KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der...
-
Upload
adelinde-alpha -
Category
Documents
-
view
106 -
download
2
Transcript of KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der...
KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg undnationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
„Anthropomatik: Von der Theorie zur Anwendung“
Proseminar
2 Jannik Steinbring
Übersicht
Formale Randbedingungen
Vorstellung der Themen
Verteilung der Themen
Hinweise zur Ausarbeitung
Hinweise zum Vortrag
3 Jannik Steinbring
Formale Anforderungen
Schriftliche Ausarbeitung5 Seiten, zweispaltigLaTeX (Vorlage auf der Homepage)PDF und LaTeX-Sourcen an Betreuer
Vortrag15 MinutenPowerPoint oder LaTeX (Vorlage auf der Homepage)Blockveranstaltungen
Anwesenheitspflicht bei allen Veranstaltungen
4 Jannik Steinbring
Ablauf des Seminars
ThemenauswahlThemen an Betreuer gebunden
RechercheEmpfohlene LiteraturEigenständige Recherche
Ausarbeitung
Vortrag
5 Jannik Steinbring
Meilensteine
Themenauswahl (heute)
AusarbeitungVorstellung des Themas und Gliederung (Di., 29. April)Erste ausformulierte Fassung (Di., 20.Mai)Endgültige Fassung (Di., 03. Juni)
VortragVortragsfolien erste Version (Di., 17. Juni)Vortrag Anfang Juli
6 Jannik Steinbring
Benotung
50% der Note für die Ausarbeitung
50% der Note für die Präsentation
Anrechenbarkeit: 3 LP
Deadlines sind hart
Plagiate führen zu sofortigem Ausschluss
7 Jannik Steinbring
Übersicht
Formale Randbedingungen
Vorstellung der Themen
Verteilung der Themen
Hinweise zur Ausarbeitung
Hinweise zum Vortrag
8 Jannik Steinbring
Repräsentation linearer dynamischer Systeme
AufgabenstellungEinarbeiten in die lineare SystemtheorieRecherche verschiedener RepräsentationenAusarbeiten von Umrechnung und ZweckmäßigkeitDokumentation im Sinne einer Ausarbeitung und Präsentation der Ergebnisse
Betreuer:Christof Chlebek, [email protected]
ThemenbeschreibungLineare dynamische Systeme bilden die Grundlage vieler
Verfahren aus verschiedensten Forschungsgebieten von A wie Automation bis Z wie Zeitreihenanalyse. Durch verschiedene Anwendungen sind auch unterschiedliche Darstellungen dieser Systemklasse entstanden, bspw. die Pol-Nullstellen-Repräsentation oder die Zustandsraumdarstellung.
Input Output
Input Output
9 Jannik Steinbring
Zeitkontinuierliche Optimale Regelung
AufgabenstellungEinarbeitung in die optimale RegelungErarbeitung des Verfahrens zur Lösung des optimalen RegelungsproblemsDarstellung von Vor- und Nachteilen dieses Ansatzes
Betreuer:Maxim Dolgov, [email protected]
ThemenbeschreibungOptimale Regelung ist ein optimierungsbasiertes
Regelungsverfahren, bei dem die Performance des geregelten Systems mittels einer Kostenfunktion bewertet wird. Der Reglerentwurf erfolgt dann so, dass diese Kostenfunktion ein globales Minimum annimmt. Für zeitkontinuierliche Systeme stellt das auf der Hamilton-Funktion basierende Verfahren eine wichtige Methode zur Lösung dieser Aufgabe dar.
10 Jannik Steinbring
Duale Quaternionen in der Kinematik
AufgabenstellungEinarbeiten in Quaternionen und duale Zahlen.Erarbeiten klassischer Darstellungen von Rotation und Translation.Herausarbeiten, wie duale Quaternionen zur Darstellung von Rotation und Translation genutzt werden können.Vergleich mit üblichen Darstellungen.
Betreuer:Igor Gilitschenski, [email protected]
BeschreibungZur gemeinsamen Darstellung von Translationen und
Rotationen erfreuen sich duale Quaternionen zunehmender Beliebtheit, insbesondere in Robotik- und Virtual Reality Anwendungen. Im Rahmen dieses Proseminars soll diese Darstellung erarbeitet und mit üblichen Darstellungen verglichen werden.
