IIT

B

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www.iitb.fraunhofer.de

ISSN 1616-8240

Individuelle Barrierefreiheit von Internet-Diensten

Computer-unterstützte Ausbildung für die Auswertung von Radar-Bildern

Interaktion mit automatischen Bildauswerteverfahren

2003vis IT2

[Mensch-Maschine-Interaktion]

Editorial

Themen

Personalisierung in WebGenesis®

Individuelle Barrierefreiheit von Internet-Diensten

gesteuert durch Beeinträchtigungsprofile

SAR-Tutor

Computer-unterstützte Ausbildung für

die Auswertung von Radar-Bildern

Das dritte Auge

Interaktion mit automatischen

Bildauswerteverfahren

Forum

SiteView

Verhaltensanalyse mit dem Videosensor SiteView

Infothek

Notizen aus Forschung und Entwicklung

Köpfe im IITB

Impressum

vis IT

2/2003 2

Inhalt

Seite 3

Seite 4

Seite 6

Seite 8

Seite 10

Seite 12

Seite 15

Liebe Freunde des IITB,

They (-die Europäer-) often empha-

size process over result, believing

that ultimately process can become

substance.

Robert Kagan

(Of Paradise and Power, 2003)

Der Mensch steht im ständigen

Informationsaustausch mit seiner

Umwelt, um deren Prozesse zu er-

fassen, zu verstehen und zu beherr-

schen. Diese Prozesse sind von hoher

Dynamik und erfordern ununter-

brochen Reaktionen in Echtzeit, d. h.

rechtzeitig. Die Ergebnisse solcher

Prozesse sind “Zwischenprodukte”

mit einer begrenzten Lebensdauer.

Noch während wir solche Ergeb-

nisse nutzen, vielleicht sogar “genie-

ßen”, sorgen dieselben oder andere

Prozesse für deren Veränderung.

Das wesentlich Substantielle ist hier

tatsächlich der Prozess. Dies gilt in

den USA in gleicher Weise, wie im

“alten” Europa und deshalb ist die

Aussage von Robert Kagan in sei-

nem soeben erschienenen, sehr le-

senswerten Buch diskussionswürdig.

Damit der Mensch die permanente

Interaktion mit Informationspro-

zessen optimal leisten kann, unter-

stützt ihn die Methodik und die

Werkzeugwelt der Mensch-Maschine-

Interaktion, zu denen das IITB seit

seiner Gründung substantielle Bei-

träge leistet. In der vorliegenden

Ausgabe von vis IT finden Sie Auf-

sätze, die insbesondere diese Inter-

aktion adressieren.

Allen vier Beiträgen ist gemeinsam,

dass sie die Prozesse der Informati-

onserfassung und der Informations-

auswertung durch den Menschen

individualisiert unterstützen. Für

behinderte Menschen lässt sich der

Zugang zu Information spezifisch

optimieren. Beim Umgang mit sehr

großen Informationsmengen aus

Bildern wird die Effizienz der Aus-

werteprozesse selbst wie auch der

dazu notwendigen Wissenserwerbs-

prozesse durch interaktive Systeme

sichergestellt. Der Beitrag unseres

Partners Vitracom zeigt, wie wichtig

die Informationsgewinnung für die

Optimierung von Dienstleistungs-

prozessen ist.

Gerade wegen der Kurzlebigkeit

vieler Ergebnisse aus Informations-

prozessen ist die Effizienz dieser

Prozesse und insbesondere der

menschlichen Interaktion mit ihnen

als Kernarbeitsgebiet des IITB von

zunehmender Bedeutung.

Hartwig Steusloff

Hans-Achim Kuhr

Jörg Schütte

vis IT

2/20033

Editorial

We

bGenesis

We

bGenesis

In der Praxis stellt der Zugang zum

Internet – insbesondere zu interak-

tiven Diensten – für ältere oder be-

hinderte Menschen eine schwer zu

überwindende Hürde dar. Dies liegt

u. a. daran, dass die Gestaltung von

Internet-Angeboten mit zunehmen-

der Multimedialität meist keine

Rücksicht auf spezifische Anforde-

rungen und gegebene Beeinträch-

tigungen nimmt. Dies gilt auch für

mobile oder „zeitweilig behinderte“

Nutzer mit langsamen Internet-

Zugängen, anzeige- oder tastatur-

beschränkten Geräten.

Gesetzliche Regelungen

Im Mai 2002 trat das Bundesbehin-

dertengleichstellungsgesetz (BGG)

in Kraft. Im Juli 2002 folgte die

Barrierefreie Informationstechnik-

Verordnung (BITV), die den barriere-

freien Zugang zu allen im Internet

veröffentlichten behördlichen Infor-

mationen regelt.

BGG und BITV greifen im wesent-

lichen die international etablierten

Richtlinien der Web Accessibility In-

itiative (WAI) des World Wide Web

Consortium (W3C) auf und sprechen

das akuter werdende Problem der

„Digitalen Spaltung“ der Gesellschaft

beim Zugang auf Informationen im

Internet an.

