Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten

Prof. Dr. Wolfgang Konen, Angewandte Informatik und Mathematik

Themenangebote

Themenangebote Computational Intelligence, Data Mining, Prognose, Spiele (Forschungsprojekte CIOP & SOMA)

Reinforcement Learning mit N-Tupel-Systemen für "4-Gewinnt" (mehr...)
Einsatz von Reinforcement Learning für strategische Brettspiele am Beispiel von "4-Gewinnt" (bereits vergeben, mehr...)
Anwendung des Random Forest Lernverfahren auf die Prognose von Flugbuchungen (in Kooperation mit Fa. NuTech Solutions, Dortmund) (mehr...)
Anwendung hybrider neuronaler Lernverfahren auf die Prognose von Flugbuchungen (mehr...)
Verschiedene Themenangebote im Rahmen von Prognose in WAPSCIENCE: (mehr...)

Voraussetzungen: Für viele der Arbeiten sind Kenntnisse Data Mining (etwa durch WPF DMC bei Thomas Bartz-Beielstein und mir) oder Neuronaler Netze (etwa im Umfang der WPFs NN1 + NN2 bei Hartmut Westenberger) sowie Java hilfreich. Bei manchen Themen ist auch Erfahrung in der Statistiksprache R nützlich

Themenangebote Bildverarbeitung (Forschungsprojekt BV-3D-Endo und Objektregistrierung)

Themen und Zielsetzungen bereits durchgeführter Arbeiten im Forschungsprojekt BV-3D-Endo

Abstracts und PDFs bereits durchgeführter Arbeiten im Forschungsprojekt BV-3D-Endo

Aufbauend auf einem existierenden Mosaicing-Verfahren stehen folgende Weiterentwicklungen zur Bearbeitung an:

Weitere Themen aus dem Bereich Bildverarbeitung (hier insbesondere Image Mosaicing) auf Anfrage

Voraussetzungen: Für viele der Arbeiten sind Grundkenntnisse in Bildverarbeitung und ImageJ (zum Beispiel vermittelt im WPF "Bildverarbeitung und Algorithmen") sowie Java hilfreich.

Externe Themen

Vorschläge für Diplom- oder Bachelorarbeiten in externen Unternehmen / Institutionen nehme ich gerne entgegen. Idealerweise fallen die Themenstellungen in eines meiner Interessensgebiete.

Falls Sie hierzu noch einen Betreuer suchen, so können Sie mich gerne ansprechen (Sprechstunde oder E-Mail)!

Durchgeführte Arbeiten

Arbeiten, die ich als Erstkorrektor betreut habe (chronologisch):

Datum	Autor	Thema (DA=Diplomarbeit, BA=Bachelorarbeit, MT=Master-Thesis)
Juni 2009	Eugen Sewergin	MT Optimierung eines neuen Logarithmic-Search-Verfahrens zum Image Mosaicing unter Einsatz des CUDA-Frameworks (PDF 1.5MB / Vortrag)
Feb 2009	Jannis Bloemendal	DA Schnelle Verfahren zur Objektregistrierung in der Bildverarbeitung am Beispiel der Gesichtsstabilisierung (Abstract / Paper / PDF, 4.6MB!)
Nov 2008	Sangit Bela Gupta	DA Untersuchung eines neuen Pixelvergleichsmaßes zur Optimierung eines bestehenden Image-Mosaicing-Verfahrens endoskopischer Aufnahmen (Abstract / PDF, 6.7MB!)
Okt 2008	Jan Philipp Schwenck	DA Reinforcement Learning zum maschinellen Erlernen von Brettspielen am Beispiel des Strategiespiels „4-Gewinnt“ (Paper / PDF)
Aug 2008	Christian Zimmermann	DA Implementierung einer Benutzerschnittstelle zur medizinischen Evaluierung eines Image Mosaicing-Verfahrens in der Endoskopie (PDF)
Aug 2008	Marco Polak	DA Entwicklung einer Gestenerkennung auf Basis des Beschleunigungssensors in der Wii Remote (PDF)
Juli 2008	Patrick Fischer	MT Analyse und Ewntwicklung optischer Trackingverfahren für das dreidimensionale Skizzieren in der virtuellen Produktentwicklung (PDF 9.2MB / Paper)
Aug 2007	Alexander Stroick	BA Optimierung des Metadatenmanagements eines Fernsehsenders zur verbesserten Archiv-Recherche (Abstract / PDF 2.5MB) (1. Platz im RTL-Förderpreis 2008)
Mai 2007	Martin Naderi	BA Implementierung eines Echtzeitverfahrens zur Erstellung von Bildmosaiken aus endoskopischen Videosequenzen (Abstract / Paper / PDF)
Mär 2007	Adrian Dietzel	DA Entwicklung eines JOGL-basierten Frameworks zur Darstellung von Game Physics (Abstract / Paper / PDF)
Jan 2007	Bastian Müller	DA Konzeption und Realisierung eines E-Learning Planspiels zur Erlernung der Mechanismen des Emissionshandels
Aug 2006	Beate Breiderhoff	MT Verfahren zum automatisierten Image Mosaicing bei endoskopischen Videoaufnahmen (Abstract / Paper)
Juli 2005	Eugen Reinus	DA Vergleichende Untersuchung von Multi-Task-Learning zu herkömmlichen neuronalen Netzen am Beispiel der Prognose (3. Platz im Kienbaum-Förderpreis 2006)

