Aplikácia XML a MPEG7 pri analýze audia a videa ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE

Transcription

1 Aplikácia XML a MPEG7 pri analýze audia a videa Miroslav Dzurek ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE Vedúci diplomovej práce: Ing. Roman Jarina, PhD. Stupeň kvalifikácie: inžinier (Ing.) Dátum odovzdania diplomovej práce: Žilina 2005

2 Žilinská univerzita v Žiline Elektrotechnická fakulta KATEDRA TELEKOMUNIKÁCIÍ Univerzitná 1, Žilina Školský rok 2004/2005 ZADANIE DIPLOMOVEJ PRÁCE Meno, priezvisko: Študijný odbor: Miroslav Dzurek Telekomunikácie Téma diplomovej práce: Aplikácia XML a MPEG 7 pri analýze audia a videa Pokyny pre vypracovanie diplomovej práce: - rozbor štandardu MPEG 7, - rozbor jazyka XML a VOICE-XML, - realizácia XML prekladača podľa štandardu MPEG 7 pre vybrané aplikácie. Vedúci diplomovej práce: Ing. Roman Jarina, PhD., Katedra telekomunikácií, Žilinská univerzita v Žiline Dátum odovzdania diplomovej práce: Žilina prof. Ing. Milan Dado, PhD. vedúci katedry

3 Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, Katedra telekomunikácií _ ANOTAČNÝ ZÁZNAM - Priezvisko a meno: Miroslav Dzurek školský rok: 2004/2005 Názov práce: Aplikácia XML a MPEG7 pri analýze audia a videa Počet strán: 42 Počet obrázkov: 14 Počet tabuliek: 1 Počet grafov: 0 Počet príloh: 1 Počet použ. lit.: 8 Anotácia v slovenskom jazyku: Cieľom diplomovej práce je vytvorenie funkčného prekladača XML podľa štandardu MPEG-7. Funkčnosť prekladača je postavená na moderných aplikáciách Readera a Writera, ktoré poskytuje nové programové rozhranie.net Framework pracujúce nad programovacím prostredím C# (CSharp). V teoretickej časti DP je rozoberaný štandard MPEG-7, používaný pre anotovanie obsahu multimédií, ako aj značkovací jazyk XML. Anotácia v anglickom jazyku: The thesis deals with an application of the MPEG-7 standard, used for indexing a multimedia content, and XML. The practical part deals with a development of XML compiler according to MPEG-7. The application is based on the Reader and Writer that are supported by the program interface.net Framework and C# (CSharp). Kľúčové slová: MPEG, MPEG-7, XML, deskrtiptor, popisná schéma, AV materiál, AVM, NET Framework, prekladač, XML_creator, audio, video, reader, writer, C#, CSharp, textový súbor. Vedúci práce: Ing. Roman Jarina, PhD, Katedra telekomunikácií, ŽU v Žiline Recenzent: Ing. Stanislav Ondáš Dátum:

4 Obsah 1 Úvod Štandard MPEG Čo je MPEG MPEG Základy MPEG Deskriptory a popisné schémy Základné elementy MPEG-7 a aplikácie MPEG Architektúra MPEG Štandardy MPEG pre kódovanie audia a videa MPEG MPEG M-JPEG MPEG MPEG Značkovací jazyk XML História a uplatnenie XML Syntax a zloženie dokumentov XML Syntaktické pravidlá jazyka XML Štruktúra dokumentu XML Schémy XML dokumentu Čo je schéma Typy schém Menné priestory Realizácia XML prekladača Návrh a riešenie aplikácie Vstupné podmienky Aplikácia XML_creator Popis výstupného XML súboru Použité názvy a význam elementov XML v prostredí.net Framework Aplikácie.NET Framework...36

5 4.6.2 Reader XML Writer XML XML_creator Záver...46 Zoznam použitej literatúry...48 Zoznam príloh...49

6 Zoznam obrázkov a tabuliek Obr.2.1: Deskriptory oddelené od obsahu. 4 Obr.2.2: Deskriptory multiplexované s obsahom AVM. 4 Obr.2.3: Popisná schéma pre jeden záber. 4 Obr.2.4: Základné elementy MPEG-7. 5 Obr.2.5: Architektúra MPEG-7. 6 Obr. 2.6: Štruktúra GOP. 8 Obr.3.1: Stromová štruktúra predošlého jednoduchého XML dokumentu. 18 Obr.4.1: Vzťahy medzi jednotlivými triedami. 30 Obr.5.1: Spustený XML_creator. 34 Obr.5.2: Výber textového súboru. 35 Obr.5.3: Načítanie textového súboru. 35 Obr.5.4: Vynechanie prvého riadku. 36 Obr.5.5: Výsledok po správnej činnosti XML_creatora. 37 Obr.5.6: Chybové hlásenie. 38 Tab.4.1: Zoznam elementov. 27

7 Zoznam skratiek a symbolov API (Application Programming Interface) - aplikačné programovacie rozhranie AVM - audio-vizuálny materiál DCT (Discreet Cosine Transformation) - diskrétna kosínusová transformácia DDL (Data Definition Language) - jazyk na definovanie štruktúry dát DTD (Document Type Definition) - definícia typu dokumentu GOP (Group of Pictures) - skupina obrázkov HDTV (High Digital Television) - digitálna televízia vysokej kvality HTML (HyperText Markup Language) - hypertextový značkovací jazyk HTTP (HyperText Transport Protocol) - hypertextový prenosový protokol JPEG (Joint Picture Expert Group) - expertná skupina pre kompresiu obrázkov MDS (Multimedia Description Schemes) - schémy multimediálnych deskriptorov M-JPEG (Movie - JPEG) - kompresia pre rýchli sled obrázkov na seba nadväzujúcich MPEG (Moving Picture Expert Group) - expertná skupina pre video a audio kompresie SGML (Standard Generalized Markup Language) - normalizovaný zovšeobecnený značkovací jazyk SOAP (Simple Object Access Protocol) protokol pre prístup k jednoduchým objektom URI (Uniform Resource Identifier) - identifikátor informačného zdroja URL (Uniform Resource Locator) - vyhľadávač informačného zdroja W3C (World Wide Web Consortium) - spoločenstvo celosvetovej siete WML (Wireless Markup Languiage) - značkovací jazyk pre bezdrôtové technológie XDR (XML Data Reduced) - redukcia dát XML XML (extenible Markup Language) - rozšíriteľný značkovací jazyk xmlns (XML namespaces) - oblasť mien pre XML XPath (XML Path Language) jazyk pre vyhľadávanie uzlov v XML dokumentoch XSD - "XML Schema" (XML Schema Definition) - definícia XML schémy XSL (extensible Stylesheet Language) - rozšíriteľný jazyk štýlu dokumentov XSLFO (XSL FOrmat) - formátovací rozšíriteľný jazyk štýlov XSLT (XSL Transformations) - transformačný rozšíriteľný jazyk štýlov

8 1 Úvod Dnešná doba sa vyznačuje rýchlim vyhľadávaním a jednoduchým prístupom k informáciám. Pritom nezáleží o aký typ informácií sa jedná, či je to text, audio nahrávka alebo video záznam. Množstvo dát stúpa a na presné vyhľadávanie nami požadovanej informácie by bolo potrebné používať vyhľadávače, ktoré poskytujú možnosť vyhľadávať postupným upresňovaním vyhľadávaných dát. Tým sa ale stráca rýchlosť aj jednoduchosť prístupu k dátam. Jedným zo spôsobov ako sa vrátiť k rýchlemu a jednoduchému vyhľadávaniu je mať presnejší popis obsahu týchto dát. S takýmto riešením prišla skupina MPEG, keď vypracovala štandard na popis multimediálnych dát nazvaný MPEG-7, ktorý bol v roku 2001 prijatí za medzinárodný štandard organizáciou ISO. Tento štandard sa neustále dopĺňa o nové časti, ktoré detailnejšie popisujú AVM. Samostatní štandard by pre nás nebol nič platný, keby forma akou majú byť opísané multimediálne dáta nebola vyjadrená značkovacím jazykom XML, ktorý je zrozumiteľný ľudom aj strojom. Tento jazyk bol štandardizovaný organizáciou W3C v roku 1998 a je rozšírený v širokej škále používateľov. Tento jazyk bol zvolený skupinou MPEG ako DDL pre vyjadrenie deskriptorov, popisných schém a ich obsahu popisujúceho audio - vizuálny materiál. Aby však bolo možné prehliadačmi využiť výhody týchto štandardou, je potrebné naplniť nejaké databázy súbormi MPEG-7, ktoré sú v podstate dokumenty XML naplnené deskriptormy a obsahom deskriptorov vo formáte MPEG-7. Tomuto sa venujem v praktickej časti mojej práce a to vytvorením XML prekladača, ktorý z jednoduchých textových súborov vytvorí nami požadované XML dokumenty. Celá aplikácia je riešená v programovacom prostredí C# (CSharp), s využitím určitých aplikácií rozhrania.net Framework. V mojej diplomovej práci som sa po dohode s vedúcim diplomovej práce nezaoberal štandardom VOICE XML. 8

9 2 Štandard MPEG Čo je MPEG Expertná skupina MPEG, ktorá vyvinula štandardy pre digitálnu kompresiu, ukladanie, prenos video a audio dát. Tieto štandardy sú označované ako MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7 a najnovší MPEG-21. Niektoré z nich sú v neustálom vývoji a sú označované ako pôvodný štandard len s dodatkom, že sa jedná o ďalšiu verziu. Všetky tieto štandardy sú medzinárodne prijaté ako ISO-IEC štandardy. Základom pre samotný vývoj štandardov MPEG sa stali odporúčania pre digitalizáciu obrazového signálu (ITU R 601), ktorých základom sú vysielacie štandardy systémov PAL alebo NTSC. Jeden zo štandardov, bol vyvinutý z materiálov štandardizačnej skupiny JPEG a bol nazvaný M-JPEG. Jedná sa o komprimovanie obrázkov, ktoré je možné prehrávať v rýchlom slede za sebou, čím sa vytvára dojem živého obrazu. Literatúra: [1], [2], [3] 2.2 MPEG Základy MPEG-7 Práce na tomto štandarde sa začali v októbri 1996 a prijatý za štandard ISO/IEC bol v roku Zatiaľ čo MPEG-4 a MPEG-1,2 priamo obsahujú audio-vizuálny materiál (AVM), štandard MPEG-7 obsahuje informácie o tomto ich obsahu. Preto je jeho formálny názov rozhranie pre popis multimediálneho obsahu. MPEG-7 neslúži len pre popis, ale aj pre vyhľadávanie multimediálnej informácie a to v digitálnych knižniciach, multimediálnych databázach, prípadne pri výbere televízneho kanálu. Taktiež príkladom týchto informácií môžu byť AV informácie ako statické obrazy, grafika, 3D modely, zvuk, reč, video, ale aj výrazy tváre. MPEG-7 štandardizuje popis audiovizuálnych materiálov podľa obsahu diela, umožňujúci rýchle a efektívne vyhľadávanie. Tento štandardizovaný popis normalizuje informáciu o obsahu diela za pomoci deskriptorov (popisovačov), kde spôsob ani formát nie sú rozhodujúce. S výhodou používa informácie kódované prostredníctvom MPEG-4, kde hierarchické usporiadanie jednotlivých AV objektov umožňuje ich popis nezávisle na druhu scény. V princípe platí, že prostredníctvom akéhokoľvek typu dotazu možno získať 9

10 ľubovoľný typ informácie. MPEG-7 je navrhnutý tak aby bol zrozumiteľný ľudskej obsluhe a aj automatickému systému. Celý štandard má niekoľko častí: 1. Systémová časť určuje typ kódovania a začiatočnú architektúru. 2. DDL definuje typ jazyka akým majú byť popísané deskriptory, tiež určuje syntax MPEG-7 čiže deskriptorov. 3. Visual descriptions špecifikované deskriptory pre vizuálne mediá. 4. Audio descriptions - špecifikované deskriptory pre audio mediá. 5. MDS určuje ako má vyzerať model schémy, prípadne generovanie nových deskriptorov. 6. Referenčný software tato časť určuje software, ktorý bude použiteľný na normovanie funkcií ľubovolnej časti štandardu MPEG-7 a je všeobecne používaný. 7. Testy zhodnosti porovnávanie a testovanie zhody realizovanej MPEG-7 so smernicami. 8. Výber a použitie deskriptorov k dodaným informáciám vyberá a priraďuje deskriptory. V druhej časti, ako DDL, je zatiaľ zvolený pre popis dát značkovací jazyk XML, ktorý je vo výpočtovej technike rozšírený. A keďže MPEG-7 slúži aj na vyhľadávanie sú ako názvy elementov používané názvy deskriptorov. 3. a 4. časť sú deskriptory najnižšej (low level) úrovne a obsahujú priamo opisné informácie AVM. Piata časť vytvára deskriptory vyššej (high level) úrovne, pričom ich obsahom sú deskriptory nižšej úrovne. Takýmto spôsobom tato časť popisuje ako vytvárať schému z multimediálnych deskriptorov. [1], [3] Deskriptory a popisné schémy Deskriptor je normatív ako obsah diela popísať. Deskriptor sa skladá z informácií, ktoré možno automaticky získať z AV materiálu (pre video farba, textúra, tvarové pozície, pre audio tónina, rytmus) a z informácií, ktoré z obsahu získať nemožno (autor, copyright, žáner). High level deskriptory sú výkonné, ale nie príliš pružné. Naopak, low level deskriptory sú všeobecne použiteľné, pružné a ich nevýhodou je nutnosť používať výkonný vyhľadávač. Deskriptor pritom môže existovať oddelene od obsahu Obr.2.1, 10

11 alebo je reprezentovaný dátami multiplexovanými vo vlastnom dátovom toku AVM Obr.2.2. Obr.2.1: Deskriptory oddelené od obsahu. Obr.2.2: Deskriptory multiplexované s obsahom AVM. Aby bolo možné popísať určití AVM, sú v štandarde MPEG-7 používané description tools. Obsahom týchto nástrojov je high level deskriptor (Ds) a popisné schémy (DSs). Aj pri vytváraní deskriptorov je potrebné ich umiestnenie v schéme, tím sa zefektívni a narastie výkon vyhľadávania. Popisná schéma (DS) určuje vzťahy medzi svojimi zložkami (pohyb, farba, tvar), čo môžu byť deskriptory. Deskriptor obsahuje len základné typy dát, poskytované DDL, na rozdiel od popisnej schémy, ktorá obsahuje aj súvislosti s inými deskriptormi. Na Obr.2.3 je ako príklad uvedená časť popisnej schémy jedného video záberu, ktorá popisuje určitý audiovizuálny materiál. DS video záberu DS čas záberu DS poznámka k záberu D čas začiatku D čas trvania D kľúčové slovo Obr.2.3: Popisná schéma pre jeden záber. 11

12 Popisná schéma video záberu je vyjadrená deskriptorom VideoSegment. Jemu je podriadený deskriptor času (MediaTime), ktorý obsahuje deskriptor začiatku záberu (MediaTimePoint) a deskriptor trvania záberu (MediaIncrDuration). Samotná popisná schéma DS predstavuje štruktúru a obsahuje súbor hodnôt deskriptorov. A to buď high level, ktorých štruktúra je vyjadrená ďalšími DS, alebo low level popisujúcich dáta (konkrétne hodnoty). Takýto popis je jedným zo základných elementov MPEG-7. [1], [2] Základné elementy MPEG-7 a aplikácie MPEG-7 Celé využívanie deskriptorov a osnov deskriptorov a ich súvis, je začlenený v základných elementoch Obr.2.4. Na tomto obrázku sú rozčlenené vzťahy medzi elementmi MPEG-7. DDL definuje description tools pre štandard MPEG-7, ktorý obsahuje deskriptory, popisné schémy a aj spôsoby ich usporiadania. DDL taktiež povoľuje rozsah špeciálnych aplikácií v DSs. Description tools sú zakomponované v popise textového formátu XML, a to vďaka DDL, ktoré je založený na XML platforme. Štruktúra popisov sa ďalej kóduje do binárneho tvaru podľa požadovaných vlastností, ako napr. odolnosť voči chybovosti, stupeň kompresie, náhodný prístup atď. Celý binárny popis je získaný pomocou BiM definovaného v systémovej časti štandardu MPEG-7. Aplikácie MPEG-7: Obr.2.4: Základné elementy MPEG-7. 12

13 vyhľadávanie v AV databáze výber televíznych a rozhlasových programov teleshoping medicína multimediálna prezentácia zabezpečenie objektov a iné. Štandardizácia uľahčuje rýchlu a výkonnú identifikáciu obsahu podľa záujmu užívateľa. Dovoľuje, aby rovnako popísaný obsah bol prístupný pre viacero vyhľadávačov a filtrov a naopak, jeden vyhľadávač môže určiť požadovaný obsah z viacerých zdrojov. Spôsob, akým vznikne popis objektu a naopak, akým je využívaný, nie je normovaný štandardom MPEG-7. Tým je definovaný iba samotný obsah, t.j. syntax a sémantika. Fakt, že MPEG-7 štandardizuje len minimum nutné pre spoluprácu vyhľadávačov a generátorov popisu vlastností, umožňuje využitie zlepšení v oblastiach, ktoré tento štandard nepokrýva (napr. rozpoznávanie objektov). [1], [2] Architektúra MPEG-7 Na obrázku Obr.2.5 je stručne popísaný model architektúry MPEG-7, kde môže byť ľubovoľný typ AVM získaný prostredníctvom akéhokoľvek typu dotazu. Obr.2.5: Architektúra MPEG-7. Ako a akým spôsobom bude využitý popis AV materiálu, nie je definovaný štandardom MPEG-7. V princípe platí, že prostredníctvom akéhokoľvek typu dotazu 13

14 (Query) možno získať ľubovoľný typ dát. Vyhľadáč porovná dotaz a popis MPEG-7, pričom užívateľ získa odkaz na požadovaný zdroj dát. [1], [2] 2.3 Štandardy MPEG pre kódovanie audia a videa MPEG-1 Ako prvý štandard, ktorý vyvinula skupina MPEG, bol schválený v novembri 1992 formát MPEG-1. Ten definuje spôsob kompresie video signálu o maximálnom dátovom toku 1,5 Mbitov za sekundu pri maximálnom rozlíšení 4095 x 4095 obrazových bodov pri 60 snímkach za sekundu. Povinné a zároveň doporučené ako optimálne je rozlíšenie 352 x 240 x 30 pre zdroj z NTSC signálu a 352 x 288 x 25 pre obraz prevedený zo sústavy PAL. Pri kódovaní MPEG sa na rozdiel od M-JPEG naviac logicky predpokladá, že sa jednotlivé nasledujúce snímky v slede, nemusia nejako líšiť a taktiež by stačilo len uchovávať ich rozdiely. Dá sa povedať, že MPEG dotiahol túto myšlienku veľmi ďaleko, takže pri rovnakej kvalite býva zodpovedajúci formát MPEG zhruba dvakrát až štyrikrát menší ako to isté zaznamenané v M-JPEG. Prečo je tomu tak. Používa sa systém obojsmernej predikcie. Keďže postupnosť za sebou idúcich snímok sa mení len v detailoch, pristúpilo sa nato, že sa vytvorí skupina snímok nazvaná GOP. Tato GOP obsahuje tri typy snímok a to I, P, B snímky. Veľkosť GOP určuje vzdialenosť medzi dvoma I snímkami. V jednom GOP sa vyskytuje vždy len jedna I snímka. I snímky sú indexové obrázky. Tie sú komprimované podobným spôsobom ako jednotlivé snímky v M-JPEG. MPEG naviac poskytuje dostatočnú možnosť komprimovať časti vlastnej snímky podľa obsahu, rôznou veľkosťou kompresie. Napríklad stred snímky môže byť menej skomprimovaný ako okrajové oblasti pozdĺž hrany snímky. V MPEG dátovej sekvencii obsahujú I- snímky všetky dáta potrebné pre dekompresiu a detailné zobrazenie snímky. B snímky sú obojsmerne predikované obrázky. Obsahujú iba dáta popisujúce rozdiely medzi predchádzajúcou a nasledujúcou snímkou. B snímky obsahujú menej dát, ako už spomínané I- snímky. Na dekomprimáciu a zobrazenie B snímky potrebujeme informácie z predchádzajúcej a nasledujúcej snímky. P snímky sú predpovedané (predikované) obrázky. Sú odhadnuté na základe sekvencie snímok vo videu. Často krát sú dopočítavané. P snímky sú predikované len z I snímku, ale B snímky sú predikované obojsmerne s I aj P snímok, ako nám to vyjadruje obrázok Obr

