6. LAS BASES DE DATOS MULTIMEDIA.

Lecturas recomendadas: CHORAFAS, 1994; MCKNIGHT, DILLON y RICHARDSON, 1991; LÓPEZ YEPES, 1993; NICHOLLS y RIDLEY, 1996; KOEGEL, 1994; FIDEL et alii, 1994; BIANCHI et alii, 1996; APERS, BLANKEN y HOUTSMA, 1997; AZORÍN y LÓPEZ, 1994; DÍAZ, CATENAZZI y AEDO, 1996; FONG y SIU, 1996; MEGHANI, RABITTI y THANOS, 1991; OZKARAHAN, 1995.

6.1. Multimedia y nuevos documentos.

El término multimedia ofrece dos problemas. En primer lugar, el entorno, mercado o ámbito que delimitan a multimedia todavía no ha sido bien definido, y sus límites resultan difusos. en segundo lugar, multimedia es un término que puede significar diferentes cosas, según quién lo utilice. Originalmente, el término multimedia, a finales de la década de 1970, resultaba ser la integración de voz, texto, datos y gráficos, a los que habría que añadir, actualmente, los gráficos interactivos, la imagen en movimiento, la composición de documentos electrónicos y la realidad virtual (KOEGEL, 1994).

La aparición de aplicaciones multimedia sólo ha sido posible gracias al desarrollo de entornos gráficos de usuario para el aprovechamiento de los computadores. La aparición de estos entornos gráficos (Macintosh, Windows, X-Window, NextStep...), basados en la presentación de información en paneles o ventanas, posicionables en la pantalla, y en la utilización de representaciones pictóricas (iconos) como indicadores de elementos, así como de menús de opciones rápidas seleccionables por el usuario, ha modificado en profundidad la manera de presentar y de interactuar sobre los elementos informativos.

Uno de los problemas a resolver ha correspondido al almacenamiento y acceso a la información de tipo gráfico. A lo largo de los últimos años han proliferado gran cantidad de formatos de almacenamiento para gráficos (PICT, TIFF, GIF, JPEG y otros), que han hecho necesario la creación de filtros y programas de transferencia entre unos y otros. Afortunadamente, se comienzan a establecer ciertos niveles de compatibilidad, con vista a su utilización en bases de datos, a través de metaficheros gráficos, que faciliten el acceso a todos los formatos, independientemente de cual se trate y de las aplicaciones que los manipulen.

Por último, el auge de multimedia debe gran parte de su éxito a la popularización de los medios ópticos y magneto-ópticos de almacenamiento masivo. La gran cantidad de espacio necesaria para el almacenamiento de ficheros de imagen de calidad adecuada, y el acceso y manipulación de éstos, dentro de un tiempo de respuesta prudencial, ha recibido una respuesta adecuada con el desarrollo de las últimas generaciones de CD-ROM y de lectores de alta velocidad. Tampoco puede pasarse por alto que la gran cantidad de espacio de almacenamiento requerida por imágenes y grandes volúmenes de información textual demanda, a pesar de los medios ópticos de almacenamiento, la utilización de técnicas de compresión y descompresión de ficheros de alta velocidad, que en su mayor parte se realizan mediante software específico, de forma que se combine un aceptable nivel de ocupación de recursos con una garantía de calidad elevada, en lo que respecta al contenido.

Los párrafos anteriores cubren cuestiones eminentemente relacionadas con los soportes la información. Sin embargo, un sistema multimedai debe contemplarse desde dos niveles. En primer lugar un nivel intencional, superior, en el que se recogen los constructos del conocimiento humano que son creados o representados. En segundo lugar, un nivel extensional, inferior, que engloba la organización de los datos. Los conceptos de procesamiento de la información multimedia se distribuyen en ambos niveles. Los nuevos desarrollos en las bases de datos multimedia extienden las concepciones de los sistemas de información y de sus usuarios más allá de la simple integración. Técnicas de inteligencia artificial y sistemas expertos, mecanismos de representación y recuperación de información gráfica, desarrollo de nuevas interfaces de usuario, integración general de hipertexto e hipermedia, aplicaciones en el campo de la edución y la formación, etc., (APERS, BLANKEN y HOUTSMA, 1997): Los STRID que se impondrán en el mercado de pocos años incorporarán al tratamiento documental tradicional todas estas herramientas.

