Themen Abschlussarbeiten MC


1	Thema	Beschreibung	Wissenschaftliches Arbeitsfeld	Ansprechpartner	Master / Diplom	Bachelor	Praktikum	Bearbeitungsstand	Bemerkungen	Literatur
2	Softwareentwicklung zur Simulation des Versuchsraums für Audio/Video-Lokalisierung	Akustische Lokalisierung ist die Detektion der Richtung und Position der Schallquelle. Die Lokalisierung kann mit Hilfe von Mikrofonarrays bestimmt werden. Die Lautsprecher werden als Schallquellen verwendet. Eine Software zur Simulation des Versuchsraums für die Audio/Video-Aufnahme und Audio-Wiedergabe in Echtzeit sowie zur Lokalisierung der Position des Mikrofonarrays (Mikrofone) und der Position der Schallquelle (z.B. Lautsprecher) und die geschätzte Position der Schallquelle (geliefert vom Algorithmus der akustischen Lokalisierung) ist notwendig.	Audio- & Videoanalyse	René Erler		x	x	Offen		Gillette, M. D.; Silverman, H. F.: A Linear Closed-Form Algorithm for Source Localization From Time-Differences of Arrival. 2008 Khaddour, Hasan: A Comparison of Algorithms of Sound Source Localization Based on Time Delay Estimation. 2011 Knapp, C.; Carter, G.: The Generalized Correlation Method for Estimation of Time Delay. 1976 Sun, D.; Canny, J.: A high accuracy, low-latency, scalable microphone-array system for conversation analysis. 2012 Tellakula, A. K.: Acoustic Source Localization Using Time Delay Estimation. 2007 Zietlow, T.: Entwicklung eines Frameworks zur Implementation von Verfahren zur Audio-Quelllokalisierung und deren Simulation. 2016 Zietlow, T. et al.: Acoustic Source Localization in Home Environments - The Effect of Microphone Array Geometry. 2017
3	Konzeptionierung eines Workflows zur Erkennung von Audioereignissen auf DSPs und Implementierung von grundlegenden Steuerfunktionen für Audiosignale auf DSPs	Die Übertragung von audiovisuellen Daten in vielen Anwendungen ist aus datenschutztechnischen Gründen nicht realisierbar. Deshalb können die audiovisuellen Daten in eingebetteten Systemen direkt am Aufnahmeort durchgeführt werden und nur jene Metadaten zur weiteren Verarbeitung zu senden. Digitale Signal-Prozessoren (DSP) erscheinen zur Umsetzung dieser Anforderungen am besten geeignet. Ziel der Arbeit ist die Integration von verschiedenen einfachen Audioereignissen in Hardware mittels DSPs. Die Erstellung eines allgemeinen Konzeptes, wie selektierte und funktionsbasierte Erkennungsalgorithmen auf DSPs erfolgreich umgesetzt werden können, um überhaupt echtzeitfähig realisierbar zu sein. Die Implementierung von grundlegenden Steuerfunktionen für Audiosignale auf DSPs, z.B. das Einladen von Audiodaten in den DSP-Prozessor und Vorbereitung zur weiteren Verarbeitung (Umsetzung der Merkmalextraktion, Modellerstellung und Sprechererkennung auf DSP).	Audioanalyse & Signalverarbeitung	René Erler	x	x	x	Offen		Hussein, H. et al.: Acoustic Event Classification for Ambient Assisted Living and Health Environments. 2016 Kahl, S. et al.: Acoustic Event Classification Using Convolutional Neural Networks. 2017
4	Lokalisierung von Schallquellen	Akustische Lokalisierung ist die Detektion der Richtung und Position der Schallquelle. Die Lokalisierung kann mit Hilfe von Mikrofonarrays bestimmt werden. Mikrofonarrays haben verschiedene Formen und unterschiedliche Anzahl von Mikrofonen. Die Lokalisierung des Objektes wird z.B. durch die Berechnung der Laufzeitdifferenz der akustischen Signale bei den Mikrofonen detektiert. Literaturrecherche der vorhandenen Algorithmen zur akustischen Lokalisierung und Art der Mikrofonarrays. Entwicklung eines robusten Algorithmus für die Lokalisierung der Position der Schallquelle.	Audioanalyse & Signalverarbeitung	René Erler	x	x	x	In Bearbeitung		Gillette, M. D.; Silverman, H. F.: A Linear Closed-Form Algorithm for Source Localization From Time-Differences of Arrival. 