Rückblick: Der menschlichen Stimme auf der Spur

IMG_1539Am Mittwoch, 9. Dezember 2009, waren wir gemeinsam mit Univ.-Prof. Dr. Manfred Kaltenbacher der menschlichen Stimme auf der Spur. Beeindruckend wurde uns vorgeführt, wie die menschliche Stimme im Kehlkopf entsteht und

…am Ende ist dann alles „nur Mathematik“, lies uns Prof. Kaltenbacher wissen.

Zum Vortrag: Das Stimmsignal entsteht im Kehlkopf durch die beiden zwischen 100 – 400 Hz periodisch schwingenden Stimmlippen (umgangssprachlich auch Stimmbänder genannt). Die dreidimensionalen Stimmlippenschwingungen, sowie Zusammenhänge zwischen Stimmlippendynamik und Qualität des akustischen Signals sind weitgehend unerforscht. Durch das in den letzten Jahren verstärkte interdisziplinäre Zusammenarbeiten von Medizinern, Ingenieuren, Informatikern und Mathematikern konnten jedoch einige grundlegende Fragen geklärt werden. Weitere Details finden Sie hier.

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Der Vortrag war gut besucht und war auch einige interessante Fragestellungen auf, wie z.B. welche Rechenleistung für die Berechnung der Simulationen notwendig ist und ob es in der Zukunft möglich sein wird künstliche Kehlköpfe herstellen bzw. einsetzen zu können. Ersteres konnte beantwortet werden, jedoch nicht mit Gerätschaften hier in Klagenfurt bzw. Österreich, aber letzteres ist noch Zukunftsmusik.

Kürzlich stattgefundene TEWI-Kolloquien: Wirtschaftsinformatik als Bastel-, Fragebogen, oder doch als Wissenschaftsdiszplin? von Dr. Eitel von Maur, 14. Dezember 2009, 14:00 s.t., HS 3 bzw. Economics as a self-organized evolutionary system von Prof. Dr. Stefan Thurner,  14. Dezemeber 2009, 16:00, presentation-room B4.1.114, Lakeside Labs.

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Lakeside Labs / TEWI Colloquium

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Economics as a self-organized evolutionary system

Monday, December 14th 2009 4 pm, presentation-room B4.1.114, Lakeside Labs.

Abstract:

We propose a simple model of evolution dynamics and demonstrate it in a framework of economic dynamics. New goods and services are endogenously produced through combinations of existing goods. As soon as new goods enter the market they may compete against already existing goods, in other words new products can have destructive effects on existing goods. As a result of this competition existing goods may be driven out from the market – often causing cascades of secondary defects (Schumpeterian gales of destruction).
The model leads to generic dynamics characterized by phases of relative economic stability followed by phases of massive restructuring of markets — which could be interpreted as Schumpeterian  business cycles. Model timeseries of product diversity and productivity reproduce several stylized facts of economics timeseries on long timescales such as GDP or business failures, including non-Gaussian fat tailed distributions, volatility clustering etc. The model is phrased in an open, non-equilibrium setup which can be understood as a self organized critical system. Its diversity dynamics can be understood by the time-varying topology of the active production networks.

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Re: Promising avenues for interdisciplinary research in vision

