多媒體內容適配服務關鍵技術研究.pdf

1、近年來，隨著電子技術和網絡技術的迅速發(fā)展，提供多媒體內容服務的異構計算環(huán)境已經逐步形成，這使得隨時、隨地的多媒體內容服務成為可能。另外，個性化服務已成為內容服務業(yè)發(fā)展的必然趨勢，用戶需要內容提供商根據(jù)個人喜好定制內容，用戶喜好成為內容服務中不可忽略的因素。異構計算環(huán)境和用戶喜好構成了多媒體內容服務的軟、硬件環(huán)境--服務上下文。因為服務上下文具有動態(tài)變化的特征，所以在變化的服務上下文中提供多媒體內容服務顯現(xiàn)出兩對突出的矛盾。第一，用戶希望

2、通過不同的計算環(huán)境隨時、隨地的訪問所有的多媒體內容，而現(xiàn)實中絕大部分多媒體內容是為特定的計算環(huán)境制作，其它計算環(huán)境無法訪問；第二，用戶希望接受個性化的多媒體內容服務，而內容提供商不可能為每個用戶定制多媒體內容。因此，在變化的服務上下文中，如何開展多媒體內容服務應當重新考慮。 多媒體內容適配服務(簡稱內容適配服務)是面向變化的服務上下文提供的多媒體內容服務。內容適配服務的目標是使用戶在動態(tài)的服務上下文中享受無縫、平滑、個性化和保證

3、質量的內容服務。內容適配是實現(xiàn)內容適配服務的技術體系，其核心是使內容跟隨服務上下文的改變自適應變化，從而實現(xiàn)內容適配服務。盡管近十年來研究人員對內容適配做了廣泛研究，但是研究主要集中于適配操作，而對于內容適配服務系統(tǒng)體系結構和適配決策的研究較少。另外，已有的服務上下文模型還存在語義表達能力欠缺等問題，不能很好滿足內容適配服務的需求。因此，本文將對內容適配中系統(tǒng)體系結構、服務上下文模型和適配決策模型三個關鍵技術進行研究，以期解決其中存在的

4、技術問題。論文的主要研究內容包括： 第一，內容適配服務系統(tǒng)體系結構研究。內容適配服務系統(tǒng)體系結構是指內容適配服務系統(tǒng)中各個組件的邏輯部署結構。內容適配服務系統(tǒng)體系結構決定了系統(tǒng)實現(xiàn)的難易程度和執(zhí)行性能?；诿嫦蚍沼嬎愕乃枷耄疚奶岢隽艘环N面向服務的內容適配服務系統(tǒng)體系結構。其核心是將內容適配服務系統(tǒng)中的所有組件都視為服務，它們物理上可以分布于網絡中的不同節(jié)點，實現(xiàn)技術也可以完全不同。通過面向服務架構定義的標準機制和協(xié)議，使各個

5、組件邏輯上緊密相連，構成完整的內容適配系統(tǒng)。該體系結構繼承了面向服務架構的諸多優(yōu)點，如：松散耦合、易擴展、可伸縮和互操作。此外還具有三個針對內容適配的突出優(yōu)點：1.充分利用整個網絡中的計算資源，可以實現(xiàn)非常復雜的適配操作：2.所有服務面向全網開放，降低了相同類型服務的實現(xiàn)冗余：3.充分利用整個網絡的存儲資源，盡量減少重負荷計算的適配操作，有效降低內容服務的等待延時。 第二，服務上下文模型研究。服務上下文模型是內容服務過程中上下文

6、信息在計算機中的編碼，其本質是一種數(shù)據(jù)模型?；谥R工程中的本體理論，本文提出了一種內容適配領域的服務上下文本體模型，用本體建模語言實現(xiàn)了服務上下文知識庫的建立。最后，采用本體領域權威的評價體系對該模型做評價分析，并設計面向服務計算模式下，服務上下文信息的交換協(xié)議。該模型除具備本體模型的特點之外，較其它服務上下文模型的優(yōu)勢在于：1.充分考慮個性化內容服務需要，增強了用戶喜好的描述能力，更加適合內容適配；2.具有良好的理論基礎，能夠表達更

7、復雜的語義，并且具有推理能力，可以發(fā)現(xiàn)蘊含的知識；3.根據(jù)適配決策的需要，模型考慮領域規(guī)則的描述，能夠實現(xiàn)對內容適配領域的規(guī)則進行編碼。 第三，適配決策模型研究。適配決策是決定當前服務上下文中最優(yōu)內容的過程。本文將適配決策分為兩步--最優(yōu)內容集決策和最優(yōu)內容決策，提出了一種新穎的基于優(yōu)化理論和決策樹的混合決策模型。首先將每種模態(tài)的最優(yōu)內容決策視為帶約束的非線性整數(shù)規(guī)劃問題。以決策內容與用戶喜好內容歸一化距離最小為目標函數(shù)，服務上

8、下文中的其它屬性為約束條件(如：終端設備能力、網絡特性、地理位置等)，建立最優(yōu)內容決策模型。通過求解每種模態(tài)的最優(yōu)內容決策模型，構建當前服務上下文中最優(yōu)內容集。然后，利用戶喜好建立適配決策樹，將最優(yōu)內容集元素作用于適配決策樹實現(xiàn)適配決策。該適配決策模型具有三個特點：1.充分考慮用戶喜好，兼顧服務上下文模型中的其它屬性，滿足內容服務的個性化需求，保證服務質量；2.模型具有成熟的理論基礎，從問題建模、求解到評價都有較完備的理論保證;3.論文

9、為最優(yōu)內容決策模型求解和適配決策過程都設計了快速算法，可以實現(xiàn)問題的機器快速求解。 第四，內容適配服務原型系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。內容適配服務原型系統(tǒng)的主要功能包括：內容服務代理、數(shù)據(jù)管理、服務實現(xiàn)和服務操作。其中，內容服務代理實現(xiàn)與客戶端交互；數(shù)據(jù)管理利用本體和關系模型，實現(xiàn)對服務上下文、服務注冊信息和多媒體內容的存儲、組織和管理；服務實現(xiàn)包括適配決策和適配操作等服務的具體執(zhí)行：服務操作利用面向服務架構定義的機制和協(xié)議，實現(xiàn)服務發(fā)布、