"Kognitive Bildverarbeitung" - Eine Schlüsseltechnologie für persönliche Assistenzsysteme

01.01.2007 - 15.12.2009
Forschungsförderungsprojekt
Jedem von uns wird es schon passiert sein, Dinge verlegt zu haben. Technische Lösungen sind noch in weiter Ferne. Der nun bewilligte FSP ¿Kognitive Bildverarbeitung¿ beschäftigt sich genau mit dieser Thematik. Der Mensch soll durch ein Sehsystem unterstützt werden, das nicht nur Dinge finden kann, sondern auch die Zusammenhänge zwischen den Tätigkeiten der Person und den Dingen versteht. Dieses Verstehen von neuer Information und neuem Wissen ist der Kernpunkt des kognitiven Ansatzes der Bildverarbeitung. Die vorgeschlagenen Lösungswege basieren auf einem trans-disziplinären Ansatz. So sind Partner eingebunden aus der Theoretischen Informatik (TU Graz), Neurowissenschaft (Max-Planck-Institut Tübingen), künstlichen Intelligenz (ÖFAI, Wien), Maschinenlernen (MU Leoben), benutzer-orientierte Systemanalyse (CURE, Wien) als auch verschiedener Bereiche der Bildverarbeitung (ACIN & PRIP TU Wien, EMT & ICG TU Graz und Joanneum Research Graz). Ein Ansatzpunkt ist die Untersuchung des Zusammenspiels der verschiedenen Hirnregionen des Sehzentrums. Während einzelne Funktionen relativ gut untersucht sind, ermöglichen neue Analysemethoden tiefere Einblicke, die bekannte Hypothesen umstoßen. So ist für das menschliche Sehen die Erwartungshaltung enorm wichtig. Zum Beispiel, werden Gegenstände, die nicht in eine Umgebung passen, sehr viel schneller erkannt als in dieser Umgebung übliche Objekte. Aus dieser Untersuchung des einzigen ¿wirklich funktionierenden¿ Sehsystems, werden nun Computermodelle entwickelt, um Gegenstände unter den verschiedensten Rahmenbedingungen, wie die täglichen Lichtschwankungen, aber auch gegenstand-spezifische Zusammenhänge und Funktionen zu beschreiben. Ein wesentlicher Schwerpunkt ist das Erlernen dieser Modelle und Zusammenhänge. So wie man einem Kind einen neuen Gegenstand zeigt, so soll auch dem Benutzer die derzeit noch langwierige Einlernphase abgenommen werden. Ein weiterer Ansatzpunkt der Forschungsarbeiten ist die Analyse des Zusammenspiels der einzelnen Funktionen der Bildverarbeitung, insbesondere von Mechanismen zur Lenkung der Aufmerksamkeit, des Entdeckens und Identifizierens von Gegenständen, der Vorhersage von Bewegungen und Absichten des Benutzers, der Einbindung von Wissen über eine gegebene Situation, und der Entwicklung einer entsprechenden Reaktion des Systems. Die Koordination dieser Aufgaben erfolgt durch eine agenten-basierte Auslotung des Nutzens für die Gesamtfunktion. Die entwickelten Techniken werden in Prototypen eingebaut. In einer Studie wird abgeschätzt wie Nahe das Bildverarbeitungssystem den Erwartungen des Benutzers kommt. Ziel der nächsten drei Jahre ist es mitzuverfolgen, welche Dinge wo platziert wurden und Orte in einer bekannten Umgebung zu finden. So könnte der Benutzer das System fragen, wo die Kaffeetasse ist oder wo sich ein Geschäft in einer nicht bekannten Strasse befindet. In beiden Fällen bekäme er Unterstützung und würde hingeführt.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Information and Communication Technology

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Kognitives SehenCognitive Vision
Kategorisierungcategorisation
Erkennen von VerdeckungenOcclusion
Lernen in der Bildverarbeitunglearning in computer vision