A query algebra for ontology-enhanced management of multimedia meta objects

Abstract

Existierende Beschreibungsformate für multimediale Inhalte kodieren in erster Linie die Präsentation des Inhalts, vernachlässigen dabei aber die Informationen, welche der Inhalt vermittelt. Diese präsentationsorientierte Beschreibung multimedialer Inhalte ermöglicht allerdings nur die inflexible, statische Darstellung multimedialer Inhalte. Für die Realisierung anspruchsvollerer Operationen müssen die multimedialen Inhalte mit zusätzlichem semantischem Wissen angereichert werden.<br />Als Grundlage für die semantische Modellierung multimedialer Inhalte in verteilten, kollaborativen Anwendungen wurden im Rahmen dieser Dissertation Enhanced Multimedia Meta Objects (EMMOs) entwickelt. Ein EMMO stellt eine abgeschlossene Einheit multimedialen Inhalts dar, die drei Aspekte des Inhalts untrennbar vereinigt. Der Medienaspekt reflektiert, dass ein EMMO eine Aggregation der Basismedienobjekte darstellt, aus denen der multimediale Inhalt besteht, der semantische Aspekt ermöglicht die Beschreibung von semantischen Assoziationen zwischen den Medienobjekten des EMMOs und der funktionale Aspekt erlaubt es einem EMMO, beliebige, anwendungsspezifische Funktionen zu spezifieren, die von externen Applikationen aufgerufen werden können. Zusätzlich dazu sind EMMOs versionierbar und transferierbar.<br />Um einen effizienten Zugriff auf EMMOs zu ermöglichen, wurde in der vorliegenden Arbeit die Abfragealgebra EMMA entwickelt, welche adäquat und vollständig in Bezug auf das EMMO-Modell ist. Indem einfache und orthogonale Operatoren zur Verfügung gestellt werden, die für die Formulierung komplexerer Abfragen kombiniert werden können, wird die Voraussetzung für effiziente Abfrageoptimierung in EMMA geschaffen. Sowohl das EMMO-Modell als auch die EMMA-Algebra stellen eine solide Basis für die Integration von ontologischem Wissen dar. Im Rahmen dieser Dissertation wird gezeigt, wie man ontologisches Wissen während der Entwicklung von EMMOs einsetzen, in EMMO-Wissensstrukturen integrieren und für die Verfeinerung von EMMA-Abfragen auswerten kann.

Today's multimedia content formats primarily encode the presentation of content but not the information the content conveys.<br />However, this presentation-oriented modeling only permits the inflexible, hard-wired presentation of multimedia content. For the realization of advanced operations the multimedia content has to be enriched by additional semantic information. To provide a basis for the semantic modeling of multimedia content in content sharing and collaborative applications, we have developed Enhanced Multimedia Meta Objects (EMMOs). An EMMO constitutes a self-contained piece of multimedia content that indivisibly unites three of the content's aspects. The media aspect reflects that an EMMO aggregates the basic media objects of which the multimedia content consists, the semantic aspect allows the specification of semantic associations between an EMMO's media objects, and, finally, the functional aspect provides means for the definition of arbitrary, domain-specific operations on the content that can be invoked by applications. Furthermore, EMMOs are versionable and tradeable.<br />To enable the efficient retrieval of EMMOs, we have developed the query algebra EMMA, which is adequate and complete with regard to the EMMO model. By providing simple and orthogonal operators, which can be combined to formulate more complex queries, EMMA enables efficient query optimization. Both, the EMMO model and the EMMA algebra, provide a sound basis for the integration of ontological knowledge. We demonstrate how ontological knowledge can be used within the authoring process of EMMOs, can be integrated within the EMMO knowledge structures, and can be exploited for refining EMMA queries.<br />