Beeinträchtigungs- spezifische Personalisierung

Das BMBF fördert hierzu das Ver-

bund-Projekt I2BN (Zugang zu inter-

aktiven Internet-Diensten für beein-

trächtigte Nutzergruppen;

vgl. http://i2bn.server.de) unter

Federführung des Fraunhofer-SIT.

Der Beitrag des IITB zielt auf die

Entwicklung von Methoden und

Werkzeugen, die – auf technischen

Standards basierend – Internet-

Angebote und -Dienste auf die

individuellen Bedürfnisse des An-

wenders anpassen (Personalisie-

rung) und Internet-Anbieter bereits

bei der Erstellung Ihrer Angebote

unterstützen.

Unter Personalisierung wird hier

konkret die optimierte Anpassung

der Darstellung von Informationen

für gegebene Beeinträchtigungs-

arten verstanden. Sie berücksichtigt

sowohl Übertragungswege und

-formate wie auch die Gestaltung

von Interaktionen (Formularauftei-

lung, „Interview“-ähnliche Ausfüll-

unterstützung, u. ä.).

Eine prinzipielle Schwierigkeit bei

dieser Art der Personalisierung stellt

die große Anzahl relevanter Para-

vis IT

2/2003 4

Themen

Kontakt

Dipl.-Inform.

Fernando Chaves

Informationsmanagement

Fraunhofer IITB Karlsruhe

Telefon: 07 21/60 91-5 09

E-Mail: chaves@iitb.fraunhofer.de

www.iitb.fraunhofer.de/IMT/

Personalisierung in Individuelle Barrierefreiheit von Internet-

We

bGenesis

We

bGenesis

meter und deren Kombinationsmög-

lichkeiten dar. Hierzu wurde eine

Korrelationsmatrix zwischen tech-

nischen Anforderungen (Content-

Auswahl, Layout, Interaktion) und,

aus funktionalen Gesichtspunkten

zusammengefassten, Beeinträchti-

gungsklassen (Sehen, Hören, Moto-

rik, Verständnis, Sachkenntnisse,

IT-Kenntnisse, Mobilität) erstellt und

daraus Beeinträchtigungsprofile ab-

geleitet.

Diese dienen als Ausgangspunkt für

die feingranulare Personalisierung,

die über die üblichen Lösungen der

Barrierefreiheit hinausgeht.

Die Lösung mit WebGenesis

Für die Umsetzung der profil-

gesteuerten Personalisierung wur-

den von den Projektpartnern alter-

native technische Lösungen erarbei-

tet. Das IITB hat hierfür das hausei-

gene Content Management System

(CMS) WebGenesis® um serverseitige

Funktionalitäten erweitert.

Die Profilspeicherung erfolgt durch

eine einfache, anonymisierte Form

„langlebiger Cookies“: Grundprofile

– jederzeit vom Benutzer per HTML-

Formular auswählbar und kombi-

nierbar – werden vom Server als

Cookie kodiert und zur dauerhaften,

lokalen Speicherung im Client (PC/

Endgerät) des Benutzers gesetzt.

Für die optimierte Anpassung von

HTML-Seiten kann die CMS-inhärente

Eigenschaft der getrennten Verwal-

tung von Inhalt, Struktur und Layout

genutzt werden.

WebGenesis generiert aus gespei-

cherten Netto-Informationen und

Formularbeschreibungen dynamisch

angepasste HTML-Seiten.

Inhalt, Darstellung und Interaktion

werden gemäß Beeinträchtigungs-

profil des aktuellen Nutzers mit Hilfe

von XML-/XSL-Techniken automa-

tisch angepasst. Für die Erstellung

von darstellungsunabhängigen,

XForms-konformen Formularbe-

schreibungen wurde der Formular-

generator (FormBuilder) der Web-

Genesis Entwicklungsumgebung

entsprechend erweitert.

Die Konzepte und Lösungen sind

auch auf andere CMS übertragbar.

Die Forderungen nach Barrierefrei-

heit, die beim Aufbau Internet-ba-

sierter behördlicher Informations-

systeme inzwischen obligatorisch

geworden sind, werden damit nicht

nur erfüllt; es sind auch beeinträch-

tigungsspezifisch optimierte Lösun-

gen ohne wesentlichen Mehrauf-

wand zu realisieren.

vis IT

2/20035

WebGenesis®

Diensten gesteuert durch Beeinträchtigungsprofile

Normaldarstellung.

Personalisierte Darstellung.

Selektion Personalisierungsprofil.

SAR-TutorComputer-unterstützte Ausbildung für die

Die Einführung von Radar-Sensoren

in der Luft- und Satelliten-gestützten

Bildauswertung stellt hohe Anfor-

derungen an die Fähigkeiten und

Kenntnisse der zukünftigen Bildaus-

werter. Im Vergleich zu optischen

Bildern wird bei Radarbildern die

Szene aktiv vom Sensor beleuchtet.

