TY - THES A1 - Bruns, Erich T1 - Adaptive Image Classification on Mobile Phones N2 - The advent of high-performance mobile phones has opened up the opportunity to develop new context-aware applications for everyday life. In particular, applications for context-aware information retrieval in conjunction with image-based object recognition have become a focal area of recent research. In this thesis we introduce an adaptive mobile museum guidance system that allows visitors in a museum to identify exhibits by taking a picture with their mobile phone. Besides approaches to object recognition, we present different adaptation techniques that improve classification performance. After providing a comprehensive background of context-aware mobile information systems in general, we present an on-device object recognition algorithm and show how its classification performance can be improved by capturing multiple images of a single exhibit. To accomplish this, we combine the classification results of the individual pictures and consider the perspective relations among the retrieved database images. In order to identify multiple exhibits in pictures we present an approach that uses the spatial relationships among the objects in images. They make it possible to infer and validate the locations of undetected objects relative to the detected ones and additionally improve classification performance. To cope with environmental influences, we introduce an adaptation technique that establishes ad-hoc wireless networks among the visitors’ mobile devices to exchange classification data. This ensures constant classification rates under varying illumination levels and changing object placement. Finally, in addition to localization using RF-technology, we present an adaptation technique that uses user-generated spatio-temporal pathway data for person movement prediction. Based on the history of previously visited exhibits, the algorithm determines possible future locations and incorporates these predictions into the object classification process. This increases classification performance and offers benefits comparable to traditional localization approaches but without the need for additional hardware. Through multiple field studies and laboratory experiments we demonstrate the benefits of each approach and show how they influence the overall classification rate. N2 - Die Einführung von Mobiltelefonen mit eingebauten Sensoren wie Kameras, GPS oder Beschleunigungssensoren, sowie Kommunikationstechniken wie Bluetooth oder WLAN ermöglicht die Entwicklung neuer kontextsensitiver Anwendungen für das tägliche Leben. Insbesondere Applikationen im Bereich kontextsensitiver Informationsbeschaffung in Verbindung mit bildbasierter Objekterkennung sind in den Fokus der aktuellen Forschung geraten. Der Beitrag dieser Arbeit ist die Entwicklung eines bildbasierten, mobilen Museumsführersystems, welches unterschiedliche Adaptionstechniken verwendet, um die Objekterkennung zu verbessern. Es wird gezeigt, wie Ojekterkennungsalgorithmen auf Mobiltelefonen realisiert werden können und wie die Erkennungsrate verbessert wird, indem man zum Beispiel ad-hoc Netzwerke einsetzt oder Bewegungsvorhersagen von Personen berücksichtigt. T2 - Adaptive Bilderkennung auf Mobiltelefonen KW - Kontextbezogenes System KW - Bilderkennung KW - Ubiquitous Computing KW - Mobile Computing KW - Maschinelles Sehen KW - Museumsführer KW - Handy KW - Wegrouten KW - Positionsbestimmung KW - PhoneGuide KW - Bluetooth tracking KW - pathway awareness KW - museum guidance system KW - PhoneGuide Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100707-15092 ER - TY - RPRT A1 - Bruns, Erich A1 - Bimber, Oliver T1 - Adaptive Training of Video Sets for Image Recognition on Mobile Phones N2 - We present an enhancement towards adaptive video training for PhoneGuide, a digital museum guidance system for ordinary camera–equipped mobile phones. It enables museum visitors to identify exhibits by capturing photos of them. In this article, a combined solution of object recognition and pervasive tracking is extended to a client–server–system for improving data acquisition and for supporting scale–invariant object recognition. KW - Objektverfolgung KW - Neuronales Netz KW - Handy KW - Objekterkennung KW - Museum KW - Anpassung KW - mobile phones KW - object recognition KW - neural networks KW - museum guidance KW - pervasive tracking KW - temporal adaptation Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-8223 ER - TY - JOUR A1 - Harirchian, Ehsan A1 - Lahmer, Tom A1 - Kumari, Vandana A1 - Jadhav, Kirti T1 - Application of Support Vector Machine Modeling for the Rapid Seismic Hazard Safety Evaluation of Existing Buildings JF - Energies N2 - The economic losses from earthquakes tend to hit the national economy considerably; therefore, models