Arbeiten, die ich als Zweitkorrektor betreut habe (chronologisch):

Datum	Autor	Thema (DA=Diplomarbeit, BA=Bachelorarbeit, MT=Master-Thesis)	Erstkorrektor
Feb 2009	Florian Gebauer	BA Photorealistic Exterior Design - Wie erstellt man fotorealistische Außenbereiche mit Hilfe der 3D Software Maya ?	Stenzel
Aug 2007	Michaela Fege	DA Hybride neuronale Prognose und Anwendung auf Kläranlagendaten	Westenberger
Aug 2006	Manuel Klöckner	DA Konzipierung und Test technischer Analysekennzahlen für die modellgestützte Prognose von Aktienkaufempfehlungen	Westenberger
Juli 2006	Andreas Lehmann	BA Entwicklung eines Systems zur automatischen Extraktion von Merkmalsvektoren für die prosodische Steuerung von Sprachsynthese-Systemen	Plassmann
Aug 2005	Serhat Cinar	DA Entwicklung einer Methodologie für ein hybrides neuronales Prognosesystem und Test an Anwendungsbeispielen (2. Platz im Kienbaum-Förderpreis 2006)	Westenberger
Feb 2005	Anna Klassen	BA Evaluation der Einsetzbarkeit lernfähiger neuronaler Netze für das strategische Brettspiel „4-Gewinnt“	Westenberger

Arbeiten, die im Labor für Mathematik (mit Unterstützung von Peter Wagner) durchgeführt wurden:

Datum	Autor	Thema (DA=Diplomarbeit, BA=Bachelorarbeit)	Betreuer
Juli 2005	Liane Ziethen-Aksoy	DA Modellierung raumbezogener Informationen mit Dreiecksnetzen	Roehrig / Faeskorn

Bereits durchgeführte Arbeiten im Forschungsprojekt BV-3D-Endo:

Datum	Autor	Thema (DA=Diplomarbeit, BA=Bachelorarbeit, MT=Master-Thesis)
Juni 2009	Eugen Sewergin	MT Optimierung eines neuen Logarithmic-Search-Verfahrens zum Image Mosaicing unter Einsatz des CUDA-Frameworks (PDF 1.5MB / Vortrag)
Feb 2009	Jannis Bloemendal	DA Schnelle Verfahren zur Objektregistrierung in der Bildverarbeitung am Beispiel der Gesichtsstabilisierung (Abstract / Paper / PDF, 4.6MB!)
Nov 2008	Sangit Bela Gupta	DA Untersuchung eines neuen Pixelvergleichsmaßes zur Optimierung eines bestehenden Image-Mosaicing-Verfahrens endoskopischer Aufnahmen (Abstract / PDF, 6.7MB!)
Aug 2008	Christian Zimmermann	DA Implementierung einer Benutzerschnittstelle zur medizinischen Evaluierung eines Image Mosaicing-Verfahrens in der Endoskopie (PDF)
Juli 2008	Patrick Fischer	MT Analyse und Ewntwicklung optischer Trackingverfahren für das dreidimensionale Skizzieren in der virtuellen Produktentwicklung (Paper)
Mai 2007	Martin Naderi	BA Implementierung eines Echtzeitverfahrens zur Erstellung von Bildmosaiken aus endoskopischen Videosequenzen (Abstract / Paper / PDF)
Aug 2006	Beate Breiderhoff	MT Verfahren zum automatisierten Image Mosaicing bei endoskopischen Videoaufnahmen (Abstract / Paper)

Zusammenfassungen

Jannis Bloemendal, Februar 2009:

Schnelle Verfahren zur Objektregistrierung in der Bildverarbeitung am Beispiel der Gesichtsstabilisierung

This work describes fast image registration methods applied to face stabilisation. For comparison of registration accuracy we develop a new measure, which represents the visual perception. To evaluate the methods an extensive test set of image sequences is created. An optimization of an existing algorithm and a new method based on logarithmic search and normalized cross correlation is provided. The new method accomplishs good results and is capable to create superresolution images of an image sequence. It is shown that the superresolutionimproves face recognition, especially in cases where the original image sequence is of low quality (noise, insufficient lighting or poor resolution).

(Paper / PDF, 4.6MB!)

