arvutiteaduse instituudi lõputööderegister


Suuremahuline pilditöötlus MapReduce baasil
Nimi Karl Potisepp
Kokkuvõte Jälgides tänapäeva tehnoloogia arengut ning odavate fotokaamerate üha laialdasemat levikut, on üha selgem, et ühe osa üha kasvavast inimeste tekitatud andmete hulgast moodustavad pildid. Teades, et tõenäoliselt tuleb neid andmeid ka töödelda, ning et üksikute arvutite võimsus ei luba kohati juba praegu neid mahukamate ülesannete jaoks kasutada, on inimesed hakanud uurima mitmete hajusarvutuse mudelite pakutavaid võimalusi. Üks selline on MapReduce, mille põhiliseks aluseks on arvutuste üldisele kujule viimine, seades programmeerija ülesandeks defineerida vaid selle, mis toimub andmetega nelja arvutuse faasi - Input, Map, Reduce, Output - jooksul. Kuna sellest mudelist on olemas kvaliteetseid vabavara realisatsioone, ning mahukamateks arvutusteks on kerge vaeva ja vähese kuluga võimalik rentida vajalik infrastruktuur, siis on selline lähenemine pilditöötlusele muutunud peaaegu igaühele kättesaadavaks. Antud magistritöö eesmärgiks on uurida MapReduce mudeli kasutatavust suuremahulise pilditöötluse vallas. Selleks vaatlen eraldi juhte, kus tegemist on tavalistest piltidest koosneva suure andmestikuga, ning kus tuleb töödelda ühte suuremahulist pilti. Samuti jagan nelja klassi vahel kõik pilditöötlusalgoritmid, nimetades need vastavalt lokaalseteks, iteratiivseteks lokaalseteks, mittelokaalseteks ja iteratiivseteks mittelokaalseteks algoritmideks. Kasutades neid jaotusi, kirjeldan üldiselt põhilisi probleeme ja takistusi, mis võivad segada mingit tüüpi algoritmide hajusat rakendamist mingit tüüpi piltandmetel, ning pakun välja võimalikke lahendusi. Töö praktilises osas kirjeldan MapReduce mudeli kasutamist Apache Hadoop raamistikuga kahel erineval andmestikul, millest esimene on 265GiB-suurune pildikogu, ning teine 6.99 gigapiksli suurune mikroskoobifoto. Esimese näite puhul on ülesandeks pildikogust meta-andmete eraldamine, kasutades selleks objekti- ning tekstituvastust. Teise andmestiku puhul on ülesandeks töödelda pilti ühe kindla mitteiteratiivse lokaalse algoritmiga. Kuigi mõlemal juhul on tegemist vaid katsetamise eesmärgil loodud rakendustega, on mõlemal puhul näha, et olemasolevate pilditöötluse algoritmide MapReduce programmideks teisendamine on küllaltki lihtne, ning ei too endaga kaasa suuri kadusid jõudluses. Kokkuvõtteks väidan, et tavapärases mõõdus piltidest koosnevate andmestike puhul on MapReduce mudel lihtne viis arvutusi hajusale kujule viies kiirendada, kuid suuremahuliste piltide puhul kehtib see enamasti ainult mitteiteratiivsete lokaalsete algoritmidega.
Lõputöö keel inglise
Lõputöö tüüp Magister - Informaatika
Juhendaja(d) Pelle Jakovits, Satish Narayana Srirama
Kaitsmise aasta 2013
PDF lisad