Liste der Fachpublikationen

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Gutzeit, Enrico; Kloß, Enrico; Schröder, Andreas

3D-Registrierung zum Soll-Ist-Vergleich auf Basis unterschiedlicher Geometriedateiformate

2014

Paul, Lothar (Ed.) et al.: 3D-NordOst 2014 : 17. Anwendungsbezogener Workshop zur Erfassung, Modellierung, Verarbeitung und Auswertung von 3D-Daten. Berlin: GFaI, 2014, pp. 43-52

Anwendungsbezogener Workshop zur Erfassung, Modellierung, Verarbeitung und Auswertung von 3D-Daten (3D-NordOst) <17, 2014, Berlin, Germany>

Der Soll-Ist-Vergleich ist eine notwendige Maßnahme zur Sicherung der Qualität gefertigter Bauteile. Zur Automatisierung des Soll-Ist-Vergleiches sind eine einheitliche Repräsentation der Geometrie und eine robuste 3D-Registrierung notwendig. In diesem Beitrag wird eine Methode zur 3D-Registrierung auf Basis verschiedener Geometriedateiformate großer technischer Objekte vorgestellt. Ausgehend von einem Laserscan (Ist-Modell) und einem CAD-Format (Soll-Modell) wird eine einheitliche Dreiecksrepräsentation generiert. Anhand der einheitlichen Repräsentation, dem weitverbreiteten STL-Format, wird eine dreistufige 3D-Registrierung vorgenommen. In der ersten Stufe werden aus den Dreiecken geeignete Punkte generiert. In der zweiten Stufe werden die Punktwolken anhand von lokalen Merkmalen grob vorregistriert und in der letzten und dritten Stufe diese genau aufeinander registriert. Durch die Anbindung der Funktionalität an eine CAD/CAM Software, wie bspw. DCAM, ergeben sich eine einfach handhabbare 3D-Registrierung und eine Basis für einen anschließenden Soll-Ist-Vergleich.

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Flach, Guntram; Frenzel, Chathy

9. Rostocker eGovernment-Forum 2014 - Sicheres eGovernment: Herausforderung und Notwendigkeit

2014

Rostocker eGovernment-Forum <9, 2014, Rostock-Warnemünde, Germany>

Das 9. Rostocker eGovernment-Forum verfolgt das Ziel, anhand von Fachvorträgen und Praxisbeispielen neuartige Konzepte und Lösungen aus den Themenbereichen IT-Sicherheit, Open Government, mobile Anwendungen, Cloud Computing und Optimierung von Verwaltungsprozessen vorzustellen und Gelegenheit zu einem Gedanken- und Erfahrungsaustausch zu schaffen. Der vorliegende Tagungsband dokumentiert mit seinen Kurzfassungen ein anspruchsvolles Vortragsprogramm.

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Wesarg, Stefan; Jung, Florian; Steger, Sebastian

Abbildung anatomischen Wissens: Ein Kopf-/Hals-Atlas multipler gekoppelter Strukturen

2014

Endoskopie heute, Vol.27 (2014), 3, pp. 141-145

Medizinische Bilddaten enthalten anatomische Informationen. Die Extraktion derselben durch manuelles Markieren ist unter Berücksichtigung der Datenmenge vor allem bei radiologischen 3D-Bilddaten nicht mehr vernünftig durchführbar. Hier helfen computerbasierte, automatische Verfahren. Nicht alle anatomischen Regionen heben sich durch deutliche Kontrastunterschiede von der Umgebung ab. Dennoch sind Radiologen in der Lage, auch solche Bereiche in den Bilddaten zuzuordnen. Für automatisch ablaufende Algorithmen besteht dabei die Herausforderung, das anatomische Wissen eines klinischen Experten in einer für den Computer verständlichen Form zu repräsentieren. Für den Kopf-/Hals-Bereich haben wir ein solches Modell entwickelt, das anatomische Strukturen enthält, die miteinander gekoppelt sind. Das Modell repräsentiert diese hinsichtlich ihrer Form und Größe als auch ihrer relativen Lage zueinander. Dabei wird zwischen aktiven und passiven Strukturen unterschieden. Erstere repräsentieren deutlich von der Umgebung abgrenzbare Bildbereiche, letztere Regionen, die nur aufgrund ihrer relativen Lage zu anderen Organen identifizierbar sind. Der neue Modellierungsansatz ist dabei einerseits flexibler als klassische atlasbasierte Segmentierungsverfahren. Andererseits sind das neue Verfahren und das dafür entwickelte Framework generisch und können mit geringen Adaptionen auch für Fragestellungen jenseits des Kopf-/Hals-Bereichs eingesetzt werden.