15 Obr. 2.6: Štruktúra GOP. MPEG-1 okrem kompresie obrazu popisuje aj kompresiu audio signálu. Existujú tri kódovacie schémy nazývané vrstvy (Layer) 1 až 3. Rastúce číslo vrstvy vyjadruje zvyšujúcu sa kvalitu zvuku a tým aj väčšiu zložitosť kódovacieho procesu. Každá vrstva má špecifikovaný formát dátového toku a dekóder. V súlade so zvyšujúcou sa náročnosťou a zložitosťou použitého algoritmu je použitá hierarchická kompatibilita vrstiev. Z daného vyplýva, že dekóder postavený na určitú vrstvu je schopný dekódovať i audio kódované vrstvu s nižšej úrovne. [1], [2] MPEG-2 MPEG-2 je ďalším z rodiny MPEG, ktorý bol dokončený v roku 1995, vývojom nového kodeku. Rozdiel oproti predchádzajúcemu formátu MPEG-1 je v kvalite obrazu (farebnosť, rozlíšenie, možnosť priestorového obrazu Multiview) ale aj zvuku (viackanálový zvuk). Tento štandard je základom pre systémy digitálneho televízneho vysielania (DVB), pre záznam vo formáte DVD, ako aj pre televíziu s vysokou rozlišovacou schopnosťou (HDTV). V porovnaní s MPEG-1, systém MPEG-2 pracuje s prekladaným riadkovaním obrazu. Zlepšením je aj možnosť určovania kvality obrazu a to voľbou spôsobu vzorkovania farieb medzi formátmi 4:2:2, 4:2:0 a 4:4:4. Oba formáty využívajú princíp rozdielového kódovania obrazu, MPEG-2 má však zdokonalené prediktívne kódovanie koeficientov DCT (odstránenie koeficientov) a využíva kódovanie s premennou dĺžkou slova. Štandard MPEG-2 predstavuje pokrok predovšetkým v možnostiach zvuku. Možno použiť polovičné vzorkovacie kmitočty, t.j. 16 khz, 22,05 khz a 24 khz, čo umožňuje kvalitný zvuk i v prípade nízkych bitových tokov. Navyše využíva multikanálové 15

16 psychoakustické kódovanie, podporujúce až sedemkanálový priestorový zvuk systému Dolby AC-3 (Dolby Digital). Z hľadiska zaistenia kompatibility má štandard MPEG-2 nasledujúce vlastnosti: dekóder MPEG-2 je schopný dekódovať MPEG-1 audio i video, audio dekóder MPEG-1 je schopný dekódovať MPEG-2 multikanál do systému stereo, MPEG-2 je zlučiteľný až do hladiny ôsmych kanálov s filmovým multikanálom Prologic, bitový tok ISO/ MPEG-2 je tvorený základnou časťou MPEG-1 stereo, k nemu pristupuje multikanálová časť formou rozšírenia. MPEG-2 je štandard, kde je množstvo možnosti a preto sa neustále vyvíja a ak bude požiadavka trhu, bude sa vtom aj pokračovať. [1], [2] M-JPEG Formát M-JPEG (Movie-JPEG) bol navrhnutý najmä pre editovanie obrazu. Jeho štruktúra vychádza z formátu kompresie statických snímok JPEG a ide o záznam obrazu výlučne prostredníctvom snímok typu I. To znamená, že každý snímok je zvlášť komprimovaný, takže jednotlivé snímky sú dostupné aj samostatne. Táto vlastnosť umožňuje jednoduché spracovanie a strih M-JPEG sekvencií, avšak za cenu nutnosti spracovávať veľké množstvo dát MPEG-4 MPEG-4 je ďalším z ISO/IEC štandardov vyvinutých expertnou skupinou MPEG. Dokončený bol v októbri 1998 a medzinárodným štandardom sa stal začiatkom roku Novšia verzia, označená MPEG-4 verzia 2, sa stala medzinárodným štandardom začiatkom roku MPEG-4 stavia na preukázanom úspechu troch oblasti: digitálna televízia, interaktívne grafické aplikácie a interaktívne multimédiá. Zatiaľ čo predchádzajúce štandardy boli zamerané na kompresiu, MPEG-4 prináša nové funkcie. Priamo nenadväzuje na predchádzajúce formáte MPEG, ale ich využíva ako nástroje. Spôsob kódovania je pritom do určitej miery otvorený a daná je len nezávislá štruktúra prenosu. Štandard MPEG-4 bol vyvinutý pre obrazový signál s extrémne nízkym dátovým tokom (od 64 kbit/s do 4 Mbit/s). Oblasť možného uplatnenia štandardu je veľmi široká, ako príklady možno uviesť: 16

17 Videokonferencie, videotelefónia Sieťové databázové služby Interaktívne pamäťové médiá Bezdrôtové multimédiá Televízne vysielanie Interaktívne multimédiá Dohľad a riadenie na diaľku, napr. monitorovanie bezpečnosti budov, cestnej dopravy Snahou skupiny MPEG bolo vyhnúť sa potrebe nového formátu a špecifických prehrávačov. Podmienkou je štandardný postup pre: Zobrazenie audiovizuálnych objektov (Media Object). Tie sú prirodzeného pôvodu (t.j. zaznamenané kamerou, resp. mikrofónom), alebo vytvorené počítačom. Popis zoskupenia týchto prvotných objektov, vytvárajúcich tak AV scény. Multiplexovanie a synchronizáciu asociovaných dát tak pre ich prenos sieťovými kanálmi, s parametrami QoS zodpovedajúcimi povahe AV objektov. Interakciu s AV scénou, vytvorenou v prijímači. MPEG-4 sa líši od predchádzajúcich štandardov spôsobom prenosu AV objektov: Zatiaľ čo v prípade MPEG-1 a MPEG-2 bol prenos realizovaný ako postupnosť reťazca obrazu a zvuku, dekodér MPEG-4 vytvára komplexnú scénu multiplexovaním obrazu a zvuku, analogicky k televíznemu virtuálnemu štúdiu. AV scény sú tvorené jednotlivými AV objektami, usporiadanými hierarchicky. Jednoduchými AV objektami môžu byť Statický obraz (napr. nehybné pozadie) Video objekt (rozprávajúca postava bez pozadia) Audio objekt (hlas rozprávajúcej postavy). MPEG-4 štandardizuje množstvo jednoduchých AV objektov, a to dvoj- aj trojrozmerných. Takisto definuje kódované vyjadrenie objektov ako text s grafikou, syntetický zvuk, syntetická hlava s priradeným textom, použité na vytvorenie reči a animáciu hlavy. AV objekt vo svojom kódovanom tvare pozostáva z popisných elementov, umožňujúcich v prípade potreby jeho manipuláciu, ako aj manipuláciu sprievodného 17

18 dátového toku. Takto navyše môže byť každý AV objekt zobrazený nezávisle od svojho okolia alebo pozadia. Verzie MPEG-4 V súčasnosti sú dve verzie formátu MPEG-4. Napriek tomu bol štandard MPEG-4 postupne dopĺňaný a mnoho pridaných nástrojov možno kvalifikovať ako nové vrstvy. Všeobecne platí, že nová verzia je spätne kompatibilným rozšírením verzie predchládzajúcej. Nástroje a profily nie sú nahrádzané novými, technológia je do MPEG- 4 doplnená vo forme nových profilov. MPEG-4 verzia 1 Umožňuje hybridné kódovanie prirodzených statických a dynamických snímok spolu so syntetickými scénami vytvorenými počítačom. To dovoľuje napr. virtuálne zobrazenie jednotlivých účastníkov videokonferencie. Za týmto účelom štandard obsahuje nástroje a algoritmy podporujúce kódovanie prirodzených snímok ako aj nástroje podporujúce kompresiu syntetických 2D a 3D grafických geometrických parametrov (mrežové parametre, syntetická reč). MPEG-4 verzia 1 podporuje prenosové rýchlosti 5 kbit/s až 10 Mbit/s, video s postupným alebo prekladanými riadkovaní, s rozlíšením od najnižšej po HDTV. Podporuje kompresné pomery od veľmi vysokej po takmer bezstratovú kompresiu, efektívnu kompresiu textúr pre textúrové zobrazenie 2D a 3D sietí a ľubovoľný prístup k videu pre umožnenie funkcií ako pauza, či prevíjanie pred a vzad. MPEG-4 verzia 1 kóduje samostatne objekty, čím umožňuje separátne dekódovanie a rekonštrukciu video objektov ľubovoľného tvaru. Rozšírenou manipuláciou s postupnosťou video snímok umožňuje zmenu tvaru syntetického aj prirodzeného textu, textúr a prekrývanie statických a dynamických snímok na rekonštruovanom obraze. MPEG-4 verzia 2 MPEG-4 verzia 2 prináša novú technológiu spracovania obrazu v nasledujúcich oblastiach. Zvýšenie pružnosti v odstupňovanom objektívnom kódovaní, zvýšenie efektivity kódovania, zvýšenie stability časového rozlíšenia, zvýšenie odolnosti voči chybám, kódovanie viacnásobných záberov (napr. kódovanie stereoskopického snímku redukciou informácie obsiahnutej medzi jednotlivými snímkami rôznych pohľadov). Najviac prináša telovú animáciu a kódovanie 3D polygonálnych sietí. V súčasnosti prebiehajú práce na množstve rozšírení MPEG-4 verzie 2. V procese schvaľovania je tzv. kódovanie s jemným odstupňovaním, vhodné obzvlášť pre dátové 18

