3. Übung IHCI. Markus Weber

Transkript

1 3. Übung IHCI Markus Weber

2 3. Übungsblatt Fragen Stoff der sechsten siebten und achten Vorlesung Implementierung Automatische Ziffernerkennung

3 Fragen: Multi-Touch (1) Im Zusammenhang mit Multi-Touch Tischen: Nenne die zwei Arten der zweihändigen Interaktion und beschreibe kurz den Unterschied. Symmetrisch: Hände führen identische Teilaufgaben aus (symmetrisch). Asymmetrisch: Hände führen unterschiedliche Teilaufgaben aus (asymmetrisch). Unterscheidung in dominante und nicht-dominante Hand. Die nicht-dominante Hand stellt das Bezugs-System dar und führt die dominante Hand. Sie übernimmt die gröberen Aufgaben. Die dominante Hand arbeitet im Bezugssystem der nicht-dominanten Hand und führt die detaillierteren Aufgaben aus.

4 Fragen: Multi-Touch (2) Beschreibe kurz die verschiedenen Infrarotbasierten Multi-Touch Verfahren (FTIR, DI, DSI) und nenne Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Methoden. FTIR:

5 Fragen: Multi-Touch (2) FTIR: Vorteile: Es wird keine geschlossene Box benötigt Blobs haben einen starken Kontrast Erlaubt das Erkennen von Druckunterschieden Nachteile: Benötigt eine besondere Beschichtung Nutzung von Markern ist nicht möglich Glasoberfläche nicht möglich

6 DI (Diffused Illumination): Fragen: Multi-Touch (2)

7 Fragen: Multi-Touch (2) DI: Vorteile: Keine spezielle Beschichtung nötig beliebiges transparentes Material als Oberfläche (auch Glas) Einfaches Setup (kein LED Rahmen benötigt) Marker können verwendet werden Nachteile: Blobs haben niedrigeren Kontrast Geschlossene Box wird benötigt Gleichmäßige Ausleuchtung schwer zu erreichen

8 Fragen: Multi-Touch (2) DSI (Diffused Surface Illumination):

9 Fragen: Multi-Touch (2) DSI: Vorteile: Einfacher Wechsel zwischen DI (DSI) und FTIR Marker verwendbar Drucksensitiv Gleichmäßige Finger- / Objektbeleuchtung auf der ganzen Fläche Nachteile: Endlighten wesentlich teurer als normales Acrylglas / Plexiglas Blobs haben niedrigen Kontrast

10 Handschrifterkennung Nenne die Schritte der Handschrifterkennung und erläutere die einzelnen in der Vorlesung vorgestellten Verfahren.

11 Handschrifterkennung Verarbeitungsschritte Handschrift Pre-Processing Aufbereitete Daten Skew- und Slant-Correction Equidistant resampling

12 Handschrifterkennung Verarbeitungsschritte Aufbereitete Daten Feature Extraktion Features Online Features: Geschwindigkeit / Beschleunigung Normalisierte (x, y) Koordinaten Differenz ( x, y) zwischen Samples

13 Handschrifterkennung Verarbeitungsschritte Features Klassifikation Alternativen k-nearest Neighbor, Support Vector Machine, Künstliche Neuronale Netze,

14 Handschrifterkennung Verarbeitungsschritte Alternativen Post-Processing Text Verwenden von Kontextinformation und Sprachmodellen. Kollokation Syntaktische Analyse

15 Fragen: Inertialsensorik (1) Frage: Erläutere die Sensor-basierte Bewegungserfassung im Wii MotionPlus Controller Sensorik: 3D Accelerometer 3D Gyroskop (neu ggü. Wii Remote) Optischer Sensor und LED Leiste Bewegungserfassung: Accelerometer: 2 Rotationswinkel (roll, pitch) unter vernächlässigbarer Beschleunigung, schnelle translatorische Bewegungen Gyroskope: Orientierungsschätzung durch Integration der Winkelgeschwindigkeiten Optischer Sensor: Zeigerichtung (pointer), Distanz zur LED- Leiste (vorwärts-rückwärts Bewegungen), 1 Rotationswinkel (roll)

16 Fragen: Inertialsensorik (1) Frage: Erläutere die Sensor-basierte Bewegungserfassung im Wii MotionPlus Controller Sensorik: 3D Accelerometer 3D Gyroskop (neu ggü. Wii Remote) Optischer Sensor und LED Leiste Bewegungserfassung: Accelerometer: 2 Rotationswinkel (roll, pitch) unter vernächlässigbarer Beschleunigung, schnelle translatorische Bewegungen Gyroskope: Orientierungsschätzung durch Integration der Winkelgeschwindigkeiten Optischer Sensor: Zeigerichtung (pointer), Distanz zur LED- Leiste (vorwärts-rückwärts Bewegungen), 1 Rotationswinkel (roll)

17 Fragen: Inertialsensorik (2) Frage: Warum hat das Hinzufügen von Gyroskopen die Bewegungsschätzung verbessert? Gyroskope messen Winkelgeschwindigkeiten. Durch Integration kann daraus die Orientierung geschätzt werden. Orientierung und Drehungen können somit auch unter Beschleunigungen geschätzt werden, was nicht über die Accelerometer möglich ist ( twisting while swinging ). Wenn die Orientierung bekannt ist, können Eigenbeschleunigung und Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft unterschieden und somit die Accelerometermessungen richtig interpretiert werden (Schwerkraft kann von dem Messwert abgezogen werden, um Beschleunigung zu erhalten).

18 Fragen: Inertialsensorik (3) Frage: Wie ist die Aussage, dass der Wii MotionPlus Controller eine 1:1 Bewegungskontrolle ermöglicht, zu bewerten? 1:1 Bewegungskontrolle würde eine 1:1 Erfassung der tatsächlichen Bewegung (kontinuierliche Erfassung von Orientierung und Translation über dead-reckoning) voraussetzen. Da die Messwerte der MEMS Inertialsensoren verrauscht sind und andere typische Fehler aufweisen (z.b. Nullpunktverschiebungen), ist eine präzise Bewegungsschätzung ohne absolute Stützwerte nicht möglich. Fazit: die Bewegungskontrolle wird durch die Gyroskope verbessert, kann aber wohl nicht als 1:1 (im wörtlichen Sinne) angenommen werden.

19 Fragen: Inertialsensorik (4) Frage: Der PlayStation Move Controller verfügt nicht nur über Inertialsensoren, sondern auch über Magnetometer. Inwiefern verbessern Magnetometer die Bewegungsschätzung? Über Magnetometer kann ein Rotationswinkel (heading) geschätzt werden, über den die Accelerometer keine Informationen liefern. Der Drift durch die Integration der verrauschten Gyroskop-Messungen kann dadurch korrigiert werden.