Am 25. Juni 2009 hielt Dr. Oge Marques, Florida Atlantic University oben genannten Vortrag und hier möchten wir nochmals einen Rückblick auf diesen Vortrag wagen.
Abstract: Research in vision science has an intrinsic potential for integrating contributions from psychology, computer science, engineering, optics, neuroscience, and physiology, among many other areas of knowledge. During the past 15 years, many vision researchers have successfully demonstrated that the results of such interdisciplinary efforts can advance the state of the art and lead to promising discoveries. This talk presents representative research results that blend experiments in human visual perception and computer vision models to solve challenging vision problems. Particularly, it discusses the issues of object and scene recognition and the role of context and shows how they are being addressed by the leading researchers in the field. After introducing selected basic concepts of object detection and recognition, scene recognition and analysis, and the role of context, we will discuss representative attempts to model the process of context influences in object perception. We will then motivate further research efforts by presenting a number of fascinating open problems in this field and suggesting how they can be approached in a truly interdisciplinary way.
CV: Dr. Oge Marques is an Associate Professor in the Department of Computer Science and Engineering at Florida Atlantic University in Boca Raton, Florida. He is currently a guest professor with ITEC at University of Klagenfurt. He received his Ph.D. in Computer Engineering from Florida Atlantic University in 2001, his Masters in Electronics Engineering from Philips International Institute (Eindhoven, NL) in 1989 and his Bachelor’s Degree in Electrical Engineering from UTFPR (Curitiba, Brazil), where he also taught for more than 10 years before moving to the USA. His research interests include: image processing, analysis, annotation, search, and retrieval; human and computer vision; and video processing and analysis. He has more than 20 years of teaching and research experience in the fields of image processing and computer vision, in different countries (USA, Austria, Brazil, Netherlands, Spain, and India) and capacities. He is the (co-) author of 4 (four) books in these topics, including the forthcoming textbook “Practical Image and Video Processing Using MATLAB” (Wiley, 2010). He has also published several book chapters and more than 50 refereed journal and conference papers in these fields. He serves as a reviewer and Editorial Board member for several leading journals in computer science and engineering. He is a member of ACM, IEEE, IEEE Computer Society, IEEE Education Society, and the honor societies of Phi Kappa Phi and Upsilon Pi Epsilon.
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Wirtschaftsinformatik als Bastel-, Fragebogen- oder doch als Wissenschaftsdisziplin?

eitelpassbildKurzfassung: Seit einiger Zeit ist in der Wirtschaftsinformatik ein Diskurs über Forschungsmethoden zu beobachten, der sich primär auf einen vermeintlichen Gegensatz zwischen empirisch-quantitativer Forschung und Design Science Research konzentriert. Nicht zuletzt dürfte dieser Diskurs dem Umstand geschuldet sein in einer sich erheblich wandelnden Publikationspraxis Wege finden zu müssen, die die persönlichen wie institutionellen Erfolgskriterien zu befördern verspricht. Dabei lässt sich eine oftmals erhebliche Diskrepanz zwischen behaupteter Anwendung solcher Methoden und ihrem tatsächlichen Einsatz feststellen. Weitaus bedenklicher allerdings scheint die vielfach unkritische Übernahme von Methoden, ohne das diese einer kritische Reflexion unterzogen werden, wie es einer Wissenschaft angemessen ist. Der Beitrag versucht eine erhöhte Klarheit in die bestehende Diskussion zu bringen, die verwendeten Argumente näher zu beleuchten und vor allem den bestehenden Diskurs zu befördern, um auf diese Weise zu konkreten, hilfreichen Ergebnissen beizutragen.

CV: Nach einer vierjährigen Lehrtätigkeit bei Herrn Prof. Krallmann (FB Informatik, TU Berlin) mit den Schwerpunktthemen Systemanalyse, Softwaretechnik und Grundlagen der Wirtschaftsinformatik und einer sich anschließenden fünfjährigen Mitarbeit bei Herrn Prof. Rieger (Universität Osnabrück), bei der ERP-Systeme, Objektorientierte Systementwicklung und Entscheidungsunterstützungssysteme den Kern seines Forschungsinteresses bildeten, ist Eitel von Maur bei Herrn Prof. Winter Projektleiter des Kompetenzzentrums Data Warehousing gewesen sowie sog. Vollamtlicher Dozent an der Universität St. Gallen (HSG). Seither war Eitel von Maur als Lehrbeauftragter der HSG tätig und hat sich auf die Fertigstellung seiner (transdisziplinären) Habilitationsschrift konzentriert, die erkenntnistheoretische Fundierung und praktische Wirtschaftsinformatik verbindet. Seit Mitte 2009 arbeitet er am Lehrstuhl von Prof. Frank an der Universität Duisburg-Essen und fokussiert sich dort auf Fragen der Modellbildung und Wissenschaftstheorie. 2010 wird er sich bei Ulrich Frank und Stephan Zelewski habilitieren.