19 toky, prípadne pre dynamické muliplexovanie predbežne kódovanej informácie v prostredí vysielania. Ako nástroj pre použitie MPEG-4 v štúdiu je varianta jednoduchého štúdiového profilu (výlučne so snímkami typu I), ktorý je takisto v procese schvaľovania. V budúcnosti sa očakáva aj vytvorenie štúdiového profilu tvoreného snímkami typu I, P. V štúdiu výskumu je digitálne kino. Aplikácia vyžaduje reálne bezstratové kódovanie, a nie len v zmysle vizuálne bezstratového, ako je bežné chápané v prípade MPEG-4. [1], [2] MPEG-21 Práca na tomto štandarde začala v júni Cieľom MPEG-21 je popísať vzájomné usporiadanie elementov (prvkov), ktoré existujú pre budovanie infraštruktúry. Taktiež sumarizuje štandardy pre dodanie a príjem multimediálnej informácií. V prípade rozporov (rozdielov, diferencií), MPEG-21 navrhne požadované štandardy. Celý štandard považujeme za akési zastrešenie ostatných štandardov, kde popisuje ich spoluprácu. MPEG vyvinie podľa vhodnosti nové štandardy, zatiaľ čo ostatné dôležité štandardy môžu byť vyvíjané inými skupinami. Tieto špecifiká budú včlenené do multimediálnej štruktúry prostredníctvom spolupráce medzi komisiou MPEG a inými skupinami. Výsledkom je otvorená štruktúra multimédií, kde tvorca a divák tvoria jej ohniská. Toto umožňuje tvorcovi aj poskytovateľovi služby, rovnaké príležitosti na otvorenom trhu. Toto prináša množstvo výhod predovšetkým na strane koncového užívateľa. Víziou pre MPEG-21 je definovanie multimediálnej štruktúry pre umožnenie transparentného a rozšíreného použitia multimediálnych prostriedkov/zdrojov prostredníctvom rôznych sietí a zariadení, používaných rôznymi skupinami užívateľov pracujúcich na rôznych platformách. [1], [2] 19

20 3 Značkovací jazyk XML 3.1 História a uplatnenie XML XML (extensible Markup Language) v preklade to znamená rozšíriteľný značkovací jazyk. Patrí do skupiny značkovacích jazykov ako sú HTML a SGML. Sú to jazyky využívajúce technológiu, kde pomocou značiek (tag-ov) označujeme časti textov. Štandardný zovšeobecnený značkovací jazyk (SGML) nenašiel uplatnenie lebo bol príliš zložití a obecný, s množstvom voliteľných vlastností. Stal sa základom nových značkovacích jazykov, napríklad obľúbený HTML. Tento jazyk sa používa na tvorbu webových stránok. Jeho prvá verzia bola veľmi jednoduchá oproti SGML, mal definované presné typy značiek (tag-ov). Zo začiatku ich nebolo veľa ale nové verzie zväčšovali ich počet, čím sa stráca výhoda jednoduchosti. Preto v roku 1996 pod vedením konzorcia W3C, bola vytvorená pracovná skupina, ktorá mala zjednodušiť SGML. Výsledkom bolo zverejnenie odporúčania XML vo februári 1998 ako verzia 1.0 a v októbri 2000 jeho revízia pod názvom Extensible Markup Language (XML) 1.0 (Second Edition). XML prevzal najviac používané aplikácie s SGML a veľa dobrých vlastností či už od predchodcu SGML alebo staršieho súrodenca HTML. Zverejnené doporučenia sú na internetových stránkach XML sa začalo v značnej miere uplatňovať vo všetkých webových aplikáciách. K jeho rozšíreniu prospeli aj značne jednoducho naprogramovateľné programy na tvorbu a spracovanie XML dokumentov. Ďalšie rozšírenie XML prinieslo prijatie odporúčania Namespaces in XML (definovanie odporúčania pre menné priestory) v januári 1999, ktoré definovalo riešenie konfliktov pri voľbe a použití rovnakých značiek. Taktiež prechod v máji 2001 zo staršieho typy definovania štruktúry XML dokumentov DTD na nový systém XSD plne podporujúci formát XML. Ide tu o to, že DTD bolo určené pre SGML. Viac vysvetlím neskôr. Aby sa XML mohlo uplatniť v rôznych oblastiach poskytovania a popisu informácií, bola potrebná úprava a transformovanie XML dokumentov, napríklad do HTML, WML a tak ďalej. Preto bolo prijaté odporúčanie XSL, ktoré obsahuje ďalšie odporúčania XSLT pre transformáciu a XSLFO pre formátovanie XML dokumentov. Ďalší štandard nazvaný ako jazyk XPath, ktorý pomocou špeciálnych príkazov umožňuje vyberať samostatné uzly (elementy, atribúty, ich obsah atď.), či celé množiny uzlov v dokumente XML. Tento prostriedok sa využíva najmä na vyhľadanie cesty k uzlom, preto je zabudovaný i v ďalších štandardoch príbuzných s XML, napr. XSL. Ako je 20

21 zrejme z uvedených odporúčaní, uplatnenie XML formátu je veľmi široké a to som neuviedol ďalšie odporúčanie, ktoré však len ďalej špecifikujú použitie XML. Nech je však akékoľvek využitie XML štandardu, musia byť dodržané prísne syntaktické pravidlá, ktorými sa budem ďalej zaoberať. Literatúra: [4], [5], [6] 3.2 Syntax a zloženie dokumentov XML Syntaktické pravidlá jazyka XML Jazyk XML má veľmi jednoduché, ale na druhej strane veľmi prísne pravidlá pri vytváraní XML dokumentov. Tieto pravidlá sa musia striktne dodržiavať. Syntaktické pravidlá jazyka XML: a. XML dokument obsahuje aspoň jeden element V značkovacom jazyku XML je element základným stavebným prvkom XML dokumentu. Element sa skladá z počiatočného znaku, obsahu elementu a koncového znaku. Napr. <meno>miroslav</meno>. Znak alebo tag je tvorený z názvu elementu, ktorý je vložený medzi lomené zátvorky (<meno>). Špeciálnym prípadom je element bez obsahu. Vtedy jazyk XML ponúka zjednodušenie, keď počiatočný a koncový tag je zlúčený do jedného tag-u (<meno/>). b. Pravidlá tvorenia názvov XML elementov Ďalšia výhoda XML. Názvy elementov si môžeme tvoriť vlastné, je tu takmer neobmedzená voľnosť. Tu niesu povolené alebo priamo definované tag-y ako u HTML. Preto je dobré vytvárať mená, ktoré bližšie špecifikujú informáciu v obsahu elementu. Tým sa zväčšuje obsah informácie v XML dokumente, čo je vidieť aj na ukážke XML dokumentu, ktorá sa nachádza v kapitole Voľnosť tvorby mien je mierne obmedzená. A to všetky názvy musia začínať písmenom alebo znakom podčiarknutia ( _ ). Nasledujúce znaky v mene môžu byť písmená, číslice, pomlčky, podčiarknutia a bodky. Iné znaky nesmú byť použité, k týmto znakom patrí aj medzera. c. XML dokument obsahuje koreňový element 21

22 Každý XML dokument obsahuje aspoň jeden element. Samozrejme na vyjadrenie informácie sa určite použije oveľa viac elementov. Pravidlom je, že všetky tieto elementy musia byť obsiahnuté v koreňovom elemente. Tento element sa nesmie vyskytovať v obsahu iného elementu, ale naopak musí všetky obsahovať. Zväčša názov tohto elementu súvisí s informačným obsahom XML dokumentu. Napríklad ak sa jedná o adresár bude jeho meno napríklad adresár alebo adresa, prípadne ak bude informácia v štandarde MPEG-7 môže byť koreňový element Mpeg7 atď.. d. V XML rozlišujeme malé a veľké písmená Rozlišovanie malých a veľkých písmen, označované zväčša anglickým názvom case-sensitive, však priamo neprikazuje, kedy sa má písať malá a kedy veľké písmeno. Najviac sa používa písanie všetko malým, aby sa autor pri písaní XML dokumentu dopúšťal čo najmenej chýb, pretože počiatočný a koncový znak elementu sa musia do detailu zhodovať. Táto zhoda je pre prehliadač potvrdením konca obsahu tohto elementu. e. XML elementy sa nesmú krížiť Toto pravidlo je dôležité. Jedná sa o to, že ak nejaký element obsahuje počiatočnú značku iného elementu, potom musí obsahovať aj koncovú značku tohto elementu. f. Pravidlá pre XML atribúty Pri každom elemente sa môže vyskytovať atribút. Atribúty považujeme za doplnkové informácie o elemente. Atribúty sa zapisujú len do počiatočných tagov, prípadne do značky prázdneho elementu. Atribút je od názvu elementu oddelený medzerou. Preto je dôležité aby názov elementu neobsahoval medzeru, pretože prehliadač by považoval druhú časť názvu za atribút elementu. Atribút sa skladá z názvu a hodnoty. Pre vytvorenie názvu atribútu platia také isté pravidlá ako pre názvy elementov. Hodnota atribútu je od názvu oddelená znakom rovnosti a je vždy zapísaná medzi úvodzovky alebo apostrofy. Tu sa musí ešte dodržať, že ak sú v hodnote použité úvodzovky, na jej ohraničenie použijeme apostrofy a opačne. Tiež sa musí dodržať pravidlo, že znaky, v ktorých je hodnota uzavretá 22

23 sa zhodujú. Jeden element môže obsahovať viac atribútov, len ich treba od seba oddeliť medzerou. g. Zakázané znaky v obsahu XML dokumentu V XML existujú určité znaky, ktoré majú svoj špecifický význam. Preto sa nesmú používať v názvoch ani obsahovej časti. Ak je však nutnosť použiť tieto znaky, miesto nich sa používajú takzvané vstavané znakové entity. Nahradené znaky: znak < nahradzuje entita < znak > nahradzuje entita > znak & nahradzuje entita & znak nahradzuje entita " znak nahradzuje entita &apos; Entity pre apostrof a úvodzovky využijeme vtedy, keď potrebujeme v hodnote atribútu uviesť obidva znaky. Vtedy by nebolo do čoho uzavrieť hodnotu atribútu. Znak & (ampersand) sa v XML používa pre označenie začiatku odkazu na entitu. Preto je nutné jej výskyt v obsahu alebo hodnote nahradiť príslušnou znakovou entitou. Ďalšie sú znaky < a >, ktoré sa používajú na vytváranie značkovania alebo tag-ov. Preto ich použitie napríklad v matematických vzťahoch, by malo byť formou entít. Treba povedať, že nahradenie znakov entitami je iba možnosť, ale v dvoch prípadoch je to nutné. Prvý prípad je znak < (entita <), za ním bude očakávaný názov elementu. Druhý prípad je & (entita &), tu bude znak považovaný za odkaz na entitu. Tieto syntaktické pravidlá sú základné pravidlá pre tvorbu XML dokumentu. Ďalšie pravidlá sú len doplňujúce. Určujú napríklad aký zápis má XML deklarácia (<?xml version= 1.0 encoding= ISO ?>), aké značenie má mať komentár (<!-- text komentáru -->), alebo zápis ľubovolných znakov pomocou sekcie CDATA (<![CDATA[...]]>) a ďalšie doplnky. [4], [5] 23