2008 Khaddour, Hasan: A Comparison of Algorithms of Sound Source Localization Based on Time Delay Estimation. 2011 Knapp, C.; Carter, G.: The Generalized Correlation Method for Estimation of Time Delay. 1976 Sun, D.; Canny, J.: A high accuracy, low-latency, scalable microphone-array system for conversation analysis. 2012 Tellakula, A. K.: Acoustic Source Localization Using Time Delay Estimation. 2007 Zietlow, T.: Entwicklung eines Frameworks zur Implementation von Verfahren zur Audio-Quelllokalisierung und deren Simulation. 2016 Zietlow, T. et al.: Acoustic Source Localization in Home Environments - The Effect of Microphone Array Geometry. 2017
5	Blinde Trennung von Schallquellen	Wenn es mehrere Schallquellen gibt, werden bei der Aufnahme mehrere Mikrofonsignale mit einer Überlappung aufgezeichnet. Die Quellentrennung ist die Extraktion der einzelnen akustischen Signale. Eine traditionelle Methode zur Quellentrennung ist die Verwendung von Independent Component Analysis (ICA). Recherche der Fachliteratur zur Trennung von Schallquellen und Entwicklung eines Algorithmus zur Trennung der Schallquellen.	Audioanalyse & Signalverarbeitung	René Erler	x	x	x	Offen
6	Audio und Video Fusion zur Objektverfolgung	Ein Objekt kann durch Audio- oder Videosignale lokalisiert werden. Die Fusion der Audio- und videobasierten Objektlokalisierung soll zur robusten und präzisen Detektion der Objektposition führen. Wenn die videobasierte Lokalisierung wegen Verdeckungen oder Beschlagen der Linse ausnahmsweise nicht möglich ist, kann die Audiobasierte Lokalisierung verwendet werden. Recherche der Fachliteratur zur Audio- und videobasierten Objektlokalisierung und Entwicklung eines Algorithmus zur Fusion der Audio- und Video-Objektverfolgung.	Audio- & Videoanalyse	René Erler	x	x		Offen
7	Geräuschunterdrückung mithilfe von Mikrofon-Arrays	Sprachaufnahme im Außenbereich ist durch Störgeräusche beeinflusst. Ziel der Arbeit ist die Unterdrückung akustischer Hintergrundgeräusche zur Verbesserung der Sprachaufnahme-Qualität.	Audioanalyse & Signalverarbeitung	René Erler	x	x	x	Offen
8	Audio-Visual Voice Activity Detection (Sprechpausenerkennung)	Sprechpausen werden normalerweise durch Audiosignale detektiert. Die Erkennung der Mundbewegung durch Öffnung und Schließung des Mundes kann auch die Sprechpausen bestimmen. Die Fusion der Audio- und Videobasierte Sprechpausenerkennung kann die Sprechpausenerkennung verbessern.	Audio- & Videoanalyse	René Erler	x	x		Offen
9	Analyse der Pose und des Blickwinkels einer Person auf Bildern	Mit Hilfe automatischer Verfahren sollen verschiedene Posen einer Person sowie der Blickwinkel der Kamera auf die Person auf Bildern erkannt werden. Dazu zählen zum Beispiel: Blickt die Person in die Kamera? Ist sie von vorne zu sehen? Winkt sie? Wurde die Person von unten, oben oder auf Augenhöhe abgelichtet?	Bild- & Videoanalyse	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
10	Entwurf und Konzeptionierung eines computergestützten Assistenzsystems zur medizinischen Beurteilung und Diagnose von Augenerkrankungen am Beispiel altersabhängiger Makuladegeneration		Bild- & Videoanalyse	Dr. Danny Kowerko	x	x		Offen
11	Erkennung salienter Personen auf Bildern	In einer Szene mit verschiedenen Personen soll eine einzelne Person, welche besonders gut zu sehen ist, mit Hilfe automatischer Verfahren detektiert werden.	Bild- & Videoanalyse	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
12	Recherche verschiedener Ansätze und prototypische Implementierung einer grundlegenden Basistechnologie zur automatischen semantischen Verschlagwortung einer Szene	Die manuelle Verschlagwortung (Taggen) von Bildern ist bei großen Bilddatenbanken nicht praktikabel, aber die Information über die Semantik der dargestellten Szene ist für Suchmaschinen (Information Retrieval Systeme) ohne Metadaten nicht möglich. Es werden daher automatisierte Ansätze benötigt, um die Bedeutung der Darstellung zu extrahieren.	Bild- & Videoanalyse	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
