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Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde der von Debevec und Malik verwendete Algorithmus zur Erstellung von HDR-Bildern als Plugin für die Bildverarbeitungssoftware ImageJ implementiert. Darüber hinaus wurde die Implementierung durch Tests auf ihre Funktionalität überprüft und Schwachstellen des Algorithmus erläutert. Durch Modifizierungen des erstellten Plugins wurden einige Schwächen des Algorithmus verbessert.
High-quality rendering of spatial sound fields in real-time is becoming increasingly important with the steadily growing interest in virtual and augmented reality technologies. Typically, a spherical microphone array (SMA) is used to capture a spatial sound field. The captured sound field can be reproduced over headphones in real-time using binaural rendering, virtually placing a single listener in the sound field. Common methods for binaural rendering first spatially encode the sound field by transforming it to the spherical harmonics domain and then decode the sound field binaurally by combining it with head-related transfer functions (HRTFs). However, these rendering methods are computationally demanding, especially for high-order SMAs, and require implementing quite sophisticated real-time signal processing. This paper presents a computationally more efficient method for real-time binaural rendering of SMA signals by linear filtering. The proposed method allows representing any common rendering chain as a set of precomputed finite impulse response filters, which are then applied to the SMA signals in real-time using fast convolution to produce the binaural signals. Results of the technical evaluation show that the presented approach is equivalent to conventional rendering methods while being computationally less demanding and easier to implement using any real-time convolution system. However, the lower computational complexity goes along with lower flexibility. On the one hand, encoding and decoding are no longer decoupled, and on the other hand, sound field transformations in the SH domain can no longer be performed. Consequently, in the proposed method, a filter set must be precomputed and stored for each possible head orientation of the listener, leading to higher memory requirements than the conventional methods. As such, the approach is particularly well suited for efficient real-time binaural rendering of SMA signals in a fixed setup where usually a limited range of head orientations is sufficient, such as live concert streaming or VR teleconferencing.
Motion capturing plays an important role in computer animation and combines many different fields of research in media engineering, such as camera calibration, marker detection via image processing and 3D reconstruction. Most professional motion capture systems are distributed proprietarily by a handful of companies and do not grant much insight into detailed workflows. The motivation for the project this thesis is based on was to autonomously develop a simpler, yet similar system, which would capture static poses of a puppet. This thesis points out the designing steps of this system and illustrates how many of the aforementioned aspects of motion capturing are answered using the example of the stop-motion capture system, thus building a basis for the comprehension of more complex systems.
Diese Arbeit behandelt die physikalisch plausible Bildsynthese virtueller Szenen anhand strahlungsphysikalischer Größen sowie physikalisch plausibler Beleuchtungsmodelle in Kombination mit qualitativ hochwertigem Schattenwurf. Verschiedene Modelle und Verfahren werden untersucht und in einer Echtzeitumgebung implementiert.
Ziel dieser Arbeit war es, die Bildqualität verschiedener Endoskopiesysteme bei der Darstellung auf einem LC-Display zu vergleichen und bewerten. Die Ausarbeitung einer standardisierbaren Methodik zur Qualitätserfassung von Bildwiedergabeeigenschaften in der Endoskopie soll rein subjektive Bewertungsverfahren ablösen. Dazu wurden acht unterschiedliche Endoskopiesysteme von sechs Herstellern und der Flachbildschirm „LMD-2140MD“ der Firma SONY untersucht. Den Schwerpunkt der Arbeit stellt die Untersuchung der Farbwiedergabeeigenschaften dieser Systeme dar. Flachbildschirmen besitzen im Vergleich zu konventionellen Röhrenmonitoren veränderte Bildwiedergabeeigenschaften. Es wurden Messungen der Farbabweichung durchgeführt, gerätespezifischer Farbräume erstellt und das Leuchtdichteverhalten der Systemkomponenten untersucht. Die Auswertung der reproduzierbaren Messwerte der Leuchtdichte, der Farbsättigung und des Bunttons stellt objektive Kriterien zur Verbesserung der Bildqualität dar und soll eine farbtreue Darstellung auf LCDisplays ermöglichen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Software auf Basis von Java und ImageJ zur automatischen Auswertung von Prüfkörperperaufnahmen nach PAS 1054 entwickelt. Drei Hauptaspekte standen im Vordergrund: Entwicklung einer benutzerfreundlichen Oberfläche, eine automatische Prüfkörperpererkennung bei Aufnahmen von Modalitäten verschiedener Hersteller, sowie die Implementierung eine Algorithmus zur Messung der SFR (Spatial Frequency Response). Diese Software wurde in eine bereits bestehende Softwarestruktur eingefügt. Außerdem wurde eine Sicherung der Messergebnisse als Textdatei und verschiedene kleine Modifikationen in die bestehende Version implementiert.