24 3.2.2 Štruktúra dokumentu XML Ako každý dokument aj XML dokument začína hlavičkou potom otváracou značkou (tag-om) alebo nazývanou aj koreňovým elementom a potom už začína kompletná štruktúra XML dokumentu obsahujúca určité informácie. Jednoduchý príklad XML dokumentu: <?xml version= 1.0 encoding= ISO ?> <adresa xmlns:xsi = xsi:schema= adresar.xsd > <osoba cislo= 1 > <titul/> <meno>miroslav</meno> < priezvisko>dzurek</ priezvisko> </osoba> </adresa> Popis tohto príkladu je nasledovný. Prví riadok sa volá XML deklarácia a obsahuje parametre nazývané vlastností. Prvý riadok je povinná časť dokumentu, aby ho dokázal prečítať prehliadač. V tomto prípade určuje, že sa jedná o XML dokument a vlastnosť version určuje verziu štandardu XML 1.0. Druhá vlastnosť encoding určuje typ kódovania a aké znaky svetových jazykov podporuje. Táto vlastnosť je nepovinná, pri jej nezadefinovaný je použité 8-bitové kódovanie a podpora len písmen anglickej abecedy. Čiže zjednodušená forma by vypadala takto: <?xml version= 1.0?>. Koreňový element vidíme v druhom riadku, v tomto prípade som si ho nazval ako adresa. Každý XML dokument musí obsahovať aspoň jeden element. Koreňovým elementom nazývame iba element, ktorý je v štruktúre XML dokumentu postavený najvyššie a musí obsahovať v sebe ostatné elementy. Za názvom každého elementu môžu nasledovať atribúty. Pri koreňovom elemente sa za názvom okrem atribútov zapisujú odkazy na použité menné priestory (xmlns) a odkazy na použité schémy XDR alebo schémy XSD, pričom na poradí týchto odkazov nezáleží. Medzi XML deklaráciou a koreňovým elementom (prvým elementom XML dokumentu) sa vpisuje deklarácia štýlu transformácie (XSLT) XML dokumentu. Ktorá určuje do akého formátu sa má XML dokument transformovať. Toto sa využíva napríklad, keď chceme aby informácie obsiahnuté v XML dokumente prehliadač čítal buď ako HTML alebo text prípadne ako iní formát. Ďalšie informácie o zápise 24

25 a štandarde XSLT je možné nájsť na stránkach Tu je popísaná verzia XSLT 1.0 a je tu možné nájsť aj popis pripravovanej verzie XSLT 1.1. Predtým sa oblasť medzi XML deklaráciou a prvým elementom používala aj na odkazy na externé DTD schémy alebo na priamu (internú) deklaráciu tohto typu schém XML dokumentov. Teraz prejdem na obsah koreňového elementu. Ten sa skladá z ďalších elementov, ktoré sa ďalej vetvia na elementy. Takisto aj tieto elementy môžu ale nemusia obsahovať atribúty. Celá sada elementov má medzi sebou príbuzenské vzťahy, ktoré je lepšie vidieť keď ich vyjadríme v stromovej štruktúre Obr.3.1. predchodcovia rodič adresa osoba atribút cislo titul meno priezvisko súrodenec aktuálny element súrodenec Obr.3.1: Stromová štruktúra predošlého jednoduchého XML dokumentu. Obrázok popisuje príbuzenské vzťahy elementu meno s ostatnými. Element meno má súrodencov titul a priezvisko, lebo majú rovnakého rodiča, element osoba, čiže majú rovnakých predchodcov. Potom meno je priamym potomkom (dieťaťom) elementu osoba a zároveň nepriamym potomkom (následníkom) elementu adresa. Týmto spôsobom sa dá vyjadriť aj zložitejšia štruktúra XML dokumentu. Práve pri zložitých štruktúrach XML dokumentov sa vyjadreným príbuzenských vzťahov zjednoduší práca pri vytváraní schém XSD, XDR alebo DTD. [4], [5], [6] 25

26 3.3 Schémy XML dokumentu Čo je schéma Korektnosť XML dokumentu sa meria dvoma odlišnými metrikami a to: správnou štruktúrovanosťou dokumentu a jeho platnosťou. Práve schéma XML slúži na overenie platnosti obsahu zdroja XML. Správna štruktúrovanosť sa vzťahuje na celkovú syntax dokumentu. Platnosť je aplikovaná na nižších úrovniach a zahrnuje sémantiku dokumentu, ktorá musí byť zhodná s užívateľsky definovanou štruktúrou. Syntaktické pravidlá XML dokumentu som už uviedol. Týmto pravidlám musí zodpovedať každý XML dokument, vtedy vravíme o správne štruktúrovanom (well-formed) dokumente. Overovanie platnosti (validity) dokumentu, čo je podmienené vytvorením užívateľskej schémy, nieje povinné. Platnosť je dôležité overovať najmä pri projektoch, kde dochádza k výmene dokumentov medzi heterogénnymi platformami. Kontrola dokumentu najmä z pohľadu platnosti zaberá veľa času a zvyšuje režijné náklady na vyvíjané aplikácie. Na druhej strane však máme zaručenú správnu syntax aj korektnosť obsahu. Schéma je súbor XML, ktorý popisuje syntax a sémantiku dokumentu XML prostredníctvom štandardnej syntaxy XML. Schéma XML špecifikuje obmedzenia pre obsah dokumentu a slovník, ktorému musia dokumenty vyhovieť, aby boli podľa danej schémy platné. Z tohto vyplýva, že DTD nieje schémou v plnom zmysle slova. Názov schéma prišiel až s novými typmi definovania dokumentu XML (XDR, XSD). Lenže DTD považujeme za predchodcu týchto schém pre XML, aj keď s inou syntaxov. Preto DTD popisujem v časti venovanej schémam XML. Špecifikácia XML schémy je rozdelená do dvoch častí. Prvá časť obsahuje definície gramatiky komplexných typov (kompozitných elementov XML). Druhá časť popisuje sadu primitívnych typov (typový systém XML) a pravidlá pre vytvorenie nových primitívnych typov, ktoré sú označované ako jednoduché (simple). Nové typy sú definované prostredníctvom existujúcich typov. Schéma XML taktiež podporuje pokročilejšie a skôr objektovo orientované pojmy, napríklad dedičnosť typov. Jednoduché typy XML sú tvorené prostým textom a neobsahuje žiadne iné elementy. Príklady jednoduchých typov zahŕňajú string, date a rôzne druhy čísel (long, double, integer). Komplexné typy XML zahŕňajú podriadené elementy a atribúty. V praxi je komplexný typ vždy vypísaný ako podstrom XML. Komplexný typ je možné pridružiť len uzlu elementu, zaťal čo jednoduchý typ je aplikovaný na elementy i atribúty. 26

27 Jednoduché aj komplexné typy sú odvodené z obecného typu anytype. Kombinovaním existujúcich jednoduchých typov a komplexných typov vytvárame špeciálne typy. V schéme sa celý dokument rozdelený na sady uzlov, ktoré sú definovaného typu. Za uzol považujeme, každý element a atribút. Potom sa tvorí hierarchické usporiadanie, určia sa počty použitých uzlov, ich typy a hodnoty. Pri kontrole platnosti sa skontroluje aj syntax, pretože sa uzly a vzťahy medzi nimi určujú podľa ich názvov. Ak sa nejaký uzol v schéme nevyskytuje platnosť dokumentu nieje potvrdená. Tu je vidieť, že správna štruktúrovanosť a platnosť sa dopĺňajú. [4], [5] Typy schém Už som v tejto kapitole spomenul, kde sa v XML dokumente zadáva cesta ku schéme dokumentu. Keďže najpoužívanejší spôsob je vytvorenie samostatného súboru, ktorý má koncovku podľa použitého typu schémy. Poznáme niekoľko typov schém na overenie platnosti dokumentu: prvá a najstaršia je definícia typu dokumentu (DTD), druhá je firemne používaná Microsoftom schéma XDR, no a tretí najnovší a najrozšírenejší XSD (XML Schem). Základná charakteristika jednotlivých typov kontrolných mechanizmov: DTD je textový súbor, jeho syntax pramení priamo z jazyka SGML. DTD má zvláštny syntax pre definovanie sady platných znakov, povolených atribútov každého znaku a závislosti medzi jednotlivými znakmi, ktoré nemá s XML nič spoločného. DTD umožňuje špecifikovať deti každého elementu, ich kardinalitu, atribúty a niekoľko ďalších vlastností elementov a atribútov. Kardinalita vyjadruje možný počet výskytov detských elementov. XDR je jazyk pre tvorbu schém, vychádzajúci z návrhu, ktorý Microsoft predložil konzorciu W3C v roku Schémy XDR sú flexibilné a prekonávajú niektoré obmedzenia DTD. XDR na rozdiel od DTD popisuje štruktúru dokumentu rovnakou syntaxov, akou je písaný samotný dokument XML. Okrem toho v DTD tvorí celý dátový obsah znakové dáta. Jazyk schém XDR umožňuje určiť dátový typ elementu alebo atribútu. XSD definuje elementy a atribúty, ktoré formujú dokument XML. Každý element má presne určený dátový typ. Podľa doporučenia konzorcia W3C 27