that are capable of estimating the vulnerability and losses of future earthquakes are highly consequential for emergency planners with the purpose of risk mitigation. This demands a mass prioritization filtering of structures to identify vulnerable buildings for retrofitting purposes. The application of advanced structural analysis on each building to study the earthquake response is impractical due to complex calculations, long computational time, and exorbitant cost. This exhibits the need for a fast, reliable, and rapid method, commonly known as Rapid Visual Screening (RVS). The method serves as a preliminary screening platform, using an optimum number of seismic parameters of the structure and predefined output damage states. In this study, the efficacy of the Machine Learning (ML) application in damage prediction through a Support Vector Machine (SVM) model as the damage classification technique has been investigated. The developed model was trained and examined based on damage data from the 1999 Düzce Earthquake in Turkey, where the building’s data consists of 22 performance modifiers that have been implemented with supervised machine learning. KW - Erdbeben KW - Maschinelles Lernen KW - earthquake vulnerability assessment KW - rapid visual screening KW - machine learning KW - support vector machine KW - buildings KW - OA-Publikationsfonds2020 Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20200707-41915 UR - https://www.mdpi.com/1996-1073/13/13/3340 VL - 2020 IS - volume 13, issue 13, 3340 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - THES A1 - Hauschild, Thomas T1 - Computer Supported Cooperative Work-Applikationen in der Bauwerksplanung auf Basis einer integrierten Bauwerksmodellverwaltung T1 - Computer Supported Cooperative Work Applications for the Design of Buildings based on an integrated Building Model Management N2 - Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Konzeption und prototypische Umsetzung von Techniken des Computer Supported Cooperative Work (CSCW) im Rahmen einer integrierten objektorientierten und dynamischen Bauwerksmodellverwaltung zur Unterstützung der Bauwerksplanung. Die Planung von Bauwerken ist durch einen hohen Grad an Arbeitsteiligkeit, aber auch durch eine schwache Strukturierung der ablaufenden Prozesse gekennzeichnet. Besonders durch den Unikatcharakter des Planungsgegenstands \'Bauwerk\' ergeben sich signifikante Unterschiede zum Entwurf anderer, durch Serienfertigung produzierter Industriegüter. Zunehmend wird die Planung von Bauwerken in Virtual Enterprises ausgeführt, die sich durch eine dynamische Organisationsstruktur, geographische Verteilung der Partner, schwer normierbare Informationsflüsse und eine häufig stark heterogene informationstechnische Infrastruktur auszeichnen. Zur rechnerinternen Repräsent! ation des Planungsgegenstands haben sich objektorientierte Bauwerksmodelle bewährt. Aufgrund der Veränderlichkeit der Bauwerke und deren rechnerinterner Repräsentation im Laufe des Bauwerkslebenszyklus ist eine dynamische Anpassung der Modelle unumgänglich. Derartige in Form von Taxonomien dargestellte dynamische Bauwerksmodellstrukturen können gemeinsam mit den in Instanzform vorliegenden konkreten Projektinformationen in entsprechenden Modellverwaltungssystemen (MVS) gehandhabt werden. Dabei wird aufgrund der Spezialisierung und Arbeitsteilung im Planungsprozess von einer inhaltlich verknüpften Partialmodellstruktur, die räumlich verteilt sein kann, ausgegangen. Die vorgeschlagenen Methoden zur Koordinierung der Teamarbeit in der Bauwerksplanung beruhen auf der Nutzung von CSCW–Techniken für \'Gemeinsame Informationsräume\' und \'Workgroup Computing\', die im Kontext der als Integrationsbasis fungierenden Modellverwaltungssysteme umgesetzt werden. Dazu werden die zur d! ynamischen Bauwerksmodellierung erforderlichen Metaebenenfunk! tionalitäten sowie Ansätze zur Implementierung von Modellverwaltungskernen systematisiert. Ebenso werden notwendige Basistechniken für die Realisierung von MVS untersucht und eine Architektur zur rollenspezifischen Präsentation dynamischer Modellinhalte vorgestellt. Da klassische Schichtenmodelle nicht auf die Verhältnisse in Virtual Enterprises angewendet werden können, wird eine physische Systemarchitektur mit einem zentralen Projektserver, Domänenservern und Domänenclients vorgestellt. Ebenso werden Techniken zur Sicherung des autorisierten Zugriffs sowie des Dokumentencharakters beschrieben. Zur Unterstützung der asynchronen Phasen der Kooperation wird der gemeinsame Informationsraum durch Mappingtechniken zur Propagation und Notifikation von Änderungsdaten bezüglich relevanter Modellinformationen ergänzt. Zur Unterstützung synchroner Phasen werden Techniken zur Schaffung eines gemeinsamen Kontexts durch relaxierte WYSIWIS–Präsentationen auf