Ein Algorithmus analysiert Porträts eines Jahrhunderts

Mit ihrer Studie A Century of Portraits, ein Jahrhundert voller Porträts, haben Studierende der kalifornischen Universität Berkeley einen Algorithmus entwickelt, mit dem zum ersten Mal eine große Anzahl von Fotos ganz gezielt analysiert wurde. Dafür wurden etwa 40.000 Jahrbuch-Porträts digital untersucht und dabei Spannendes zur historischen Entwicklung von Fotos herausgefunden. Ihre Erkenntnisse: Nicht nur die Veränderung von Mode und Frisuren über die Jahrzehnte lassen sich digital über die Bilder analysieren, sondern auch die Geschichte des fotogenen Lächelns.

Unser Foto-Projekt tanzt total aus der Reihe, aber wie das so ist im Leben – es ist einfach passiert.“ Das Projekt, das so spontan entstanden ist und Berkeley-Studentin Shiry Ginosar im Netzpiloten-Interview wie beiläufig beschreibt, könnte völlig verändern, wie wir mit historischem Fotomaterial umgehen.

Es gab zwar vor der Studie von Shiry Ginosar, Kate Rakelly, Sarah Sachs, Brian Yin and Alexei A. Efros einige Computerspezialisten, die Algorithmen zur Foto-Analyse entwickelt haben, aber keine dieser Studien hat bisher so viele Daten verwendet, um ganz spezifische Fragestellungen nachzugehen und somit einschneidend bewiesen, wie Computeralgorithmen und Gesellschaftswissenschaften Hand in Hand gehen können.

120 Jahre Schulgeschichte in einer Studie

Die Studie A Century of Portraits hat insgesamt 949 US-Jahrbücher aus 128 Schulen aus 27 Bundestaaten von 1905 bis 2013 untersucht. Insgesamt wurden so 154.976 Porträts aus über 100 Jahren herausgesucht – in der Welt von Shiry Ginosar ist das lächerlich wenig Analysematerial. „Wir werten normalerweise Daten mit Millionenwerten aus. Für diese Studie waren es letztendlich sogar nur etwa 40.000 Fotos, die wir mit verschiedenen Algorithmen analysiert haben.“ Dementsprechend schnell konnten die Daten verarbeitet werden.

Doch der Weg zu diesen Foto-Algorithmen war nicht ganz so leicht. Zunächst mussten Shiry Ginosar und ihr Team die Fotos vorbereiten. Im ersten Schritt wurden Porträts, in denen die Schüler nicht frontal in die Kamera schauten, aussortiert. Danach mussten alle Fotos auf eine Größe vereinheitlicht werden und in Graustufen angepasst werden. „Zum Glück haben die meisten High Schools in den USA mittlerweile all ihre Jahrbücher eingescannt, sodass es einfach war an die Fotos zu kommen. Aber manchen Jahrbüchern, die nicht im System waren, mussten wir monatelang hinterherjagen.“ Als dann aber endlich die Jahrbuch-Fotos zur Auswertung bereit standen, stellte sich die Frage: Was soll hier eigentlich untersucht werden?

Jahrbuch-Fotos aus über 100 Jahren (Image: Universität Berkely)
Jahrbuch-Fotos aus über 100 Jahren (Image: Universität Berkely)

 

Die Aussagekraft von Fotos

Wenn Historiker oder Sozialwissenschaflter Fotos oder Gemälde untersuchen, geht es ihnen oft um ganz bestimmte Aspekte. Haben sich gewisse Eigenheiten über einen Zeitraum hinweg verändert und wenn ja, warum? Kann man Unterschiede in Fotos aus dem 20. Jahrhundert in den USA und in Europa feststellen? Ein großer Teil unseres kulturellen Erbes ist nur in Bildform vorhanden, etwas, das sich natürlich heute im Zeitalter von Facebook und Instagram nur noch verstärkt. Für diese visuelle Geschichte können Geisteswissenschaftler Wörter und Begriffe finden, sie können sie beschreiben, aber wirklich verstehen, kann man sie oft nur durch die Bilder selbst.

Wenn Historiker also bisher visuelles Material analysiert haben, blieb ihnen nichts anderes übrig, als dies manuell zu tun – also mühsam Fotos durchgehen und diese selbst zu interpretieren. A Century of Portraits bietet hier möglicherweise zum ersten Mal einen ersten Ansatz, um unzähliges, bisher nicht angezapftes visuelles Material, auswerten zu können.