Die reflektierten Signale werden von

der Radarantenne empfangen und

unter Berücksichtigung der unter-

schiedlichen Laufzeiten zu einem

Bild zusammengesetzt.

Damit ist die Signatur eines Objekts

im Radarbild grundlegend anders

und deren Interpretation für den

Menschen erheblich schwerer als

im optischen Bild.

Blended-Learning

Besonderes Augenmerk ist deshalb

auf eine effektive und effiziente Aus-

bildung der Bildauswerter in die

Radar-Bildinterpretation zu legen.

Durch die Kombination von Präsenz-

veranstaltungen mit E-Learning Sys-

temen, auch Blended-Learning ge-

nannt, werden die Vorteile beider

Lernformen optimal genutzt. Lehr-

gänge, bei denen der Lehrstoff

in Klassenverbänden vermittelt wird,

werden durch den Einsatz von

E-Learning-Systemen, die ein zeit-

und ortsunabhängiges Lernen er-

möglichen, ergänzt. Mit Hilfe von

Computer-unterstützten Tutorien

kann der unterschiedliche Wissens-

stand der Auszubildenden durch

Selbststudium im Vorfeld eines Lehr-

gangs an dessen Eingangsvoraus-

setzungen angeglichen werden.

Unterrichtsbegleitend können

Computer-unterstützte Trainings-

programme zur Vertiefung des

Lehrstoffs eingesetzt werden und

den Ausbilder damit entlasten.

Interaktive Skizzen

Das IITB entwickelt einen SAR-Tutor,

der in das Themengebiet der bild-

gebenden Radar-Sensoren einführt.

Damit werden Grundlagen des

Synthetischen Apertur Radars (SAR)

vermittelt. Auf spezielle Effekte der

Abbildungsgeometrie eines Radar-

Systems wird eingegangen.

Im SAR-Tutor werden Hypertext-

und Multimedia-Techniken mit Ani-

mation und Simulation kombiniert.

Die Berücksichtigung didaktischer

Modelle erlaubt eine individuelle

Anleitung des Lernenden und führt

damit zur Optimierung des Lernpro-

zesses. Interaktive Skizzen erlauben

dem Schüler, Aufnahmeparameter

zu variieren. Verglichen mit einem

Buch mit starren Bildern wird damit

der Einfluss von Radar-spezifischen

Parametern auf das Radar-Bild viel

besser verdeutlicht.

vis IT

2/2003 6

Themen

Kontakt

Dipl.-Phys.

Wolfgang Roller

Interaktions- und

Assistenzsysteme

Fraunhofer IITB Karlsruhe

Telefon: 07 21/60 91-2 47

E-Mail: roller@iitb.fraunhofer.de

www.iitb.fraunhofer.de/IAS/

Auswertung von Radar-Bildern

ungeübten Nutzern ermöglicht, die

Lerninhalte zu erweitern. So können

die Inhalte auch ohne Programmier-

kenntnisse um Kapitel, Bilder, Texte

und Textverweise ergänzt werden.

Web-basiert

Der SAR-Tutor hat eine Web-Brow-

ser-basierte Benutzungsoberfläche

und kann gleichzeitig von mehreren

Anwendern genutzt werden.

Anwender-bezogen werden Lese-

zeichen, eigene Notizen, farbige

Textmarkierungen sowie die Einga-

ben in Fragebögen und interaktive

Skizzen gespeichert, so dass diese

beim nächsten Aufruf individuell

wieder zur Verfügung stehen.

Für Animationen und Simulationen

werden Java- und Javascript Bau-

steine verwendet. Die HTML-Seiten

werden mittels Java Server Page

Technik erzeugt. Die verwendete

Software besteht aus 100 % Java

Programmcode und ist daher Platt-

form-unabhängig. Die Installation

des SAR-Tutors kann am Arbeits-

platz oder an einem Server im Netz-

werk erfolgen.

Durch die Web-basierte Konzeption

ist der SAR-Tutor für die Integration

in Lernumgebungen geeignet.

Erweitert zum SAR-Tele-Tutor lassen

sich damit moderne Lernformen des

Distance Learning realisieren.

Neben der Vermittlung von theo-

retischen Grundlagen sind für Bild-

auswerter das Kennenlernen von

Radar-Bildern und das Arbeiten mit

diesen sehr wichtig. Der SAR-Tutor

enthält daher umfangreiches Bild-

material aus dem Bilddatenarchiv

des IITB. Der visuelle Vergleich von

Radar- und optischen Bildern der

gleichen Szene führt zu einem tief

greifenden Verständnis der spezifi-

schen Abbildungseigenschaften

eines bildgebenden Radar-Sensors.

Die interaktive Auswertung von

Radar-Bildern vermittelt dem Lernen-

den anwendungsnah die neue Sen-

sortechnik.

