Claudius Schnörr

4: Vorlesung (2 SWS) + Praktikum (2 SWS)

Die Analyse von bewegten Objekten oder allgemein von Bewegung durch Computer spielt in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle, z.B. bei  Überwachungsaufgaben auf öffentlichen Plätzen oder Flughäfen, im Straßenverkehr zur Kollisionswarnung in Fahrzeugen, u.v.m. Darüber hinaus ist Bewegung (Motion) neben z.B. Farbe, Form und Textur ein weiterer wesentlicher Informationskanal zur Unterstützung von Erkennungsleistungen in der Bildverarbeitung. Dieser wird erst durch die Analyse von Bildern über die Zeit, also von Bildfolgen, erschlossen. Die Vorlesung behandelt notwendige Grundlagen sowie wesentliche praktische Verfahren auf diesem Gebiet.

Gliederung:

• Struktur und Bewegung
  • Modellierung der Szene
  • Modellierung des Abbildungsprozesses
  • Bewegungs- bzw. Verschiebungsvektorfelder
• Hilfsmittel
  • Mathematik (Vektoranalysis, Differential- und Variationsrechnung)
  • Bildverarbeitung (Diffusions- und Variationsansätze, Finite Elemente)
• Signalverarbeitung und Korrespondenzproblem
  • Korrespondenz von Bildmerkmalen (Tracking, Graph-Matching)
  • Aperturproblem
  • Darstellung im Frequenzbereich, geschwindigkeitsselektive Filter
  • Optischer Fluß (Strukturmatrix / lokal)
  • globale Modelle und Bewegungssegmentation (Variationsansätze)
• Tracking-Verfahren
  • Differenzbildverfahren
  • Point-Matching, Kreuzkorrelation, Fenstersuche
  • Kalman-Filter und Bewegungsmodell

Bewegung ist neben z.B. Farbe, Form und Textur ein wesentlicher Informationskanal zur Unterstützung der Erkennungsleistung in der Bildverarbeitung. Die Analyse bewegter Objekte spielt in zahlreichen Anwendungen eine wichtige Rolle. Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung notwendiger Grundlagen, wesentlicher Ansätze als auch praktischer Verfahren.

Kenntnisse der Mathematik:

• Lineare Algebra (Vektor- und Matrizenrechnung)
• Differentialrechnung im R^N
• (partielle) Differentialgleichungen

Lineare Algebra (IF-I-B002), Numerische Mathematik (IF-I-B026),
Digitale Bildverarbeitung (IF-I-M002)

Matlab für das Praktikum

Computergrafik und Bildverarbeitung (IF-I-B022), Integraltransformationen (IF-I-B024), Systemtheorie (IF-I-M302), Fortgeschrittene Numerische Mathematik (IF-I-M300)