Basis der Modellinformationen! verbunden mit Telepresence–Techniken vorgestellt. Weiterhin werden Methoden zur Sicherung der Group–Awareness für alle Kooperationsphasen betrachtet. N2 - The thesis covers the conceptual design and the prototypical realisation of Computer Supported Cooperative Work (CSCW)– techniques within the scope of an integrated, object-oriented, dynamic model management system for the support of building planning activities. The planning of buildings is characterised by a high degree of collaboration but by a weak structuring of the processes, too. Significant differences between the design of buildings and industrial goods produced by series production are implied by the uniqueness of a building. Increasingly, the planning of buildings is accomplished by Virtual Enterprises. These are characterised by a dynamic organisation structure, geographic dispersion of the involved planning experts, information flows, which are hard to standardise, and a frequently very heterogeneous information-technology infrastructure. Object oriented building models have proven to be a suitable base for! the binary representation of planning subject information. Due to the changeability of both building structures and their binary representation during the building life cycle, a dynamical adaptation of the models is indispensable. Dynamic building models, which are represented by taxonomic information, can be handled together with actual project information, which is stored in taxonomy instances within an appropriate model management system. Due to the specialisation and the division of labour in the planning process, a semantic linked but spatial distributed partial model structure is applied. The recommended methods for the coordination of teamwork in the planning process are based on the application of CSCW-techniques for \'Shared Information Spaces\' and \'Workgroup Computing\' in the context of model management systems acting as an foundation for planning information integration. The required meta level functionalities for dynamic building modelling and appropriate! implementation approaches for modelling kernels are systemat! ised. The necessary base techniques for the realisation of model management systems are explored. An architecture for the role specific presentation of dynamic model content is introduced, too. Due to the inadequacy of conventional multi-tier models for an application in Virtual Enterprises, an appropriate physical system architecture with a central project server, domain servers and domain clients is introduced. The thesis covers techniques, which ensure the authorised access to information and the authenticity of planning documents, too. For an adequate support of the asynchronous phases of collaboration, the Shared Information Space is supplied with mapping mechanisms for the propagation and user notification of changes in the relevant planning information. Synchronous collaboration can be performed by means of relaxed WYSIWIS-presentations connected with telepresence mechanisms in order to create a shared context for the planners. Furthermore, methods for the provis! ion of group-awareness for all co-operation phases are treated. KW - Computer Supported Cooperative Work KW - Groupware KW - Bauwerk KW - Modellierung KW - Virtuelles Unternehmen KW - Verteiltes System KW - Domänenmodelle KW - Kooperatives Arbeiten KW - CSCW KW - Dynamische Modellverwaltungssysteme KW - Dynamische Schemaevolution KW - Building Modelling KW - Domain Models KW - Co-operative Work KW - Dynamic Model Management Systems KW - Dynamic Schema Evolution Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-672 ER - TY - JOUR A1 - Schweppenhäuser, Gerhard T1 - Der Sklavenaufstand der instrumentellen Vernunft : philosophische Überlegungen zur künstlichen Intelligenz N2 - Wissenschaftliches Kolloquium vom 27. bis 30. Juni 1996 in Weimar an der Bauhaus-Universität zum Thema: ‚Techno-Fiction. Zur Kritik der technologischen Utopien' T3 - Thesis // Bauhaus-Universität - 43.1997,1-2/153-157 KW - Künstliche Intelligenz KW - Bauhaus-Kolloquium KW - Weimar KW - 1996 Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-11559 ER - TY - THES A1 - Bunte, Andreas T1 - Entwicklung einer ontologiebasierten Beschreibung zur Erhöhung des Automatisierungsgrades in der Produktion N2 - Die zu beobachtenden kürzeren Produktlebenszyklen und eine schnellere Marktdurchdringung von Produkttechnologien erfordern adaptive und leistungsfähige Produktionsanlagen. Die Adaptivität ermöglicht eine Anpassung der Produktionsanlage an neue Produkte, und die Leistungsfähigkeit der Anlage stellt sicher, dass ausreichend Produkte in kurzer Zeit und zu geringen Kosten hergestellt werden können. Durch eine Modularisierung der Produktionsanlage kann die Adaptivität erreicht werden. Jedoch erfordert heutzutage jede Adaption manuellen Aufwand, z.B. zur Anpassung von proprietären Signalen oder zur Anpassung übergeordneter Funktionen. Dadurch sinkt die Leistungsfähigkeit der Anlage. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Interoperabilität in Bezug auf die Informationsverwendung in modularen Produktionsanlagen zu gewährleisten. Dazu werden Informationen durch semantische Modelle beschrieben. Damit wird ein einheitlicher Informationszugriff ermöglicht, und übergeordnete Funktionen erhalten Zugriff auf alle Informationen der Produktionsmodule, unabhängig von dem Typ, dem Hersteller und dem Alter des Moduls. Dadurch entfällt der manuelle Aufwand bei Anpassungen des modularen Produktionssystems, wodurch die Leistungsfähigkeit der Anlage gesteigert und Stillstandszeiten reduziert werden. Nach dem Ermitteln der Anforderungen an einen Modellierungsformalismus wurden potentielle Formalismen mit den Anforderungen abgeglichen. OWL DL stellte sich als geeigneter Formalismus heraus und wurde für die Erstellung des semantischen Modells in dieser Arbeit verwendet. Es wurde exemplarisch ein semantisches Modell für die drei Anwendungsfälle Interaktion, Orchestrierung und Diagnose erstellt. Durch einen Vergleich der Modellierungselemente von unterschiedlichen Anwendungsfällen wurde die Allgemeingültigkeit des Modells bewertet. Dabei wurde gezeigt, dass die Erreichung eines allgemeinen Modells für technische Anwendungsfälle möglich ist und lediglich einige Hundert Begriffe benötigt. Zur Evaluierung der erstellten Modelle wurde ein wandlungsfähiges Produktionssystem der SmartFactoryOWL verwendet, an dem die Anwendungsfälle umgesetzt wurden. Dazu wurde eine Laufzeitumgebung erstellt, die die semantischen Modelle der einzelnen Module zu einem Gesamtmodell vereint, Daten aus der Anlage in das Modell überträgt und eine Schnittstelle für die Services bereitstellt. Die Services realisieren übergeordnete Funktionen und verwenden die Informationen des semantischen Modells. In allen drei Anwendungsfällen wurden die semantischen Modelle korrekt zusammengefügt und mit den darin enthaltenen Informationen konnte die Aufgabe des jeweiligen Anwendungsfalles ohne zusätzlichen manuellen Aufwand gelöst werden. KW - Ontologie KW - Metamodell KW - Interoperabilität KW - OWL KW - Industrie 4.0 Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20201215-43156 ER - TY - JOUR A1 - Band, Shahab S. A1 - Janizadeh, Saeid A1 - Saha, Sunil A1 - Mukherjee, Kaustuv A1 - Khosrobeigi Bozchaloei, Saeid A1 - Cerdà, Artemi A1 - Shokri, Manouchehr A1 - Mosavi, Amir Hosein T1 - Evaluating the Efficiency of Different Regression, Decision Tree, and Bayesian Machine Learning Algorithms in Spatial Piping Erosion Susceptibility Using ALOS/PALSAR Data JF - Land N2 - Piping erosion is one form of water erosion that leads to significant changes in the landscape and environmental degradation. In the present study, we evaluated piping erosion modeling in the Zarandieh watershed of Markazi province in Iran based on random forest (RF), support vector machine (SVM), and Bayesian generalized linear models (Bayesian GLM) machine learning algorithms. For this goal, due to the importance of various geo-environmental and soil properties in the evolution and creation of piping erosion, 18 variables were considered for modeling the piping erosion susceptibility in the Zarandieh watershed. A total of 152 points of piping erosion were recognized in the study area that were divided into training (70%) and validation (30%) for modeling. The area under curve (AUC) was used to assess the effeciency of the RF, SVM, and Bayesian GLM. Piping erosion susceptibility results indicated that all three RF, SVM, and Bayesian GLM models had high efficiency in the testing step, such as the AUC shown with values of 0.9 for RF, 0.88 for SVM, and 0.87 for Bayesian GLM. Altitude, pH, and bulk density were the variables that had the greatest influence on the piping erosion susceptibility in the Zarandieh watershed. This result indicates that geo-environmental and soil chemical variables are accountable for the expansion of piping erosion in the Zarandieh watershed. KW - Maschinelles Lernen KW - Bayes-Verfahren KW - Naturkatastrophe KW - random forest KW - support vector machine KW - geoinformatics KW - OA-Publikationsfonds2020 Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20210122-43424 UR - https://www.mdpi.com/2073-445X/9/10/346 VL - 2020 IS - volume 9, issue 10, article 346 SP - 1 EP - 22 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - RPRT A1 - Bruns, Erich A1 - Brombach, Benjamin A1 - Bimber, Oliver T1 - Mobile Phone Enabled Museum Guidance with Adaptive Classification N2 - Although audio guides are widely established in many museums, they suffer from several drawbacks compared to state-of-the-art multimedia