CN1770692A - 基于分布式架构的数字博物馆信息点播***及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于分布式架构的数字博物馆信息点播***，包括终端设备、分布式架构的网络服务集成中心及数字博物馆等，其中还包括安装有界面控制模块的PDA、安装在网络服务集成中心内的PDA监听模块以及PDA点播模块。本发明可应用在移动设备上浏览数字博物馆，根据实物进行检索的功能，并可以通过移动设备将信息点播到指定的大屏幕设备上，实现了立体式的交互操作。

Description

基于分布式架构的数字博物馆信息点播***及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种在分布式架构网络环境下数字博物馆信息点播的***及其实现方法，特别是一种基于分布式架构的数字博物馆采用个人数字助理(Personal Digital Assistant，以下简称PDA)进行信息点播的***及其实现方法。

背景技术

网络数字博物馆环境在国外已经兴起，中国也在建设之中。如国内最大的虚拟博物馆群——中国科普博览是一个综合性的以宣传科学知识，提高全民科学文化素质为目的大型科普网站。中国科普博览网站于1999年10月25日开通。5年来，网站以中国科技网为平台，紧密依托科学院的资源优势，累计建成陶瓷博物馆、载人航天馆、民族博物馆、大熊猫博物馆等60个中文虚拟博物馆和10个英文虚拟博物馆，数据量达300GB，成为国内最大的虚拟博物馆群。中国科普博览的平均日访问人数也从开通时的800人增长到今年的5万人。又如3D虚拟博物馆——多模式中华文物3D立体展示公共信息***，是结合公共信息站(Kiosk)与数字典藏技术，以交互式的3D呈现，来虚拟展示3D历史文物的博物馆导览***。还有故宫博物院在线网站——是故宫博物院的数字化成果，提供了大量的故宫博物院的馆藏信息及数字化了的图片、图像信息，提供了信息查询、全文检索等数字信息检索模式与平台等。数字博物馆较传统的实体博物馆有着开放性，实时性，便利性等诸多优点，但其目前浏览及查找仅限于在PC机上进行，使用者必须找到一台连接在网络上的计算机才能浏览，这种状况给使用者带来一定程度的不便。另外目前信息***的检索功能都是基于关键字的，只能通过关键字进行查询。如果我们看到某个实物或图像，想了解其情况但又难以确定其关键字的时候，关键字检索就束手无策。再有仅在PC机等小屏幕上显示检索信息有时不易看清图细节，同时也不便于教学等多人浏览的场合。

发明内容

为解决目前已有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可以随身携带、可以通过实物、图像或关键字进行检索并且对检索到的信息可用于指定终端设备播放的分布式架构数字博物馆信息点播***。

本发明的另一目的是提供一种基于分布式架构数字博物馆的PDA点播实现方法。

为实现上述目的，本发明的一种基于分布式架构的数字博物馆信息点播***，包括终端设备、分布式架构的网络服务集成中心及数字博物馆等，其中还包括安装有界面控制模块的PDA、安装在网络服务集成中心内的PDA监听模块以及PDA点播模块。

上述的界面控制模块包括请求信息数据封装模块、请求信息数据装载模块、界面生成器和反馈信息数据装载模块。

上述的PDA点播模块包括信息数据流控制器、查询服务的网络业务(以下称Web Services)客户端、点播服务与点播控制器客户端。

上述的信息数据流控制器包括网络服务类别识别模块、网络服务请求信息封装模块、反馈信息数据解析和封装模块；

上述的查询服务的Web Services客户端包括待匹配图像管理模块、Web Services调用模块以及PDA图像匹配客户端。

上述的点播服务与点播控制器客户端包括点播服务客户端和点播服务控制器。

上述的待匹配图像管理模块包括图像预处理模块、图像特征提取模块、图像检索模块和图像组织模块。

本发明一种基于分布式架构的数字博物馆信息点播方法，包括以下步骤：

步骤1、PDA将请求信息数据封装后通过请求信息数据装载器向网络服务集成中心发送请求信息，网络服务集成中心接受并响应请求，对请求信息进行网络服务类别识别，并对网络服务类别识别后的信息进行WebServices封装，生成待匹配请求信息数据流；然后，