6.2. La integración de multimedia en las bases de datos.

La aparición y desarrollo de la tecnología multimedia ha revolucionado el concepto tradicional de base de datos, entendidas como elementos de información textual y numérica, los cuales a su vez eran organizados de acuerdo a un conjunto preestablecido de normas. Estos componentes se ven enriquecidos por la posibilidad de completar los objetos a los que representan mediante elementos gráficos y/o sonoros, en un entorno integrado. El usuario obtiene entonces una representación compleja, múltiple, de los objetos del mundo real, y de sus categorías de información, que son representados en la base de datos. El ambiente de un sistema de gestión de bases de datos multimedia integra texto, datos, video, imagen (estática y dinámica) y sonido.

La integración de diferentes tipos de información en un único documento pone de relieve la importancia de las tareas de representación del contenido informativo, especialmente la indización de imágenes y documentos sonoros. Los mecanismos de recuperación de información de estos sistemas siguen utilizando, (excepto aquellos más punteros, todavía en fase de investigación) términos como elemento de formulación de requerimientos. La utilización de complejos mecanismos y normas de indización de estos documentos merece cada vez en mayor volumen la atención de los investigadores (WALKER y JONES, 1994; AZORÍN Y LÓPEZ, 1994), por lo menos hasta que se difundan mecanismos de recuperación basados en patrones gráficos o técnicas similares.

En una base de datos multimedia se está trabajando con un marco que no sólo incorpora los datos. Esos datos pueden tener variabilidad espacial y temporal. Por lo tanto, un documento introducido en una base de datos multimedia es una composición temporal, en la cual hay que introducir los diferentes tipos de datos, tanto como las relaciones de configuración y temporales existentes entre ellos. Los datos deben estar sincronizados, controlando tanto su estado como su comportamiento.

6.2.1. Los documentos multimedia.

Los documentos multimedia se forman mediante la agregación de objetos de diferentes tipos, objetos que pueden ser de gran tamaño, y llegan a mostrar gran variedad en lo referido a estructura y representación. La representación del documento multimedia busca comunicar de forma efectiva no sólo el documento y su contenido, sino también la semántica, los conceptos subyacentes y la relación entre ellos. Una comunicación de información que siga estas normas tiene asegurado un adecuado nivel de calidad. Por lo tanto, resulta ineludible fijar como uno de los enfoques básicos el análisis de las características de los usuarios humanos del sistema, para lo cual deben analizarse los patrones de comportamiento del usuario en el acceso y comprensión de las estructuras informativas (BIANCHI et alii, 1996):

Sirva el párrafo anterior como introducción para establecer una primera conclusión: en el momento en el que se comienza a diseñar e implantar una base de datos multimedia, el objeto de trabajo ya no resulta ser el registro tradicional: el usuario está tratando con un documento electrónico. Este ha sido creado procesando los diferentes tipos de información (texto, gráficos, imágenes, datos, imágenes animadas, sonidos) presentes en un almacén o repositorio de información. A esto hay que añadir que tras largos años de implantación y desarrollo de las tecnologías de bases de datos, las organizaciones y empresas disponen de grandes volúmenes de información almacenadas en bases de datos, generalmente en diferentes plataformas y aplicaciones, distribuidas en diferentes localizaciones geográficas. Estas circunstancias exigen que la implantación y explotación de bases de datos multimedia exija dos elementos:

La disponibilidad de bases de datos avanzadas, en un entorno de fácil utilización por parte del usuario.
El establecimiento de redes de telecomunicaciones de alta velocidad.

6.2.2. Los sistemas de gestión de bases de datos multimedia.

De hecho, es la heterogeneidad de los tipos de información que son necesarios en la actualidad unas las razones que ha favorecido, por parte de la industria y los usuarios, el desarrollo de sistemas de gestión de bases de datos multimedia, que han sido llamados también "gestores de información hipermedial" (DÍAZ, CATENAZZI y AEDO, 1996: 174). Las aplicaciones SGBD tradicionales ofrecían limitaciones en aspectos como el acceso complejo a datos, la transferencia de datos con otros sistemas, o la inexistencia de adecuados interfaces de usuario. Como respuesta, se tiende a diseñar e implementar nuevos SGBD que sean capaces de utilizar "inteligentemente" los datos disponibles, e integrar las viejas y las antiguas aplicaciones de forma no traumática. Una base de información hipermedial tiene varios componentes:

Base de presentación: parámetros a aplicar para mostrar la información al usuario.
Base de estructura: visión lógica del hiperdocumento, según un modelo.
Base de contenido: conjunto de documentos que se integran en el hiperdocumento.
Base de utilización: información sobre hábitos y comportamiento de cada usuario.

En este mismo sentido, la concepción de una base de datos multimedia, en su modelo conceptual (correspondiente al esquema conceptual definido por ANSI/X3/SPARC), debe cumplir dos fases (CHORAFAS, 1994: 312):

Cognición, centrado en cómo reconocer el mundo real, sus entidades y relaciones.
Modelización, centrado en cómo representar los conocimientos obtenidos en la fase anterior, de manera que sean manipulables por la máquina.

A pesar de ser la integración de bases de datos heterogéneas una de las razones del desarrollo de sistemas de gestión de bases de datos multimedia, la industria todavía no ha establecido todavía estándares de formato entre ellas, por lo que se repite la misma situación que en momentos anteriores, entre ficheros de base de datos correspondientes a aplicaciones como dBASE, Paradox, etc. Aunque las aplicaciones tradicionales ya ofrecen "puentes" para compartir sus bases de datos, por el momento esto no es posible en lo que respecta a las bases de datos multimedia. Sin embargo, están comenzando a aparecer en el mercado nuevas aplicaciones que, sin cumplir los requerimientos clásicos de un SGBD, pueden generar documentos multimedia, tomando como base información y datos contenidos en otros tipos de fichero. Los límites entre la base de datos "real", y el documento multimedia resultante "virtual", son difíciles de establecer en el estado actual de la tecnología. Si puede decirse que es posible establecerse un algoritmo que define el proceso de formateo y composición del documento, en dos niveles:

Jerarquía lógica del contenido del documento.
Jerarquía física del documento formateado.

Esta es la premisa que define la norma ODA (Open Document Architecture) de ISO. En lo que respecta a otros estándares, la norma ISO que define el EDI (Electronic Document Interchange, y su versión EDIFACT), y el protocolo ANSI X.12 están más orientados a la estructura del documento que a sus posibles aspectos multimedia, lo que por el momento dificulta su aplicación real.

fig6_1

Fig.6.1. Los tres niveles de un sistema de bases de datos multimedia.

6.3. La metodología en una base de datos multimedia.

La creación e implantación de un sistema de bases de datos multimedia no puede separarse de la adopción de una metodología adecuada para ello. De la misma forma que en los sistemas "tradicionales" de bases de datos, el enfoque a utilizar es el basado en un sistema integrado de información:

Definición de las tareas y objetivos a cumplir por la unidad informativa.
Desarrollo de un metamodelo y de una metodología para el desarrollo de un sistema de información estratégica.
Inventario de los elementos de tecnologías de la información disponibles.
Inventario de las herramientas y de los repositorios de información existentes.
Creación de un diccionario de metadatos y de su metodología.
Consolidación de las conclusiones obtenidas, a través de metamodelos.

La utilización de este tipo de bases de datos, en lo que se incluyen representaciones complejas de la realidad, hace necesario la utilización de dos niveles de organización y de descripción. En primer lugar, una nivel de conocimiento, de metadatos, conceptual y difuso. En segundo lugar, un nivel de datos, concreto y analítico. El concepto clave de las nuevas bases de datos, a partir de la presente década, será "significado", superando el clásico "dato" o "información".

6.4. Documentación y bases de datos multimedia.

En lo que respecta al ámbito documental, las bases de datos multimedia facilitarán el enriquecimiento de la representación de la información (LÓPEZ YEPES, 1993). El documento no se reducirá a la utilización de unas categorías descriptivas, complementadas con la aplicación de un lenguaje documental. La inclusión de nuevos elementos descriptivos de los documentos, como una imagen, gráficos, o complementos sonoros, requerirán la experimentación, el desarrollo y la utilización de nuevos mecanismos de recuperación de información, de los cuales ya se están utilizando, a determinados niveles, algunos de ellos, como el reconocimiento e identificación de imágenes según esbozos de líneas maestras. La aplicación de representaciones semánticas de la información, seguramente basada en el enfoque orientado a objetos, que incluye tanto los datos como las acciones a ejecutar sobre los mismos o sobre terceros, será uno de los paradigmas a emplear en este entorno.

