Deep Learning ist zu wenig

Nachbericht zum 4. European Machine Vision Forum in Lyon

Beim 4. Europäischen Machine Vision Forum trafen sich Anfang September Forschung und Industrie. Schwerpunktthema war, passend zur Region um Lyon, Grenoble und St. Etienne, die Integration von Photonik und maschinellem Sehen.

Knapp 30 Vorträge, eine Ausstellung sowie einen French Evening am ersten Abend bot das 4. European Machine Vision Forum in Lyon den knapp 100 Teilnehmern. (Bild: EMVA)

Ausgangspunkt für das Schwerpunktthema ´Photonics and Machine Vision: Going Deep into Integration´ war ein Blick in die Natur. Über Millionen von Jahren haben sich biologische Sehsysteme entwickelt, die nicht nur eine hohe Lernfähigkeit aufweisen, sondern angepasst an die jeweilige Aufgabenstellung auch völlig unterschiedliche Augen entwickelt haben im Hinblick auf räumliche Auflösung, Wellenlängenempfindlichkeit, Farbsehen, Bewegungssehen und Reaktionszeit. Im ersten Keynote-Vortrag des Forums ´The future of image sensing – More intelligence or more sensing?´ hat Prof. Peter Seitz (Hamamatsu Photonics, Solothurn) aufgezeigt, wie vielfältige Information Licht trägt, die zwar durch geeignete Bildsensorik sichtbar gemacht, aber ohne diese Möglichkeit auch vom besten Lernverfahren nicht detektiert werden kann. Der zweite Vortrag ´Learning high-level reasoning in and from Images´ von Prof. Christian Wolf (INSA, Lyon) setzte sich kritisch mit dem Verständnis des maschinellen Lernens auseinander. Während man bis 2012 Merkmale empirisch ausgewählt hat, wird das gleiche heute mit den Architekturen der neuronalen Netzen getan und morgen mit den Methoden für Bildverstehen. Gleichzeitig gab er den Rat, wie gewinnbringend es ist, bekannte Zusammenhänge wie Symmetrien und Invarianzen in das Design der neuronalen Netze zu integrieren. Die Synthese zwischen Photonik und maschinellem Sehen war Inhalt des dritten Keynote-Vortrags ´The convergence of photonics and electronics: an opportunity for machine vision´ von Dr. Francois Simoens (Cea-Leti). Er zeigte auf, wie die Designtechnologien von Photonik, Sensorik und Elektronik zusammenwachsen und neue Möglichkeiten beim 3D-Stacking von Wafern neue komplexe Visionsysteme mit Lichtquellen, Mikrooptik, Sensorik, und Elektronik ermöglichen. Als Beispiele wurden ein komplettes Lidar-System auf einem Chip mit scannendem Laserstrahl ohne Mechanik (Optical Phased Array) und ein Vision Chip (Smart Retina) mit eingebauter Vorverarbeitung präsentiert. Das komplette Programm beinhaltete weitere 25 Vorträge und eine Ausstellung. Die Teilnehmer lobten die hohe Qualität der Vorträge, die professionelle Organisation der Veranstaltung und die vielfältigen Möglichkeiten zum Gedankenaustausch zwischen Forschung und Industrie. Beide Seiten konnten neue Ideen für Ihre Arbeit mit nach Hause nehmen. Dadurch, dass die europäische Region Lyon sich auf dem French Evening am ersten Abend vorstellen konnte, ergaben sich zudem zahlreiche neue internationale Kontakte.

European MV Forum 2020

Am Ende der Veranstaltung wurde das nächste Forum von Prof. Peter O’Brien angekündigt. Es wird vom 10. bis 11. September 2020 am Tyndall National Institute in Cork, Irland mit dem Schwerpunktthema ´Accuracy, Reliability and Limits of Machine Vision´ stattfinden. Da die Bildverarbeitung eine Querschnittstechnologie ist, können die Grenzen vielfältig sein: Was ist die höchst-mögliche optische Auflösung? Was limitiert die Empfindlichkeit und den Kontrastumfang der Bildakquisition? Wo liegen die Grenzen verschiedener Verfahren zur 3D-Bildgewinnung? Wie weit kann der Bilddatenstrom reduziert werden, um die interessierende Information noch gewinnen zu können (Compressive Sensing)? Wie klein können Bildverarbeitungssysteme werden? Wie zuverlässig können Bildverarbeitungssysteme sein? Wie weit kann die Verzögerung zwischen Bildaufnahme und Auswerteergebnis reduziert werden? Was ist die minimale Energie, die für bestimmte Bildverarbeitungsoperationen notwendig ist? Angeregt wurde das Thema durch die Anforderungen an die hohe Positioniergenauigkeit, die an Bauelemente gestellt werden, die photonische Elemente (Lichtquellen, Mikrooptiken, Sensoren) und elektronische Komponenten integrieren. Das Tyndall National Institute beheimatet übrigens die europäische Photonic Packaging Pilot Line.