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Semantic Image Segmentation Combining Visible and Near-Infrared Channels with Depth Information
(2015)
Image understanding is a vital task in computer vision that has many applications in areas such as robotics, surveillance and the automobile industry. An important precondition for image understanding is semantic image segmentation, i.e. the correct labeling of every image pixel with its corresponding object name or class. This thesis proposes a machine learning approach for semantic image segmentation that uses images from a multi-modal camera rig. It demonstrates that semantic segmentation can be improved by combining different image types as inputs to a convolutional neural network (CNN), when compared to a single-image approach. In this work a multi-channel near-infrared (NIR) image, an RGB image and a depth map are used. The detection of people is further improved by using a skin image that indicates the presence of human skin in the scene and is computed based on NIR information. It is also shown that segmentation accuracy can be enhanced by using a class voting method based on a superpixel pre-segmentation. Models are trained for 10-class, 3-class and binary classification tasks using an original dataset. Compared to the NIR-only approach, average class accuracy is increased by 7% for 10-class, and by 22% for 3-class classification, reaching a total of 48% and 70% accuracy, respectively. The binary classification task, which focuses on the detection of people, achieves a classification accuracy of 95% and true positive rate of 66%. The report at hand describes the proposed approach and the encountered challenges and shows that a CNN can successfully learn and combine features from multi-modal image sets and use them to predict scene labeling.
This presentation gives an overview of current research in the area of high quality rendering and visualization at the Institute of Visual Computing (IVC). Our research facility has some unique software and hardware installations of which we will describe a large, ultra- high resolution (72 megapixel) video wall in this presentation.
Solar energy is one option to serve the rising global energy demand with low environmental impact.1 Building an energy system with a considerable share of solar power requires long-term investment and a careful investigation of potential sites. Therefore, understanding the impacts from varying regionally and locally determined meteorological conditions on solar energy production will influence energy yield projections. Clouds are moving on a short term timescale and have a high influence on the available solar radiation, as they absorb, reflect and scatter parts of the incoming light.2 However, the impact of cloudiness on photovoltaic power yields (PV) and cloud induced deviations from average yields might vary depending on the technology, location and time scale under consideration.
Hand speed is particularly important in boxing both for protection against incoming blows and delivering blows. Sixteen amateur boxers (10 male, 6 female) with varying levels of experience from a boxing gym performed 20 jabs and 20 cross punches in air. The movement was recorded with a small wrist mounted accelerometer under the glove. The maximum velocity of each punch was determined from the RMS acceleration profile. The mean values of the jab maximal velocity was higher than the cross maximal velocity for 9 participants. The cross showed some dependence on reach (Spearman's correlation coefficient r = 0.57) and the jab dependence on experience (Spearman's correlation coefficient r = 0.56). The accelerometer technique has some promise for routine assessment of fist speed.
Durch Dotierung eines nematischen Flüssigkristalles mit einer chiralen Substanz wird eine helikal strukturierte Phase induziert, die in der Lage ist, einfallendes Licht wellenlängenselektiv zu reflektieren. Bei der Reaktion des Dotiermittels mit einem gasförmigen Analyten verändern sich die Ganghöhe dieser Struktur und damit die reflektierte Wellenlänge. Liegt diese im Bereich des sichtbaren Lichts, ist eine Farbänderung mit dem menschlichen Auge zu beobachten. Es ist dabei sinnvoll den Flüssigkristall z.B. in einem Polymer einzukapseln, um ihn vor mechanischen Einflüssen und Umwelteinflüssen zu schützen. Eine Möglichkeit zur Einkapselung ist das koaxiale Elektrospinnen. Vorteile sind unter anderem die Realisierung einer großen Oberfläche und einer sehr geringen Wanddicke der schützenden Schale, die die Diffusion von Gasen durch die Wand hindurch ermöglicht. Um die Funktionsfähigkeit eines solchen Sensors zu testen, wurde ein CO2-sensitiver Flüssigkristall verwendet. Dieser wurde in eine Schale aus Polyvinylpyrrolidon (PVP) versponnen und die Reaktion mit CO2 spektroskopisch analysiert.
