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Projekt-Praktikum MultimediaGrid

 

Veranstaltung 4.1.24, WS 2005/06

Ansprechpartner

  Bernhard Tausch
  Carsten Saathoff

Kurzbeschreibung

Die Analyse und automatische Annotation von Multimedia-Content gewinnt zunehmend an Bedeutung. Gleichzeitig wird in einigen Bereichen, wie z.B. der Astronomie, die ohnehin vorhandene Komplexität dieses Prozesses durch die enormen Datenmengen noch vergrößert. So werden in der Astronomie die Bilder von hochauflösenden Teleskopen aufgenommen, häufig auch in mehreren Frequenzbereichen oder mit unterschiedlichen Methoden. Im Bereich Medien sind die Bilder oder Videos selbst zwar nicht so hochauflösend, dafür ist die Menge aber enorm und die Anfragen oft sehr komplex, denn diese sind normalerweise abhängig vom tagespolitschen Geschehen.

Dem hohen Rechenaufwand, den solche komplexe bzw. umfangreiche Analysen erzeugen, sind einzelne Standard-PCs nicht mehr gewachsen. Als Alternative zu teuren Großrechnern treten immer häufiger verteilte heterogene Systeme, sogenannte Grids auf. Im Gegensatz zu einem Cluster, der normalerweise sehr homogen strukturiert ist, können innerhalb eines Grids unterschiedliche Platformen integriert werden. Fluktuation von beteiligten Rechnern und Performance-Engpässe werden dabei durch dynamische Resourcen-Allokation ausgeglichen. In der Umsetzung haben Service-orientierte Architekturen Einzug gehalten und integrieren in sogenannten Grid Services die Standards und Techniken von Web Services mit der Flexibilität und Anpassungsfähigkeit von Grids.

Um Multimedia-Daten in großen Umfang analysieren und mit semantischen Metadaten annotieren zu können, bietet sich somit die Verknüpfung beider Gebiete an, wodurch sich das Thema Multimedia Grid entwickelt. Hier geht es darum, auf verteilten Resourcen Services bereitzustellen, die grundlegende Operatoren auf den Multimediadaten darstellen. Denkbar wären z.B. verschiedene Filter, um Rauschen aus Bildern zu entfernen, Farben zu korrigieren, gewisse Frequenzen hervorzuheben oder zu schwächen, sowie Services, die Bilder klassifizieren, Objekte erkennen etc. Da jeder einzelne Service bereits sehr rechenaufwendig sein kann, soll ein Grid genutzt werden, um den Datendurchsatz durch die Verteilung und Paralelisierung der einzelnen Berechnungen zu erhöhen.

Da zum aktuellen Zeitpunkt kaum Implementierungen existieren, die die automatische Annotation von Multimedia Content ermöglichen und komplexe Verarbeitungsschritte in der Realisierung zu umfangreich wären, soll in diesem Projekt-Praktikum ein solches Multimeda Grid im kleinen Maßstab konzipiert und implementiert werden. Dabei sollen grundlegende Operatoren entweder eingebunden oder selbst implementiert werden, um einfache Analysen auf Bildern zu ermöglichen. Desweiteren soll eine Analyse von Videos ermöglicht werden, indem die Bildanalysen auf auf einzelne Frames des Videos angewendet werden.

Der Fokus des Projektes liegt dabei auf der Kombination einfacher Methoden, um komplexere Analysen durchzuführen (Klassifikation, Clustering, Retrieval durch Ähnlichkeit, ...) und der Integration der verschiedenen Module in einfachen Workflows. Die dafür nötige Service Composition soll in begrenztem Rahmen durch die semantische Annotation der eingebundenen Grid Services unterstützt werden. Insgesamt liegt der Schwerpunkt darauf, ein funktionierendes Gesamtsystem zu erstellen, und nicht die einzelnen Analysen oder das Grid zu optimieren. Im Speziellen soll auch die Koordination innerhalb der Gruppe geübt werden, da für die einzelnen Teilprobleme jeweils Gruppen zuständig sein werden. Es kommt also auch die Komponente des Projektmanagements dazu. 

Folien der Einführung: kickoff.pdf