Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aus Bildausschnitten das Ganze erkennen und nachbilden

07.05.2010
Universität Jena mit zwei Projekten an neuer Graduiertenschule zur Bildverarbeitung beteiligt

Egal ob der Henkel links oder hinten steht – ein Mensch erkennt eine Tasse sofort. Computern oder Robotern muss man erst langwierig beibringen, was eine Tasse ausmacht und wie sie zu greifen ist, ohne sie zu zerstören.

Tassen sind – bei aller Problematik – ein einfaches Beispiel für Bilderkennung, -interpretation und -verarbeitung. Die Aufgabenbreite der digitalen Bildverarbeitung reicht von dreidimensionalen Stadtmodellen bis hin zur Auswertung von Satellitendaten.

Auf diesem Feld der Bildverarbeitung „liegt in Thüringen sowohl in Forschung als auch in der Industrie eine große Kompetenz vor“, ist sich Prof. Dr. Joachim Denzler von der Universität Jena sicher. Deutlich wird dies auch an der neuen Graduiertenschule „Bildverarbeitung und Bildinterpretation“, die das Land Thüringen 2009 genehmigt hat und deren zwölf Doktorandenstellen in den nächsten drei Jahren mit insgesamt rd. 1,1 Mio. Euro aus dem ProExzellenz-Programm gefördert werden. Heute wird die Graduiertenschule mit einem Auftaktworkshop an der TU Ilmenau, die den Sprecher stellt, eröffnet. Neben sieben Ilmenauer Fachgebieten sind auch das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena sowie die Friedrich-Schiller-Universität mit zwei Projekten beteiligt.

Einer der beiden neuen Doktoranden, die durch die moderne Graduiertenschule an der Universität gefördert werden, ist Björn Fröhlich. Der 25-jährige Informatiker arbeitet an Denzlers Lehrstuhl für Digitale Bildverarbeitung. Er soll in den nächsten drei Jahren grundlegende Erkenntnisse und Verfahren dazu gewinnen, wie Inhalte in Bildern in einem komplexen Zusammenhang vom Rechner erkannt werden können. Dazu ist es notwendig, Objekte genau zu lokalisieren und zu klassifizieren. Am einfachen Beispiel des Bildes einer Kuh erläutert er das Problem: Der Rechner muss den Hintergrund erkennen und Wiese sowie Himmel ausschließen. Schließlich muss der Computer lernen, was eine Kuh ausmacht, um sie auf verschiedenen Bildern, auch mit mehreren Tieren, Bäumen und Häusern zu erkennen. Am Ende soll die Kuh möglichst als ein einziges Objekt erkannt werden. „Dies ist für den Menschen recht einfach“, sagt Fröhlich, weist aber darauf hin, „dass selbst wir ein Problem haben, die Kuh zu erkennen, wenn sie etwa an der Decke hängt oder in einem ungewohnten Kontext auftritt“. Diesen Kontext will Fröhlich dem Computer beibringen. „Die Maschine soll dasselbe Niveau erreichen wie der Mensch“, benennt der Jenaer Informatiker das Ziel seiner Forschungen. Dies soll globale Zusammenhänge erfassen, die im Bild modelliert werden. Der Computer soll auch aus einem Bildausschnitt das Ganze erkennen – wissenschaftlich als „semantische Segmentierung“ bezeichnet. Bisher liegen die Bilderkennungsraten bei rd. 36 bis 37 Prozent, sagt Fröhlich und ist sich sicher, dass „das Doppelte möglich wäre“.

Um die Anwendung intelligenter Bildverarbeitungsmethoden geht es auch im zweiten Teilprojekt der Uni Jena, das am Lehrstuhl für Fernerkundung angesiedelt ist. „Wir analysieren räumlich hochgenaue Satellitendaten von urbanen Gebieten“, erläutert Dr. Sören Hese. Ziel sei es, anhand von Satellitenaufnahmen städtische Strukturelemente – wie Wohnhäuser, Bäume und Straßenelemente – bestimmten Landnutzungstypen wie Grünflächen, Industriegebieten oder Wohngebieten automatisch zuzuordnen. Daraus lassen sich Informationen über die Eigenschaften und die Nutzung einzelner Stadtgebiete gewinnen, die für Stadtplaner interessant sind: beispielsweise wie sich bestimmte Nutzungstypen auf das Stadtklima auswirken.

Im Rahmen des Projekts, für das der Doktorand noch gesucht wird, sollen Bildinterpretationsverfahren anhand exemplarischer Satellitendaten deutscher Großstädte wie Berlin, Hamburg und Köln getestet, verfeinert und übertragbar gemacht werden. „Das wird eine methodisch äußerst anspruchsvolle Arbeit“, ist Dr. Hese überzeugt. „Denn es gibt eine Reihe von zu lösenden Problemen.“ So seien Satellitenaufnahmen und 3-D-Modelle von städtischen Gebieten oftmals nicht einfach automatisch auszuwerten, wenn etwa Gebäude durch hohe Bäume verdeckt werden oder Häuser Schlagschatten werfen, die andere Bereiche unkenntlich machen. „Durch die enge Kooperation mit Bildverarbeitungsexperten aus den anderen Arbeitsgruppen der Graduiertenschule erwarten wir in dieser Hinsicht deutliche Synergieeffekte“, betont Hese, der das Teilprojekt leitet.

„Langfristig kann diese Graduiertenschule eine Keimzelle für einen Verbund aus Optik, Photonik und Bildverarbeitung sein“, erhofft sich Prof. Denzler und weiß, „dass gerade die Industrie in diesen drei Bereichen einen starken Bedarf an entsprechend ausgebildeten Nachwuchskräften für Forschung und Entwicklung hat“.

Kontakt:
Prof. Dr. Joachim Denzler
Institut für Informatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 946420
E-Mail: joachim.denzler[at]uni-jena.de
Dr. Sören Hese
Institut für Geographie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Grietgasse 6, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948873
E-Mail: soeren.hese[at]uni-jena.de

Axel Burchardt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Layouterfassung im Flug: Drohne unterstützt bei der Fabrikplanung
19.05.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht Intelligente Industrialisierung von Rechenzentren
15.05.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften