Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ausgezeichnetes Verfahren zur Bewegungsanalyse

25.11.2014

Wie Computer Videos erkennen

Fahrerassistenzsysteme, die Hindernisse im Straßenverkehr erkennen, visuelle Effekte in Filmen wie Matrix, computeranimierte Charaktere und kombinierte Bildgebungsprozesse in der Medizin: Hinter all diesen Technologien steckt ein Verfahren, an deren stetiger Verbesserung die Informationsforschung seit Jahren arbeitet, der sogenannte optische Fluss.


Computergestützte Rekonstruktion von Gesichtszügen auf der Basis von Videoaufnahmen. Gemeinsame Arbeit mit Forschern des Max-Plack-Instituts für Informatik, Saarbrücken.

Universität Stuttgart

Prof. Andrés Bruhn vom Institut für Visualisierung und Interaktive Systeme der Universität Stuttgart ist Spezialist auf diesem Gebiet. Auf der „European Conference on Computer Vision“ in Zürich wurde er jüngst gemeinsam mit Fachkollegen für eine vor zehn Jahren entwickelte Methode mit dem „Jan Koenderink Prize for Fundamental Contributions in Computer Vision“ ausgezeichnet. Dies ist einer der renommiertesten Preise auf dem Gebiet des maschinellen Sehens und würdigt Arbeiten, die sich nach einem Jahrzehnt als besonders wertvoll erwiesen haben.

Wie kann man Computer in die Lage versetzen, Bewegungen in einem Video möglichst genau zu erkennen? Diese Frage beschäftigt seit rund 30 Jahren die Informatikforschung. Prof. Andrés Bruhn befasst sich seit seiner Promotion mit dem optischen Fluss, um das maschinelle Verstehen von Videobildern zu beschleunigen und qualitativ zu verbessern. Doch was genau ist ein optischer Fluss? Ganz allgemein verbirgt sich hinter der Methode ein Algorithmus, der jeden Pixel eines einzelnen Videobildes betrachtet und dessen Verschiebung in Bezug auf sein Referenzbild schätzt.

Mit diesem Prinzip lassen sich zahlreiche Technologien realisieren. Beispielsweise können real nicht existente Zwischenbilder erstellt werden, um in der Filmindustrie Slow-Motion-Effekte ohne Qualitätsverlust zu generieren oder aus Videoaufnahmen computergenerierte Filmsequenzen zu erstellen. Das Gesicht eines Schauspielers kann auf diese Weise mit realistischer Mimik und Gestik rekonstruiert werden und dann durch einen virtuellen Charakter ersetzt werden.

Auch Anwendungen im Automotive-Bereich basieren auf der Berechnung von Flussfeldern. So gibt es Fahrerassistenzsysteme, die aufgrund von Kameraaufnahmen Abstände zu Hindernissen erkennen, sich bewegende Objekte identifizieren, Kollisionen vorhersagen oder andere Aussagen über die Verkehrssituation treffen. Ein weiterer Wirtschaftszweig, in dem der optische Fluss zum Einsatz kommt, ist die medizinische Bildverarbeitung. Dort werden beispielsweise Aufnahmen verschiedener Bildgebungsverfahren überlagert, etwa um das Wachstum eines Tumors konkreter untersuchen zu können.

„Die verfügbaren Methoden des optischen Flusses haben sich in vielen Anwendungen bewährt“, sagt Prof. Andrés Bruhn, „aber dennoch unterliegen sie einer Vielzahl von Beschränkungen. Diese weiter zu minimieren und weitere Anwendungsfelder zu erschließen ist das Ziel unserer Arbeit.“

Insbesondere beschäftigt sich sein Forscherteam mit der Verwertung von Aufnahmen mit schlechter Beleuchtungen oder raschen Bewegungs- oder Farbänderungen, aber auch die korrekte Schätzung von Objektanordnungen im Raum und die grundsätzliche Verbesserung der rekonstruierten Computermodelle stehen im Fokus ihrer Arbeiten.

Andrés Bruhn wurde in diesem Jahr mit dem Koenderink-Preis für eine Methode ausgezeichnet, die er 2004 noch während seiner Promotionszeit an der Universität des Saarlandes mit seinen Kollegen Thomas Brox, Nils Papenberg und Joachim Weickert entwickelte. Damals gelang dem Forscherteam eine enorme Genauigkeitssteigerung gegenüber den bereits verfügbaren Methoden.

Die Auszeichnung ist einer der renommiertesten Preise auf dem Gebiet des maschinellen Sehens und würdigt Arbeiten, die sich nach einem Jahrzehnt als besonders wertvoll erwiesen haben. Ihre Arbeit wurde seit seiner Veröffentlichung mehr als 1.200 mal zitiert, was den besonderen Wert der Arbeit für die Wissenschaft deutlich macht.

Den Fachartikel finden Sie unter
http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-540-24673-2_3

Weitere Informationen:
Tina Barthelmes, Universität Stuttgart, Visualisierungsinstitut (VISUS), Tel. 0711/685-88604,
E-Mail: tina.barthelmes (at) visus.uni-stuttgart.de
Prof. Andrés Bruhn, Institut für Visualisierung und Interaktive Systeme, Tel.: 0711/685-88439,
E-Mail: andres.bruhn (at) vis.uni-stuttgart.de
Birgit Vennemann, Universität Stuttgart, Abt. Hochschulkommunikation, Tel. 0711/685-82122,
E-Mail: birgit.vennemann (at) hkom.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus
23.02.2017 | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

nachricht Eine Milliarde Euro für die Hochschulmedizin
17.02.2017 | Deutsche Hochschulmedizin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie