본 발명의 도 1의 DB 구축 시스템을 구성하는 특징으로서 각 모듈을 나타내는 개념도,

도 3은 본 발명의 도 2의 B-Tree 파일을 구성하는 B-Tree의 예를 보이는 예시도,

도 4는 본 발명의 도 2를 구성하는 Index 파일과 Posting 파일의 구조 및 관계를 나타내는 개념도,

도 5는 본 발명의 도 1의 검색 엔진의 상세 모듈을 나타내는 개념도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 멀티미디어 데이터

200 : DB구축 시스템

300 : 데이터베이스

400 : 검색엔진

본 발명은, 데이터베이스를 구성할 때 멀티미디어 데이터를 입력으로 하여, 검색 시 검색 대상에 직접 해당되는 메타데이터를 효율적으로 데이터베이스화하고, 검색 시 검색 대상에 직접적으로 해당되지 않는 대용량의 원시 데이터는 연장(extra) 데이터베이스화하는 데이터베이스 시스템에 관한 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 멀티미디어 데이터의 메타데이터인 XML 문서 파일을 입력으로 받아들여 XML 문서 구조를 객체 단위로 분석하여 처리할 수 있는 데이터베이스 구축 시스템에 대한 장치 및 방법과, 생성된 데이터를 저장하고, 효율적인 접근 방법을 제공하는 데이터베이스에 관한 장치 및 방법과, 사용자 질의에 응답하기 위하여 검색된 메타데이터와 연장(extra) 데이터베이스에 저장된 원시데이터를 결합하여 출력하는 검색 엔진에 대한 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 대용량 멀티미디어 처리 구조에서 쓰이는 데이터는 그 크기가 정해져 있지 않고, 또 일반적으로 디스크의 여러 페이지에 나뉘어 저장된다. 이를 처리하기 위한 기존의 방법으로는 각 페이지가 연결리스트의 노드가 되도록 구성하는 연 결 리스트 방법, 대용량 데이터의 페이지 정보를 디렉토리로 관리하는 형태의 디렉토리 방법, 그리고 B-Tree와 유사한 형태로 바이트 위치로 인덱스 된 자료로 삽입, 삭제, 접근하는 위치 B-Tree 방식이 있다.

이런 방식의 대용량 멀티미디어 처리 구조는 속도 면에서 볼 때, XML 기반의 메타데이터를 파일 형태로 받아서 현재 웹 서비스에서 사용하는 검색 기법과 유사한 방법을 제안하여 검색 시 최적의 속도로 검색을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 방법 및 장치와 큰 성능차이를 보인다.

멀티미디어 데이터는 데이터베이스에 저장할 때 원시 데이터, 설명 데이터, 등록 데이터 등으로 구분하여 저장되어야 한다. 원시데이터는 문자의 집합, 이미지 픽셀의 집합, 오디오 샘플의 순서 등 종래에 사용하던 데이터의 개념으로 데이터 그 자체를 의미한다. 등록데이터는 원시 데이터를 화면에 출력하거나 처리하기위해 필요한 데이터, 이미지 데이터에서 화면 해상도, 픽셀 당 비트 수, 색 표현 방식이나 컬러 맵 등을 말한다. 그리고 설명데이터는 해당 미디어의 특징, 구조, 제목 등을 저장한 부분으로 정보 검색에 있어 패턴 인식을 사용하지 않고 원하는 종류의 개략적인 내용을 검색할 수 있는 보조적 정보를 제공하는 데이터를 말한다. 이와 같이 멀티미디어 데이터는 그 특성에 따라 여러 가지 데이터 형태로 나누어질 수 있으나, 현재 사용되고 있는 문자 기반의 데이터베이스 시스템, 또는 멀티미디어 데이터를 저장할 수 있는 멀티미디어 데이터베이스 시스템은 이와 같은 데이터 형태를 구분하여 저장할 수가 없다. 그로 인해 현재의 데이터베이스 시스템은 대용량의 멀티미디어 데이터를 전부 데이터베이스에 저장해야 하는 단점과, 또한 각각의 데이터 형태의 특성을 구분하지 못하는 데이터베이스의 작업(operation) 기능의 단점으로 인해, 전체 데이터베이스의 성능이 떨어지는 현상이 발생한다.