28 popisuje XSD štruktúru dokumentu XML pomocou iného dokumentu XML. Schémy XSD zahŕňajú všeobecný typový systém, zložený z primitívnych a odvodených typov. Typový systém XSD tak tiež tvorí jeden zo základov protokolu SOAP a webových služieb XML. SOAP je to forma výstupu pri serializácii objektov v prostredí.net Framework. Serializácia je proces, v ktorom je objekt alebo graf objektu prevádzaný na lineárnu postupnosť bytov. DTD bolo veľmi dlho považované za štandard pre rôzne počítačové platformy. Až pred niekoľkými rokmi schválilo konzorcium W3C novší štandard (XSD), ktorý je z technického hľadiska omnoho vyspelejší. V dnešnej dobe je XSD podporované všetkými platformami. XDR nebola nikdy štandardizovaná, lebo hneď po jej vzniku sa premenovala na XSD s malými doplnkami. Toto hrá veľký význam pri prevode schém XDR na XSD, kde stým niesu problémy. Pri prevode DTD na schému XSD nastávajú problémy, keďže syntax aj sémantika DTD je veľmi odlišná od XSD, písanej formou XML dokumentu. Zatiaľ neexistujú žiadne automatické konverzné pomôcky, ktoré by to dokázali bez dodatočnej kontroly a revízie. [4], [5], [6] 3.4 Menné priestory Už z názvu jazyka XML vyplýva, že je to rozšíriteľný značkovací jazyk. Čiže je tu voľnosť vytvárania názvov elementov a atribútov, s dodržaním určitého syntaxu. Ďalej celosvetové rozšírenie XML prináša mnoho aplikácií v tomto jazyku. Tvorca týchto technológií musí mať v globálnom prostredí istotu jedinečnosti názvu svojich elementov a atribútov, aby nedochádzalo ku konfliktom pri spracovaní rôznych dokumentov. Napríklad mám vytvorenú určitú aplikáciu a doplním ju ďalšou aplikáciou, ktorá je volne prístupná z Internetu. Môže sa stať, že niektoré značenia sú zhodné v oboch aplikáciách a pri spracovaní by dochádzalo ku konfliktom. Preto je potrebné odlíšiť, ktoré značenie patria k prvej a ktoré k druhej aplikácií. Práve tento problém nám riešia takzvané menné priestory (namespaces). Jedná sa o ďalšiu technológiu z dielne konzorcia W3C. Menný priestor je deklarovaný v koreňovom elemente a to pomocou zápisu xmlns:predpona= URI adresa. Skratka xmlns zastupuje anglický názov menného priestoru XML namespaces. Za dvojbodkou je uvedená predpona a nakoniec v hodnote atribútu URI adresa. URI je vďaka registračnému mechanizmu unikátna, a preto sa 28

29 jedinečnosť jednotlivých elementov porovnáva nie podľa predpony, ale podľa uvedenej adresy. Predpona sa používa len pre zjednodušenie a skrátenie zápisu. Použitie URI adresy ako identifikátoru prináša dve výhody. Prvá, že autor používa pre základ tejto adresy doménu, ktorej je vlastníkom. Názov domény je chránený a teda v celosvetovom meradle jedinečný. Za druhé, táto adresa má informatívny charakter. Totiž na uvedenej adrese sa väčšinou nachádza popis jednotlivých prvkov používaných v danom mennom priestore. Využívanie týchto prvkov nieje podmienené pripojením na Internet. Je tu len porovnávanie URI adresy so zoznamom štandardov, s ktorými vie pracovať. Mená prvkov, ktoré budú patriť do deklarovaného menného priestoru, sa budú skladať z uvedenej predpony (pefix) a lokálneho mena. Napríklad: v koreňovom elemente bude deklarované xmlns:mdz = značky no a názvy značiek bude vypadať takto mdz:adresa, mdz:osoba, atď. Často sa používa prípad, že ak sa z jedného menného priestoru používa väčšina značiek. Napríklad z toho čo si sám vytvorím. Deklarujem tento menný priestor ako implicitný a tým sa značne skráti zápis. Implicitný zápis menného priestoru. V koreňovom elemente bude deklarované xmlns = značky, no a elementy aj atribúty sa budú písať len ako lokálne mená bez predpony. Menné priestory nieje nijak zložitý štandard. Je to len drobné rozšírenie štandardu jazyka XML, ale mu takmer dáva nekonečné možnosti. Vďaka tejto schopnosti sa hojne využíva i v ďalších technológiách týkajúcich sa XML napr.: jazyk XSL, XML schémy, atď. [4], [6] 29

30 4 Realizácia XML prekladača 4.1 Návrh a riešenie aplikácie Môj návrh aplikácie vychádzal z toho, že na vstupe mám textové súbory. V týchto súboroch sa nachádzajú informácie o audio-vizuálnom materiály. Jeden súbor obsahuje informácie len o video stope a druhý len o audio stope. Určitú časť údajov mi poskytli kolegovia, ktorý pracovali na zisťovaní strihu vo video stope a v audio stope, čo bolo náplňou ich diplomových prác. Údaje sú zadané začiatok a koniec strihu v sekundách. Ďalšie údaje sa musia zapísať ručne. Po konzultácii s vedúcim diplomovej práce sú ďalšími údajmi: - pre video stopu: o výskyt tvare (face) v zábere, o začiatok príbehu/reportáže (story_start) v zábere, - pre audio stopu: o ticho (silence), o hudba (music), o reč (speech). Vytvorený prekladač, ktorý som nazval XML_creator, má spracovať tieto dáta a vytvoriť XML dokument, v ktorom budú údaje zapísané v deskriptoroch štandardu MPEG-7. Po dohode s vedúcim diplomovej práce, budem za vybraté aplikácie považovať vlastnosti AVM a k nim zodpovedajúce deskriptory štandardu MPEG Vstupné podmienky Usporiadanie informácií v oboch textových súboroch má presný formát. Formát údajov v textových súboroch: Informácie budú v stĺpcoch. Oddelenie jednotlivých stĺpcov bude bodkočiarkou. Medzera sa môže vyskytovať, ale len v prípade nutnosti. Prvý stĺpec obsahuje čas začiatku strihu vyjadrený v sekundách s presnosťou na stotiny sekundy. Druhý stĺpec obsahuje čas konca strihu vyjadrený v sekundách s presnosťou na stotiny sekundy. 30

31 Desatinný symbol môže byť čiarka alebo bodka, je len nutné pred spustením aplikácie zvoliť správne národné prostredie systému alebo zmeniť desatinný znak v národnom prostredí (podrobnosti v kapitole 5). Prvé dva stĺpce sú povinné. Ak sú zadané ďalšie stĺpce, ich informačný obsah má pre video a audio rozličný význam. Tretí stĺpec: o pre video informácia či sa na obrazovke v danom zábere objavila tvár alebo nie, hodnota bude vyjadrená výsledkom 0 ak áno alebo 1 ak nie, o pre audio informácia či sa v danom zábere vyskytuje reč, ak áno je to hodnota 1, ak nie je tam hodnota 0. Štvrtý stĺpec: o pre video informácia či začal nový príbeh, reportáž a podobne, hodnota 1 bude znamenať nový príbeh a hodnota 0 pokračovanie predchádzajúceho, o pre audio informácia či sa v danom zábere vyskytuje hudba, ak áno je to hodnota 1, ak nie je tam hodnota 0. Piaty stĺpec: o pre video zatiaľ nepoužívam, o pre audio informácia či sa v danom zábere vyskytuje ticho, ak áno je to hodnota 1, ak nie je tam hodnota 0. Prvý riadok môže obsahovať textový popis jednotlivých stĺpcov. Druhý riadok už musí obsahovať informáciu. Počet stĺpcov ani riadkov nieje obmedzený. Názvy súborov musia byť v tvare (názov spracovaného AVM).video.txt pre video a (názov spracovaného AVM).audio.txt pre audio. Takýto tvar je povinný, lebo názov pre XML dokument je zvolený podľa názvu textových dokumentov a tento XML súbor je používaný v ďalšej diplomovej práci, kde sa podľa tohto názvu spätne vyhľadáva AV materiál na spracovanie. 31

32 4.3 Aplikácia XML_creator Celá aplikácia je programovaná v programovacom jazyku C# (CSharp). Tento program je objektovo orientovaný. Obsahuje všetky aplikácie prostredia.net Framework, ktorých určitú časť budem využívať. NET Framework bolo vyvinuté ako rozhranie pre možnosť výmeny rôznych aplikácií medzi rôznymi platformami. Toto prostredie bolo vyvinuté najmä pre projekty, na ktorých pracuje množstvo pracovných jednotiek na rôznych platformách. Keďže sa jedná o nové prostredie, zabezpečila sa spolupráca 32 bitových aplikácií s budúcimi 64 bitovými aplikáciami. NET Framework považujeme za programové prostredie, ktoré je postavené nad programovacie prostredia, pracujúce na Windows systémoch. Staršie typy programovacích prostredí, ktoré v sebe zahŕňajú.net Framework aplikácie sa označujú napríklad ako: C++.NET, Visual Basic.NET. Ale vznikli aj nové programové prostredia ako napríklad C#. Toto prostredie ponúka zjednodušené aplikovanie.net aplikácií. V aplikácii som použil StreamReader, ktorým čítam textové súbory po riadkoch. Spracujem riadok a výsledné hodnoty vkladám do XML dokumentu, ktorý vytváram pomocou XmlTextWriter. Výhodou použitia writer-a je, že obsahuje množstvo metód, ktoré zjednodušujú vytváranie elementov, atribútov a ďalších častí XML súboru. Popísaný zdrojový súbor je na CD prílohe. Používanie XML_creatora je opísané v kapitole Popis výstupného XML súboru Na výstupe mojej aplikácie, sú informácie z týchto súborov automaticky prevedené na XML dokument s formátom, ktorý stanovuje štandard MPEG-7. Zväčša AV materiál obsahuje video aj audio, takže vytvoríme dva textové súbory. Ale môže nastať prípad keď AVM obsahuje len jednu zložku. Vtedy XML dokument bude obsahovať informácie len od textového súboru existujúcej stopy. To znamená, že ak načítam jen textový súbor video stopy, bude vytvorený XML súbor len s informáciami o video stope a pri zadaní len textového audio súboru, len XML o audio stope. Pri zadaní oboch textových súborov sa vytvorí jeden XML dokument. Na začiatku je hlavička XML dokumentu, ktorá popisuje verziu XML. Potom už nasleduje koreňový element s názvom deskriptora Mpeg7, ktorý obsahuje odkazy ako je popísané v kapitole o štandarde XML. Fragment z XML súboru: 32