步骤2、对上述待匹配请求信息数据流进行编码，并对应待匹配请求信息进行对应网络服务处理；

步骤3、通过Web Services调用向数字博物馆提交处理后的待匹配请求信息数据流，数字博物馆端Web Services调用与之相匹配的反馈信息数据、对反馈信息数据流解码并格式化，然后顺序通过Web Services调用、信息数据流控制器的反馈信息数据解析和封装反馈到PDA用户界面上。

步骤4、根据上述反馈到PDA用户界面上的反馈信息，PDA用户可进一步向网络服务集成中心发送点播服务请求，请求显示反馈信息数据，并通过点播控制器在指定终端设备上显示该反馈信息。

上述对应待匹配请求信息进行相应网络服务处理步骤包括图像预处理、图像特征提取、图像检索和图像组织。

上述请求信息包括输入摄像请求点播信息和输入关键字请求点播信息。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下面结合附图对本发明的最佳实施例作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明***网络连接示意图；

图2为本发明***组成模块及连接关系示意图；

图3为信息数据流控制器组成及连接关系示意图；

图4为本发明方法流程图；

图5为本发明对应待匹配请求信息进行相应网络服务处理时图像预处理及图像特征提取流程示意图；

图6为本发明对应待匹配请求信息进行相应网络服务处理时图像管理和图像组织流程图；

图7为本发明网络服务类别识别与数字博物馆服务项目更新同步实现流程图。

具体实施方式

如图1、2所示，为本发明***包括终端设备1、安装有界面控制模块41的PDA4、分布式架构的网络服务集成中心2及数字博物馆3，其中网络服务集成中心内安装有PDA监听模块21以及PDA点播模块22。上述的终端设备可以是PC机，也可以是指定的大屏幕投影仪等，上述的PDA也可以是手机等移动设备。

本发明是基于分布式架构的Web Services平台设计的。Web service平台需要一套协议来实现分布式应用程序的创建。任何平台都有它的数据表示方法和类型***。要实现互操作性，Web service平台必须提供一套标准的类型***，用于沟通不同平台、编程语言和组件模型中的不同类型***。在传统的分布式***中，基于界面(interface)的平台提供了一些方法来描述界面、方法和参数(译注：如COM和COBAR中的IDL语言)。同样的，Web service平台也必须提供一种标准来描述Web service，让客户可以得到足够的信息来调用这个Web service。最后，还必须有一种方法来对这个Web service进行远程调用。这种方法实际是一种远程过程调用协议(Remote Procedure Call，简称RPC)。为了达到互操作性，这种RPC协议还必须与平台和编程语言无关。

本发明的PDA移动开发平台采用.Net Compact Framework技术。NET Compact Framework是.NET Framework的一个子集。它的主要目标针对于资源有限设备而设计，提供对托管代码(Managed Code)以及XMLWeb Services的支持。.NET Compact Framework大大的介绍了开发者在开发运行在类似Pocket PC这样的设备的程序的代码量。因为.NET CompactFramework是.NET Framework的一个子集，因此如果开发者有开发桌面或服务器应用程序的经验，他们同样也可以应用相应的技巧来为Pocket PC以及Smartphone 2003相关设备开发程序。为不同设备开发程序最大的障碍在于，大多数设备都需要开发者学***台。

本发明的PDA移动开发平台还可采用J2ME技术。J2ME建立在操作***之上，应用开发无须考虑太多特殊的硬件配置类型或操作***。因而在开发面向内存有限的移动终端(例如寻呼机、移动电话)的应用时，显得尤其实用。J2ME令使用JAVA编写的程序可以“任何时间，任何地方，运行在任何的终端上”，这就无须再花费更多的时间去重新熟悉新的编程语言。

图2所示为本发明***组成模块及其连接关系。如图2，PDA用户通过键盘发送请求信息到PDA界面控制模块，上述请求信息包括图像，例如拍摄照片图像，请求点播信息和输入关键字请求点播信息；上述的PDA界面控制模块包括请求信息数据封装模块411、请求信息数据装载模块412、界面生成器413和反馈信息数据装载模块414，上述请求信息经请求信息数据封装模块封装后通过请求信息数据装载模块向网络服务集成中心发送，例如通过TCP传输协议发送。网络服务集成中心包括PDA监听模块和PDA点播模块，其中PDA点播模块包括信息数据流控制器221、查询服务的WebServices客户端223和点播服务与点播控制器客户端222。上述经PDA界面控制模块发送过来的请求信息由PDA监听模块接收后传送到信息数据流控制器。