현재의 제안된 대부분의 이미지/동영상 검색 시스템의 데이터 업데이트 방식은 새로운 멀티미디어 데이터가 데이터베이스에 추가됨으로써 데이터의 색인 처리를 새로 수행하게 된다. 이는 대용량 멀티미디어 데이터가 미리 색인되어 데이터베이스가 구성되어 있을 때, 상대적으로 아주 적은 양의 데이터가 추가된다 하여도 데이터베이스를 업데이트 하는 데에 있어서는 기존의 모든 데이터를 통해 전체적으로 새로이 색인 처리가 다시 이루어져야만 하도록 되어있다. 실제로 멀티미디어 데이터에서의 추가/생성/수정되는 부분은 대용량의 멀티미디어 데이터보다는 멀티미디어 데이터의 내용을 보완하는 메타데이터에서 자주 일어난다. 따라서 데이터의 한 부분이 수정될 때, 멀티미디어 데이터를 전부 업데이트해야 하는 기존의 데이터베이스 시스템은 많은 비용이 드는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 데이터베이스를 구성할 때 멀티미디어 데이터를 입력으로 하여, 검색 시 검색 대상에 직접 해당되는 메타데이터를 효율적으로 데이터베이스화하고, 검색 시 검색 대상에 직접적으로 해당되지 않는 대용량의 원시 데이터는 연장(extra) 데이터베이스화하는 데이터베이스 시스템에 관한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 멀티미디어 데이터의 메타데이터인 XML 문서 파일을 입력으로 받아들여 XML 문서 구조를 객체 단위로 분석하여 처리할 수 있는 데이터베이스 구축 시스템에 대한 장치 및 방법과, 생성된 데이터를 저장하고, 효율적인 접근 방법을 제공하는 데이터베이스에 관한 장치 및 방법과, 사용자 질의에 응답하기 위하여 검색된 메타데이터와 연장(extra) 데이터베이스에 저장된 원시데이터를 결합하여 출력하는 검색 엔진에 대한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 검색 시 검색 질의로 사용되지 않는 멀티미디어 데이터와 검색 시 검색 질의로 사용되는 메타데이터에 대해서 데이터 형태를 구분해서 처리할 수 있는 데이터 입력단을 가지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 멀티미디어 데이터의 메타데이터로 사용되는 XML 문서의 구조를 분석하여 객체로 구분할 수 있는 XML 분석기를 가지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 XML 분석기에서 분석된 각각의 객체와 이에 해당되는 멀티미디어 데이터를 연동할 수 있는 객체 지시 관리자(object identifier manager)를 가지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 검색 시 검색 질의에 해당되는 메타데이터의 객체를 효율적으로 검색할 수 있도록 데이터베이스화하는 데이터베이스 관리자를 가지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 검색 시 검색 질의에 해당되지 않는 대용량의 멀티미디어 데이터를 연장(extra) 데이터베이스에 저장하고, 검색 결과를 사용자의 요구에 따라 표시할 때, 검색된 결과인 메타데이터와 연동하여 출력할 수 있는 연장(extra) 데이터베이스 관리자를 가지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 메타데이터의 객체를 효율적으로 검색하기 위해서 B-Tree 및 역 파일(inverted file)를 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 기술한다.

도 1은 본 발명이 이루고자하는 멀티미디어 데이터의 문자기반 메타데이터 검색 장치 및 방법에 관한 전체 개념도이다. 도 1의 구성도를 보면 주어진 멀티미디어 데이터(100)를 받아들여 데이터베이스를 구축하는 DB 구축 시스템(200)과 생성된 데이터를 저장하는 데이터베이스(300)와, 사용자(500) 질의에 응답하기 위하여 검색 결과를 사용자 인터페이스에 맞추어 출력하는 검색엔진(400)으로 구성되어 있다.

도 2는 도 1의 DB 구축 시스템(200) 및 데이터베이스(300)의 구성을 상세히 도시하고 있다. 멀티미디어 데이터(100)는 검색 시 검색 대상에 직접 해당되는 메타데이터(110)와 검색 시 검색 대상에 직접적으로 해당되지 않는 원시데이터(120)로 구성된다. DB 구축 시스템(200)은 DB 관리자(210), 연장 DB 관리자(220)와 객체지시 관리자(230)로 구성된다. 멀티미디어 데이터(100)가 DB 구축 시스템(200)으로 입력되면, 메타데이터(110)는 DB 관리자(210)로 입력되어 데이터베이스화된다. 그 리고 원시데이터(120)는 연장 DB 관리자(220)로 입력된다. DB 관리자(210)는 XML 및 객체분석기(211), 형태소 분석기(212) 및 DB 파일 생성기(213)로 구성된다. 입력된 메타디이터(110)는 XML 및 객체분석기(211)를 통하여 문서 구조를 이루고 있는 객체단위로 분리된다. 이렇게 분리된 XML 객체는 형태소 분석기(212)에 입력되어 검색 시 검색 질의어에 대응되는 키워드로 변환되며, 이때 Stopword 파일(310)에서 지정된 Stopword는 제거된다. DB 파일 생성기(213)에서는 키워드 기반의 데이터베이스를 구성한다. 이때 생성되는 데이터베이스는 B-Tree 파일(320), Index 파일(330) 및 Posting 파일(340)로 구성된다. 멀티미디어 데이터(100) 중 원시데이터(120)는 연장 DB 관리자(220)로 입력된다. 연장 DB 관리자(220)는 객체 분석기(221)로 구성되며 객체 분석기(221)는 원시데이터(120)을 메타데이터(110)의 객체와 대응하는 객체로 분리하여 연장 DB(350)에 저장한다. 객체 지시 관리자(230)는 DB 관리자(210)에서 만들어진 데이터베이스의 B-Tree 파일(320)과 Index 파일(330) 및 Posting 파일(340)들과, 연장 DB 관리자(220)에서 만들어진 연장 DB(350)에 저장된 객체를 상호 접근할 수 있도록 공통 지시자를 생성하고 관리한다.