11 Jannik Steinbring
Richtungsstatistik
AufgabenstellungEinarbeitung in die Richtungsstatistik anhand von„Topics in Circular Statistics“ (Jammalamadaka, SenGupta, 2001)Überblick über die grundlegenden Ideen der RichtungsstatistikVorstellen der relevanten Wahrscheinlichkeitsverteilungen
Betreuer:Herr Gerhard Kurz, [email protected]
ThemenbeschreibungKonventionelle statistische Verfahren lassen sich für reelle
Größen einsetzen, sind aber ungeeignet, um periodische Größen oder Richtungen zu verarbeiten. Zu diesem Zweck existiert ein spezielles Teilgebiet der Statistik, die sogenannte Richtungsstatistik (directional statistics), welche in dieser Arbeit betrachtet werden soll. Richtungsstatistik hat beispielsweise Anwendungen in der Geologie, Medizin und in der Bioinformatik.
12 Jannik Steinbring
Ensemble Kalman Filter
AufgabenstellungVerständnis der Kalman Filter TheorieHerausarbeiten der dem EnKF zugrundeliegenden IdeeUntersuchung der Anwendung des EnKF am Canadian Meteorological Centre
Betreuer:Marc Reinhardt, [email protected]
ThemenbeschreibungDas Ensemble Kalman Filter (EnKF) wurde Ende der
neunziger Jahre als Alternative zum Kalman Filter entwickelt um die aufwendige Berechnung von großen Kovarianzmatrizen zu vermeiden. Seitdem wurde es in zahlreichen theoretischen Arbeiten verbessert und unter anderem in der Meteorologie praktisch angewendet.
13 Jannik Steinbring
Gütemaße für Multi-Object-Tracking
AufgabenstellungEinarbeiten in Abstandsmaße für ein ObjektDarauf aufbauend in zwei Abstandsmaße für mehrere ObjekteVor- und Nachteile beider Verfahren gegenüberstellen
Betreuer:Florian Pfaff, [email protected]
ThemenbeschreibungVerfolgt (trackt) man mehrere Objekte gleichzeitig, so arbeitet
man oft mit mehreren Punktschätzungen. Doch wie bewertet man nun das Schätzergebnis? Bei einem einzelnen Objekt nimmt man oft eine Art „Abstand“ zum wahren Wert. Gegenstand der Arbeit sind Abstandsmaße bei Vorliegen mehrere Objekte.
Schätzung
Schätzung
Schätzung
14 Jannik Steinbring
Parameterschätzung mittels ML und MAP
AufgabenstellungEinarbeiten in die Thematik der ParameterschätzungVorstellung der ML und MAP SchätzerGegenüberstellung der beiden Verfahren
Betreuer:Jannik Steinbring, [email protected]
ThemenbeschreibungDas Schätzen von unbekannten Parametern kommt in vielen
Bereichen zum Einsatz wie z.B. in der Spracherkennung, in den Ingenieurswissenschaften oder der Statistik. Im Rahmen dieses Proseminars soll die Maximum Likelihood (ML) und Maximum a-posteriori (MAP) Schätzung erarbeitet und vorgestellt werden.
15 Jannik Steinbring
Anwendbarkeit von Conceptual Clustering im Bereich der semantischen Wissensmodellierung
AufgabenstellungLiteraturrecherche zum Thema Conceptual Clustering.Ein Schwerpunkt soll dabei im Bereich COBWEWB [2] liegenAufarbeitung und Zusammenfassung der relevanten Literatur
Betreuer:Dipl.-Inform. Achim Kuwertz, [email protected]
ThemenbeschreibungAm Lehrstuhl IES werden Ansätze entwickelt, um die
semantischen Modellierung einer relevanten Umgebung für kognitive Systeme zu ermöglichen. Dabei spielen Konzepte eine wichtige Rolle. Diese repräsentieren Klassen von relevanten Objekten und sind in Hierarchien angeordnet. Ein Ziel der aktuellen Forschung ist die adaptive Erweiterung bzw. Anpassung solcher Hierarchien. Conceptual Clustering stellt einen für diesen Bereich relevanten Ansatz des maschinellen Lernens dar und soll hier näher betrachtet werden.
Referenzen:[1] Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Conceptual_clustering (http://en.wikipedia.org/wiki/File:Concept_tree.png)[2] Fisher, Douglas H. (1987). “Knowledge acquisition via incremental conceptual clustering". Machine Learning 2 (2): 139–172
Quelle [1]
16 Jannik Steinbring
Einfache, gitterbasierte, homomorphe Kryptoverfahren
AufgabenstellungEinarbeitung in die Grundlagen von gitterbasierten ProblemenVergleich von gitterbasierten Kryptoverfahren
Betreuer:Herr Matthias Nagel, [email protected]
ThemenbeschreibungHomomorphe Kryptoverfahren können dazu genutzt werden,
auf sensiblen, verschlüsselten Daten ohne Kenntnis des Schlüssels zu rechnen. Auf diese Weise kann die Datenverarbeitung an Dritte ausgelagert werden, da das Ergebnis ebenfalls nur verschlüsselt vorliegt und damit ausschließlich dem berechtigen Eigentümer zugänglich sind.