13	Entwurf und Implementierung von Verfahren zur Analyse von Druckbildern	Der Gang eines Menschen kann Indizien und Rückschlüsse auf Krankheiten ermöglichen. Eine Methode dazu stellt die Auswertung der Druckverteilung der Füße ("Druckbild") dar. In dieser Arbeit sollen Verfahren zur deren Analyse erstellt werden.	Bild- & Videoanalyse	Robert Manthey	x	x	x	Offen
14	Recherche und Untersuchung von Videodaten für Transport, Analyse und Betrachtung	Um Aussagen zu Qualität und Ressourcenbedarf bei der Verarbeitung und Verteilung von Videomaterialien treffen zu können, werden Evaluationsdatensätze benötigt. Deren Umfang sollte möglichst gering sein, um schnell Resultate zu erzeugen, aber trotzdem aussagekräftig genug, um den Bedarf gut abschätzen zu können. Dazu ist die minimale Datenmenge mit optimalen Bedingungen für das Betrachten, Analysieren und den Transport von Videomaterial zu finden.	Bild- & Videoanalyse	Robert Manthey	x			Offen
15	Recherche zum Einsatz von Hexagonen in der Bild- und Videoverarbeitung	Die Wahl der Pixelform, z.B. Rechtecke, Sechsecke(Hexagonen), bestimmt erheblich die Leistungsfähigkeit und Qualität von Video- und Bildverarbeitungsverfahren. Es soll eine Literaturrecherche zu Einsatz und Anwendung z.B. von Hexagonen erfolgen.	Bild- & Videoanalyse	Robert Manthey	x	x	x	Offen
16	Untersuchung der Eignung von Adaptiver Optik für die Videoverbesserung und -analyse	Viele der heutzutage aufgenommenen Videos werden nicht mit optimalen Kameras erstellt, wodurch interessante Details u.a. unscharf und farbverfälscht sind. Moderne Verfahren können diese Defekte z.T. abmildern und die Qualität deutlich verbessern. Diese sollen untersucht und an Beispielen dargestellt werden. http://de.wikipedia.org/wiki/Adaptive_Optik , http://de.wikipedia.org/wiki/Lucky_Imaging , http://www.sciencedaily.com/releases/2004/11/041114234904.htm , http://www.mpia-hd.mpg.de/homes/hippler/AOonline/ao_online.html	Bild- & Videoanalyse	Robert Manthey	x	x	x	Offen
17	Untersuchung von Basistechnologie zur visuellen Verhaltensanalyse von Personen	Videos müssen aufwändig und fehleranfällig von Personen ausgewertet werden, um zum Beispiel Unfälle in Räumen erkennen zu können. Zur Verbesserung dieser Situation sind Softwarelösungen zu untersuchen, die das Verhalten von Personen verstehen und Probleme dabei erkennen können.	Bild- & Videoanalyse	Robert Manthey	x	x	x	Offen
18	Untersuchung von Bild- und Videoformaten zur Fehlertoleranz und -robustheit	Die Speicherung von Bildern und Videos auf Festplatten oder Netzwerkspeichern scheint oft sicher zu sein. Fehler bei der Datenübertragung oder durch den Zerfall des Speichermediums lassen aber auch in digitalen Daten Fehler entstehen. Die Auswirkungen verschiedener Fehler auf die Bild- und Videoformate sollen hier untersucht und fehlerrobuste Formate gefunden werden, um z.B. für Archive eingesetzt werden zu können.	Bild- & Videoanalyse	Robert Manthey	x	x	x	Offen
19	Evaluation von OpenGL/DirectX Interop für ein Kalibriermodul	Wir verwenden eine selbstentwickelte Software zur Korrektur geometrischer Verzerrungen sowie zum Edge-Blending und Ausgleich von Farbunterschieden in Mehrsegment-Projektionsanlagen. Diese Software basiert bisher vollständig auf OpenGL. Im Rahmen dieses Praktikums sollen mögliche Ansätze entwickelt und evaluiert werden, um das Kalibriermodul dennoch in Direct3D-Anwendungen einsetzen zu können. Neben dem naiven Ansatz, die Bilddaten vom Direct3D-Kontext zurückzulesen und als OpenGL-Textur zu spezifizieren soll dabei insbesondere die NVidia-spezifische OpenGL-Erweiterung WGL_NV_DX_interop auf ihre Eignung hin untersucht werden.	Bild- & Videoverarbeitung	Dr. Marcel Heinz			x	Offen