Diese Bachelorarbeit erläutert das Vorgehen bei der Erstellung einer Applikation für mobile Endgeräte, die einen dialogorientierten 3D-Charakter darstellt, der auf die Eingaben des Benutzers reagiert. Erläutert wird hierbei auch die historische Entwicklung der Mensch-Maschinen-Kommunikation. Darauf folgt ein Überblick über die, im Bereich der mobilen Endgeräte verfügbare, Hard- und Software sowie deren Architektur. Weitere Teile befassen sich mit den in der Applikation genutzten, selbst erstellten Methoden zur Textanalyse und Antwortgenerierung, sowie der Kombination aller Komponenten zu einem Endprodukt.
In der vorliegenden Arbeit werden zwei Environment-Shader entwickelt, einer für die Software Maya, der zweite für die im WDR Köln genutzte Grafiksoftware 3Designer. Zur Entwicklung wird der Worflow zur Erstellung virtueller Szenenbilder im WDR Köln berücksichtigt. Dafür wird der Workflow vorgestellt und die Umsetzung in den Shader detailliert erläutert. Als Ergebnis liegt für jedes Programm ein Shader vor, der bewirkt, dass die Reflexion einer Umgebung, die als Kugel vorliegt, auf dem jeweiligen Objekt erkennbar ist.
Web browsers use HTTP caches to reduce the amount of data to be transferred over the network and allow Web pages to load faster. Content such as scripts, images, and style sheets, which are static most of the time or shared across multiple websites, are stored and loaded locally when recurring requests ask for cached resources. This behaviour can be exploited if the cache is based on a naive implementation. This paper summarises possible attacks on the browser cache and shows through extensive experiments that even modern web browsers still do not provide enough safeguards to protect their users. Moreover, the available built-in as well as addable cache controls offer rather limited functionality in terms of protection and ease of use. Due to the volatile and inhomogeneous APIs for controlling the cache in modern browsers, the development of enhanced user-centric cache controls remains -until further notice- in the hands of browser manufacturers.
Die neusten Fortschritte im Bereich Real Time Rendering ermög-lichen virtuelle Produktionsabläufe in weiten Teilen der Industrie. Diese Vorgehensweise setzt latenzfreies Arbeiten und eine akkurate Erscheinung voraus. Daher empfiehlt sich die Verwendung von HDR-Rendering für fotorealistische Ergebnisse und Tone Mapping für die passende Darstellung.
Gleichwohl gibt es bisher nur wenige Publikationen, die sich mit echtzeitfähigem Tone Mapping beschäftigen. Zudem tendieren Tone Mapping Operatoren dazu, Farberscheinungseffekte zu erzeugen, die zu einer Diskrepanz zwischen dargestelltem und realem Produkt führen.
Deshalb werden in dieser Thesis sieben Tone Mapping Operatoren bewertet, die unterschiedliche Ansätze zur Farbkorrektur beinhalten. Sie werden als Fragment Shader implementiert, um Echtzeitverarbeitung zu realisieren. Zusätzlich wird ihre Performance und die subjektive Akkuratesse der Ergebnisse gemessen.
Im Ergebnis schneidet der FilmicTMO als global arbeitender Sigmoid-Operator am besten ab und wird für die weitere Verwendung empfohlen.