Übungen und Tests

Jede Lerneinheit beinhaltet Übun-

gen, in denen Bildauswerteaufga-

ben mit Radar-Bildern durchzufüh-

ren sind. Jedes Kapitel wird durch

einen Test abgeschlossen, der dem

Schüler zur Überprüfung seines

Wissensstandes dient. Die Testaus-

wertung beinhaltet neben der Infor-

mation über die richtig, falsch und

nicht durchgeführten Aufgaben

Empfehlungen zum weiteren Lern-

vorgehen.

Des weiteren besitzt der SAR-Tutor

eine Eingabeoberfläche, die es auch

vis IT

2/20037

Detektierte Regions of Interest (ROI) mit Fah

Screening

Bildauswerteverfahren können dort

vollautomatisiert operieren, wo die

Aufgabenstellung hinreichend kon-

kretisierbar ist, z. B. bei Prüfaufgaben

im industriellen Produktionsprozess.

In vielen Fällen ist eine vollständige

Automatisierung jedoch nicht mög-

lich oder nicht erwünscht. Hier ist

dann eine gute Zusammenarbeit

zwischen Mensch und Maschine ge-

fordert, bei der jeder Partner seine

spezifischen Fähigkeiten zur Lösung

der gemeinsamen Aufgabenstellung

einbringen kann.

Die Bundeswehr benutzt für Aufklä-

rungs- und Überwachungsaufgaben

u. a. Tornado-Strahlflugzeuge sowie

Drohnen (unbemannte Flugkörper).

Beide Systeme sind mit so genannten

Infrarotzeilenabtastern (engl. IR Line-

scanner) ausgerüstet. Diese bildge-

bende Sensorik erfasst elektromag-

netische Strahlung im thermischen

Spektralbereich und liefert große

Datenmengen. Zur Veranschauli-

chung kann man sich vorstellen,

dass für die Darstellung eines Bildes

in voller Auflösung über 1.000 Mo-

nitore benötigt würden. Diese Daten

sind dann von den Bildauswertern

innerhalb kürzester Zeit auszuwer-

ten. Eine wesentliche Aufgabe ist es,

in solchen großen Bildern schnell

Objekte (häufig Fahrzeuge) zu ent-

decken und zu erkennen. Für diese

bisher rein interaktiv zu lösende

Aufgabenstellung bietet es sich an,

die hohen Verarbeitungsleistungen

von Rechnern zu nutzen, um eine

Vorauswahl der Bildbereiche zu tref-

fen, die gesuchte Objekte mit hoher

Wahrscheinlichkeit enthalten (dieser

Prozess wird „Screening“ genannt).

Dies ist eine anspruchsvolle Aufgabe,

da in einer natürlichen Umgebung

keine Maßnahmen getroffen wer-

den können, um die Arbeitsbedin-

gungen für ein Verfahren durch

z. B. Verbesserung der Bilderfassung,

Gestaltung des Hintergrundes etc.

zu optimieren.

Screening-Verfahren

Im Rahmen des Forschungsprojekts

WITMUS (Wissensbasierte, teilau-

tomatische Bildauswertung für die

multisensorielle Aufklärung) wurden

grundlegende Screening-Verfahren

entwickelt, die in der Lage sind, rele-

vis IT

2/2003 8

Themen

Kontakt

Dipl.-Inform. Markus Müller

Dipl.-Inform. Norbert Heinze

Erkennungssysteme

Fraunhofer IITB Karlsruhe

Telefon: 07 21/60 91-3 05

E-Mail: m.mueller@iitb.fraunhofer.de

www.iitb.fraunhofer.de/ERS/

Das dritte AugeInteraktion mit automatischen Bildauswertev

dung in den Auswerteablauf die ge-

forderten Zeitvorgaben eingehalten

und qualitativ bessere Auswerte-

ergebnisse erzielt wurden.

Zusammenfassung

Durch Nutzung der Stärken der

automatischen Bildauswertung in

Kombination mit den Stärken des

menschlichen Bildauswerters ist

man in der Lage, zu einem leistungs-

starken Gesamtsystem für Aufklä-

rungs- und Überwachungsaufga-

ben zu kommen. Es konnte gezeigt

werden, dass eine sorgfältige Opti-

mierung der Verfahren in Hinblick

auf ihren Einsatz und die entspre-

chende Optimierung des interak-

tiven Einsatzes für die Lösung der

Gesamtaufgabenstellung zielfüh-

rend ist. Dies ist natürlich nur dann

möglich, wenn Kompetenz für die

gesamte Spannbreite des Systems

vorliegt: Von der allgemeinen Auf-

gabenstellung über die interaktiven

Verfahrenskomponenten bis zu den

automatischen Verfahren.