도 3은 본 발명의 도 2의 B-Tree 파일(320)로 저장된 B-Tree의 구성의 예를 보인 것이다. B-Tree는 보조 기억 장치에 저장된 자료에 접근하는 성능을 향상시키기 위하여 대체로 데이터베이스 시스템에서 사용하는 탐색 트리이다. 일반적으로 노드의 크기는 보조 기억장치의 블록 크기와 일치하도록 최적화된다. B-Tree의 모든 형태들이 평형을 이루고 대체로 큰 분기 계수를 갖는다. 이것은 특정 레코드를 얻기 위해 순회해야 하는 단계 수를 줄이고 그에 따라 속도가 느린 입출력 접근을 빠르게 하는 장점이 있다. 이런 장점으로 본 발명에서는 대용량의 메터데이타 검색을 위한 데이터베이스 구조에 B-Tree를 이용한다.

도 4는 본 발명의 도 2를 구성하는 Index 파일(330)과 Posting 파일(340)의 구조 및 관계를 나타낸다. Index 파일(330)의 구조를 보면 keyword(333), Hits(332) 및 Link(331)로 구성된다. Keyword(333)는 형태소 분석기(212)에서 생성된 것으로서 Stopword가 제거된 것이다. 각 Keyword(333)에 해당되는 Hits(332)는 Keyword(333)를 포함하는 메타데이터(110)의 개수를 나타낸다. Link(331)는 Posting 파일(340)의 해당 위치를 나타낸다. Posting 파일(340)의 구조를 보면 ID(343)와 가중치(342) 및 Link(341)로 구성된다. ID(343)은 메타데이터 파일(360)의 메타데이터(110)를 가리키는 지시자이다. 가중치(342)는 메타데이터에서 Keyword(333)가 발생하는 빈도수를 나타낸다. Link(341)은 해당 메타데이터의 위치를 나타낸다. 따라서 검색 결과를 출력할 때 결과의 순위는 인덱스 파일(330)의 Hits(332)와 Posting 파일(340)의 가중치(342)를 이용하여 결정 된다.

도 5는 본 발명의 도 1의 검색 엔진(400)의 상세한 구성을 나타낸다. 검색 엔진(400)의 구조를 보면 문자형태소 분석기(410), 키워드 유사도 분석기(420), 순위 결정기(430), 질의 결과 출력기(440) 및 객체 지시 관리자(230)로 구성된다. 문자 형태소 분석기(410)는 사용자가 입력한 문자를 형태소 단위의 keyword로 분리한다. 키워드 유사도 분석기(420)는 keyword를 포함하고 있는 메타데이터(110)를 객체지시관리자(230)를 통하여 찾아낸다. 순위 결정기(430)는 찾아진 메타데이터의 출력 순위를 결정한다. 질의 결과 출력기(440)는 메타데이터의 정보와 멀티미디어 데이터(100)의 원시데이터(120)를 연동하여 사용자가 원하는 형태로 출력한다.

본 발명에서 제시하는 검색 방법 및 순위 결정 방법의 한 예를 들면 다음과 같다.