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Abschlussbericht - MEMO Basis, Design und Shared Services

2014

Zielstellung und Schwerpunkt des Teilprojektes "MEMO Basis, Design und Shared Services" war die Entwicklung von Konzepten und die prototypische Umsetzung von Shared Services. Diese realisieren Basisdienste für höher aggregierte MEMO-Dienste Zu den Shared Services zählen Semantik-Dienste, Empfehlungsdienste, Aggregationsdienste und Profiling-Dienste. Aufbauend auf diesen Shared Services erstellte das IGD intelligente Supportdienste für die Kommunikation mit Experten, Dienste für die semantische Suche und proaktive Bereitstellung von Informationen sowie Game-Dienste zur Vermittlung von Handlungswissen. Das Fraunhofer IGD leistete im Teilprojekt außerdem Beiträge zur Entwicklung und Umsetzung der konzeptionellen Architektur des MEMO Referenz Portals, in welchem die verschiedenen Einzeldienste nach dem Cloud-Prinzip für unterschiedliche Anwendungen verfügbar gemacht wurden. Das Fraunhofer IGD war außerdem für die Koordination der Entwicklung der Use Case Beschreibungen für das Gesamtsystem und die einzelnen zu entwickelnden Dienste verantwortlich.

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Nazemi, Kawa; Fellner, Dieter W. (Betreuer); Wrobel, Stefan (Betreuer)

Adaptive Semantics Visualization

2014

Darmstadt, TU, Diss., 2014

Human access to the increasing amount of information and data plays an essential role for the professional level and also for everyday life. While information visualization has developed new and remarkable ways for visualizing data and enabling the exploration process, adaptive systems focus on users' behavior to tailor information for supporting the information acquisition process. Recent research on adaptive visualization shows promising ways of synthesizing these two complementary approaches and make use of the surpluses of both disciplines. The emerged methods and systems aim to increase the performance, acceptance, and user experience of graphical data representations for a broad range of users. Although the evaluation results of the recently proposed systems are promising, some important aspects of information visualization are not considered in the adaptation process. The visual adaptation is commonly limited to change either visual parameters or replace visualizations entirely. Further, no existing approach adapts the visualization based on data and user characteristics. Other limitations of existing approaches include the fact that the visualizations require training by experts in the field. In this thesis, we introduce a novel model for adaptive visualization. In contrast to existing approaches, we have focused our investigation on the potentials of information visualization for adaptation. Our reference model for visual adaptation not only considers the entire transformation, from data to visual representation, but also enhances it to meet the requirements for visual adaptation. Our model adapts different visual layers that were identified based on various models and studies on human visual perception and information processing. In its adaptation process, our conceptual model considers the impact of both data and user on visualization adaptation. We investigate different approaches and models and their effects on system adaptation to gather implicit information about users and their behavior. These are than transformed and applied to affect the visual representation and model human interaction behavior with visualizations and data to achieve a more appropriate visual adaptation. Our enhanced user model further makes use of the semantic hierarchy to enable a domain-independent adaptation. To face the problem of a system that requires to be trained by experts, we introduce the canonical user model that models the average usage behavior with the visualization environment. Our approach learns from the behavior of the average user to adapt the different visual layers and transformation steps. This approach is further enhanced with similarity and deviation analysis for individual users to determine similar behavior on an individual level and identify differing behavior from the canonical model. Users with similar behavior get similar visualization and data recommendations, while behavioral anomalies lead to a lower level of adaptation. Our model includes a set of various visual layouts that can be used to compose a multi-visualization interface, a sort of "'visualization cockpit"'. This model facilitates various visual layouts to provide different perspectives and enhance the ability to solve difficult and exploratory search challenges. Data from different data-sources can be visualized and compared in a visual manner. These different visual perspectives on data can be chosen by users or can be automatically selected by the system. This thesis further introduces the implementation of our model that includes additional approaches for an efficient adaptation of visualizations as proof of feasibility. We further conduct a comprehensive user study that aims to prove the benefits of our model and underscore limitations for future work. The user study with overall 53 participants focuses with its four conditions on our enhanced reference model to evaluate the adaptation effects of the different visual layers.

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Adaptive Visualization of Linked-Data

2014

Bebis, George (Ed.) et al.: Advances in Visual Computing. 10th International Symposium, ISVC 2014 : Proceedings, Part II. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2014. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8888), pp. 872-883

International Symposium on Visual Computing (ISVC) <10, 2014, Las Vegas, NV, USA>

Adaptive visualizations reduces the required cognitive effort to comprehend interactive visual pictures and amplify cognition. Although the research on adaptive visualizations grew in the last years, the existing approaches do not consider the transformation pipeline from data to visual representation for a more efficient and effective adaptation. Further todays systems commonly require an initial training by experts from the field and are limited to adaptation based either on user behavior or on data characteristics. A combination of both is not proposed to our knowledge. This paper introduces an enhanced instantiation of our previously proposed model that combines both: involving different influencing factors for and adapting various levels of visual peculiarities, on content, visual layout, visual presentation, and visual interface. Based on data type and users' behavior, our system adapts a set of applicable visualization types. Moreover, retinal variables of each visualization type are adapted to meet individual or canonical requirements on both, data types and users' behavior. Our system does not require an initial expert modeling.