20	Framegrabbing mit DirectShow	Zur Ansteuerung von Mehrsegment-Projektionsanlagen benutzen wir mehrere DVI-Framegrabber, die jeweils einen Ausschnitt des Gesamtbildes entgegennehmen. Diese Bilddaten werden als Texturen an die GPU übergeben und für die kalibrierte Darstellung aufbereitet. Derzeit erfolgt die Ansteuerung über ein proprietäres SDK des Grabber-Herstellers. Der Hauptnachteil besteht dabei darin, dass die Daten vom Framegrabber zunächst in den Hauptspeicher kopiert werden, und von dort wieder auf die GPU übertragen werden. Zunächst soll ein allgemeines Modul in die bisherige Software integriert werden, mit der beliebige DirectShow-Videoquellen verwendet werden können. Darüber hinaus soll analysiert werden, inwieweit sich mit DirectShow der Datenfluss optimieren lässt, indem die Videodaten direkt in den Graphikspeicher kopiert und als (Direct3D-)Texturen benutzt werden können.	Bild- & Videoverarbeitung	Dr. Marcel Heinz			x	Offen
21	Untersuchung grundlegender Basistechnologien zur Mustererkennung in visuellen Ereignisrepräsentationen	Um komplexe Verhaltensmuster maschinell erkennen und von Assistenzsystemen unterstützen zu können, müssen die entsprechenden Muster ihrer Bewegungen erkannt werden.	Data-Mining (DM)	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
22	Untersuchung der Verfahren zur Verhaltensanalyse auf ihre Eignung zur Implementierung auf GPU	Um die großen Datenmengen der Verhaltensanalyse effizient und zeitnah verarbeiten zu können, ist ihre Umsetzung auf GPU notwendig.	Data-Mining (DM)	Robert Manthey	x	x	x	Offen
23	Untersuchung von Systemen zur Datenanalyse (Data Mining) auf ihre Eignung für Mustererkennung in Videodaten	Bei der automatischen Inhaltsanalyse von Videodaten fallen große Mengen an Informationen an, die auf enthaltene Muster oder Veränderungen von Mustern untersucht werden müssen. Hierzu sind die bestehenden Systeme zur Datenanalyse zu untersuchen und auf ihre Leistungsfähigkeit zu evaluieren. (Beispiele: http://de.wikipedia.org/wiki/RapidMiner, http://de.wikipedia.org/wiki/Waikato_Environment_for_Knowledge_Analysis)	Data-Mining (DM)	Robert Manthey	x	x	x	Offen
24	Recherche und Nutzung von Geo- und Ereignis-Datenbanken zum Abgleich mit Orts- und Zeitinformationen	GPS-Koordinaten haben für Menschen nur bedingte Aussagekraft. Daher werden verschiedene möglichst genaue Ortsdatenbanken gesucht, um diese Koordinaten in Ortsnamen zu überführen. Da sich die Bedeutung von Orten mit der Zeit auch ändern kann, werden zusätzlich noch Ereignisdatenbanken gesucht, um Orts- und Zeitinformationen abzugleichen.	Information Retrieval (IR)	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
25	Entwurf und Konzeptionierung einer Testumgebung für audiovisuelle Systeme zur Verhaltensanalyse	Um bestehende audiovisuelle Systemen zur Verhaltensanalyse auf ihre Eignung und ihre Leistungsfähigkeit zu prüfen, ist es notwendig geeignete Testumgebungen zu erstellen.	Information Retrieval (IR)	Robert Manthey	x	x	x	Offen
26	Portierung eines Kalibrierungsmoduls von OpenGL nach Direct3D	Wir verwenden eine selbstentwickelte Software zur Korrektur geometrischer Verzerrungen sowie zum Edge-Blending und Ausgleich von Farbunterschieden in Mehrsegment-Projektionsanlagen. Diese Software basiert bisher vollständig auf OpenGL. Eine Portierung dieses Moduls auf DirectX/Direct3D ist aus zwei Gründen wünschenswert: erstens erlaubt dies die direkte Integration der Kalibrierung in bestehende Direct3D-Anwendungen, und zweitens besteht die Hoffnung, dass sich durch Kombination von DirectShow und Direct3D Videodaten effizienter verarbeiten lassen. Im Rahmen dieses Praktikums soll zunächst das eigentliche Kalibriermodul von OpenGL/GLSL nach D3D portiert werden.	Kalibrierung von Mehrsegment-Projektionsanlagen	Dr. Marcel Heinz			x	Offen