Una cuestión clave, en los nuevos sistemas de bases de datos multimedia, es el tratamiento de la imagen de los documentos, tanto en lo referido a su almacenamiento, como en lo referido a su procesamiento. De hecho, esta es una de las mayores áreas de expansión de la informática documental en los próximos años, sirviendo como indicador el auge que están alcanzado los llamados SGD (Sistemas de Gestión Documental). Los documentos, en cuyo origen suelen encontrarse en soporte papel, son introducidos en el sistema a través de algún mecanismo de captura, generalmente un escáner. Se almacenan como gráficos (en cuyo caso se pierde la posibilidad de efectuar búsqueda a texto completo), o como texto, mediante la utilización de una aplicación de tipo OCR (Optical Character Recognition), que permite integrarlo como un texto perfectamente manipulable y accesible, desde una perspectiva documental. Evidentemente, una aplicación que incorpore la segunda posibilidad, o ambas, posee una importante ventaja sobre los meros almacenes de imágenes de documentos.

Esta última cuestión pone de manifiesto que un adecuado sistema de gestión de bases de datos multimedia debería ofrece herramientas para buscar, recuperar, manipular, ordenar y organizar los textos y las imágenes en un entorno de formato libre, de tal forma que pueda utilizar documentos de muy diverso formato, tamaño y disposición (NICHOLLS y RIDLEY, 1996; OZKARAHAN, 1995). El sistema de gestión de bases de datos multimedia debería ofrecer lenguajes de descripción de documentos avanzados, permitir el diseño de estructuras de datos muy flexibles, y ofrecer mecanismos de búsqueda altamente efectivos. Como corolario, un sistema de este tipo debería (CHORAFAS, 1994: 338-339):

Encontrar rápidamente la información multimedia, buscando cualquier número de objetos referidos a un contenido de información, en un contexto de texto completo (y, a poder ser, en un contexto totalizador de la información)
Conectar documentos según su contenido informativo, relacionando extractos de información relacionada de varios documentos, en uno nuevo.
Facilitar el acceso instantáneo a los ficheros pertinentes, incluyendo los mecanismos necesarios de compresión y descompresión para la manipulación de aquellos.
Conocer y manipular, por parte del usuario, la estructura misma de la información.
Crear relaciones entre grupos de elementos informativos.

Los documentos pueden encontrarse en una única localización, en un computador local, o bien ser el resultado de la integración de datos y representaciones dispuestos en ordenadores dispersos espacialmente. Esta última situación obliga a tratar el asunto de las bases de datos distribuidas. Se está hablando de una única base de datos a nivel lógico, pero de diferentes bases de datos a nivel físico. Esto supone que las aplicaciones deben acceder a diferentes tipos de información, en diferentes estructuras, a través de redes de ordenadores, en entornos sumamente heterogéneos. La necesidad que se deriva del panorama esbozado es la presencia de un diccionario de datos, repositorio general a través del cual se disponen las definiciones estándares de los objetos presentes en toda la extensión de la base de datos.

6.5. Hipermedia.

Un desarrollo de las bases de datos multimedia distribuidas, combinadas con el hipertexto, es el servicio hipermedia (vid. supra). Hipermedia es un enfoque flexible y muy eficiente, para la gestión de información, que permite la navegación a través de la información distribuida. Su principio básico es la posibilidad de navegar, de forma interactiva, en una red formada por nodos conectados entre sí. El hipertexto sería un subconjunto del hipermedia, principalmente referido a información textual. La navegación se realiza saltando por la información, cualquiera que sea su tipo, de forma no secuencial, a través de links o punteros, establecidos según ciertos principios inteligentes, e inteligibles. De esta forma, un sistema hipermedia mostraría todo tipo de información almacenada en diferentes bases de datos y en diferentes formatos, de manera completamente transparente para el usuario.

Una hiperbase debería cumplir los siguientes requisitos (DÍAZ, CATENAZZI y AEDO, 1996: 185-191):

Toda información es enlazable.
El hiperdocumento es dinámicamente modificable.
Es necesario guardar información sobre la presentación física de los contenidos.
Se debe dar soporte a todos los tipos de acceso a los sistemas hipermediales.
El hiperdocumento debe ser abierto y puede estar físicamente distribuido.
El sistema debe incluir mecanismos de recuperación ante fallos.
Debe permitirse el acceso concurrente.
Hay que preservar la seguridad de la información.
Hay que posibilitar el trabajo en cooperación.
El hiperdocumento puede estructurarse siguiendo una determinada jerarquía.
Existen contenidos virtuales enlazados dinámicamente.