392153 Automatische Annotation von Blickbewegungsvideos (Pj) (WiSe 2008/2009)

Einleitung:
Seit einigen Jahren wird die Blickbewegungsmessung immer intensiver im Bereich Forschung und Entwicklung eingesetzt. Die fortschreitende Technologisierung erlaubt dabei die Konstruktion immer kompakterer, hochauflösender und inobtrusiver Eyetracking Systeme, die den Einsatz von Augenbewegungsstudien unter realen Bedingungen erlaubt, wie z.B. bei Point-Of-Sale (POS) Studien.

Moderne, mobile Systeme sind mit einer Augenkamera zur Messung der Blickbewegungen, sowie einer Kopfkamera zum Aufzeichnung des Blickfeldes einer Person ausgestattet. Mittels einer mobilen Aufzeichnungseinheit und zusätzlichen Akkus, die sich in einem Rucksack befinden, ist eine non-stop Operation in einem nahezu uneingeschränkten Arbeitsbereich möglich. Die Ausgabe der Geräte besteht aus einer Aufzeichnungsdatei mit Blickbewegungsinformationen sowie einem Szenenvideo mit überlagertem Blickbewegungscursor. Die Auswertung dieser Blickbewegungsvideos erfordert extrem viel "Handarbeit": Das Video muss frameweise betrachtet werden, um die einzelnen Blickpositionen im Blickfeld bestimmen zu können. Bei mehreren Versuchspersonen, sowie Experimentdauern von 30-60 Minuten, erfordert die manuelle Auswertung einen nicht vertretbaren Zeitaufwand.

Projektbeschreibung:
Deshalb soll in dem hier vorgestellten Projektseminar auf der Basis der open-source Bibliothek bazar das Grundgerüst für ein automatisches Annotationstool für Blickbewegungsvideos erstellt werden. Bazar umfasst eine Objekterkennungskomponente, die an die Erfordernisse des Annotationstools angepasst und entsprechend erweitert werden soll. Die Analyse von Augenbewegungen auf dynamischen Szenen ist im Bereich der Augenbewegungsforschung von aktuellem Interesse. Es liegen bisher auf diesem Gebiet lediglich Projektskizzen vor - von einem zuverlässigen Tool für die automatische Annotation von Blickbewegungsvideos sind die aktuellen Arbeiten noch weit entfernt. Zu diesem Thema wurde bisher lediglich ein kleiner Workshop im September 2007 in Edinburgh [1] abgehalten. Erschwerend kommt hierbei hinzu, dass verschiedene Experimente höchst unterschiedliche Anforderungen an die Datenauswertung stellen.

Die Ergebnisse des Projekt-Seminars sollen sowohl in einem 15 minütigen Vortrag auf Englisch vorgestellt, als auch in einer englischen Ausarbeitung (ca. 10 Seiten) dokumentiert werden. Optional können die Teilnehmer ihre Ergebnisse zusammen in Form von kompakten wissenschaftlichen Papern abgeben. So wird der wissenschaftliche Ablauf von Forschungsarbeiten (Literaturstudie - Planung der Untersuchung - Umsetzung - Auswertung und Publikation der Ergebnisse) im Rahmen dieses Seminars anhand einer konkreten Aufgabe geübt.

Im ersten Drittel des Projektes werden wir in Vorlesungsform die folgenden Themen näher betrachten:

• Teamarbeit und Versionskontrolle mit Subversion
• Das Dokumentationswerkzeug doxygen
• Einführung in die Blickbewegungsmessung (Eyetracking)
• Vorstellung der Eyetracking Systeme und der vorhandenen Experimental- und Analysesoftware
• Ansätzen zur automatischen Annotation im Eyetracking Bereich
• Festlegung und Verteilung der einzelnen Programmmodule

Das restliche Semester ist für eigenständige Arbeit vorgesehen.
Großer Wert wird dabei auf Projektmanagement und Dokumentation gelegt.

Vorrausetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten:

• Regelmäßige aktive Teilnahme
• Erstellung und Kommentierung eines funktionierenden Softwaremoduls der Annotationssoftware
• Eine zusammenhängende abschließenden Präsentation auf Englisch (ca. 15 Minuten pro Person)
• Schriftliche Ausarbeitung auf Englisch (ca.10 Seiten pro Person) oder ein gemeinsam verfasstes Paper auf Englisch

Requirements for participation, required level

Anmeldung:
Eine Anmeldung ist erforderlich, Anmeldungen bitte per Email an: kai.essig@uni-bielefeld.de. Das Seminar richtet sich an Studentinnen und Studenten im Masterstudium Informatik oder Sportwissenschaft mit Vorkenntnissen in den Programmiersprachen C(++) und Java. Kenntnisse in Open GL sind hilfreich.

Bibliography

[1] Edinburgh Dynamic Image Eye Movement database-- EDI-EM

[2] Bazar: http://cvlab.epfl.ch/software/bazar/html/index.html

[3] Duchowski, A.T. (2003). Eye Tracking Methodology: Theory and Practice. London:Springer.

[4] Joos, M., Rötting, M. & Velichkovsky, B.M. (2003). Die Bewegungen des menschlichen Auges: Fakten, Methoden, innovative Anwendungen. In G. Rickheit, T. Herrmann & W. Deutsch (Hrsg.), Psycholinguistik/ Psycholinguistics. Ein internationales Handbuch/ An International Handbook (pp. 142-168). Berlin & NY: de Gruyter.

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