Rauschreduktion in Niedrigdosis-Röntgenbildern, wie sie beispielsweise in der intraoperativen Fluoroskopie erzeugt werden, stellt für die Bildverarbeitung der akquirierten Aufnahmen einen entscheidenden Schlüsselfaktor dar. Für eine visuelle Qualitätsverbesserung wird in dieser Arbeit eine auf einem multiskalaren Ansatz beruhende Rauschreduktion vorgestellt, welche auf der zur nichtlinearen, anisotropen Diffusion verwandten bilateralen Filterung basiert. Hierbei werden insbesondere die bestehenden Verfahren auf die Eigenschaften des im Röntgenbild vorhandenen Rauschens angepasst. Die Leistungsfähigkeit der entwickelten Filterung wird an klinischen Fluoroskopiesequenzen demonstriert.
In dieser Arbeit wird die Segmentierung von Gehirngewebe aus magnet-resonanz-tomographischen Kopfaufnahmen von Ratten mittels Level-Set-Methoden vorgestellt. Dieses so genannte Skull-Stripping stellt einen wichtigen Vorverarbeitungsschritt für quantitative, morphometrische Untersuchungen oder aber Visualisierungsaufgaben dar. Ein kontrastbasierter Segmentierungsalgorithmus wird von einem Pseudo-3DAnsatz in einen echt-dreidimensionalen Segmentierer überführt. Die durch die Level-Set-Funktion beschriebene Kontur wird mittels einer partiellen Differentialgleichung iterativ deformiert und den Grenzen des zu segmentierenden Objektes angenähert. Die Geschwindigkeitsfunktion, welche lokale Kontraste auf der Konturnormalen auswertet und so die Oberflächenentwicklung bestimmt, wird untersucht und das lokale Signal adaptiert. Hierzu wird eine Glättung des Signals eingeführt, die sowohl in Richtung der Konturnormalen als auch parallel dazu wirkt. Zusätzlich wird eine varianzbasierte Kontrastverstärkung des lokalen Signals entwickelt. Daraus resultieren insbesondere in Bildbereichen mit geringem Signal-zu-Rausch-Verhältnis erheblich robustere und exaktere Segmentierungsergebnisse. Diese Leistungsfähigkeit wird an vorliegenden Rattenhirn-MRTs demonstriert.
Ziel dieser Arbeit ist es, herauszufinden, ob der Parameter der fraktalen Dimension in Zukunft nützlich sein könnte für die computergestützte Auswertung von Mammographien. Dies gilt insbesondere für die Detektion architektonischer Störungen im Brustparenchym, die zuweilen durch den Radiologen schwer ausfindig zu machen sind. Die fraktale Dimension ist deshalb als Parameter so interessant, weil sie auf der Eigenschaft der Selbstähnlichkeit beruht. Eine Selbstähnlichkeit in der Struktur könnte auch das Brustgewebe haben, da Gewebewachstum ein fortlaufender Prozess ist, bei dem sich wiederholend die gleichen Formen herausbilden. Kommt es hier zu pathologischen Veränderungen, so ist dieser Ablauf unterbrochen und die Strukturen verändern sich.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde eine Software entwickelt, welche unter Verwendung der Intel-UMC-Klassen bildgenau MPEG2-Videoelementarströme nach einer gegebenen Schnittliste schneidet. Dazu wird der Videodatenstrom auf Bitstromebene unter Berücksichtigung der GOP´s mit ihren einzelnen Bildern und deren Bildtypen analysiert und verarbeitet. In Situationen, bei denen Referenzbilder für einzelne in den Ausgangsdatenstrom übertragene Bilder verloren gehen, wird eine Neukodierung der betroffenen Umgebung eingeleitet. In allen Fällen wurde sichergestellt, dass das Ausgabevideo konform zur MPEG2-Spezifikation ISO/IEC 12818-2 ist.