33 Za ďalšími elementmi sa nachádza oblasť video a potom audio. Video deskriptor aj audio deskriptor obsahujú jednotlivé zábery, ktoré sú ďalej popísané ďalšími deskriptormi. Fragment XML súboru s príkladom popisu prvého video záberu: <VideoSegment id="vshot_1"> <MediaTime> <MediaTimePoint>T00:00:00:0F25</MediaTimePoint> <MediaIncrDuration mediatimeunit="pt1n25f">38</mediaincrduration> </MediaTime> <TextAnnotation confidence="0"> <KeywordAnnotation> <Keyword>face</Keyword> </KeywordAnnotation> </TextAnnotation> <TextAnnotation confidence="1"> <KeywordAnnotation> <Keyword>story_start</Keyword> </KeywordAnnotation> </TextAnnotation> </VideoSegment 33

34 Fragment XML súboru s príkladom popisu prvej časti audio záznamu (shot-u): <AudioSegment id="ashot_1"> <MediaTime> <MediaTimePoint>T00:00:00:0F115</MediaTimePoint> <MediaIncrDuration mediatimeunit="pt1n115f">794</mediaincrduration> </MediaTime> <TextAnnotation confidence="0"> <KeywordAnnotation> <Keyword>music</Keyword> </KeywordAnnotation> </TextAnnotation> <TextAnnotation confidence="0"> <KeywordAnnotation> <Keyword>speech</Keyword> </KeywordAnnotation> </TextAnnotation> <TextAnnotation confidence="1"> <KeywordAnnotation> <Keyword>silence</Keyword> </KeywordAnnotation> </TextAnnotation> </AudioSegment> 4.5 Použité názvy a význam elementov Použité elementy a ich názvy sú v tabuľke Tab.4.1. Elementy sú usporiadané od najvyššej úrovne (koreňový element) po najnižšiu úroveň. Názvy elementov boli určené štandardizovanou XSD schémou XML dokumentu, uloženej v súbore msd-2001.xml. Pre samotné prezeranie vytvoreného XML súboru nieje tento súbor potrebný, keďže nevykonávam kontrolu validity, slúžil mi len ako vzor pre názvy elementov. Niektoré elementy však majú názvy podľa deskriptora (D) alebo opisnej schémy (DS), pri nich je príslušné označenie. [7], [8] Tab.4.1: Zoznam elementov. Názov elementu Popis Mpeg7 koreňový element, obsahuje odkazy na menné priestory a XSD schému 34

35 Description už názov napovedá, že v ďalšom obsahu bude deskriptory, a atribút type určuje aký obsah bude tohto elementu MultimediaContent element obsahuje popis multimediálneho obsah AVM, atribút type určuje či sa jedná o video alebo o audio Video element pre video, obsah popisuje len video stopu Audio element pre audio, obsah popisuje len audio stopu TemporalDecomposition element určuje, že obsahom bude časovo rozsekané zábery VideoSegment -DS špeciálny typ popisnej schémy, ktorý obsahuje časový popis časovo rozsekanej video alebo audio stopy na zábery, atribút id obsahuje poradové číslo záberu MediaTime -DS Popisná schéma, ktorá obsahuje časy začiatku záberu a trvanie TextAnnotation element s obsahom textovej poznámky, atribút confidence určuje s akou pravdepodobnosťou sa v zábere vyskytuje vlastnosť záberu, ktorá je vyjadrená textom v obsahu tohto elementu MediaTimePoint -D tento deskriptor určuje čas začiatku záberu, hodnota je vo formáte normy ISO 8601: YYYY-MM-DDThh:mm:ss:nnn.ff±hh:mmFNNN Pričom YYYY-MM-DD je dátum podľa Gregoriánskeho kalendára, T označuje začiatok časového údaju v tvare hodiny hh, minúty mm, sekundy ss, na značku nnn.ff sa nepíšu desatiny sekundy ale počet rámcov prenesených za tento zlomok sekundy, potom nasleduje udaj v akom časovom pásme sa nachádzame, značka F určuje, že za ňou je už len udaj koľko rámcov je prenesených za sekundu. Takéto zložité vyjadrenie času sa nepoužíva, ja používam zjednodušenú formu a to Thh:mm:ss:nnn.ffFNNN. MediaIncrDuration -D tento deskriptor určuje dĺžku trvania záberu, pričom udaj musí byť celé číslo a to buď čas alebo počet rámcov, ja používam vyjadrenie v rámcoch, atribútom tohto elementu je mediatimeunit jeho hodnota má tvar PT1N25F pričom je to len vyjadrenie, že za 1 sekundu 1N máme 25 rámcov 25F KeywordAnnotation element, obsahom ktorého je kľúčové slovo 35

36 Keyword element kľúčové slovo, ktorého obsahom je priamo pomenovanie vlastnosti hľadanej v zábere Aj keď elementy TextAnnotation, KeywordAnnotation a Keyword niesu priamo deskriptory ani popisné schémy, ale sú vyjadrené v XSD schéme pre štandard MPEG-7. Je možné takéto elementy po dohode s používateľmi, považovať za deskriptory, ktorých len obsah má charakter popisu AV materiálu. Pretože priamo názov nešpecifikuje, typ ani formu svojho obsahu, ako je to u skutočných deskriptoroch. 4.6 XML v prostredí.net Framework Aplikácie.NET Framework Neustále komplikovanie programovania XML a využívanie nových typov protokolov ako SOAP alebo XPath, prinieslo potrebu integrovať XML do programového prostredia. Týmto prostredím sa stalo programovacie prostredie.net Framework od spoločnosti Microsoft. NET Framework prinieslo efektívnejšie generovanie textov XML prostredníctvom prepracovanejších tried. Základné triedy.net Framework pre prácu s XML sa dajú rozdeliť do kategórií podľa svojich funkcií: na čítanie a zápis dokumentov, overovanie platnosti, navigáciu medzi uzlami a ich výber, správa informácií v schémach, transformácia dokumentov. Komplet, v ktorom sú obsiahnuté všetky.net Framework triedy sa volá system.xml.dll. V prostrediach s možnosťou použitia, sa používajú menné priestory System.Xml, System.Xml.Schema, System.Xml.XPath alebo System.Xml.Xsl. Jadrom XML v prostredí.net Framework sú dve abstraktné triedy XmlReader a XmlWriter. Z týchto tried vychádzajú všetky ostatné triedy XML a do značnej miery ich využívajú i iné subsystémy pre analýzu a generovanie textových dát XML. Reader-y a writer-y XML predstavujú primitívny vstupný a výstupný mechanizmus pre načítanie a zápis dokumentov XML a súžia k programovaniu zložitejších a prepracovanejších komponentov. V prostredí.net Framework sa o synchrónne a asynchrónne operácie čítania a zápisu dvoch odlišných kategórií dát (prúdu a súboru) starajú triedy s menného priestoru System.IO. Súbor je zoradená a pomenovaná kolekcia bytov, ktorá je trvalo uložená na disku. Prúd predstavuje blok bytov, ktoré sú načítané z dátového skladu a ukladané do neho. Dátový sklad môže byť založený na rôznych typoch médií, počítajúc 36

37 operačnú pamäť, diskové súbory alebo adresy URL. Prúd je druh nadradenej množiny súboru, čiže súbor, ktorý možno uložiť na rôzne média, vrátane operačnej pamäte. Pre prácu s prúdmi definuje.net Framework niekoľko druhov tried reader-ov a writer-ov. Na obrázku Obr.4.1 sú zachytené vzťahy medzi jednotlivými triedami. TextReader StreamReade StringReader Legenda Abstraktné triedy Vytvorené triedy TextWriter StreamWriter StringWriter BinaryReader BinaryWriter Stream FileStream MemoryStream NetworkStream CryptoStream Ďalšie reader-y a writer-y BufferedStream Obr.4.1: Vzťahy medzi jednotlivými triedami. Základnými triedami sú TextReader, TextWriter, BinaryReader, BinaryWriter a Stream. S výnimkou binárnych tried sú ostatné triedy označené ako abstraktné a v kóde nieje možné priamo vytvárať ich inštancie. Abstraktné triedy však možno použiť k odkazovaniu na živé inštancie odvodených tried. Základné triedy reader-ov a writer-ov majú v.net Framework množstvo konkrétnych implementácií, vrátane StreamReader, StringReader a ich náprotivky pre zápis dát. Triedy reader-ov a writer-ov sú navrhnuté tak, aby pracovali nad prúdmi.net a poskytovali programátorom špeciálne užívateľské rozhranie, ktoré je schopné spracovať určití typ dát alebo určití formát súboru. Aj keď je každá špecifická trieda reader-u alebo 37

