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Data Mining zeigt, wie sich das Lächeln im Laufe eines Jahrhunderts von Jahrbuchfotos entwickelt hat
Data Mining hat die Art und Weise verändert, wie wir über Informationen denken. Algorithmen für maschinelles Lernen fressen sich jetzt routinemäßig durch Datensätze von Twitter-Gesprächen, Reisemustern, Telefonanrufen und Gesundheitsakten, um nur einige zu nennen. Und die Erkenntnisse, die dies bringt, verbessern unser Verständnis von Kommunikation, Reisen, Gesundheit und so weiter dramatisch.
Aber es gibt noch einen anderen historischen Datensatz, der von der Data-Mining-Community weitgehend ignoriert wurde – Fotos. Dies stellt eine komplexere Herausforderung dar.
Zunächst einmal ist der Datensatz riesig und umfasst 150 Jahre seit den Anfängen der Fotografie. Darüber hinaus können die darin enthaltenen Informationen schwer zu destillieren sein, oft weil sie zu komplex oder zu banal sind, um sie in Worten zu beschreiben.
Heute ändert sich das dank der Arbeit von Shiry Ginosar von der University of California, Berkeley, und ein paar Freunden, die Pionierarbeit für einen maschinellen Bildverarbeitungsansatz zur Gewinnung der Daten in gewöhnlichen Fotos geleistet haben.
Diese Jungs beginnen mit einer relativ einfachen Datenbank – amerikanischen Highschool-Jahrbuchfotos aus dem Jahr 1905. Diese Jahrbuchfotos wurden in großem Umfang von lokalen Bibliotheken in den ganzen USA digitalisiert und zeigen vollständige Frontalfotos von Personen in einer Standardpose.
Ginosar und Co. haben über 150.000 dieser Porträts heruntergeladen. Nachdem diejenigen entfernt wurden, die keine vollständigen Frontalporträts waren, blieben ihnen etwa 37.000 Bilder aus mehr als 800 Jahrbüchern aus 26 US-Bundesstaaten.
Anschließend gruppierten sie die Porträts nach Jahrzehnten und überlagerten die Bilder, um ein durchschnittliches Gesicht für jede Periode zu erstellen. Dieser Prozess enthüllte andere durchschnittliche Merkmale für jeden Zeitraum wie Frisur, Kleidung, Brillenstil und sogar durchschnittliche Gesichtsausdrücke. Das obige Bild zeigt diese Durchschnittswerte für jedes Jahrzehnt für Männer und Frauen.
Die Ergebnisse sorgen für eine interessante Lektüre. Ein besonders auffälliges Merkmal ist die Entwicklung des Lächelns in Jahrbuchfotografien. Ginosar und Co. sagen, dass die meisten Menschen in den Jahren nach der Erfindung der Fotografie die gleiche Pose einnahmen, die sie für ein gemaltes Porträt verwendet hätten – ein neutraler Ausdruck, der über einen langen Zeitraum leicht zu halten wäre.
Etikette und Schönheitsstandards diktierten, dass der Mund klein gehalten werden sollte – was zu einer Anweisung führte, Pflaumen (statt Käse) zu sagen, wenn ein Foto gemacht wurde, sagen Ginosar und Co.
Aber das änderte sich im 20. Jahrhundert, als die Fotografie immer beliebter wurde. Insbesondere das Fotounternehmen Kodak nutzte die Werbung, um die Idee des Lächelns auf Fotos bekannt zu machen, damit die Bilder glückliche Erinnerungen festhielten.
Was auch immer der Grund ist, das Lächeln ist viel prominenter geworden. Heutzutage ist es für uns selbstverständlich, dass wir lächeln, wenn wir fotografiert werden, sagen Ginosar und seine Freunde.
Und die Daten belegen das. Das Team entwickelte einen Algorithmus zur Bestimmung des Grades der Lippenkrümmung in den Fotos und dieser zeigte einen klaren Trend zu einer zunehmenden Intensität des Lächelns im Laufe der Zeit.
Die Daten zeigen auch einen weiteren Trend. Frauen lächeln deutlich und durchgängig mehr als Männer, heißt es. Dies ist keine neue Entdeckung, sondern wird seit Jahrzehnten diskutiert.
Aber in der Vergangenheit konnten die Daten nur durch sorgfältige manuelle Analyse von Tausenden von Fotos zusammengestellt werden. Ein Vergleich mit der Technik von Ginosar und Co. zeigt ihre Stärke. Durch die Verwendung einer großen historischen Datensammlung und eines einfachen Lächeln-Detektors kamen wir mit minimaler Menge an Anmerkungen und praktisch ohne manuellen Aufwand zum gleichen Ergebnis, sagen sie.
Die Daten zeigen auch andere Trends. Ginosar und Co. verweisen auf die Entwicklung von Frisuren und sagen, dass ihre Datensätze hervorstechen: Die Fingerwellen der 30er Jahre. Die Pin Curls der 40er und 50er Jahre. Der Bob, der geflügelte Flip, der Bubble Cut der 60er Jahre. Die langen Haare, Afros und Bouffants der 70er Jahre. Die Dauerwellen und Pony der 80er und 90er und die glatten langen Haare, die in den 2000er Jahren in Mode waren.
Andere Dinge haben sich jedoch nicht geändert. Zum Beispiel ist die Standard-Kleiderordnung für Männer das ganze 20. Jahrhundert hindurch der Anzug geblieben.
Natürlich gibt es bei diesem Datensatz einige Einschränkungen. Zum Beispiel haben in den 1900er Jahren weniger als 10 Prozent der amerikanischen 18-Jährigen die High School abgeschlossen, aber dieser Anteil stieg bis Ende der 1960er Jahre auf über 50 Prozent. Darüber hinaus war die afroamerikanische Bevölkerung bis Mitte des 20. Jahrhunderts nicht in den Schulen vertreten, was zu einer erheblichen Verzerrung des Datensatzes führte.
Dennoch geben die Arbeiten einen faszinierenden Einblick in die zukünftige Verwertung von fotografischen Datensätzen. Und die Evolution des Lächelns und der Frisuren ist erst der Anfang.
Es ist nicht schwer, an andere Merkmale zu denken, die aus scheinbar alltäglichen Bildern extrahiert werden könnten. Zum Beispiel enthält die Geschichte der Familienfotos wahrscheinlich eine riesige Datenbank mit Informationen über die Entwicklung von Tapetenmustern, Kleidung, Kinderspielzeug und so weiter.
Im Moment ist diese Datenbank weitgehend ungenutzt. Doch das soll sich in nicht allzu ferner Zukunft ändern.
Ref: arxiv.org/abs/1511.02575 : Ein Jahrhundert der Porträts: Eine visuelle historische Aufzeichnung amerikanischer Highschool-Jahrbücher