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Bildverarbeitung in der Verhaltensbeobachtung

Bildverarbeitung in der Verhaltensbeobachtung. Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Kays. Sarah Wiesner SarahWiesner@web.de. Allgemeines Anwendungen Vor- und Nachteile Computergestützte Anwendungen

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Bildverarbeitung in der Verhaltensbeobachtung

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Presentation Transcript

  1. Bildverarbeitung in derVerhaltensbeobachtung Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Kays Sarah Wiesner SarahWiesner@web.de

  2. Allgemeines • Anwendungen • Vor- und Nachteile • Computergestützte Anwendungen • Vor- und Nachteile • Beispiel: EthoVision • Beispiel: Augenbewegungen • Zusammenfassung/Ausblick Einleitung

  3. Verhaltensbeobachtung: • aktiv / passiv • offen / verdeckt • systematisch / unsystematisch • Auswertung: • Einfaches Betrachten • Computergestützte Analyse Allgemeines

  4. Diagnostizierung von ADHS/ADS • Blickkontaktabbrüche • Verhalten in Familie • VUP • Kommunikations- und Beziehungsdiagnostik • Störungen bei Säuglingen • Auffälligkeiten der Eltern Anwendungen

  5. Schlafstörungen • Restless Legs Syndrom • Verhalten autistischer Kinder • Auswertung durch Fragebögen • Kaufverhalten, Kaufentscheidungsprozesse Anwendungen

  6. Vorteile: • Protokollierung • Individuelle Situationen • Analyse durch Patient • Nachteile: • Beeinflussung des Patienten • Objektivität nicht gewährleistet • Verzögerte Analyse • Kein sofortiger Vergleich Vor- und Nachteile

  7. Merkmale: • Standardisierte Situationen • Spezielle Software Menschliches Verhalten nur selten standardisierbar • meist für Tierexperimente Computergestützte Analyse

  8. Zeichnet z.B. Laufpfade auf • meist graphische Darstellung der Ergebnisse • Vergleich mit vorhandenen Daten • Anbieter: Mangold (Interact), Noldus (EthoVision) Software

  9. Vorteile: • Einfache Datenerfassung • Schnelle Auswertung • Schneller Abgleich • Nachteile: • Standardisierung selten möglich -> meist nur bei Tierversuchen + - Vor- und Nachteile

  10. Aufbau: • Wasserbecken mit Plattform • Abgedunkelt, nur vier weiße Markierungen • Kamera Kamera Markierungen Lampen Wasserbecken Beispiel: EthoVision (1)

  11. Technische Geräte: - Kamera - Computer, Monitor - Videorecorder, Bildschirm Verwendete Software: EthoVision von Noldus Beispiel: EthoVision (2)

  12. Durchführung: - Ratte wird ins Becken gesetzt -> Aufzeichnung startet - Programm gibt Laufpfad aus Plattform Laufpfad Wasserbecken • Weg gibt Auskunft über Lerneigenschaften Ziel: Gedächtnisprozesse erkennen und beschreiben Beispiel: EthoVision (3)

  13. Objekterkennung durch: • Gray Scaling • Schnell • Erkennung durch Helligkeitskontrast • Nur zwei Objekte • lichtempfindlich • -> Segmentierung • Subtraction • Vergleich mit Referenzbild Beispiel EthoVision (4)

  14. Color tracking • Bis zu 16 Objekte erkennbar • Unterscheidung durch • Farbton • Sättigung • Helligkeit • Tiere müssen entsprechend markiert sein • Farbwerte vorher angeben Beispiel: EthoVision (5)

  15. Individuelle Verhaltensweisen: • Bewegung/Geschwindigkeit • Wird erkannt, sobald Objekt schneller als am Start • „Aufbäumen“ • Wird durch Verkleinerung der Objektoberfläche erkannt -> meist erst am Ende des Vorgangs • Abstand • Abstand zwischen zwei Objekten • Zur Erkennung von Interaktionen Beispiel: EthoVision (6)

  16. Wesentliche Unterschiede: • Kopfbewegungen möglich • Nicht frontal • Unterschiedliche ethnische Hintergründe • 98%ige Genauigkeit • Test: • Probanden: lügen oder sagen Wahrheit (Bestrafung, Belohnung) -> Referenzdatenbank Beispiel: Augenbewegungen (1)

  17. Automatische Erkennung • Gesicht: durch Hintergrund (ähnlich Color Tracking) • Referenzbild • Kopfbewegungen werden erkannt • Aufteilung in Regionen (Augen, Augenbrauen) • Modell: Zylinder Beispiel: Augenbewegungen (2)

  18. Augenaufschlag • Unterteilung in oberen und unteren Bereich • Beim Öffnen des Lids ändern sich die Merkmale Beispiel: Augenbewegungen (3)

  19. Unterschied zwischen möglichen Analyseverfahren • Anwendungsbeispiele • EthoVision • Augenbewegungen • Vor- und Nachteile Zusammenfassung

  20. Generell: • Computergestützte Analyse/Bildverarbeitung z.Z. für Menschen kaum möglich • Aber: • Fortschritte, z.B. Programm p.a.t.t.e.r.n. (Mangold) --> Versteckte Verhaltensmuster finden und darstellen Ausblick

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