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Adaptive Visualization of Social Media Data for Policy Modeling

2014

Bebis, George (Ed.) et al.: Advances in Visual Computing. 10th International Symposium, ISVC 2014 : Proceedings, Part I. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2014. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8887), pp. 333-344

International Symposium on Visual Computing (ISVC) <10, 2014, Las Vegas, NV, USA>

The visual analysis of social media data emerged a huge number of interactive visual representations that use different characteristics of the data to enable the process of information acquisition. The social data are used in the domain of policy modeling to gather information about citizens' demands, opinions, and requirements and help to decide about political policies. Although existing systems already provide a huge number of visual analysis tools, the search and exploration paradigm is not really clear. Furthermore, the systems commonly do not provide any kind of human centered adaptation for the different stakeholders involved in the policy making process. In this paper, we introduce a novel approach that investigates the exploration and search paradigm from two different perspectives and enables a visual adaptation to support the exploration and analysis process.

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Peter, Christian; Prophet, Heinrich; Haescher, Marian

AktiDia - Aktivitätsmessung in der Dialyse

2014

Bieber, Gerald (Ed.) et al.: WOAR 2014 : Proceedings of the Workshop on Sensor-based Activity Recognition. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2014, pp. 80-96

Workshop on Sensor-Based Activity Recognition (WOAR) <1, 2014, Rostock, Germany>

Im Rahmen der klinischen Studie AktiDia wurden Dialyse-Patienten mit verschiedenen Sensoren zur Erfassung der körperlichen Aktivität ausgestattet. Die Studie verfolgte drei Fragestellungen: zum einen wurde untersucht, wie verschiedene Aktivitätssensoren von Patienten angenommen werden und welche Eigenschaften ein Sensor für die Überwachung körperlicher Aktivität von Dialysepatienten haben sollte, um eine möglichst hohe Akzeptanz zu erlangen. Zweitens wurde das Aktivitätsverhalten von Dialysepatienten über einen Zeitraum von einer Woche untersucht, wobei insbesondere charakteristische Merkmale der Aktivitäten an Dialysetagen und den Tagen zwischen den Behandlungen betrachtet wurden sowie entsprechende Korrelationen zum Nachtschlaf der Patienten. Drittens wurde untersucht, ob und wie sich das Tragen eines Aktivitätssensors auf das Aktivitätsverhalten von Dialysepatienten auswirkt.

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Große-Puppendahl, Tobias; Beck, Sebastian; Wilbers, Daniel; Zeiß, Steeven; Wilmsdorff, Julian von; Kuijper, Arjan

Ambient Gesture-Recognizing Surfaces with Visual Feedback

2014

Streitz, Norbert (Ed.) et al.: Distributed, Ambient, and Pervasive Interactions : DAPI 2014. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2014. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8530), pp. 97-108

International Conference on Distributed, Ambient and Pervasive Interactions (DAPI) <2, 2014, Heraklion, Crete, Greece>

In recent years, gesture-based interaction gained increasing interest in Ambient Intelligence. Especially the success of camera-based gesture recognition systems shows that a great variety of applications can benefit significantly from natural and intuitive interaction paradigms. Besides camera-based systems, proximity-sensing surfaces are especially suitable as an input modality for intelligent environments. They can be installed ubiquitously under any kind of non-conductive surface, such as a table. However, interaction barriers and the types of supported gestures are often not apparent to the user. In order to solve this problem, we investigate an approach which combines a semi-transparent capacitive proximity-sensing surface with an LED array. The LED array is used to indicate possible gestural movements and provide visual feedback on the current interaction status. A user study shows that our approach can enhance the user experience, especially for inexperienced users.

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Anatomical Discovery: Finding Organs in the Neighborhood of the Liver

2014

Romero, Laura M. Roa (Ed.): XIII Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing : MEDICON 2013. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2014. (IFMBE Proceedings 41), pp. 348-351

The Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing (MEDICON) <13, 2013, Seville, Spain>

Image segmentation and registration algorithms are fundamental to assist medical doctors for better treatment of the patients. To this end accuracy in the results given by those algorithms is crucial. The surroundings of the organ to be segmented or registered can provide additional information that at the end improves the result. In this paper a novel algorithm to detect the organs that surround the liver is introduced. Even though our work is focused on the liver, the algorithm could be extended to other parts of the body. The algorithm has been tested in 24 clinical CT datasets. In addition to this, an example application is introduced for which the detection is a useful tool.