27	Entwurf und Implementierung eines Frameworks zur Verarbeitung von Daten für Instance Search	Zur Bearbeitung der Aufgabenstellung Instance Search der TRECVID-Evaluationskampagne (siehe http://www-nlpir.nist.gov/projects/tv2014/tv2014.html#ins) wird ein einheitliches System zur Verarbeitung der anfallenden Daten benötigt.	Bild- & Videoanalyse	Dr. Danny Kowerko	x			In Bearbeitung
28	Web-basierte Curve Fitting Tools für Natur- und Lebenswissenschaften		Signalverarbeitung	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
29	Bioinformatik: Signalverarbeitung in der Einzelmolekül-Mikroskopie und Spektroskopie	In sogenannten Zero-Mode-Waveguide Proben können/müssen heutzutage bis zu 150.000 einzelne Wells analysiert werden. Vormals manuelle Selektionskriterien müssen objektiviert werden und bestehende Methoden hinsichtlich Parallelisierung und großer Datenmengen optimiert werden. Das Projekt erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Functional Genomics Center Zurich der ETH Zürich.	Signalverarbeitung	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
30	Characterization of macular damage in Optical Coherence Tomography (OCT) images	The goal is to classify healthy and damaged eyes from OCT images by using features to characterize the retina or the RPE using rule-based image processing or machine learning algorithms. Functionality should ideally be implemented into the tool shown in Figure 1.	Biomedizinische Bildverarbeitung	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
31	Characterization of diabetic retinopathy from eye fundus microscopy images	The goal is to classify DR of healthy to severely damaged eyes from fundus images (see Figure 1) image pre/processing in combination with machine learning algorithms. Functionality should ideally be implemented into small GUI-based web-based or standalone software tool.	Biomedizinische Bildverarbeitung	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
32	Bestimmung des Kammerwinkels und alternative Modelle zur Klassifizierung von Glaukom (grüner Star) aus OCT-Bildern	Ziel ist es die klassische Bestimmung des Kammerwinkels (Abbildung 1, 3.v.l.) abzulösen durch ein Verfahren, das die reale Geometrie der Kammer einbezieht. Daraus sollen alternative Parameter zum Kammerwinkel abgeleitet werden, die zu einer präziseren Diagnostik führen. Hierbei kommen regelbasierte Bildverarbeitungsmethoden zum Einsatz. Der klassische und der neu erarbeitete Ansatzes sollen gegenübergestellt und anhand von Testdaten evaluiert werden. Eine Zusammenarbeit mit der Augenklinik Greifswald ist angestrebt.	Biomedizinische Bildverarbeitung	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
33	Development of a research database for ophthalmic data	The goal is to create a relational database for ophthalmic image data with strong focus to AMD and DR. Implementation of the database into an existing software (see Figure1) is desired.	Biomedizinische Bildverarbeitung	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen
34	(Web-based) Optimization Tool for Biomedical Image Processing	The goal is create a web-based image processing chain tool capable to preprocess ophthalmic images by applying standard image processing functionality using different parametrization along with user defined evaluation functions. Ideally the tool finds the optimal parametrization of the image preprocessing chain that yields the best precision and can be applied to different ophthalmic image topics as illustrated in Figure 1.	Biomedizinische Bildverarbeitung	Dr. Danny Kowerko	x	x	x	Offen