사용자가 검색시스템에 "Computer"란 질의어를 입력하면, 형태소 분석기에 의해서 "Comput"란 Keyword가 생성되고 B-Tree 파일(320)을 이용하여 Index 파일에서 해당 Keyword "Comput"를 찾는다. 이때 이 예에서 keyword "Comput"의 Hits(332)는 4이다. 따라서 검색 결과로, Index 파일(330)에서 "Comput" keyword의 Link(331)가 가리키는 Posting 파일의 메타데이터 ID(343)으로부터 시작하여 4개의 값인 1, 2, 7, 8을 얻는다. 이때 이들 간의 순위는 Posting 파일(340)의 가중치(342)에 의하여 ID가 7, 1, 2, 8인 순서로 결정되며 최종 결과의 메타데이터 파일(360)은 ID가 7, 1, 2, 8인 순서로 메타데이터가 결정된다. 또한 keyword가 복수 개인 경우에는 각각의 keyword에 대해서 순위를 정하고, 각 해당 메타데이터에 대해서 각 keyword에 따른 순위 값들을 더하여 최종 순위를 결정할 수 있다.

본 발명의 목적은 데이터베이스를 구성할 때 멀티미디어 데이터와 그에 해당하는 메타데이터를 입력으로 하여, 검색 시 검색 대상에 직접 해당되는 메타데이터와 검색 시 검색 대상에 직접적으로 해당되지 않는 원시데이터를 효율적으로 데이터베이스화하는 데이터베이스 시스템에 관한 장치 및 방법을 제공함으로써, 대용량 멀티미디어 데이터를 데이터 형태 및 특성에 따라 분류하여 관리할 수 있으며, 검 색에 사용되는 메타데이터만을 효과적으로 데이터베이스화할 수 있어 관리 비용이 적게 드는 효과가 있으며, 대용량의 멀티미디어 데이터를 빠르게 검색 할 수 있으며, 검색 결과 출력 시 사용자의 요구에 따라 멀티미디어 데이터를 효과적으로 출력할 수 있다.

Claims (7)

1. 멀티미디어 데이터에서 검색 대상에 해당되는 메타 데이터를 구분하여 데이터베이스 관리하는 데이터베이스 관리자와,

   상기 멀티미디어 데이터에서 검색 대상에 해당되지 않는 원시 데이터를 구분하여 데이터베이스 관리하는 연장 데이터베이스 관리자와,

   상기 데이터베이스 관리자를 통해 관리되는 메타 데이터의 객체와, 상기 연장 데이터베이스 관리자를 통해 관리되는 원시 데이터의 객체에 각각 접근하기 위한 공통 지시자를 생성하고 관리하는 객체 지시 관리자와,

   상기 메타 데이터의 객체와 상기 원시 데이터의 객체를 결합하여 검색 질의에 대응되는 검색 결과로 출력하는 검색엔진을 포함하는

   데이터베이스 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 데이터베이스 관리자는,

   상기 메타 데이터에 대해 XML 문서의 객체단위로 분리하는 XML 및 객체 분석기와,

   상기 XML 및 객체 분석기를 통해 객체단위로 분리된 XML 문서를 상기 검색 질의에 대응하는 키워드로 변환하는 형태소 분석기와,

   상기 키워드를 기반으로 데이터베이스를 구성하는 데이터베이스 파일 생성기를 포함하는

   데이터베이스 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 형태소 분석기는,

   상기 키워드에서 스탑워드(stop word)를 제거하는

   데이터베이스 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 키워드를 기반으로 구성되는 데이터베이스는,

   B-트리(tree) 파일 및 인덱스(index) 파일 및 포스팅(posting) 파일을 포함하는

   데이터베이스 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 인덱스 파일은,

   상기 키워드와, 상기 메타 데이터의 개수를 나타내는 히트(hits)와, 상기 포스팅 파일의 위치를 나타내는 링크(link)를 포함하며,

   상기 포스팅 파일은,

   상기 메타 데이터를 지시하는 ID와, 상기 메타 데이터에서 키워드가 발생하는 빈도수를 나타내는 가중치와, 상기 메타 데이터의 위치를 나타내는 링크를 포함하는

   데이터베이스 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 연장 데이터베이스 관리자는,

   상기 원시 데이터를 상기 메타 데이터의 객체와 대응하는 객체로 분리하는 객체 분석기를 포함하는

   데이터 베이스 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   검색엔진은,

   입력되는 문자를 형태소 단위의 키워드로 분리하는 문자 형태소 분석기와,

   상기 형태소 단위의 키워드를 포함하는 메타 데이터를 상기 객체 지시 관리자를 통해 검색하는 키워드 유사도 분석기와,

   상기 형태소 단위의 키워드를 포함하는 메타 데이터의 출력 순위를 결정하는 순위 결정기와,

   상기 형태소 단위의 키워드를 포함하는 메타 데이터의 정보와 상기 원시 데이터를 연동하여 상기 검색 결과로 출력하는 질의 결과 출력기를 포함하는

   데이터 베이스 장치.

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