Diese Arbeit zeigt ein Verfahren zur automatisierten Auswertung von holographischen Interferogrammen für die Formvermessung auf. Es erlaubt die topographische Form eines Objektes qualitativ anhand dessen holographischen Bildes automatisiert zu erfassen. Eine automatisierte Auswertung ermöglicht den wirtschaftlichen Einsatz der holographischen Interferometrie in der Formvermessung.
Durch den hohen Bedienkomfort und die übersichtliche Darstellungsweise sind berührungsempfindliche Bildschirme eines der wichtigsten Eingabegeräte geworden. Neben den technischen Aspekten wie der Bildwiedergabetechnik, der Touchscreen-Technologie und der Mediensteuerung, wird in dieser Arbeit die Mensch-Computer-Interaktion beschrieben. Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist die Gestaltung einer intuitiven ouchpaneloberfläche zur Steuerung medientechnischer Anlagen, welches am Beispiel eines Videokonferenzraumes beschrieben wird.
In dieser Arbeit wird auf die theoretischen Grundlagen von digitalen Filmkameras, des Dynamikumfangs und der HDR Technologie eingegangen. Im Einzelnen werden die Spezifikationen der digitalen Filmkamera RED Epic sowie des Tonemapping-Operators iCAM06 aufgeführt. In der Durchführung war es das Ziel, den erhöhten Dynamikumfang einer mit dieser Kamera aufgezeichneten Szene mit iCAM06 zu komprimieren und diesen auf einem handelsüblichen Monitor darzustellen. In der Auswertung werden Bildergebnisse für unterschiedliche Übergabeparameter demonstriert und dokumentiert.
Due to the COVID-19 pandemic, university students worldwide have experienced drastic changes in their academic and social lives, with the rapid shift to online courses and contact restrictions being reported among the major stressors. In the present study, we aimed at examining students’ perceived stress over the course of the pandemic as well as individual psychological and social coping resources within the theoretical framework of the Transactional Model of Stress and Coping in the specific group of STEM students. In four cross-sectional studies with a total of 496 computer science students in Germany, we found that students reported significantly higher levels of perceived stress at both measurement time points in the second pandemic semester (October/November 2020; January/February 2021) as compared to the beginning of the first (April/May 2020), indicating that students rather became sensitized to the constant pandemic-related stress exposure than habituating to the “new normal”. Regarding students’ coping resources in the higher education context, we found that both high (a) academic self-efficacy and (b) academic online self-efficacy as well as low (c) perceived social and academic exclusion among fellow students significantly predicted lower levels of students’ (d) belonging uncertainty to their study program, which, in turn, predicted lower perceived stress at the beginning of the first pandemic semester. At the beginning of the second pandemic semester, we found that belonging uncertainty still significantly mediated the relationship between students’ academic self-efficacy and perceived stress. Students’ academic online self-efficacy, however, no longer predicted their uncertainty about belonging, but instead had a direct buffering effect on their perceived stress. Students’ perceived social and academic exclusion among fellow students only marginally predicted their belonging uncertainty and no longer predicted their perceived stress 6 months into the pandemic. We discuss the need and importance of assessing and monitoring students’ stress levels as well as faculty interventions to strengthen students’ individual psychological and social coping resources in light of the still ongoing pandemic.
Durch die rasante technologische Entwicklung der digitalen Cinematographie sind nicht nur neue Daten-Kameras entwickelt worden, sondern es wurden auch neue Objektive, sowohl für die digitale als auch für die analoge Filmwelt entwickelt. Ziel dieser Arbeit ist es, einen weitgehend praxisbezogenen Überblick über das aktuelle Angebot an Objektiven, sowohl für die analoge als auch für die digitale Cinematographie zu erstellen. Weiterhin werden Entscheidungskriterien und Qualitätsparameter dargestellt. Technische und finanzielle Unterschiede werden kurz erläutert. Zum Einstieg hierfür wird eine allgemeine Einführung in die physikalisch-optischen Grundlagen vorangesetzt. Dem folgt ein Abriss über die in der Praxis angewendeten Mess- und Prüfgeräte. Ergänzend befindet sich eine ausführliche Zusammenstellung mit den Detailinformationen zu einzelnen Objektiven im Anhang.