Familienunternehmen tragen maßgeblich zur Bruttowertschöpfung der Bundesrepublik Deutschland bei: der Anteil von Familienunternehmen an allen Unternehmen der deutschen Volkswirtschaft am Ende des Jahres 2010 betrug etwa 78 % bei einem Anteil von 56 % an der Gesamtbeschäftigung. Bei allen Familienunternehmen kommt es früher oder später zu einem Wechsel der Leitung und des Eigentums. Die Unternehmensnachfolge ist unvermeidlicher Bestandteil des Lebenszyklus eines Familienunternehmens. Im Zeitraum von 2014 bis 2018 werden pro Jahr etwa 27.000 Nachfolgen in deutschen Familienunternehmen prognostiziert: dies bedeutet rein mathematisch im Durchschnitt etwa eine Nachfolge alle zwanzig Minuten.
Aktuelle Studien prognostizieren bis zum Jahr 2018 etwa 27.000 Nachfolgen in deutschen Familienunternehmen pro Jahr. Dieses Buch unterstützt Sie bei der Herausforderung Unternehmensnachfolge in allen wichtigen betriebswirtschaftlichen, rechtlichen, organisatorischen, steuerlichen und psychologischen Fragen und bei der Umsetzung Ihrer individuellen Nachfolgestrategie.
Für das IT-Service-Management, also für die Maßnahmen zur Planung, Überwachung und Steuerung der Effektivitat und Effizienz von IT-Services, existieren Standardprozessmodelle wie beispielsweise ITIL oder MOF. Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) können für das IT-Service-Management oftmals nicht die IT-Service-Management-Prozesse aus ITIL oder MOF nutzen, da der zusätzliche administrative Aufwand zur Nutzung für diese Unternehmen meist nicht rentabel ist. Dies ist ein entscheidender Wettbewerbsnachteil, da die Aufgaben und Themen im IT-Service-Management für KMU der in großen Unternehmen sehr ähnlich sind.
Die Autoren ermitteln in diesem Beitrag typische Anforderungen an das IT-Service-Management in KMU, entwickeln anschliesend ein für KMU geeignetes Prozessmodell für das IT-Service-Management, das sich aus ITIL ableitet, und beschreiben abschließend die exemplarische Einführung in einem Unternehmen.
TinyECC 2.0 is an open source library for Elliptic Curve Cryptography (ECC) in wireless sensor networks. This paper analyzes the side channel susceptibility of TinyECC 2.0 on a LOTUS sensor node platform. In our work we measured the electromagnetic (EM) emanation during computation of the scalar multiplication using 56 different configurations of TinyECC 2.0. All of them were found to be vulnerable, but to a different degree. The different degrees of leakage include adversary success using (i) Simple EM Analysis (SEMA) with a single measurement, (ii) SEMA using averaging, and (iii) Multiple-Exponent Single-Data (MESD) with a single measurement of the secret scalar. It is extremely critical that in 30 TinyECC 2.0 configurations a single EM measurement of an ECC private key operation is sufficient to simply read out the secret scalar. MESD requires additional adversary capabilities and it affects all TinyECC 2.0 configurations, again with only a single measurement of the ECC private key operation. These findings give evidence that in security applications a configuration of TinyECC 2.0 should be chosen that withstands SEMA with a single measurement and, beyond that, an addition of appropriate randomizing countermeasures is necessary.
Die Vielzahl der Möglichkeiten, um mit Kunden in den Dialog zu treten, ist erheblich gestiegen. Unternehmen sind deshalb gefordert, die verschiedenen Kontaktkanäle mit ihren Kunden systematisch zu managen. Im Mittelpunkt steht dabei der Informations- und Entscheidungsprozess des Kunden, der als Customer Journey bezeichnet wird. Diese Journey ist definiert als Prozess zwischen dem ersten Kaufimpuls und der Kaufentscheidung. Dieser Prozess ist charakterisiert von der Nutzung verschiedener Medien bzw. Kontaktkanäle. Kunden nutzen die Kontaktkanäle, die ihnen in der aktuellen Situation als sehr einfach bzw. bequem erscheinen und zu ihren spezifischen Anliegen (Fragen zum Produkt, Bestellung etc.) passen. Erfahrungen zeigen, dass sich zwar Grundmuster identifizieren lassen, ansonsten die Wege der Kunden jedoch sehr individuell sein können.
