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UNLocX - Uncertainty principles versus localization properties, function systems for efficient coding schemes

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Bearbeiter*innen: Jan Hendrik Kobarg, Sabine Eifeld, Peter Maaß
Projektförderung: Europäische Union
Projektträger: Europäische Kommission (EC)
Partner: Pierre Vandergheynst, EPFL, Schweiz; Bruno Torrésani, Université de Provence, Frankreich; Nir Sochen, Tel Aviv University, Israel; Hans-Georg Stark, Hochschule Aschaffenburg; Hans Georg Feichtinger, Universität Wien, Österreich; SagivTech Ltd., Israel; Steinbeis Innovationszentrum SCiLS, Steinbeis Innovation gGmbH, Bremen; Genesis S.A.; European Research Services GmbH, Münster
Laufzeit: 01.09.2010 - 31.08.2013

Das Thema des Projektes liegt im Bereich der modernen Informations- und Kommunikationstechnologien: Das Datenvolumen steigt hier weiterhin stetig an. Schon heute fordern Audio- und Videoanwendungen immer höhere Rechnerleistungen und produzieren mehr und mehr Datenverkehr. Neue Entwicklungen verbessern zwar auch die Prozessorleistung kontinuierlich, dennoch steigt der Bedarf moderner Software-Applikationen schneller als die zur Verfügung stehenden Ressourcen. Entwicklungen wie die mittlerweile etablierte MP3-Komprimierung für Audiodaten oder die MPEG-Komprimierung für Videodaten tragen diesem Bedarf bereits teilweise Rechnung.


Mit UNLocX wird nun ein ähnlicher Ansatz verfolgt und soll eine neue Generation von Signalverarbeitungs-Algorithmen erprobt werden, die – beispielsweise in der medizinischen Bildverarbeitung – die Bearbeitung von Problemen ermöglichen, deren Komplexität bisher zu hoch war, und daneben eine noch effizientere Kompression und Datenübertragung ermöglichen. Im Mittelpunkt stehen dabei die Entwicklung der mathematischen Grundlagen und die darauf aufbauende Implementierung eines Software-Frameworks, einer Entwicklerplattform, für die hocheffiziente Signal-Codierung, -Übertragung und -Verarbeitung, speziell von Audio- und Videodaten. Die mathematische Basis hierfür liefern Funktionensysteme, die optimale Lokalisierungseigenschaften aufweisen und effizient diskretisierbar sind. „Es ist lange bekannt, dass man in der Signalverarbeitung nichts geschenkt bekommt: Wollte man beispielsweise die Höhe eines Tones sehr genau messen, müsste dieser Ton unendlich lange anhalten. Derartige ‚Unschärfeprinzipien’ gibt es überall in der Physik und der Signalverarbeitung und es geht darum, Algorithmen zu entwickeln, die – vereinfacht gesagt – das Beste daraus machen“, so lässt sich der Ansatz des Projekts beschreiben.
Die praxisnahe Entwicklung und Erprobung der UNLocX-Systeme erfolgt in enger Abstimmung mit den beteiligten Firmenpartnern an potenziellen Anwendungen. Ein Beispiel hierfür ist die Massenspektrometrie in der Arzneimittelentwicklung. War es bisher nur möglich, zugehörige Auswertungen an ausgewählten Punkten zweidimensionaler Gewebeschnitte durchzuführen, könnte die Entwicklung neuer Algorithmen dazu beitragen, echte dreidimensionale Analysen und zugehörige Ergebnisvisualisierungen zu entwickeln.