Masterarbeit im Bereich (semantische) 3D Oberflächenrekonstruktion von Satellitenbildern

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 2,9 Milliarden Euro.

Am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB machen wir aus neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen technische Innovationen und wollen so unseren Beitrag dazu leisten, die Zukunft zu gestalten. An unserem Standort Ettlingen forschen wir zu verschiedenen Bereichen wie Echtzeit-Bildverarbeitung, Mustererkennung oder Leistungsoptimierung elektrooptischer Systeme.

In unserer Abteilung Objekterkennung arbeiten wir an der Rekonstruktion von Stadtgebieten mithilfe von Satellitenbildern verschiedener Zeitpunkte. Die daraus entstehenden dreidimensionalen Modelle enthalten nicht nur Informationen über die Textur, sondern auch semantische Markierungen. Um die Komplexität des Problems zu bewältigen, wird die Aufgabe in mehrere, besser kontrollierbare Teilprobleme zerlegt. Aufgrund der schnellen Weiterentwicklung im Bereich der Bildverarbeitung entstehen regelmäßig neue Möglichkeiten die Verarbeitungskette weiter zu verbessen.

Daher bieten wir mehrere Masterarbeitsthemen zur Verbesserung der zugehörigen Teilaufgaben mit aktuellen, dem Stand-der-Technik entsprechenden, Verfahren an. Mögliche Themen sind (beschränken sich aber nicht zwangsläufig auf):

3D Rekonstruktion / Repräsentation von Satellitenbildern mit Neural Radiance Fields [1, 3], Structure form Motion [5], o. Ä.
Semantische Segmentierung von Satellitenbildern mit SegFormers [4], Hierarchical Multi-Scale Attention [2], o. Ä.

Was Du bei uns tust

Mögliche Aufgaben sind (variieren je nach ausgewähltem Thema):

Literaturrecherche zur Ermittlung des aktuellen Stands der Technik und zugehöriger Datensätze
Adaption ausgewählter Methoden an die Satellitenbilddomäne unter Berücksichtigung satellitenspezifischer Randbedingungen (falls nötig)
Integration der (adaptierten) Methoden in unser Framework
Quantitative Evaluation der entwickelten Methode einschließlich eines Vergleichs mit Standardverfahren
Erweiterung des Ansatzes durch eigene Ideen, um die Qualität der erzielten Ergebnisse weiter zu verbessern

Was Du mitbringst

Du bist immatrikuliert (Uni) und studierst Informatik oder einen ähnlichen Studiengang
Fundierte Programmiererfahrung (bevorzugt in Python)
Du bist motiviert, dir die aktuellen Methoden im Bereich Bildauswertung anzueignen
Du hattest mit dem von dir ausgewähltem Thema schon erste Berührungspunkte z.B. durch Vorlesungen, Seminare oder Praktika im Bereich Bildverarbeitung wie beispielsweise Deep Learning, Structure from Motion,o.Ä.

Was Du erwarten kannst

Hohes Maß an Eigenverantwortung und die Möglichkeit, eigene Ideen umzusetzen
Das vorgeschlagene Themengebiet ermöglicht es Dir, Deine bisherigen Kenntnisse mit wissenschaftlichem Fachwissen über die State-of-the-Art Bildverarbeitungsmethoden zu erweitern
Eine intensive Betreuung durch Mitarbeiter*innen unserer Abteilung, die Dir auch helfen können, Deine Ergebnisse als wissenschaftlichen Arbeit zu publizieren (inklusive Konferenzteilnahme)
Mobiles Arbeiten ist aufgrund der aktuellen Situation nach Absprache mit der Führungskraft möglich. Allerdings muss die dazu notwendige Hardware zu Beginn bzw. Ende des Vertrags persönlich in Ettlingen (Baden-Württemberg) abgeholt und zurückgegeben werden.
Eine themenbezogene Tätigkeit als Werkstudent*in / Hiwi ist möglich

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Haben wir Dein Interesse geweckt? Dann bewirb Dich jetzt online mit Deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Wir freuen uns darauf, Dich kennenzulernen!

Bei Fragen wende Dich gerne an:

Dr.-Ing. Sebastian Bullinger
Tel.: +49 7243 992 197

References

[1] Dawa Derksen and Dario Izzo. Shadow neural radiance fields for multi-view satellite photogrammetry. In Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) Workshops, 2021.
[2] Andrew Tao, Karan Sapra, and Bryan Catanzaro. Hierarchical multi-scale attention for semantic segmentation. CoRR, abs/2005.10821, 2020.
[3] Yuanbo Xiangli, Linning Xu, Xingang Pan, Nanxuan Zhao, Anyi Rao, Christian Theobalt, Bo Dai, and Dahua Lin. Citynerf: Building nerf at city scale. arXiv preprint arXiv:2112.05504, 2021.
[4] Enze Xie, Wenhai Wang, Zhiding Yu, Anima Anandkumar, Jose M Alvarez, and Ping Luo. Segformer: Simple and efficient design for semantic segmentation with transformers. arXiv preprint arXiv:2105.15203, 2021.
[5] Kai Zhang, Noah Snavely, and Jin Sun. Leveraging vision reconstruction pipelines for satellite imagery. In Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision (ICCV) Workshops, 2019.

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

www.iosb.fraunhofer.de

Kennziffer: 11602 Bewerbungsfrist:

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