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Der menschlichen Stimme auf der Spur

StimmeDer Förderverein Technische Fakultät lädt ein zum Vortrag „Der menschlichen Stimme auf der Spur“ von Univ.-Prof. Dr. Manfred Kaltenbacher, Institut für Intelligente Systemtechnologien, Forschungsgruppe Angewandte Mechatronik. [PDF-Version der Einladung]

Das Kolloquium findet im Anschluss an die Generalversammlung statt. Eintritt frei!!!

Kurzfassung: Die Stimme, dessen Grundsignal im Kehlkopf entsteht, ist Voraussetzung für die Sprache. In den heutigen Dienstleistungsgesellschaften werden bei ca. 60% der Beschäftigungsverhältnisse sprachliche Grundfähigkeiten vorausgesetzt. Im Jahr 2000 wurde der wirtschaftliche Schaden in den USA aufgrund von Kommunikationsstörungen auf $186 Milliarden geschätzt.

Das Stimmsignal entsteht im Kehlkopf durch die beiden zwischen 100 – 400 Hz periodisch schwingenden Stimmlippen (umgangssprachlich auch Stimmbänder genannt). Die dreidimensionalen Stimmlippenschwingungen, sowie Zusammenhänge zwischen Stimmlippendynamik und Qualität des akustischen Signals sind weitgehend unerforscht. Durch das in den letzten Jahren verstärkte interdisziplinäre Zusammenarbeiten von Medizinern, Ingenieuren, Informatikern und Mathematikern konnten jedoch einige grundlegende Fragen geklärt werden.

Das Ziekaltenbacherl der heutigen Stimmforschung ist es, ein umfassendes Verständnis der Zusammenhänge zwischen der Strömung, der Stimmlippenschwingungen und dem erzeugten Schall zu erlangen, um mittelfristig klinische Therapieverläufe unterstützen zu können. Langfristiges Ziel ist das Ersetzen von Teilen oder des ganzen Kehlkopfes nach Kehlkopfkrebs mit synthetischen Materialien oder gezüchtetem Gewebe.

Univ.-Prof. Dr. Manfred Kaltenbacher leitet die Forschungsgruppe Angewandte Mechatronik am Insitut für Intelligente Systemtechnologien. Forschunsprojekte, Publikationen, wissenschaftliche Veranstaltungen, Vorträge, etc. finden sie hier.

Nach dem Vortrag sind die Teilnehmer zu einem Buffet eingeladen und aus organisatorischen Gründen bitten wir daher um eine kurze Anmeldung per Mail an Klothilde.Puschl@uni-klu.ac.at.

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Rückblick: Die Erfindung des Zufalls

dsc_1493_webAm 29. Oktober 2009 um 14:00 Uhr hielt Prof. Rudolf Taschner von der TU Wien eine TEWI-Kolloquium zum Thema „Die Erfindung des Zufalls“ im HS 3 an der Universität Klagenfurt. Hier noch mal die Kurzfassung zum Vortrag und einige Eindrück aus dem gut gefülltem HS 3.

Unvoreingenommen meint jeder zu wissen, worum es sich beim Zufall handelt: Etwas, das man nicht prognostizieren kann: ob ich eine gefährliche Operation überleben werde, ob ich beim nächsten Lotto den Haupttreffer landen werde – Dinge dieser Art.

Eigenartigerweise hat der Begriff des Zufalls sogar in exakten Wissenschaften einen fest verankerten Platz erhalten. So zum Beispiel in der Physik. Wenn man ein radioaktives Kohlenstoffatom vor sich hat, kann man auf keine nur denkbare Art und Weise berechnen oder durch Messung bestimmen, zu welcher Zeit es zerfallen wird. Es zerfällt plötzlich irgendwann, ohne dass dafür eine Ursache genannt werden kann – spontan und zufällig. Und in der Biologie hält sich seit Darwin das Paradigma, dass pur zufällige Mutationen die Triebkraft der Entwicklung der Arten nach dem Prinzip der “selection of the fittest” darstellen.

