ELITE NETZWERK BAYERN

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   Internationale Nachwuchsforschergruppen

Visual Efficient Sensing for the Perception-Action Loop (VESPA)

TU München


Internationale Nachwuchsforschergruppe
an der Schnittstelle von
Neuro- und Ingenieurswissenschaften 


Leitung: Dr.-Ing. Michael Dorr


Kontakt: michael.dorr@elitenetzwerk.de


Projektdauer: 5 Jahre


Angliederung an das Programm des Elitenetzwerks Bayern:

Elitestudiengang „Neurosciences“


Kooperationsbeziehungen: 

  • Lehrstuhl für Mensch-Maschine-Kommunikation, TU München 
  • Institut für Neuro- und Bioinformatik, Lübeck
  • Schepens Eye Research Institute, Harvard Medical School
  • Center for Cognitive and Behavioral Brain Imaging, Ohio State University
  • Brain and Cognitive Sciences, MIT


Unsere natürliche visuelle Umwelt ist außerordentlich komplex. Um dieser Komplexität mit begrenzten neuronalen Ressourcen Herr zu werden, hat die Evolution verschiedene effiziente Strategien hervorgebracht. Die interdisziplinäre Internationale Nachwuchsforschergruppe "Visual Efficient Sensing for the Perception-Action Loop" hat es zum Ziel, neuartige Modelle dieser effizienten Strategien zu entwickeln. Grundsätzliche Fragestellungen zum normalen und zum klinisch beeinträchtigten Sehen sollen geklärt sowie Algorithmen des Maschinellen Sehens entwickelt werden.

Anders als eine Digitalkamera stellt unserer Netzhaut nur in der Fovea in der Mitte des Gesichtsfeldes alle Details dar, und zur Peripherie hin fällt die Auflösung dramatisch ab. Dennoch ist diese niedrig aufgelöste Peripherie überlebenswichtig, denn ein Großteil des Gesichtsfeldes wird nur von der Peripherie erfasst. Darüber hinaus muss das visuelle System anhand dieser Information entscheiden, wo die Szene mithilfe der Fovea und durch Augenbewegungen im Detail abgetastet werden soll. Die Nachwuchsforschergruppe wird Modelle des Zusammenspiels von peripherem und zentralem Sehen entwickeln und empirisch testen, wie eine Repräsentation der visuellen Welt während der aktiven Exploration dynamischer natürlicher Szenen erstellt wird.

Trotz aller Fortschritte ist die Leistung maschineller Sehsysteme in uneingeschränkten Umgebungen immer noch weit von der biologischer Systeme entfernt. Die in der Nachwuchsforschergruppe gewonnenen Erkenntnisse sollen daher zur Verbesserung von Computer Vision-Algorithmen genutzt werden. Trotz seiner Effizienz ist das menschliche Sehen allerdings auch anfällig dafür, dass durch Unaufmerksamkeit wichtige Informationen übersehen werden. Die Nachwuchsforschergruppe wird Algorithmen entwickeln, um solche Informationen automatisch zu erkennen, und interaktive Systeme implementieren, die die Aufmerksamkeit des Benutzers lenken. Derartige Systeme verändern den Bildschirminhalt innerhalb weniger Millisekunden in Abhängigkeit der kontinuierlich gemessenen Blickrichtung des Benutzers. Anwendungen finden sich in der Mensch-Maschine-Kommunikation und in der klinischen Rehabilitation. 

Kontakt
Dr.-Ing. Michael Dorr

Gefördert durch:
  • Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst
  • Elitenetzwerk Bayern:
  • seit 1. November 2014