Diese Kompetenz findet sich im IITB

wieder. Damit können auch solche

Aufgabenstellungen einer Lösung

zugeführt werden, die mit einem

rein automatischen oder einem rein

interaktiven Lösungsansatz nicht

beherrscht werden können.

hrzeugen.

vante Bildbereiche mit hoher Wahr-

scheinlichkeit zu detektieren, siehe

Abbildung. Im Rahmen von Aufträ-

gen der Firma EADS-Dornier konn-

ten die Verfahren um viele einsatz-

kritische Eigenschaften erweitert

werden (u. a. Echtzeitfähigkeit). Un-

ter den unkooperativen Bedingun-

gen der militärischen Bildauswertung

ist es jedoch nicht möglich, bei einer

hohen Detektionsrate Falschalarme

komplett zu vermeiden. Auch aus

diesem Grund ist eine Validierung

der automatisch generierten Ergeb-

nisse durch den menschlichen Bild-

auswerter erforderlich.

In einer Kooperation mit dem SaLVe-

Projekt (Satelliten- und Luftbildaus-

wertung für Verifikationsaufgaben)

wurde ein Konzept entwickelt, um

für den Auswerter diese Verfahrens-

leistung nutzbringend in den Aus-

werteablauf einzusetzen. Es wurde

eine Systembetrachtung durchge-

führt, bei der eine ganze Reihe von

Fragestellungen zu lösen waren: An

welcher Stelle des Ablaufs bringen

die automatisch generierten Ver-

fahrensergebnisse den meisten Nut-

zen? Wie muss dieser Ablauf geän-

dert werden? Wie sollen Ergebnisse

visualisiert werden? etc.

Entscheidend waren Diskussionen

mit militärischen Bildauswertern und

einsatznahe Tests der entwickelten

Abläufe. Die Diskussionen und Ver-

suche zeigten sehr erfreuliche Re-

sultate. Die Ergebnisse wurden von

einem Bildauswerter so zusammen-

gefasst: “Das Verfahren ist unser

drittes Auge“.

Zeitersparnis

Bei der rein interaktiven Bildaus-

wertung können die Zeitvorgaben

aufgrund der sehr großen Daten-

mengen bisher kaum eingehalten

werden. Anhand der Auswertung

der Versuche im IITB konnte gezeigt

werden, dass mit Hilfe der automa-

tischen Verfahren und ihrer Einbin-

vis IT

2/20039

verfahren

In den letzten Jahren hat im Bereich

des Einzelhandels aber auch bei der

Stadtentwicklung die Zählung und

Verhaltensanalyse von Kunden und

Passanten stark an Bedeutung ge-

wonnen. Basisdaten über Anzahl

und Verhalten von Kunden und Käu-

fern stellen den Schlüssel zum Erfolg

von städtischen Umbaumaßnahmen

oder der Verbesserung von Waren-

auslagen und dem Personaleinsatz

dar. Insbesondere durch eine Opti-

mierung des Personaleinsatzes im

Einzelhandel sind erhebliche Kosten-

einsparungen möglich. Eine gezielte

Analyse der Besucherfrequenzen in

einer Fußgängerzone ermöglicht die

Bewertung von Werbemaßnahmen

im Bereich des Stadtmarketing. Wei-

terhin können Baumaßnahmen in

Zeiten knapper öffentlicher Kassen

zuverlässiger geplant werden.

Beispielsweise wurde in der Stadt

Wels (Österreich) von dem IITB-Spin-

off Vitracom GmbH in Kooperation

mit dem Partner Scanmarketing

GmbH erfolgreich eine, auf dem

Videosensor SiteView basierende,

Lösung zur Passantenfrequenzana-

lyse in Fußgängerzonen eingesetzt.

Dort hält man nichts von stichpro-

benartigen manuellen Messungen,

die durch Veranstaltungen oder

Witterung häufig verzerrt werden.

Damit kann die Stadtmarketing-

Gesellschaft nun zuverlässig Aus-

kunft über Passantenfrequenzen am

Standort Wels geben. Auch die Ein-

zelhändler der Fußgängerzone nut-

zen die Passantendaten, um ihre In-

vestitionssicherheit zu vergrößern.

In Reisebüros wird SiteView zur

Filialerfolgskontrolle verwendet,

vis IT

1/2003 10

Forum

Dr.-Ing. Peter Klausmann

gründete die Vitracom GmbH

im Mai 2000 als Spin-off aus

dem Fraunhofer-Institut für

Informations- und Datenver-

arbeitung (IITB). Die Idee war,

die dort entwickelten Verfah-

ren zur intelligenten Video-

überwachung in markt- und

kundengerechte Lösungen

umzusetzen.

www.vitracom.de

SiteViewVerhaltensanalyse mit dem Videosensor

per-trans Aus-

werteoberfläche

zur komfortablen

Aufbereitung

von Besucher-

und Passanten-

frequenzen.

counter 1

counter 3

counter 2

nicht benutzt

indem die Besucherdaten mit den

Kassendaten abgeglichen werden.

Damit ist der Umsatz pro Besucher so-

wie die durchschnittliche Dauer von

Beratungsgesprächen einschätzbar.