如图3所示，信息数据流控制器包括网络服务类别识别模块2211、网络服务请求信息数据封装模块2212、反馈信息数据解析和封装模块2213，上述的请求信息，经网络服务类别识别模块分类后，例如分成查询服务请求信息和点播服务请求信息，如为查询服务请求信息，则经过网络服务类别识别后的网络服务请求信息再通过网络服务请求信息数据封装模块封装后传送到查询服务的Web Services客户端生成远程网络服务调用数据流，并向数字博物馆端Web Services***发送，例如可以通过简单对象访问协议(Simple Object Protocol，简称SOAP)向数字博物馆端Web Services监听端发送。上述查询服务的Web Services客户端包括待匹配图像管理模块、Web Services调用模块以及PDA图像匹配客户端，其中待匹配图像管理模块用于处理待匹配信息图像类请求信息。上述待匹配信息经查询服务的Web Services客户端调用数字博物馆提供的关键字检索服务或图像匹配服务后生成一组匹配的反馈信息，例如1～100个。匹配的反馈信息经信息数据流控制器中的反馈信息数据解析和封装后，返回到上述PDA界面控制模块的反馈信息装载器414中，经界面生成器413后将反馈信息显示在PDA用户界面上。当用户点播PDA用户界面上的反馈信息时，通过键盘选中该反馈信息，并顺序经过PDA界面控制模块的请求信息数据封装模块、请求信息数据装载模块、PDA监听模块及PDA点播模块中的信息数据流控制器，经网络服务类别识别模块选中点播服务，继而通过点播服务与点播控制器客户端连接到终端设备上，例如指定的大屏幕投影仪上进行播放。

如图4所示，本发明方法包括以下步骤：

步骤1、PDA将请求信息数据封装后通过请求信息数据装载器向网络服务集成中心发送请求信息，网络服务集成中心中的PDA监听接受并响应请求，对请求信息进行网络服务类别识别，例如分为查询服务类和点播服务类，对网络服务类别识别后的信息进行Web Services封装，生成待匹配请求信息数据流。然后，

步骤2、对上述待匹配请求信息数据流进行编码，例如进行Base64的编码。对编码后的信息流，对应其相应的网络服务类别发出调用处理请求，例如图像匹配服务的调用处理请求。

步骤3、通过Web Services调用向数字博物馆提交处理后的待匹配请求信息数据流，数字博物馆端Web Services调用与之相匹配的反馈信息数据、对反馈信息数据流解码并格式化，例如进行基于Web页面的格式化输出，然后顺序通过Web Services调用、信息数据流控制器的反馈信息数据解析和封装反馈到PDA用户界面上。如果PDA的操作***采用Windows Mobile 2003***，可根据其兼容性采用C#平台，即采用.NetCompact Framework技术进行Web Services的客户端开发。

步骤4、根据上述反馈到PDA用户界面上的反馈信息，PDA用户可进一步向网络服务集成中心发送点播服务请求，请求显示的反馈信息数据，并通过点播控制器在指定终端设备上显示该反馈信息，例如，利用基本的HTTP1.1的Get与Post方法进行请求信息的点播。

如图5所示，上述步骤2中的对应其相应的网络服务类别发出调用请求，例如图像匹配服务的调用请求可进一步包括：图像预处理、图像特征提取、图像检索和图像组织。其中图像预处理用于对用户输入的图像进行预处理，包括图像图片数字化、几何变换、图像图片增强、图像图片复原、图像图片平滑、图像图片分割等处理；图像特征提取用于对入库和待检索的图像图片自动提取颜色、纹理、形状、空间分布及综合特征。