Sangit Bela Gupta, November 2008:

Untersuchung eines neuen Pixelvergleichsmaßes zur Optimierung eines bestehenden Image-Mosaicing-Verfahrens endoskopischer Aufnahmen

Diese Arbeit untersucht ein neu entwickeltes Pixelvergleichsmaß zur Verbesserung einer Image-Mosaicing-Software für endoskopische Aufnahmen. Aus den Farbinformationen eines Pixels wird ein Vektor gewonnen, der auf dem Verhältnis seiner Farbwerte und dem Verhältnis seiner Helligkeit in Relation zur Umgebungshelligkeit beruht. Dadurch soll dem bei der Endoskopie oftmals auftretenden Beleuchtungsproblem effektiv begegnet werden. In mehreren Tests wird das RGB-Maß mit der bisher angewandten reinen Grauwertverarbeitung verglichen. Hierbei zeigen sich deutliche Vorteile. Insbesondere können Pixel in konsekutiven Frames auch bei stark variierender Beleuchtung wieder aufgefunden werden.

(PDF, 6.7MB!)

Martin Naderi, Mai 2007:

Implementierung eines Echtzeitverfahrens zur Erstellung von Bildmosaiken aus endoskopischen Videosequenzen
Bei endoskopischen Operationen ist es oft wichtig, aus Videosequenzen, die mehreren Aufnahmen unter einem eher beengten Gesichtsfeld enthalten, ein Übersichtsbild zu erstellen, in dem mehrere kleine Bilder automatisch zu einem größeren Bildmosaik zusammenmontiert sind. Hierbei wurde auf eine bestehende Implementierung in Matlab (nicht echtzeitfähig), die auf den Methoden des Optical Flow beruht, zurückgegriffen. Ziel war die Umsetzung in Java und Performanceoptimierung. Ergebnis der Arbeit ist die Erstellung einer ausbaufähigen, objektorientierten Software in Java, die gegebene Videodaten automatisch in Echtzeit (ca. 30 Frames/s) verarbeitet.

(Paper / PDF)

Adrian Dietzel, März 2007:

Entwicklung eines JOGL-basierten Frameworks zur Darstellung von Game Physics
Im Umfang der Diplomarbeit wird ein Rahmenwerk (Framework) für das Wahlpflichtfach „Spiele, Simulation, dynamische Systeme“ erstellt, in dem mittels Java und OpenGL mit wenig Aufwand komplexe Spiele-Physiksimulationen (Game Physics) erstellt werden können. Das Framework basiert hierbei auf dem Java-Binding JOGL, welches eine Schnittstelle zwischen Java und OpenGL darstellt. Da das neue Framework in Java entwickelt wird, sind ausführliche Performanceuntersuchungen bezüglich des alten C/C++ -Frameworks und des neuen Frameworks ein weiterer Bestandteil der Diplomarbeit. Abschließend wird exemplarisch eine dynamische 2D-Rauch Simulation basierend auf „Real-Time Fluid Dynamics“ im neuen Framework realisiert.

(Paper / PDF)

Beate Breiderhoff, August 2006:

Verfahren zum automatisierten Image Mosaicing bei endoskopischen Videoaufnahmen

In diesem Beitrag wird ein automatisiertes Verfahren zur Registrierung und anschließender Panoramaerstellung bei endoskopischen Videoaufnahmen beschrieben. Ein bereits existierendes Verfahren [Szeliski'94] wird um die Einbeziehung der endoskoptypischen Maske erweitert und um einen hierarchischen Ansatz ergänzt. Die Minimierung der Grauwertdifferenzen der zu registrierenden Bilder erfolgt gemäß Levenberg-Marquardt-Algorithmus. Das erweiterte Verfahren wird umgesetzt und anschließend ersten exemplarischen Tests mit Einzelbildern unterzogen, um seine grundsätzliche Eignung für Endoskopbilder zu prüfen. Im Ausblick wird ein Konzept für weiterreichende, automatisierte Test unterbreitet. Fernziel ist die Schaffung innovativer Echtzeit-Bildverarbeitungslösungen für die Unterstützung des endoskopischen Operateurs.

(Paper)

Eugen Reinus, Juli 2005:

Vergleichende Untersuchung von Multi-Task-Learning zu herkömmlichen neuronalen Netzen am Beispiel der Prognose

Beim Multitask-Learning (MTL) werden verschiedene, zueinander in Beziehung stehende Aufgaben (Tasks) von einem Neuronalen Netz gleichzeitig gelernt. Dadurch können MTL-Netze auch bei stark gestörten Inputdaten besser generalisieren. Die Originalarbeiten von R. Caruana wenden diese Technik auf Klassifikationsprobleme an. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde diese Technik erstmals für die Prognose von Zeitreihen adaptiert und genutzt. Am Beispiel der Prognose von Flugbuchungen, einem umfangreichen Realwelt-Problem mit typischen, starken Störeinflüssen, wird gezeigt, dass MTL-Netze eine bessere Generalisierungsleistung liefern als konventionelle Backprop-Netze. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde ein Java-basierter Neural-Net-Trainer entwickelt, der neben konventionellem Backprop auch die Besonderheiten des MTL-Verfahrens abbildet.