Basierend auf Bildauswertungsver-

fahren, die im IITB entwickelt wur-

den, hat Vitracom das videobasierte

Sensorsystem SiteView zur Produkt-

reife weiterentwickelt. Mit ihm las-

sen sich ohne aufwändige bauliche

Maßnahmen – nur durch Installation

einer Kamera und einer Auswerte-

station – gezielt Kunden- bzw. Pas-

santenverhalten messen und aus-

werten. Dabei können sowohl

Verweil- bzw. Aufenthaltsdauern

von Kunden und Passanten an frei

wählbaren Standorten als auch die

zurückgelegten Wege im Kamera-

bild verfolgt und aufgezeichnet

werden. Durch die integrierte Zähl-

möglichkeit wird die Anzahl der

Kunden bzw. Passanten pro Zeitein-

heit aufgenommen.

Wichtig zu wissen: die Gesichter der

Personen werden bei dieser Mess-

methode nicht mit erfasst.

Die vom Videosensor SiteView ge-

messenen Daten können direkt an

der Sensoreinheit grafisch aufberei-

tet dargestellt oder auch via Netz-

werk oder ISDN vom entfernten Ar-

beitsplatz visualisiert werden. Auf

diese Weise ist eine Momentaufnah-

me schnell und effizient möglich. Für

anspruchsvolle Analysen lassen sich

die Daten exportieren, so dass diese

für eine Auswertung in ein gängiges

Tabellenkalkulationsprogramm

(z. B. MS Excel) importiert werden

können. Ebenfalls steht die externe

Auswertekomponente per-trans für

MS Windows Plattformen zur Verfü-

gung, die es erlaubt, die Ergebnisse

mehrerer SiteView -Systeme zu ver-

rechnen und ggf. deren Ergebnisse

miteinander zu vergleichen. Durch

eine effiziente Bildaufzeichnung wer-

den Daten bis zu mehreren Wochen

für spätere Analysen bzw. Vergleiche

mit dem Zahlenmaterial oder zur

Dokumentation verfügbar gemacht.

Mit SiteView lassen sich aber nicht

nur Verhaltensanalysen durchführen.

Eine integrierte Kalenderfunktion er-

möglicht die Anpassung auf unter-

schiedliche Szenarien. Tagsüber kön-

nen beispielsweise gezählt, Aufent-

haltsdauern bestimmt und Wege

verfolgt werden – nachts wird die

Sensorik automatisch auf Überwa-

chung umgeschaltet, so dass dann

die Detektion einer Person zur Alar-

mierung führt. In der Vergangenheit

waren hierzu aufwändige Studien

mit einer größeren Anzahl von Be-

obachtern verbunden, die mittels ma-

nueller Zählung die gewünschten

Aussagen ermittelten. Der Aufwand

sowie die Zeit für die Umsetzung der

gewonnenen Erkenntnisse war ent-

sprechend hoch. Eine Verifikation der

Ergebnisse über manuell erzeugtes

Datenmaterial nur schwer möglich.

Die Installation bzw. Montage des

Videosensors SiteView ist sehr ein-

fach und kann auch ohne großen

Aufwand an bestehende Überwa-

chungskameras angeschlossen wer-

den. Da die Kameras in der Regel

”über Kopf ” eingebaut werden, sind

Beeinträchtigungen der Besucher-

laufwege wie beispielsweise bei

Lichtschranken ausgeschlossen.

vis IT

1/200311

SiteView

SiteView bei der Passantenzählung in einer

Fußgängerzone.

In diesem Sommer verabschiedeten

wir drei unserer Abteilungsleiter.

Dr. SchumacherHerr Dr. Wilfried Schumacher arbei-

tete 32 Jahre im IITB und leitete seit

1995 das Geschäftsfeld „Interaktions-

und Assistenzsysteme“.

Nach seinem Studium der Elektro-

und Nachrichtentechnik begann er

1971 seine Tätigkeit im Institut auf

dem Gebiet der Anthropotechnik.

Er promovierte 1981 im Themen-

bereich „Mensch-Maschine-Kommu-

nikation“ und baute das Ressort der

interaktiven Luftbildauswertung und

Erkennungsunterstützung kontinu-

ierlich zu seiner heutigen Bedeu-

tung auf. Seine Aufgabenbereiche

wurden am 1. Juli seinem langjähri-

gen Mitarbeiter Dipl.-Inform. Rainer

Schönbein übertragen. Schönbein

gehört seit 1983 zu dieser Abteilung

und beschäftigt sich schwerpunkt-

mäßig mit den Gebieten elektroni-

sche Sprachein- und Ausgabesys-

teme, Dialogsysteme sowie inter-

aktive Bildauswertung und Lage-

darstellung. Seit 1995 leitet er die

Gruppe „Dialogsysteme“, die Infor-

mationsmanagementsysteme und

Auswertungskomponenten für die

bildgestützte Aufklärung entwickelt.

