RTG 1564 (Subproject): Imaging New Modalities - Multimodal Image Acquisition and Analysis for Civil Security Applications

Imaging technologies are one of the most important cross cutting technologies for national and international research activities, high-tech industries and information societies. This is especially true for civil security applications. Here, the primary challenge is the development of highly automated systems, which take the result of the ongoing ethical and legal discussions regarding this topic into account. The field of research within the Research Training Group is structured according to application scenarios and fundamental techniques. There are close methodological interconnections and significant synergies between the individual projects, which obey this structure. New civil security applications require enhanced imaging functionalities, which, as a consequence, require more powerful and efficient concepts regarding both sensor concepts and sensor data processing methodologies. The focal idea of the Research Training Group is to seize recent developments in imaging for different modalities in order to facilitate innovative approaches to the field of civil security applications.
The focussed civil security scenarios include person detection and biometry, material detection and analysis, as well as scene observation. The targeted enhancements of civil security systems addresses further functionalities and increased robustness, which can be achieved due to the particular orthogonality and redundancy of the information delivered by the individual sensor modalities. Sensor data processing is the focal point for the Research Training Group, bringing together the potentials of the new sensor technologies and the specific needs of the targeted civil security application. Within this scope, different data processing and information extraction concepts will be comprehensively investigated. Sensor models, as part of the sensor development, deliver essential sensor characteristics as a basis for developing efficient sensor data processing techniques.

Das Graduiertenkolleg 1564 „Imaging New Modalities“ hat an der Schnittstelle zwischen Elektrotechnik und Informatik das Thema der bildgebenden Sensorik beforscht. In dieser für die deutsche Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft bedeutenden Querschnittstechnologie wurde von der Entwicklung neuer Sensorprinzipien bis zur Entwicklung von Anwendungen bildgebender Sensoren in der zivilen Sicherheit das gesamte Spektrum von Forschungsfragen adressiert. Als zentralen thematischen Kern, sowohl aus wissenschaftlicher Sicht als auch aus der Perspektive der Ausbildung von Doktorand(inn)en, hat das Kolleg das integrierte Zusammenwirken aller sensor- und informationstechnischen Komponenten für bildgebende Sensorsysteme in den Blick genommen. Dieser umfasst die synergetische Forschung und Entwicklung neuer bildgebender Prinzipien für die Multispektral-, THz- und Entfernungsmesssensorik und verzahnt diese eng mit der Untersuchung grundsätzlicher Mechanismen in der Daten- und Informationsverarbeitung inkl. der Informationssicherheit. Hierbei bildete die Verarbeitung von Bildsensordaten in dem Spannungsfeld „Sensorentwicklung – anwendungsorientierte Sensordatenverarbeitung“ den zentralen Kristallisationspunkt, in dem die konkreten Aspekte der Sensorentwicklung und die Anforderungen der zivilen Sicherheit kumulieren. Methodisch wurden hierbei Aspekte der sensornahen Charakterisierung, der Kompensation von Sensorfehlern und -limitationen, sowie Methoden der Informationseinbettung untersucht. Hierbei wurden monomodale Methoden für die neuartigen Sensoren mit dem Ziel der effizienten und robusten Informationsgewinnung betrachtet, während im Bereich multimodale Methoden zentrale Fragestellungen der Registrierung, Fusionierung und Repräsentation der Daten mehrerer verschiedenartiger Sensoren untersucht wurden. Als Anwendungshintergrund diente die zivile Sicherheit, in welchem konkret die Bereiche Personenerkennung/Biometrie, bildbasierte Materialerkennung und Szenenanalyse betrachtet wurden. Für die sich spezifisch ergebenden Anforderungen für die Datenverarbeitung wurden unter anderem die Fragen der Verarbeitungsgeschwindigkeit, der Robustheit, der Redundanz und der Komplementarität untersucht. Die Einbindung der Informationssicherheit, in Kombination mit der ethischen Begleitforschung bildete hierbei die Schnittstelle der technologischen Forschung hin zur gesellschaftlichen Integration künftiger Sensortechnologien.