Allerdings spricht der Naturwissenschafter das Wort Zufall gerne ohne langes Grübeln aus, und es ist auch nicht ganz einfach, eine schlüssige Definition von “Zufall” anzugeben. Aus der Sicht der Mathematik kann man jedoch den Begriff “Zufall” einigermaßen gut verstehen: er ist eine Erfindung des Menschen. Um welche Erfindung es sich genau handelt, wird im Vortrag beschrieben.

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Wir konnten einige Wortmeldungen nach dem Vortrag einfangen…

„Ein intellektueller Genuss! Prof. Taschner erwies sich wie immer als witzig, tiefsinnig, hochgebildet, allgemein verständlich, dennoch präzise – mit einer exakten, wenn auch überraschenden Definition des Begriffs ‚Zufall‘.“ –Prof. H. Hellwagner

„Das besonders spannende am Vortrag „die Erfindung des Zufalls“ fand ich, dass Rudolf Taschner die Entstehung eines mathematischen Begriffes in einen breiten philosophischen und historischen Kontext gestellt hat – und damit exemplarisch auch gezeigt hat, dass die mathematischen Grundbegriffe tatsächlich auch philosophische Begriffe sind, die ohne den philosophisch-historischen Kontext gar nicht verstanden werden können. Das hat in Erinnerung gerufen, dass exzellente Wissenschaft immer auf zwei Beinen steht: Das eine ist das Fachwissen, das andere die breite und tiefgehende allgemeine Bildung. Diese einst – etwa noch zu Zeiten Blaise Pascals, des „Erfinders des Zufalls“ nach Taschner – selbstverständliche Wahrheit, geriet heute leider fast vollständig in Vergessenheit, was die moderne Wissenschaft immer mehr einengt und zum „Expertentum“ degradiert. Ich bin immer dankbar, wenn ein Kollege, wie diesmal Herr Taschner, ein Gegenbeispiel zu diesem Trend bieten kann. Und das auf einer unwiderstehlich amüsanten und lockeren Weise, was übrigens ein sicheres Zeichen dafür ist, dass der Vortragende wirklich weiß, wovon er redet – eine viel seltenere Angelegenheit, als man glaubt.“ –Prof. L. Böszörmenyi

Falls Sie noch irgendwelche Kommentare/Bemerkungen zu diesem Vortrag haben, dann lassen Sie es uns bitte wissen!

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Die Erfindung des Zufalls

Unvoreingenommen meint jeder zu wissen, worum es sich beim Zufall handelt: Etwas, das man nicht prognostizieren kann: ob ich eine gefährliche Operation überleben werde, ob ich beim nächsten Lotto den Haupttreffer landen werde – Dinge dieser Art.

Eigenartigerweise hat der Begriff des Zufalls sogar in exakten Wissenschaften einen fest verankerten Platz erhalten. So zum Beispiel in der Physik. Wenn man ein radioaktives Kohlenstoffatom vor sich hat, kann man auf keine nur denkbare Art und Weise berechnen oder durch Messung bestimmen, zu welcher Zeit es zerfallen wird. Es zerfällt plötzlich irgendwann, ohne dass dafür eine Ursache genannt werden kann – spontan und zufällig. Und in der Biologie hält sich seit Darwin das Paradigma, dass pur zufällige Mutationen die Triebkraft der Entwicklung der Arten nach dem Prinzip der „selection of the fittest“ darstellen.

Allerdings spricht der Naturwissenschafter das Wort Zufall gerne ohne langes Grübeln aus, und es ist auch nicht ganz einfach, eine schlüssige Definition von „Zufall“ anzugeben. Aus der Sicht der Mathematik kann man jedoch den Begriff „Zufall“ einigermaßen gut verstehen: er ist eine Erfindung des Menschen. Um welche Erfindung es sich genau handelt, wird im Vortrag beschrieben.