Dr. HegerEinen ähnlichen Wechsel gab es

im Geschäftsfeld „Informationsma-

nagement“: Herr Dr. Dirk Heger

nahm 1973 seine Tätigkeit im IITB

Verabschiedet

Dr. Schumacher, Dr. Kuhr, Dr. Heger

Rainer Schönbein Gottfried Bonn

vis IT

2/2003 12

Infothek

Notizen aus Forschung

Köpfe im IITB

auf und leitete die Abteilung seit

1980. Unter ihm entwickelte die

Abteilung 4 Schwerpunkt-Gebiete:

Informations- und Wissensmanage-

ment / Fachinformationssysteme,

Projekt-Management, Technik ver-

teilter Automatisierungssysteme –

z. B. Switched Ethernet, Agenten-

technologien sowie Simulations-

plattformen – und das EMV-Test-

zentrum. Ebenfalls am 1. Juli über-

nahm sein Mitarbeiter Dipl.-Inform.

Gottfried Bonn die Leitung der Ab-

teilung. Bonn, der seit 1975 im IITB

wirkt, leitet bisher die Gruppe „Wis-

sensmanagement“ und ist mit den

Aufgabenstellungen des Geschäfts-

feldes bestens vertraut. Unter seiner

Verantwortung entstand auch un-

ser Wissensmanagementsystem

WebGenesis, das inzwischen in

zahlreichen Anwendungen einge-

setzt wurde und ständig weiterent-

wickelt wird (siehe auch Beitrag S. 4).

Vor allem den Bereich wissensba-

sierte kooperierende Informations-

systeme möchte er weiter ausbauen.

Dr. FrüchtenichtDr. Hans-Werner Früchtenicht trat

1967 in die Fraunhofer-Gesellschaft

ein und wechselte 1976 von Ham-

burg nach Karlsruhe ins IITB, wo er

1978 die Gruppen- und 1983 die

Abteilungsleitung im Geschäftsfeld

„Leitsysteme“ übernahm. Er baute

das Know-How in der Prozessleit-

technik und Prozessüberwachung

auf und spezialisierte das Geschäfts-

feld auf Leitsysteme vor allem für

die Stahl-, Automobil- und Textil-

industrie.

Ab dem 1. Oktober wird Dr. Olaf

Sauer seine Nachfolge antreten,

der von 1990-1996 am Fraunhofer-

Institut für Produktionsanlagen und

Konstruktionstechnik als wissen-

schaftlicher Mitarbeiter „Fraunhofer-

Erfahrung“ sammelte und 1996 zum

Thema „Produktionsstrukturierung

auf der Basis strategischer Eigenfer-

tigungskomponenten“ promovierte.

Bis jetzt war er für die Metroplan Pro-

duktion GmbH in Hamburg als Füh-

rungskraft in der Fabrikplanung tätig.

Herrn Prof. Dr. Steusloff wurde in

Würdigung seiner langjährigen

ehrenamtlichen Tätigkeit als Mit-

glied des Beirates die Ehrenplakette

des VDI/VDE-GMA verliehen.

Mit seinem Engagement trieb er

die Einführung informationstech-

nischer Methoden in automatisier-

ten Systemen voran und verankerte

die Informationslogistik als wesent-

liches Element der modernen Pro-

zessführung in der Arbeit der GMA.

Er trug maßgeblich zum herausra-

genden Erfolg der European Cont-

rol Conference ECC` 99 in Karlsruhe

bei und erwarb sich besondere Ver-

dienste bei der Vorbereitung und

Durchführung dieser internationa-

len Konferenz.

Die Ehrenplakette des VDI an Herrn

Prof. Dr. Steusloff überreichte der

GMA-Vorsitzende Prof. Dr. Bretthauer.

Ehrenplakette des VDI

Olaf Sauer

vis IT

2/200313

und Entwicklung

WRRL-Umsetzung

Nachhaltige Wasserwirtschaft,

„guter Zustand“ aller europäischen

Gewässer bis zum Jahre 2015 - dies

sind die ehrgeizigen Ziele der Euro-

päischen Wasserrahmenrichtlinie

(WRRL). Allein schon aus fachlicher

Sicht ist dies eine gewaltige Heraus-

forderung. Aber auch das Informati-

onsmanagement spielt eine Schlüs-

selrolle.

Das IITB hat im Rahmen des ISESS03-

Symposiums auf Wunsch der EU-

Kommission zur Frage der dazu not-

wendigen IT-Strategien im Mai 2003

einen internationalen Workshop in

Semmering (Österreich) durchge-

führt. Umweltinformatik-Experten

und Anwender diskutierten gemein-

sam die kurz- und langfristigen An-

forderungen der Anwender und die

vorliegenden IT-Empfehlungen von

europäischen Arbeitsgruppen.

Das IITB brachte hierbei seine lang-

jährige Erfahrung bei der Entwick-

lung von integrierten Gewässer-

Informationssystemen für die

Umweltverwaltungen in Baden-

Württemberg und Thüringen ein.

Dipl.-Inform. Thomas Usländer

E-Mail: uslaender@iitb.fraunhofer.de

http://isess.crle.uoguelph.ca/index.html

Messe

Printpack Messe Nürnberg

8. - 10. Oktober 2003

Halle 7 Stand 628

Erstmalig als Aussteller auf der Print-

pack in Nürnberg präsentieren wir

unser Oberflächenprüfsystem für die

prozessfolgende Druckbildkontrolle.