38 writer-u presne prispôsobená obsahu daného typu prúdu, zdieľajú všetky triedy spoločnú sadu metód a vlastností, ktoré definuje oficiálne rozhranie.net pre čítanie a zápis dát. Reader pracuje podobne ako databázový kurzor na strane klienta. Na spracovávaný prúd dát sa pozerá ako na logickú postupnosť informačných jednotiek, pričom ich veľkosť a štruktúra závisí na konkrétnom reader-y. Rovnako ako kurzor prechádza i reader dáta v režime iba čítaj a nemôže sa vracať späť (read-only, forwardonly). Za normálnych podmienok by reader nemal ukladať žiadne údaje do medzipamäte (cache), ale jedná sa len o odporúčanie, nie o príkaz. Triedy dátových reader-ov (napr. SqlDataReader) predstavuje jednoduché reader-y.net, ktoré prechádzajú od jedného záznamu k inému a obsah aktuálneho záznamu vystavajú pomocou svojho na mieru prispôsobeného rozhrania. Informačnou jednotkou, načítanou v každom kroku, je tu riadok databázy. Podobne považuje reader, ktorý pracuje s na disku uloženým prúdom súboru, za základnú informačnú jednotku jeden byt. Textový reader sa zase špecializuje na načítanie jedného riadku zo súboru. Literatúra: [5] Reader XML Reader-y XML sú trochu odlišným typom reader-u.net. XmlReader je abstraktnou triedou, ktorá patrí do menného priestoru System.Xml. Trieda analyzuje (separuje) obsah reader-u XML a presúva sa pritom od jedného uzlu k ďalšiemu. V tomto prípade je základnou jednotkou informácie uzol XML, pričom je jedno či sa jedná o element, atribút, komentár alebo o inštrukciu pre spracovanie (processing instruction). Reader XML si udržuje interný ukazovateľ na aktuálnom uzle, na jeho atribúte a texte, nepozná však pojem predchádzajúci a nasledujúci uzol. Texty ani atribúty nieje možné meniť, pohyb z aktuálneho uzla je možný len v pred. Ak však prejdeme do uzla atribútu, môžeme sa vrátiť späť do rodičovského uzla alebo pristupovať k jednotlivým atribútom pomocou indexu. Reader XML vytvára externe dostupné programovacie rozhranie, cez ktoré sa môže volajúci kód pripojiť k dátam, ktoré potrebuje, a načítať ich. Je to presne to isté, ako keď sa pripojíme k databáze a vyvoláme jej dáta. Databázový server vráti odkaz na interný objekt (kurzor), ktorý ovláda všetky výsledky odpovedí a na požiadanie ich sprístupní. Toto tvrdenie platí nezávisle na tom, že vo svete databáz sa môžu vyskytovať rôzne druhy kurzorov (napr. na strane klienta, na strane servera, rolovací a pod.). 38

39 U reader-u XML je klientským aplikáciám vrátená odpoveď na inštanciu triedy reader-u, ktorá abstrahuje dátový prúd, ležiaci v nižšej vrstve. Metódy triedy reader-u umožňujú prechádzať obsah prúdu a to uzol po uzly ( nikdy byt po byte alebo záznam po zázname). Pre reader-y prestáva byť dokument XML textovým súborom doplneným značkami a stáva sa serializovanou kolekciou uzlov. Tento model kurzoru je špecifickým rysom platformy.net a v súčastnej dobe sa nenájde na žiadnej inej platforme podobné programovacie rozhranie (API), a to ani v prostredí Microsoft Win32. Špecifikácia triedy XmlReader doporučuje, aby akákoľvek odvodená trieda prinajmenšom skontrolovala, či je zdroj XML správne štruktúrovaný, a vyvolá výnimku, pokiaľ by behom kontroly bola odhalená nejaká chyba. Táto špecifikácia však nič nehovorí o overovaní platnosti XML dát. NET Framework však poskytuje niekoľko tried, ktoré sú schopné overovať platnosť XML dát. Ja však v mojej diplomovej práci možnosť overovania platnosti nebudem využívať. Mám presne dohodnutú výstupnú štruktúru XML dát, ktorá sa bude ďalej používať. [5] Writer XML XML API platformy.net oddeľuje analýzu od úprav a zápisu. Ponúka sadu metód, ktoré garantujú kvalitný výkon i použiteľnosť. Pri zápise dát sa vytvorí nový dokument XML a slovne sa stanovia uzly, čiže ktoré elementy, atribúty, komentáre, inštrukcie majú byť vytvorené. Writer pracuje s prúdom, postupne vypisuje jeho obsah uzol po uzle. Pre lepšie pochopenie dôležitosti writer-u XML si stačí uvedomiť, že jedinou alternatívou pre zápis obsahu XML na ľubovoľné médium, je potrebný prevod dát do formátu reťazca a jeho následný zápis. V tomto prípade je však značkovacia povaha XML skôr prekážkou, pretože sa treba vysporiadať s ťažkosťami použitia úvodzoviek, atribútov, odsadenie riadku a koncových značiek. V prostredí.net Framework prichádza na pomoc práve writer-y XML, ktoré programátorom umožňujú zapisovať dokumenty rovnakým spôsobom, ako keby sa písali a ukladali v textových editoroch. Je možné vybrať typ predpony menného priestoru, vybrať znak pre vyplnenie prázdnych miest, typ úvodzoviek a použitého znaku nového riadku a takisto, ako má byť zachádzané s bielymi znakmi. Pre vytváranie uzlov sa používa príslušná metóda, podľa toho či sa jedná o zápis komentára, elementu, atribútu alebo hodnoty. Postup vytvárania je jednoduchý a nesmierne efektívny. 39

40 Prostredie.NET Framework ponúka niekoľko druhov writer-ov, ktoré pracujú s heterogénnymi výstupnými reťazcami, odpoveďami protokolu HTTP a dokumentmi HTML. Pre výpis obsahu do objektu prúdu alebo do nového textového súboru je možné použiť i textový writer XML. V týchto dvoch prípadoch je možné určiť aj kódovanie znakov. Ak je parameter kódovania prázdny (null), bude použité osembitové kódovanie Unicode (UTF-8). Writer-y XML sú odvodené z abstraktnej triedy XmlWriter, ktorá definuje rozhranie.net Framework pre zápis XML. Triedu XmlWriter nieje možné priamo volať v užívateľských aplikáciách, môže sa však použiť ako referenčný typ pre objekty, ktoré sú príkladmi tried odvodených z triedy XmlWriter. V súčastnej dobe ponúka.net Framework len jednu triedu, ktorá konkrétne zavádza rozhranie XmlWriter, a to triedu XmlTextWriter. Triedu XmlTextWriter používam v mojej aplikácii a využívam niektoré metódy XmlWriter-u na vytvorenie požadovaného XML dokumentu. [5] 40

41 5 XML_creator 5.1 Spustenie a manipulácia 1. krok XML_creator sa spúšťa cez súbor XML_creator.exe, ktorý sa nachádza na CD prílohe v adresári XML_creator. Po spustení sa otvorí nasledovné okno Obr.5.1. Obr.5.1: Spustený XML_creator. 2. krok Teraz nasleduje výber textových súborov, ktorých obsah zodpovedá podmienkam popísaných v kapitole 4. Podľa toho či máme textový súbor s informáciami o audio alebo video stope AVM, stlačíme buď tlačidlo video popis alebo audio popis. Ak máme oba súbory tak vyberieme najprv jeden potom druhý a až potom pokračujeme ďalej. Pri stlačení tlačidla video popis sa otvorí ďalšie okno Obr.5.2, v ktorom nájdeme a vyberieme požadovaný textový súbor s obsahom informácií o video stope. 41

42 Obr.5.2: Výber textového súboru. 3. krok Po nájdení daného súboru stlačíme tlačidlo Otvoriť alebo dvojitým kliknutím sa súbor otvorí. Nám sa to prejaví zavretím tohto okna a v okne XML_creatora sa načíta názov súboru do okienka vedľa tlačidla video popis a okrem toho sa do okna s názvom video popis vypíše prví riadok textového súboru, viď obrázok Obr.5.3. Obr.5.3: Načítanie textového súboru. 42

43 4. krok Ak sa v okne video popis objaví čistý text znamená to, že textový súbor obsahuje v prvom riadku popis informácií v tomto súbore. Preto je potrebné tento riadok vynechať pri ďalšom spracovávaní. Toto docielime zaškrtnutím polička (kliknutím myšou) s nadpisom prvý riadok video popisu je hlavička stĺpcov ako je to na obrázku Obr.5.4. Obr.5.4: Vynechanie prvého riadku. V prípade, že sú v okne video popis znaky podľa podmienok popísaných v kapitole 4 a spĺňajú ich zaškrtnutie nerobíme lebo by došlo k nesprávnemu výsledku. Rovnako ako pri video stopu postupujeme aj pri súbore s informáciami o audio stope. 5. krok Po týchto krokoch môžeme pokračovať a to stlačením tlačidla OK. Po tomto kliknutí sa vytvorí XML dokument podľa štandardu MPEG-7, ktorý sa uloží na to miesto odkiaľ boli načítané oba textové súbory. Pre názornú ukážku sa názov tohto vytvoreného súbor vypíše do okienka vytvorený xml súbor a celý jeho obsah sa načíta do okna xml výpis ako je to vidieť na obrázku Obr krok Spracovanie textových súborov XML prekladačom bolo dokončené, teraz je možné buď načítať ďalšie súbory na spracovanie alebo ukončiť činnosť XML_creator zavrieť jeho okna. 43

44 Obr.5.5: Výsledok po správnej činnosti XML_creatora. 5.2 Najčastejšie chybové hlásenia Jediné chybové hlásenie, ktoré je možné vyriešiť bez zásahu do zdrojového kódu, je Vstupný reťazec nemá správny formát. Ako je vidieť na obrázku Obr.5.6, je možné si prezrieť podrobnosti, pokračovať alebo skončiť. Keď sa nám toto chybové hlásanie objaví sú tri postupy ako ho vyriešiť. Prvé riešenie stlačte pokračovať a vráťte sa ku 4. kroku. Ak je znova vyhodené toto hlásenie skúste druhé riešenie a to nadstavením národného prostredia alebo zmenou desatinného symbolu. Druhý typ riešenia chybového hlásenia, je zmena národného prostredia. Pred týmto úkonom je potrebné zavrieť XML_creator. Zmenu nastavenia robí cez: Štart \ Nastavenia \ Ovládacie panely \ Miestne nastavenia (Start \ Setting \ Control Panel \ Regional and Language Options) otvorí sa okno a na záložke Obecné (Regional Options) 44

45 zvoľte iné národné prostredie aké práve je v kolónke Národné prostredie. Ak nechceme meniť celé národné prostredie stačí ak na záložke Čísla zmeníte desatinný symbol na ten, ktorý v textových súboroch používate. Toto riešenie je robené preto, lebo slovenské nastavenia majú desatinný symbol čiarku a anglické nastavenia bodku a je to jednoduchšie ako v celom textovom súbore prepisovať symboly. Tretie riešenie je skontrolovať vstupné textové súbory, či vyhovujú podmienkam zadaním v kapitole číslo 4. Tu nieje potrebné ukončenie XML_creatora, stačí stlačiť pokračovať a po oprave a kontrole textových súborov pokračovať od 2. kroku. Obr.5.6: Chybové hlásenie. 45