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Tutorial: Teaching Digital Forensics to Undergraduates

I describe the digital forensics course (one semester) that we teach to year 2 undergraduate students at Deakin University. Along with some details about the students and their response to the course, I outline the two practical assignments they do, and for the second of these use forensic tools to show how data can be hidden in and retrieved from files.

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Efficient Broadcast Key Distribution with Dynamic Revocation

In many commercial applications of broadcast, it is desirable that only those users who have paid for the service can retrieve broadcast data. Typical examples of such applications are pay-TV and copyright-protected digital materials. To ensure that only those users who have paid for the service can access materials, encryption of the broadcast is implemented. While only privileged users have secret keys to decrypt broadcast programs, malicious users may leak the secret keys to non-privileged users. In order to overcome this problem, secret keys are often kept in tamper-proof smart cards. When a user registers for the system, the service provider issues a smart card which is used for decryption of broadcast programs. In any subscriber scenario, the set of privileged users is dynamically changing and users may unsubscribe from the service at any time. A challenging problem is how to stop them to continue to obtain the broadcast data. This is called the revocation problem.

Although smart cards are intended to be tamper-proof, it may be possible to compromise them. With secret keys extracted from a compromised smart card, a pirate may create many clones of the smart card and sell them. Thus, an additional challenge is how to trace the source of a captured illegally cloned smart card and revoke all cloned cards. This is called the traitor tracing problem. In this work, our goal is to develop an efficient broadcast key distribution scheme, with revocation, which allows only privileged users to get access to the broadcast key. We aim to achieve this efficiently by using smart cards with limited computing power, communication capability, and storage. We assume the existence of a group controller (GC), which plays the role of a trusted third party. The GC broadcasts the encrypted data and key information through separate channels. The broadcast channels are insecure. Each privileged user is equipped with a Set Top Terminal (STT) with no return channel. In general, the STT is composed of a communication device, a tamper-proof decoder and a smart card slot in which a tamper-proof smart card (SC) is placed for key management. We implement polynomials over finite fields to establish efficient broadcast key distribution and efficient revocation.

(Joint paper of Prof. Lynn Batten (Deakin University) and co-author Dr. Xun Yi (Victoria University, Melbourne))

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Promising avenues for interdisciplinary research in vision

Marques_Oge_2007_smallResearch in vision science has an intrinsic potential for integrating contributions from psychology, computer science, engineering, optics, neuroscience, and physiology, among many other areas of knowledge. During the past 15 years, many vision researchers have successfully demonstrated that the results of such interdisciplinary efforts can advance the state of the art and lead to promising discoveries.

This talk presents representative research results that blend experiments in human visual perception and computer vision models to solve challenging vision problems. Particularly, it discusses the issues of object and scene recognition and the role of context and shows how they are being addressed by the leading researchers in the field.

After introducing selected basic concepts of object detection and recognition, scene recognition and analysis, and the role of context, we will discuss representative attempts to model the process of context influences in object perception. We will then motivate further research efforts by presenting a number of fascinating open problems in this field and suggesting how they can be approached in a truly interdisciplinary way.

Dr. Oge Marques is an Associate Professor in the Department of Computer Science and Engineering at Florida Atlantic University in Boca Raton, Florida. He is currently a guest professor with ITEC at University of Klagenfurt. He received his Ph.D. in Computer Engineering from Florida Atlantic University in 2001, his Masters in Electronics Engineering from Philips International Institute (Eindhoven, NL) in 1989 and his Bachelor’s Degree in Electrical Engineering from UTFPR (Curitiba, Brazil), where he also taught for more than 10 years before moving to the USA.

His research interests include: image processing, analysis, annotation, search, and retrieval; human and computer vision; and video processing and analysis. He has more than 20 years of teaching and research experience in the fields of image processing and computer vision, in different countries (USA, Austria, Brazil, Netherlands, Spain, and India) and capacities. He is the (co-) author of 4 (four) books in these topics, including the forthcoming textbook “Practical Image and Video Processing Using MATLAB” (Wiley, 2010). He has also

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