Für ihre Studie hat sich Shiry Ginosar zunächst auf drei Hauptpunkte konzentriert: Wie haben sich Frisuren Jahrzehnt um Jahrzehnt verändert? Wie änderte sich das Lächeln der Schüler im Laufe der Zeit? Und schließlich, welche Aussagen lassen sich über Brillenmode machen?

Die ersten zwei Punkte stellen sie in ihrer Studie A Century of Portraits vor, die Geschichte der Brillenmode wird bald in einer weiteren Arbeit des Teams veröffentlicht werden. Um diesen Fragen auf die Spur zu kommen, hat das Team im ersten Schritt ein „Durchschnittsgesicht“ für jedes Jahrzehnt aus Pixelwerten zusammengerechnet.

Berechnung von Durchschnittsgesichtern der Jahrzehnte (Image: Universität Berkely)
Berechnung von Durchschnittsgesichtern der Jahrzehnte (Image: Universität Berkely)

Im zweiten Schritt wurden dann „Frisuren-Cluster“ erstellt. Ein Algorithmus sollte errechnen, welche Frisuren nur in bestimmten Jahrzehnten vorkommen. Aus diesen Frisuren wurden dann die vier häufigsten Frisuren eines Jahrzehnts ermittelt.

Das vom Algorithmus erstellte Frisuren-Cluster (Image: Universität Berkely)
Das vom Algorithmus erstellte Frisuren-Cluster (Image: Universität Berkely)

 

Einmal lächeln bitte

Für die Entwicklung des Lächelns wurde ermittelt, inwiefern sich die Mundwinkel von Jahrzehnt zu Jahrzehnt veränderten. Das Ergebnis: Wir lächeln heute öfter und breiter als früher. Während Menschen 1903 gar nicht lächelten, werden 20013 richtig Zähne beim Lächeln gezeigt.

Heutzutage lächeln wir mehr auf Fotos als früher (Image: Universität Berkely)
Heutzutage lächeln wir mehr auf Fotos als früher (Image: Universität Berkely)

Die Historikerin Christina Kotchemidova, die sich mit dem Thema „Lächeln“ lange und intensiv beschäftigt hat, erklärt, dass es vor allem die Kodak-Werbung war, die Menschen dazu anregte, in Fotos zu lächeln. Auch die Tatsache, dass wir nicht mehr stundenlang für ein Foto posieren müssen, hat sicherlich viel damit zu tun, dass Menschen nicht mehr so ernst in die Kamera drein schauen.

Shiry Ginosar selbst hält sich mit möglichen Erklärungen zurück: „Wir selbst können nicht sagen, warum das so ist“, sagt Shiry Ginosar, „das müssen Historiker oder Psychologen analysieren. Wir stellen ihnen nur das Material zur Verfügung.

Genau das zeigt auch die Stärke der Studie von Ginosar und ihrem Team. Wissenschaften, die sich ansonsten eher feindlich gegenüber stehen, können plötzlich vom Wissen der anderen profitieren.

Mit Algorithmen Bilder für die Zukunft bewahren

Genau das haben Shiry Ginosar und ihr Team auch in Zukunft vor: „Wir arbeiten schon daran, einer Doktorantin mit ihrer Geschichtsarbeit zu helfen. Lustigerweise schreibt sie ihre Doktorarbeit zur Entwicklung von Haarmode.

An Ideen für weitere Algorithmus-Foto-Projekte fehlt es Shiry Ginosar nicht: Sie träumt von einer Haarenzyklopädie, die Frisurentrends über Jahrhunderte hinweg darstellt und sie träumt von einer Welt, in der Algorithmen es uns ermöglichen, unsere visuelle Welt zu ordnen, zu verstehen und zu bewahren.


Image „Jabez Hogg macht ein Portrait in Richard Beards Studio“ (Public Domain)


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Marinela Potor

Marinela Potor

begann ihren journalistischen Werdegang bei kleinen Lokalzeitungen und arbeitete dann während ihres Studiums als Reporterin für den Universitätsradiosender. Ihr Volontariat machte sie bei Radio Jade in Wilhelmshaven. Seit 2010 hat sie ihren Rucksack gepackt und bereist seitdem rastlos die Welt – und berichtet als freie Journalistin darüber. Über alle „inoffiziellen“ Geschichten schreibt sie in ihrem eigenen Blog fest.

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