Na de aanslagen op de Londense metro in juli 2005 kostte het de politie tweeëneenhalve maand om met het blote oog de beelden te analyseren van 80.000 bewakingscamera’s. Het was makkelijker geweest als computerclusters die taak hadden overgenomen. Amsterdamse onderzoekers werken daar aan.
U hebt in juli 470.000 euro ontvangen van NWO. Wat gaat u met dat geld doen?
Prof. dr. ir. Arnold Smeulders van de Universiteit van Amsterdam (UvA): "De UvA en het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) betalen daarvan samen twee aio's gedurende vier jaar. De Vrije Universiteit (VU) trekt daarnaast nog eens één postdoc-onderzoeker aan, ook voor de duur van vier jaar."
Hoeveel draagt de nu verstrekte subsidie bij aan dit onderzoeksproject?
Smeulders: "Daarmee kunnen we ongeveer drie vijfde van het project financieren."
Wat onderzoekt u precies?
Smeulders: "Parallelle informatieverwerking wordt nu vooral gebruikt voor intensieve rekenprocessen op basis van weinig gegevens. Een voorbeeld daarvan is het renderen van driedimensionale animatiefilms op basis van relatief simpele regels over vorm, beweging en textuur. Maar grid computing is nog weinig geschikt voor intensieve rekenprocessen op basis van veel gegevens, zoals het automatisch analyseren van videobeelden. Laat staan dat realtime verwerken mogelijk is. Wij willen daarin verbetering brengen."
Dr. Frank Seinstra van de UvA: "We willen het analyseren van videobeelden over een gedistribueerd systeem efficiënter maken. Je zou verwachten dat zestien computers samen een rekenprobleem zestien keer zo snel kunnen oplossen, maar dat is niet zo. Je verliest rekentijd omdat die computers moeten overleggen, onder andere over de samenhang tussen de pixels."
"Elke computer van een cluster analyseert bijvoorbeeld één klein rechthoekje van één enkel tijdsmoment van een video. Maar als er een lijn van links naar rechts door dat frame loopt, moeten de computers binnen het cluster dat samen ontdekken. Die communicatie kost veel rekentijd. Dat verlies is variabel, omdat het afhangt van de data. De kunst is om het tijdig te voorspellen, zodat je de parallelle informatieverwerking dynamisch kunt herverdelen over de beschikbare bronnen. Daar heb ik mij tijdens mijn promotieonderzoek mee beziggehouden."
"In het huidige project willen we hetzelfde doen, voor meer dan één tijdsmoment. Om verschillende frames te analyseren heb je niet voldoende aan de computers binnen één cluster, maar moet je verschillende clusters op verschillende plekken in de wereld met elkaar laten samenwerken via wan's of het internet."
"Wiskundigen van de Vrije Universiteit proberen variaties in het gebruik van dergelijke netwerken te voorspellen door het toepassen van mathematische modellen. Met die kennis kun je de samenwerking tussen clusters efficiënter laten verlopen. Daarnaast ontwikkelen we samen met computationele onderzoekers van de Vrije Universiteit een softwarelaag om seriële software voor beeldanalyse te draaien op grootschalige gedistribueerde systemen. Je beschikt daardoor opeens over meer rekenkracht, terwijl het programma zich nog hetzelfde gedraagt. Op die manier willen we grid computing toegankelijk maken voor niet-experts."
Is Nederland innovatief bezig?
Smeulders: "Wetenschappelijk gezien zeker. Maar vanwege de globalisering is het verstandig om subsidiegelden in de toekomst te concentreren binnen grotere onderzoeksprojecten. Dat is ook het voornemen van het ministerie van Economische Zaken. Technologisch gezien is Nederland niet altijd voldoende innovatief. Het duurt te lang voordat fundamenteel onderzoek vertaald wordt naar technologische vernieuwing."
"Dat komt doordat onderzoekers zich of met fundamenteel of met toegepast onderzoek bezighouden. Als ze zich op allebei zouden richten, zou de ‘time to market' korter worden. Het zou bovendien de kans verkleinen dat technologische vernieuwing weglekt naar landen als Korea. Risicovermijdend gedrag zit diep in de Nederlandse cultuur ingebakken. Dat maakt dat we zwak staan tegenover mensen die niets te verliezen hebben."
Hoe praktisch toepasbaar is uw project?
Seinstra: "Heel Nederland hangt vol met bewakingscamera's. Dat levert een enorme hoeveelheid gegevens op. Er zijn allerlei partijen die beelden graag door een intelligent geautomatiseerd systeem willen laten analyseren, waaronder het Nederlands Forensisch Instituut. Maar ook het Instituut voor Beeld en Geluid heeft belangstelling voor intelligente geautomatiseerde analyse van multimedia. Hoe spoor je bijvoorbeeld geautomatiseerd de scène op waarin Swiebertje een tik op zijn hoofd krijgt van Bromsnor?"
[Beeld: Peter Pakvis]
Wie doet wat?
Professor Smeulders leidt het Intelligent Systems Lab Amsterdam (ISLA), een onderdeel van het Informatica Instituut van de UvA. In dit lab wordt onder andere onderzoek gedaan naar intelligente autonome systemen, computervisie, taalverwerkende systemen en het geautomatiseerd terugvinden van videobeelden.
Onderzoeksprogramma’s
De Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) honoreerde in juli 2006 dertien onderzoeksprojecten op het terrein van informatica. In totaal gaat het om 6,5 miljoen euro. Met het geld gaan 38 onderzoekers aan het werk. De projecten vallen binnen vier informaticaonderzoeksprogramma's van het gebied Exacte Wetenschappen van NWO. De vier onderzoeksprogramma's zijn GLANCE, VIEW, JACQUARD en BRICKS/FOCUS. Het onderzoek Adaptive high-performance distributed multimedia computing van professor Smeulders behoort tot het programma GLANCE. Met dit onderzoeksprogramma wil het NWO onderzoek timuleren op het gebied van fundamenteel onderzoek naar grootschalige parallelle en gedistribueerde systemen. Voor GLANCE is in totaal vier miljoen euro begroot.
Het onderzoeksproject
Binnen het onderzoeksproject 'Adaptive high-performance distributed multimedia computing' ontwikkelen wiskundigen en informatici van de Vrije Universiteit en het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) samen met onderzoekers van het Intelligent Systems Lab Amsterdam (ISLA) protocollen voor het efficiënt en flexibel verdelen van de werklast over aan elkaar gekoppelde clusters van computers, specifiek voor het parallel verwerken van algoritmes gericht op het automatisch analyseren van videobeelden.