如图6所示，完成上述图像预处理、图像特征提取步骤后，进行图像检索和图像组织步骤。即通过Web Services调用数字博物馆端图像匹配服务，数字博物馆内与待匹配信息特征相符的信息被调用，被调用的反馈信息通过PDA点播模块反馈到用户界面上。上述图像检索用于根据数据库中图像的颜色、纹理、形状和空间特征，计算出与待匹配图像的相似度，根据相似度进行排序，返回最相似的一组图像并显示在浏览器中；在显示图像时，通过浏览页面调用写好的检索算法类，每一个算法就是一个类，根据类的相应方法得到返回结果，最后把这些图像显示出来；图像组织是将所有的入库图像图片，根据自身视觉信息自动或半自动存到图像图片文件***中，同时建立视觉特征索引，存放到图像图片索引库中。该步骤主要包括图像图片***、图像图片修改、图像图片删除与索引库的建立与更新、简单的日志管理及权限管理等。

如图7所示，当数字博物馆提供的信息服务项目更新时，例如增加声音匹配服务，可以由PDA点播模块查询服务的Web Services客户端通过数字博物馆端Web Services监听端获得。

本发明可以在移动设备上浏览数字博物馆，可进行分类浏览，获取相关信息及时、准确，且信息资源丰富。本发明除具备能通过关键字进行查询外，还具有根据实物进行检索的功能，用户可以将自己拍照的照片，查询到的图像等通过本发明***发送数字博物馆，即可得到相匹配的反馈信息，大大地方便了用户，特别是对于历史文物等难以确定关键字的物品、图像的检索更是如此。本发明可以对反馈信息再进行浏览和点播等相关操作，通过移动设备轻松的将信息点播到指定的大屏幕设备上，并可以进行声音的点播，听取详尽的解说等，实现了立体式的交互操作。

虽然，本领域的技术人员可以对本发明***及方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1、一种基于分布式架构的数字博物馆信息点播***，包括终端设备、分布式架构的网络服务集成中心及数字博物馆，其特征是还包括安装有界面控制模块的个人数字助理、安装在网络服务集成中心内的个人数字助理监听模块以及个人数字助理点播模块。

2、根据权利要求1所述的***，其特征是：

上述的界面控制模块包括请求信息数据封装模块、请求信息数据装载模块、界面生成器和反馈信息数据装载模块；

上述的个人数字助理点播模块包括信息数据流控制器、查询服务的网络业务客户端、点播服务与点播控制器客户端。

3、根据权利要求2所述的***，其特征是：

上述的信息数据流控制器包括网络服务类别识别模块、网络服务请求信息数据封装模块、反馈信息数据解析和封装模块；

上述的查询服务与网络业务客户端包括待匹配图像管理模块、网络业务调用模块以及个人数字助理图像匹配客户端。

上述的点播服务与点播控制器客户端包括点播服务客户端和点播服务控制器。

4、根据权利要求3所述的***，其特征是上述的待匹配图像管理模块包括图像预处理模块、图像特征提取模块、图像检索模块和图像组织模块。

5、一种基于分布式架构的数字博物馆信息点播方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1、个人数字助理将请求信息数据封装后通过请求信息数据装载器向网络服务集成中心发送请求信息，网络服务集成中心中接受并响应请求，对请求信息进行网络服务类别识别，并对网络服务类别识别后的信息进行网络业务封装，生成待匹配请求信息数据流；然后，

步骤2、对上述待匹配请求信息数据流进行编码，并对应待匹配请求信息进行对应网络服务处理。

步骤3、通过网络业务调用向数字博物馆提交处理后的待匹配请求信息数据流，数字博物馆端网络业务调用与之相匹配的反馈信息数据、对反馈信息数据流解码并格式化，然后顺序通过网络业务调用、信息数据流控制器的反馈信息数据解析和封装反馈到个人数字助理用户界面上。

步骤4、根据上述反馈到个人数字助理用户界面上的反馈信息，个人数字助理用户可进一步向网络服务集成中心发送点播服务请求，请求显示反馈信息数据，并通过点播控制器在指定终端设备上显示该反馈信息。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征是上述对应待匹配请求信息进行相应网络服务处理包括图像预处理、图像特征提取、图像检索和图像组织。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征是上述请求信息包括输入摄像请求点播信息和输入关键字请求点播信息。

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