technologies: First, they provide only audible information to museum visitors, while other forms of media presentation, such as reading text or video could be beneficial for museum guidance tasks. Second, they are not very intuitive. Reference numbers have to be manually keyed in by the visitor before information about the exhibit is provided. These numbers are either displayed on visible tags that are located near the exhibited objects, or are printed in brochures that have to be carried. Third, offering mobile guidance equipment to visitors leads to acquisition and maintenance costs that have to be covered by the museum. With our project PhoneGuide we aim at solving these problems by enabling the application of conventional camera-equipped mobile phones for museum guidance purposes. The advantages are obvious: First, today’s off-the-shelf mobile phones offer a rich pallet of multimedia functionalities ---ranging from audio (over speaker or head-set) and video (graphics, images, movies) to simple tactile feedback (vibration). Second, integrated cameras, improvements in processor performance and more memory space enable supporting advanced computer vision algorithms. Instead of keying in reference numbers, objects can be recognized automatically by taking non-persistent photographs of them. This is more intuitive and saves museum curators from distributing and maintaining a large number of physical (visible or invisible) tags. Together with a few sensor-equipped reference tags only, computer vision based object recognition allows for the classification of single objects; whereas overlapping signal ranges of object-distinct active tags (such as RFID) would prevent the identification of individuals that are grouped closely together. Third, since we assume that museum visitors will be able to use their own devices, the acquisition and maintenance cost for museum-owned devices decreases. KW - Objektverfolgung KW - Neuronales Netz KW - Handy KW - Objekterkennung KW - Museum KW - Anpassung KW - Mobiltelefone KW - Museumsführer KW - Adaptive Klassifizierung KW - Ad-hoc Sensor-Netzwerke KW - mobile phones KW - object recognition KW - museum guidance KW - adaptive classification KW - ad-hoc sensor networks Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-9406 ER - TY - JOUR A1 - Bruns, Erich A1 - Bimber, Oliver T1 - Phone-to-Phone Communication for Adaptive Image Classification N2 - In this paper, we present a novel technique for adapting local image classifiers that are applied for object recognition on mobile phones through ad-hoc network communication between the devices. By continuously accumulating and exchanging collected user feedback among devices that are located within signal range, we show that our approach improves the overall classification rate and adapts to dynamic changes quickly. This technique is applied in the context of PhoneGuide – a mobile phone based museum guidance framework that combines pervasive tracking and local object recognition for identifying a large number of objects in uncontrolled museum environments. KW - Peer-to-Peer-Netz KW - Bilderkennung KW - Museumsführer KW - Ad-hoc-Netz KW - Phone-to-phone communication KW - adaptive image classification KW - mobile ad-hoc networks KW - museum guidance system Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20080722-13685 ER - TY - RPRT A1 - Föckler, Paul A1 - Zeidler, Thomas A1 - Bimber, Oliver T1 - PhoneGuide: Museum Guidance Supported by On-Device Object Recognition on Mobile Phones N2 - We present PhoneGuide – an enhanced museum guidance approach that uses camera-equipped mobile phones and on-device object recognition. Our main technical achievement is a simple and light-weight object recognition approach that is realized with single-layer perceptron neuronal networks. In contrast to related systems which perform computational intensive image processing tasks on remote servers, our intention is to carry out all computations directly on the phone. This ensures little or even no network traffic and consequently decreases cost for online times. Our laboratory experiments and field surveys have shown that photographed museum exhibits can be recognized with a probability of over 90%. We have evaluated different feature sets to optimize the recognition rate and performance. Our experiments revealed that normalized color features are most effective for our method. Choosing such a feature set allows recognizing an object below one second on up-to-date phones. The amount of data that is required for differentiating 50 objects from multiple perspectives is less than 6KBytes. KW - Neuronales Netz KW - Objekterkennung KW - Handy KW - Museum KW - Mobile phones KW - object recognition KW - neural networks KW - museum guidance Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6500 ER -