Die fortschreitende Internationalisierung entlang von Wertschöpfungsketten erfordert vielfältige grenzüberschreitende dauerhaft erfolgreiche Geschäftsbeziehungen. Diese beruhen auf Kontakten zwischen Führungskräften und Mitarbeitern aus unterschiedlichen (Landes-) Kulturen. Die aus fehlender interkultureller Kompetenz entstehenden Probleme wirken sich negativ auf die Geschäftsanbahnungen und Verhandlungen aus und können bis zum Abbruch der Geschäftsbeziehungen führen. Aus diesem Grund wird die interkulturelle Kompetenz international agierender Organisationen zukünftig zu einem noch wichtigerem Erfolgsfaktor.
Ausgehend vom Stand der Forschung wurde im Rahmen einer Feldstudie der aktuelle Stand der Kompetenz von Organisationen ermittelt.
In this paper, a set of micro-benchmarks is proposed to determine basic performance parameters of single-node mainstream hardware architectures for High Performance Computing. Performance parameters of recent processors, including those of accelerators, are determined. The investigated systems are Intel server processor architectures as well as the two accelerator lines Intel Xeon Phi and Nvidia graphic processors. Results show similarities for some parameters between all architectures, but significant differences for others.
Work in progress: Starter-project for first semester students to survey their engineering studies
(2015)
The steadily decreasing prices of display technologies and computer graphics hardware contribute to the increasing popularity of multiple-display environments, like large, high-resolution displays. It is therefore necessary that educational organizations give the new generation of computer scientists an opportunity to become familiar with this kind of technology. However, there is a lack of tools that allow for getting started easily. Existing frameworks and libraries that provide support for multi-display rendering are often complex in understanding, configuration and extension. This is critical especially in educational context where the time that students have for their projects is limited and quite short. These tools are also rather known and used in research communities only, thus providing less benefit for future non-scientists. In this work we present an extension for the Unity game engine. The extension allows – with a small overhead – for implementation of applications that are apt to run on both single-display and multi-display systems. It takes care of the most common issues in the context of distributed and multi-display rendering like frame, camera and animation synchronization, thus reducing and simplifying the first steps into the topic. In conjunction with Unity, which significantly simplifies the creation of different kinds of virtual environments, the extension affords students to build mock-up virtual reality applications for large, high-resolution displays, and to implement and evaluate new interaction techniques and metaphors and visualization concepts. Unity itself, in our experience, is very popular among computer graphics students and therefore familiar to most of them. It is also often employed in projects of both research institutions and commercial organizations; so learning it will provide students with qualification in high demand.
Gabriel sollte "nein" sagen
(2015)
Der Einsatz von Agentensystemen ist vielfältig, dennoch sind aktuelle Realisierungen lediglich in der Lage primär regelkonformes oder aber „geskriptetes“ Verhalten auch unter Einsatz von randomisierten Verfahren abzubilden. Für eine realistische Repräsentation sind jedoch auch Abweichungen von den Regeln notwendig, die nicht zufällig sondern kontextbedingt auftreten. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde ein realitätsnaher Straßenverkehrssimulator realisiert, der mittels eines detailliert definierten Systems für kognitive Agenten auch diese irregulären Verhaltensweisen generiert und somit ein realistisches Verkehrsverhalten für die Verwendung in VR-Anwendungen simuliert. Durch das Erweitern der Agenten mit psychologischen Persönlichkeitsprofilen, basierend auf dem „Fünf-Faktoren-Modell“, zeigen die Agenten individualisierte und gleichzeitig konsistente Verhaltensmuster. Ein dynamisches Emotionsmodell sorgt zusätzlich für eine situationsbedingte Adaption des Verhaltens, z.B. bei langen Wartezeiten. Da die detaillierte Simulation kognitiver Prozesse, der Persönlichkeitseinflüsse und der emotionalen Zustände erhebliche Rechenleistungen verlangt, wurde ein mehrschichtiger Simulationsansatz entwickelt, der es erlaubt den Detailgrad der Berechnung und Darstellung jedes Agenten während der Simulation stufenweise zu verändern, so dass alle im System befindlichen Agenten konsistent simuliert werden können. Im Rahmen diverser Evaluierungsiterationen in einer bestehenden VR-Anwendung – dem FIVIS-Fahrradfahrsimulator des Antragstellers - konnte eindrucksvoll nachgewiesen werden, dass die realisierten Konzepte die ursprünglich formulierten Forschungsfragestellung überzeugend und effizient lösen.