17 Jannik Steinbring
Anwendungen der Sichtprüfung außerhalb des sichtbaren Spektrums
Themenbeschreibung:
Einige Anwendungen zur Sichtprüfung offenbaren sich erst in Spektralbereichen, die für den Menschen nicht sichtbar sind. Viele Materialien verfügen hier über vollkommen andere optische Eigenschaften.
In dieser Arbeit sollen diese Unterschiede und deren Nutzen in der Sichtprüfung herausgearbeitet werden.Aufgabenstellung:Selbstständige Literaturrecherche zum ThemaVeranschaulichung durch BeispieleAufzeigen der Unterschiede zu
Anwendungen im sichtbaren Spektrum
Betreuer:Dipl.-Inform. Sebastian Höfer [email protected]
18 Jannik Steinbring
Bayesian calibration of computer models using Gaussian Process
AssignmentDescribe the basic principle of “Gaussian process” and how it can be used to calibrate the computer models.
Advisor:Chettapong janya-anurak, [email protected]
DescriptionIn engineering disciplines, technical processes are described by
using mathematical models, which are typically implemented in computer code. However, the simulation results from the computer models and the actual physical measurements are often distinguish.
“Gaussian Process”, which is widely-used for machine leaning, has been proposed as a potential method to calibrate the computer model.
19 Jannik Steinbring
Estimation of Distribution Algorithms (EDA)
AufgabenstellungEinordnung von EDA in den Stand der Technik für OptimierungsverfahrenKategorisierung der EDA-VerfahrenErarbeitung von ein bis zwei konkreten EDA-Algorithmen
Betreuer:Herr Masoud Roschani, [email protected]
ThemenbeschreibungBeim Design von z.B. Experimenten oder
Steuerungsalgorithmen werden Optimierungsalgorithmen für die Bestimmung von optimalen Parametern benötigt. EDA sind stochastische Optimierungsmethoden, die hierfür geeignet sind. Sie berechnen iterativ ein probabilistisches Modell, mit dem das Optimum geschätzt wird.
20 Jannik Steinbring
Single-Frame Face Super-Resolution
DescriptionFace super-resolution is used when the image resolution
no longer suffices for standard face recognition methods. Due to complex facial motions (e.g., facial expressions), general motion models for registration-based multi-frame super-resolution usually fail. Therefore, learning-based single-frame face super-resolution has become an emerging methodology over the last decade.
AssignmentsUnderstand the basic principles of the single-frame face super-resolution methodsDescribe & compare state-of-the-art approaches
Advisor:Mr. Chengchao Qu, [email protected]
Interpolation
SR
HR
C.-Y. Yang, S. Liu, M.-H. Yang, Structured Face Hallucination, CVPR'13
LR
21 Jannik Steinbring
SLAM in der Messtechnik
AufgabenstellungErarbeitung des Stand der Technik für SLAM VerfahrenErarbeitung des Stand der Technik für SLAM Anwendungen in der Messtechnik
Betreuer:Dipl.-Ing. Miro Taphanel, [email protected]
ThemenbeschreibungSLAM (Simultaneous Localization and Mapping) wurde für
die Robotik entwickelt, um sich in unbekannten Terrain zurecht zu finden. Eine vergleichbare Problematik existiert in der Messtechnik: Die Unsicherheit einer Messung setzt sich zusammen aus der Unsicherheit eines mechanischen Positionierungssystems und des Sensors selbst.
22 Jannik Steinbring
Rückgewinnung von Bildinformationen
AufgabenstellungEinarbeitung in die Grundlagen der Bildgewinnung und -kompressionWissenschaftliche Literaturrecherche nach geeigneten Verfahren zum Beheben von Rauschen und Artefakten für verschiedene Anwendungen
Betreuer:Herr Michael Teutsch, [email protected]
ThemenbeschreibungKamerarauschen und Kompressionsartefakte
können die Qualität von Bildern und Videos beeinträchtigen und die Weiterverarbeitung stören. Je nach Anwendung sind verschiedene Algorithmen mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Rückgewinnung der Bildinformation anwendbar.
23 Jannik Steinbring
Photometrisches Stereo
AufgabenstellungEinarbeitung in die Grundlagen des photometrischen StereoAusführliche Literaturrecherche zum Thema:
LichtquellenOberflächenmodellenRekonstruktionsmethoden
Betreuer:Herr Thomas Stephan, [email protected]
ThemenbeschreibungWerden Oberflächen aus verschiedenen Richtungen
beleuchtet, erscheinen diese, je nach Oberflächenausrichtung, Winkel der einfallenden Lichtstrahlen und Beobachtungswinkel der Kamera unterschiedlich hell. Diese Tatsache kann zur 3D-Rekonstruktion der Oberfläche genutzt werden.
