[Forschungsseminar-BSV] Forschungsseminar Computergrafik, Bildverarbeitung und Visualisierung

[Patrick Oesterling]

A C H T U N G: Bitte beachten Sie den vom üblichen Wochentag und der 
üblichen Startzeit abweichenden Beginn dieses Forschungsseminars!

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E I N L A D U N G

zum Forschungsseminar Computergrafik, Bildverarbeitung und 
Visualisierung am Donnerstag, den 12. September 2013, 14:00 Uhr, Raum 
P-701 im Paulinum am Augustusplatz.


Wir hören einen Vortrag von:

Oliver Schurig
Universität Leipzig

mit dem Titel

"Berechnung von SOMs in OpenWalnut"


zum Inhalt:

Die Visualisierung von Daten ist wichtiger Bestandteil vieler 
wissenschaftlicher sowie statistischer Untersuchungen. Nicht nur wird 
sie verwendet um Muster und Trends zu unterstreichen und zu belegen, 
aber auch um solche überhaupt erst erkennen zu können. Die 
Visualisierung zweidimensionaler Daten ist einem Jeden spätestens seit 
Schulzeiten bekannt. Auch dreidimensionale Daten sind, wenn auch nicht 
so gut lesbar, auf ähnliche Weise darstellbar. Doch sobald die Daten 
höhere Dimensionen erreichen wird deren Visualisierung mit jeder 
weiteren Dimension eine weitaus größere Herausforderung. Um dieses 
Visualisierungsproblem zu lösen gibt es bereits eine große Reihe von 
theoretischen Ansätzen sowie entsprechenden Implementierungen. Dabei 
steht ein solcher Ansatz im Zentrum dieser Bachelorarbeit: 
Self-Organizing Maps, kurz SOM genannt.

Dabei handelt es sich nicht um eine grundlegend neue Implementierung 
einer SOM, sondern um die Portierung einer bestehenden SOM-Routine aus 
einer MATLAB-Toolbox namens Clusot nach C++ unter Verwendung der Open 
Source Software OpenWalnut. Dieses erlaubt die Erstellung dynamischer 
Programmflüsse zur Laufzeit und ist bei mehreren Aufgaben stark 
parallelisierbar. Außerdem bietet es ebenfalls eine gewisse Menge an 
Visualisierungsmechaniken an, denen sich zunutze gemacht werden soll. 
Die Toolbox enthält ein gesamtes Toolkit, welches Daten einlesen und 
verarbeiten kann. Dazu gehört ein vorbereitendes Training der Daten im 
gewünschten Umfang sowie nach gewünschten Algorithmen und eine Palette 
verschiedener Visualisierungen, die alle voll funktionsfähig in MATLAB 
eingebettet wurden.

Die Arbeit geht des weiteren auf den technischen Vorbereitungsaufwand 
und die Besonderheiten während der Portierung ein. Die Struktur und die 
Gründe für die Strukturierung werden ebenfalls erörtert. Der 
Hauptbestandteil sind die Codeabschnitte MATLAB's, die in entsprechenden 
C++-Code portiert werden., um die Problemlösung gewisser Passagen zu 
präsentieren.

Die Arbeit ist nur als Teil eines größeren Projektes zu betrachten. Die 
gestellten Anforderungen sind bei Weitem nicht erfüllt, somit stellt 
diese Bachelorarbeit lediglich die Grundlage für weitere Arbeit dar. 
Portiert wurde eine große Routine der Toolbox, welche die Daten in 
weitem Umfang für die verschiedenen Visualisierungen trainiert und 
vorbereitet. Aber auch davon wurden viele Optionen ausgelassen, um 
vorerst einen voll funktionsfähigen Programmdurchlauf zu gewährleisten, 
der später durch Optionen bei der Wahl des Trainingsalgorithmus oder der 
gewünschten Gitterform und anderem ergänzt werden kann. Visualisierungen 
konnten bis zu diesem Punkt nicht portiert werden, deshalb gibt es neben 
den Codepassagen nur wenig präsentierbares Schaumaterial.



Alle Interessierten sind im Namen von Prof. Dr. Scheuermann herzlich 
eingeladen.

Mit freundlichen Grüßen,
Patrick Oesterling