The proper use of protective hoods on panel saws should reliably prevent severe injuries from (hand) contact with the blade or material kickbacks. It also should minimize long-term lung damages from fine-particle pollution. To achieve both purposes the hood must be adjusted properly by the operator for each workpiece to fit its height. After a work process is finished, the hood must be lowered down completely to the bench. Unfortunately, in practice the protective hood is fixed at a high position for most of the work time and herein loses its safety features. A system for an automatic height adjustment of the hood would increase comfort and safety. If the system can distinguish between workpieces and skin reliably, it furthermore will reduce occupational hazards for panel saw users. A functional demonstrator of such a system has been designed and implemented to show the feasibility of this approach. A specific optical sensor system is used to observe a point on the extended cut axis in front of the blade. The sensor determines the surface material reliably and measures the distance to the workpiece surface simultaneously. If the distance changes because of a workpiece fed to the machine, the control unit will set the motor-adjusted hood to the correct height. If the sensor detects skin, the hood will not be moved. In addition a camera observes the area under the hood. If there are no workpieces or offcuts left under the hood, it will be lowered back to the default position.
Mobile Kundenbindung
(2015)
Background: Falls and fall-related injuries are a serious public health issue. Exercise programs can effectively reduce fall risk in older people. The iStoppFalls project developed an Information and Communication Technology-based system to deliver an unsupervised exercise program in older people’s homes. The primary aims of the iStoppFalls randomized controlled trial were to assess the feasibility (exercise adherence, acceptability and safety) of the intervention program and its effectiveness on common fall risk factors.
Methods: A total of 153 community-dwelling people aged 65+ years took part in this international, multicentre, randomized controlled trial. Intervention group participants conducted the exercise program for 16 weeks, with a recommended duration of 120 min/week for balance exergames and 60 min/week for strength exercises. All intervention and control participants received educational material including advice on a healthy lifestyle and fall prevention. Assessments included physical and cognitive tests, and questionnaires for health, fear of falling, number of falls, quality of life and psychosocial outcomes.
Results: The median total exercise duration was 11.7 h (IQR = 22.0) over the 16-week intervention period. There were no adverse events. Physiological fall risk (Physiological Profile Assessment, PPA) reduced significantly more in the intervention group compared to the control group (F1,127 = 4.54, p = 0.035). There was a significant three-way interaction for fall risk assessed by the PPA between the high-adherence (>90 min/week; n = 18, 25.4 %), low-adherence (<90 min/week; n = 53, 74.6 %) and control group (F2,125 = 3.12, n = 75, p = 0.044). Post hoc analysis revealed a significantly larger effect in favour of the high-adherence group compared to the control group for fall risk (p = 0.031), postural sway (p = 0.046), stepping reaction time (p = 0.041), executive functioning (p = 0.044), and quality of life (p for trend = 0.052).
Conclusions: The iStoppFalls exercise program reduced physiological fall risk in the study sample. Additional subgroup analyses revealed that intervention participants with better adherence also improved in postural sway, stepping reaction, and executive function.
Allgemeines Steuerrecht
(2015)
Viele Controller verzeichnen steigende IT-Kosten, die zum Teil durch Lizenzkosten verursacht werden. Oft werden Kosteneinsparungen durch ineffizientes oder fehlendes Lizenzmanagement nicht realisiert, zudem sehen sich zahlreiche Unternehmen zusehends mit dem Problem nicht budgetierter Nachlizenzierungen, aufgrund steigender Aktivitäten der Softwarehersteller im Bereich der Lizenzierungsüberprüfung, konfrontiert. Der Beitrag zeigt die Problematik des IT-Lizenzmanagements und grundsätzliche Lösungsmöglichkeiten auf. Ein Referenzmodell demonstriert, wie im praktischen Anwendungsfall eine Kostensenkung und Prozessverbesserung realisiert werden kann.
