Building Scalable and Smart

Multimedia Applications

on the Semantic Web

Michael Hausenblas

Building Scalable and Smart

Multimedia Applications

on the Semantic Web

Doctoral Thesis

at

Graz University of Technology

submitted by

Michael Hausenblas

Institute for Software Technology (IST),

Graz University of Technology

8010 Graz, Austria

and

Institute of Information Systems & Information Management (IIS),

JOANNEUM RESEARCH Forschungsges. mbH

8010 Graz, Austria

2008

c Copyright 2004--2008 by Michael Hausenblas

Abstract

The Semantic Web has become reality over the past couple of years. While certain prac-

tical topics--such as interoperability, etc.--have at least partially been addressed, scalability

and expressivity issues regarding the utilisation of multimedia metadata on the Semantic

Web are still widely neglected. However, existing Web (2.0) applications handling millions

of multimedia assets are starting to take advantage of Semantic Web technologies.

This work contributes to design decisions regarding scalable and smart multimedia ap-

plications on the Semantic Web. Based on an analysis of practical issues--stemming from

diverse projects and activities the author has participated in over the past four years--three

areas have been identified, namely (i) performance and scalability issues on the data access

level, (ii) the effective and efficient representation of multimedia content descriptions, and

(iii) the deployment of multimedia metadata on the Semantic Web. The three research areas

have as its common base the trade-off between expressivity and scalability.

We present our findings regarding scalable, yet expressive Semantic Web multimedia

applications in a number of practical settings and discuss future directions, such as "inter-

linking multimedia".

Kurzfassung

Im Laufe der letzten Jahre wurde das Semantic Web Realit¨at. Obgleich einige prakti-

sche Fragen, wie beispielsweise Interoperabilit¨at, schon teilweise behandelt wurden, sind

die Themen Skalierbarkeit und Expressivit¨at in Bezug auf die Ausn ¨utzung von Multimedia-

Metadaten im Semantic Web bislang vernachl¨assigt worden. Bestehende Web (2.0) Anwen-

dungen, die Millionen von multimedialen Inhalten handhaben, beginnen von Semantic Web

Technologien zu profitieren.

Die vorliegende Arbeit unterst ¨utzt Designentscheidungen beim Bau von multimedialen

Semantic Web Applikationen. Dabei wurden, ausgehend von einer umfassenden Analyse

praxisnaher Probleme (basierend auf Projekten bei denen der Verfasser dieser Arbeit be-

teiligt war) drei Bereiche identifiziert: Erstens, Performanz und Skalierbarkeitsfragen auf

der Datenzugriffsebene, zweitens, effiziente und effektive Repr¨asentation von Beschreibun-

gen multimedialer Inhalte, und schließlich der Gebrauch von Multimedia-Metadaten am

Semantic Web. Gemein ist den oben genannten Forschungsbereichen die Kompromissfin-

dung in Bezug auf Expressivit¨at vs. Skalierbarkeit.

In der Arbeit werden die Erkenntnisse bez ¨uglich skalierbarer und dennoch ausdrucks-

starker Semantic Web Applikationen im Multimediabereich im Rahmen einer Reihe rea-

lit¨atsnaher Aufgabenstellungen dargestellt. Schließlich werden zuk ¨unftige Entwicklungen

(wie "interlinking multimedia") diskutiert.

I hereby certify that the work presented in this thesis is my own

and that work performed by others is appropriately cited.

Michael Hausenblas, June 2008.