Der PrintInspector ist ein Bildaus-

wertesystem, das es ermöglicht die

Druckqualität ständig und schritthal-

tend mit der Fertigung zu überwa-

chen. Es löst alle der drei folgenden

Aufgaben: Beurteilung der Druck-

qualität, Verifikation von variablen

Daten sowie die Detektion von Fle-

cken und anderen Verunreinigun-

gen. Der PrintInspector prüft die ge-

samte Verpackung und nicht nur

die bedruckten Bereiche. Er prüft

Aufdrucke auf unterschiedlichsten

Materialien: Alufolie, Papier, Karton,

Plastik oder Holz. Er kann sowohl

mit Durchlicht als auch mit Auflicht

arbeiten und prüft Drucke auf ebe-

nen oder zylindrischen Oberflächen,

solange der Druck sich im Bild vom

Hintergrund kontrastreich abhebt.

Dipl.-Ing. Günter Struck

E-Mail: struck@iitb.fraunhofer.de

www.iitb.fraunhofer.de/?3609

vis IT

2/2003 14

Infothek

Termine

Zum Einsatz kommt dabei ein Fuzzy-

Klassifikator, der bei zeitvarianten

Mustern um die Methoden der ler-

nenden Klassifikation zu erweitern

ist. Das Vorhersagemodul ist für die

Prognose der zukünftigen Signal-

werte verantwortlich. Es nutzt die

typischen Signalmuster in einem neu

entworfenen musterbasierten Diffe-

renzenfilter zur Überführung des

Gesamtsignals in ein gefiltertes, mus-

terfreies Signal. Die anschließende

Vorhersage des linearisierten Signals

erfolgt in der Regel mit einfachen

traditionellen Methoden, die für die

Beschreibung der verbliebenen sto-

chastischen und eventuell determi-

nistischen Signalanteile nach wie vor

effektiv sind. Bei zeitvarianten lineari-

sierten Signalen ist das Vorhersage-

modul adaptiv zu gestalten.

Die Praktikabilität des hybriden Vor-

hersagesystems mit der Strategie

von globaler und lokaler Vorhersage

wird im Rahmen der theoretischen

und praktischen Untersuchungen

nachgewiesen. Eine Anwendung

des hybriden Vorhersagesystems

stellt die Tageslastgangprognose

für Strom und Fernwärme dar. Ge-

genüber den klassischen Vorhersa-

gemethoden ergibt sich hier eine

deutliche Verbesserung der Vorher-

sagequalität.

Dr.-Ing. Peter Bretschneider

Ein Beitrag zur Vorhersage

musterbasierter nichtlinearer

stochastischer Signale

Die vorliegende Arbeit behandelt die

Vorhersage musterbasierter nicht-

linearer stochastischer Signale. Die

Grundlage bildet ein erweitertes

Komponentenmodell mit Polynom-

komponente, periodischer Kompo-

nente, stochastischer Komponente

und einer zusätzlichen Musterkom-

ponente.

Die Realisierung des erweiterten

Komponentenmodells erfolgt im

Rahmen einer Gesamtkonzeption,

die alle Methoden und Algorithmen

für die Analyse, den Entwurf und die

Vorhersage von deterministischen,

stochastischen und musterbasierten

Signalanteilen enthält. Das hybride

Vorhersagesystem ist Kernpunkt der

Gesamtkonzeption. Es besteht aus

Klassifikations- und Vorhersagemo-

dul und setzt die Strategie von globa-

ler und lokaler Vorhersage um. Das

Klassifikationsmodul entspricht dabei

der globalen Vorhersage, das Vor-

hersagemodul der lokalen Vorhersa-

ge. Die Aufgabe des Klassifikations-

moduls besteht in der Beschreibung

der musterbasierten Signalabschnit-

te und in der Ermittlung der ähn-

lichsten Referenzmuster.

HerausgeberProf. Dr. Hartwig Steusloff

RedaktionSibylle Wirth

Layout und graphische BearbeitungChristine Spalek

DruckEngelhardt & BauerKarlsruhe

Anschrift der Redaktion

Fraunhofer-InstitutInformations- undDatenverarbeitung IITB

Fraunhoferstr. 176131 KarlsruheTelefon: +49 (0) 7 21 / 60 91-3 00Fax: +49 (0) 7 21 / 60 91-4 13E-Mail: presse@iitb.fraunhofer.de

© Fraunhofer IITB Karlsruhe 2003

ein Institut der Fraunhofer-Gesellschaftzur Förderung der angewandten Forschung e. V. München

4. JahrgangISSN 1616-8240

Bildnachweis

Seite 10, 11VitracomSeite13VDI

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit vollständiger Quellenangabe und nach Rücksprache mit der Redaktion.

Belegexemplare werden erbeten.

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2/200315

Impressum

Dissertation aus dem AST

Fraunhofer-Institut für

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Datenverarbeitung IITB

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