24 Jannik Steinbring
Übersicht
Formale Randbedingungen
Vorstellung der Themen
Verteilung der Themen
Hinweise zur Ausarbeitung
Hinweise zum Vortrag
25 Jannik Steinbring
Übersicht
Formale Randbedingungen
Vorstellung der Themen
Verteilung der Themen
Hinweise zur Ausarbeitung
Hinweise zum Vortrag
26 Jannik Steinbring
Form der Ausarbeitung
Ausarbeitung ist wissenschaftliche ArbeitKeine UmgangsspracheKeine erste PersonVerwendete Literatur referenzieren (Literaturverzeichnis)Zitate kennzeichnen und referenzieren (mit Seitenangabe)
KonsistenzEinheitliche Verwendung von Symbolen Einheitliche Verwendung von Fachtermini
Abkürzungen erklären (nur gebräuchliche verwenden)
27 Jannik Steinbring
Grafiken in Ausarbeitung
Wenn möglich, Vektorgrafiken verwenden
Falls doch Pixelgrafiken, diese sinnvoll skalieren
Auf Qualität der eingebundenen Bilder achten
Beschriftung in Sprache der Ausarbeitung
Graphen vollständig beschriften (Achsen!)
Auch Grafiken müssen korrekt referenziert werden
Auf jede Tabelle, Grafik, etc. im Text Bezug nehmen
Unterschriften von Tabellen, Grafiken, etc. in ganzen Sätzen (Punkte!)
28 Jannik Steinbring
Übersicht
Formale Randbedingungen
Vorstellung der Themen
Verteilung der Themen
Hinweise zur Ausarbeitung
Hinweise zum Vortrag
29 Jannik Steinbring
Inhalt eines Vortrages
Vor dem Vortrag zu beachten:Wer hört zu?Welches Wissen kann vorausgesetzt werden?Was ist das Ziel des Vortrages?Welche Informationen sollen „hängenbleiben“?
Wissenschaftlicher Vortrag = keine Umgangssprache
30 Jannik Steinbring
Vortragslänge
Zeitbeschränkung beachten! (15 Min.)
Aber: Vortrag sollte auch nicht zu kurz sein
Viele Informationen Wenig Zeit
Konzentration auf das Wesentliche
31 Jannik Steinbring
Vortragsgliederung
BeginnBeginnen mit Titel und Gliederungsübersicht (ca. 2 Folien)Einleitung und Motivation (1-2 Folien)
Hauptteil
SchlussZusammenfassung und Ausblick (ca. 2 Folien)
Mit einem Dank für die Aufmerksamkeit schließen
32 Jannik Steinbring
Gestaltung von Folien (I)
Vorlage verwenden
Klare, einheitliche Gestaltung (Konsistenz)
Wenige Punkte pro Folie (nur Schlagworte)
Jeden Punkt auf einer Folie ansprechen
Nie mit einer ganz leeren Folie beginnen
Keine „Doppelüberschriften“
33 Jannik Steinbring
Gestaltung von Folien (II)
Plant
Controller
ActuatorSensor
Network Network
Grafiken und Bilder benutzenSo wenig Formeln wie möglichFarben
Verdeutlichung von Zusammenhängen
Achtung: Farben haben auch SymbolwerteRahmen
Name des Vortragenden
SeitenzahlAnimationen, Seitenübergänge, etc. gut wenn sinnvoll
, ansonsten weglassen
34 Jannik Steinbring
Folien – Schriftarten und -größen
8 Punkt
12 Punkt
18 Punkt20 Punkt24 Punkt28 Punkt
32 Punkt36 Punkt40 Punkt
8 Punkt
12 Punkt
18 Punkt20 Punkt
24 Punkt28 Punkt32 Punkt36 Punkt40 Punkt
Dieser Text istzu klein.Serifenlose Schrift (links)
Mind. 18 Punkt
35 Jannik Steinbring
Folien – Negatives Beispiel (I)
36 Jannik Steinbring
Folien – Negatives Beispiel (II)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-100
-50
0
50
100
150
200
37 Jannik Steinbring
Vortragsstil
Frei und flüssig sprechen
Zuschauer ansehen
Reaktionen der Zuhörer beachten
Seitlich neben der Projektionsfläche stehen (freie Sicht)
Hände nicht in den Taschen
An der Projektionsfläche erklären
Vortrag planen und üben