Grundlagen des Marketings
(2015)
Duale Studiengänge liegen einerseits stark im Trend, andererseits funktioniert die Abstimmung zwischen Hochschulstudium und Praxisphasen oftmals nicht. Obwohl eine Lernortkooperation zwischen »Praxis« und »Hochschule« das Engagement beider Seiten erfordert, wird in einem Projekt der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) und des BIBB zunächst erprobt, wie das Verständnis der Praxisbetreuer/-innen für Studierende und Studium verbessert werden kann. Hierzu werden im Beitrag Konzeption und Zielsetzung eines zweitägigen Seminars bei der Akademie der DGUV vorgestellt und erste Erfahrungen geschildert.
Big Data und aktuelle Trends
(2015)
Qualitätssicherung von Weiterbildungsmaßnahmen der Bundesagentur für Arbeit von 1969 bis heute
(2015)
IT-accessiblity is often treated as an orphan in companies. Even though the proportion of disabled people is substantial and people become older and more susceptible to disabilities. Besides cost factors, companies often do not have a plan how to implement and control IT-accessibility successfully. However, most companies are familiar with IT-maturity frameworks to evaluate and improve their own IT-infrastructure. It would facilitate dealing with IT-accessibility, if IT-maturity frameworks consider IT-accessibility and provide recommendations and solutions for a successful implementation. Therefore, this article conducts a review of an acknowledged IT-maturity framework with regard to its capability to enable implementation of IT-accessibility in an organization. The first part of this article will illustrate the motivation and background for the authors concern with such a topic. Afterwards the authors will introduce the reader to the reviewed IT-maturity framework and provide basic knowledge on IT-accessibility. The main part of the article will deal with the review of the applied IT-maturity framework and outline examples of critical capabilities for successfully implementing IT-accessibility in an organization. The final section will derive implications and close with planned future research activities in this field.
Persons entering the working range of industrial robots are exposed to a high risk of collision with moving parts of the system, potentially causing severe injuries. Conventional systems, which restrict the access to this area, range from walls and fences to light barriers and other vision based protective devices (VBPD). None of these systems allow to distinguish between humans and workpieces in a safe and reliable manner. In this work, a new approach is investigated, which uses an active near-infrared (NIR) camera system with advanced capabilities of skin detection to distinguish humans from workpieces based on characteristic spectral signatures. This approach allows to implement more intelligent muting processes and at the same time increases the safety of persons working close to the robots. The conceptual integration of such a camera system into a VBPD and the enhancement of person detection methods through skin detection are described and evaluated in this paper. Based upon this work, next steps could be the development of multimodal sensor systems to safeguard working ranges of collaborating robots using the described camera system.
With the increasing average age of the population in many developed countries, afflictions like cardiovascular diseases have also increased. Exercising has a proven therapeutic effect on the cardiovascular system and can counteract this development. To avoid overstrain, determining an optimal training dose is crucial. In previous research, heart rate has been shown to be a good measure for cardiovascular behavior. Hence, prediction of the heart rate from work load information is an essential part in models used for training control. Most heart-rate-based models are described in the context of specific scenarios, and have been evaluated on unique datasets only. In this paper, we conduct a joint evaluation of existing approaches to model the cardiovascular system under a certain strain, and compare their predictive performance. For this purpose, we investigated some analytical models as well as some machine learning approaches in two scenarios: prediction over a certain time horizon into the future, and estimation of the relation between work load and heart rate over a whole training session.
Over the last 50 years, the controlled motion of robots has become a very mature domain of expertise. It can deal with all sorts of topologies and types of joints and actuators, with kinematic as well as dynamic models of devices, and with one or several tools or sensors attached to the mechanical structure. Nevertheless, the domain has not succeeded in standardizing the modelling of robot devices (including such fundamental entities as “reference frames”!), let alone the semantics of their motion specification and control. This thesis aims to solve this long-standing problem, from three different sides: semantic models for robot kinematics and dynamics, semantic models of all possible motion specification and control problems, and software that can support the latter while being configured by a systematic use of the former.