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Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Thomas Seidl
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Earth Mover's Distance

Multimedia Retrieval mit Earth Mover's Distance

In modernen Informationssystemen ist der effiziente Zugriff auf Multimediadaten und komplexe Objekte entscheidend für viele Anwendungen wie medizinische Bilder, Videoanalyse, Molekularbiologie oder Mechanik. Während die Abbildung komplexer Objekte auf Feature Vektoren sich als vielfach nützlich erwiesen hat, stößt die Euklidische Distanz an Grenzen sobald korrelierte Dimensionen im Feature Raum auftreten.

Um diese Probleme zu lösen, betrachtet die Earth Mover's Distance (EMD) mittels einer Grunddistanz gerade die Zusammenhänge zwischen Komponenten. Existierende Algorithmen, die paarweise Distanzen zwischen Vektoren berechnen sind für große Datenbanken mit 100.000 oder Millionen von Objekten zu aufwändig. Ziel unserer Forschung ist die Entwicklung neuer Algorithmen, die effiziente EMD-basierte Ähnlichkeitssuche in großen Datenbanken erlauben.

Beteiligte Mitarbeiter

Seidl T., Assent I., Wichterich M., Kremer H.

Finanzierung

Das Projekt erhält Mittel aus einer Einzelförderung der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG).

Publikationen

  1. EN Wichterich M., Beecks C., Sundermeyer M., Seidl T.: (2009)
    Exploring Multimedia Databases via Optimization-Based Relevance Feedback and the Earth Mover's Distance
    Proc. 18th ACM Conference on Information and Knowledge Management (CIKM 2009), Hong Kong, China. (Poster presentation, to appear)
    [CIKM 2009]

  2. EN Assent I., Kremer H.: (2009)
    Robust Adaptable Video Copy Detection
    Proc. 11th International Symposium on Spatial and Temporal Databases (SSTD 2009), Aalborg, Denmark.
    [SSTD 2009]

  3. DE Beecks C., Wichterich M., Seidl T.: (2009)
    Metrische Anpassung der Earth Mover's Distanz zur Ähnlichkeitssuche in Multimedia-Datenbanken
    Proc. 13th GI Conference on Database Systems for Business, Technology, and the Web (BTW 2009), Münster, Germany. Lecture Notes in Informatics (LNI P-144). 207-216
    [BTW 2009] [Presentation]

  4. EN Assent I.: (2009)
    Efficient adaptive retrieval and mining in large multimedia databases
    Proc. 13th GI Conference on Database Systems for Business, Technology, and the Web (BTW 2009), Münster, Germany. Lecture Notes in Informatics (LNI P-144). 428-437
    [BTW 2009]

  5. EN Wichterich M., Beecks C., Sundermeyer M., Seidl T.: (2009)
    Relevance Feedback for the Earth Mover's Distance
    7th International Workshop on Adaptive Multimedia Retrieval (AMR 2009), Madrid, Spain.
    [AMR 2009] [PPTX Presentation]

  6. EN Assent I.: (2008)
    Efficient adaptive retrieval and mining in large multimedia databases
    Dissertation, Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften, RWTH Aachen University. (ausgezeichnet mit dem Dissertationspreis des GI-Fachbereichs Datenbanken und Informationssysteme auf der BTW 2009)
    [RWTH Bibliothek]

  7. EN Wichterich M., Assent I., Kranen P., Seidl T.: (2008)
    Efficient EMD-based Similarity Search in Multimedia Databases via Flexible Dimensionality Reduction
    Proceedings of the ACM SIGMOD International Conference on Management of Data (SIGMOD 2008), Vancouver, BC, Canada. 199-212 (full paper acceptance rate 17.9%)
    © ACM, 2008. This is the author's version of the work. It is posted here by permission of ACM for your personal use. Not for redistribution. The definitive version was published in the proceedings of the ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, 2008. http://doi.acm.org/10.1145/1376616.1376639

    [SIGMOD 2008] [PPT Presentation]

  8. EN Assent I., Wichterich M., Meisen T., Seidl T.: (2008)
    Efficient Similarity Search Using the Earth Mover's Distance for Large Multimedia Databases
    Proc. IEEE 24th International Conference on Data Engineering (ICDE 2008), Cancun, Mexico. 307-316 (full paper acceptance rate 19.3%)
    [ICDE 2008]

  9. EN Wichterich M., Beecks C., Seidl T.: (2008)
    Ranking Multimedia Databases via Relevance Feedback with History and Foresight Support
    Proc. 2nd International Workshop on Ranking in Databases (DBRank 2008) in conjunction with IEEE 24th International Conference on Data Engineering (ICDE 2008), Cancun, Mexico 596-599
    [ICDE 2008 Workshops] [PPTX Presentation]

  10. EN Wichterich M., Beecks C., Seidl T.: (2008)
    History and Foresight for Distance-Based Relevance Feedback in Multimedia Databases
    Workshop on Future Directions in Multimedia Knowledge Management (MMKM 2008), Milton Keynes, United Kingdom (Poster presentation)
    [MMKM 2008] [Poster PDF]

  11. EN Assent I., Krieger R., Seidl T.: (2007)
    AttentionAttractor: efficient video stream similarity query processing in real time
    Proc. IEEE 23rd International Conference on Data Engineering (ICDE 2007), Istanbul, Turkey (Demo) 1509 - 1510
    [ICDE 2007] [Full Text PDF]

  12. EN Assent I., Wenning A., Seidl T.: (2006)
    Approximation Techniques for Indexing the Earth Mover's Distance in Multimedia Databases
    Proc. IEEE International Conference on Data Engineering (ICDE 2006), Atlanta, Georgia, USA. (acceptance rate 19.5%)
    [ICDE 2006] [Full Text PDF]

  13. EN Assent I., Wichterich M., Seidl T.: (2006)
    Adaptable Distance Functions for Similarity-based Multimedia Retrieval
    Datenbank-Spektrum Nr. 19 23-31
    [DB Spektrum] [Full Text PDF]

  14. EN Assent I.: (Oct 2006)
    Efficient similarity search and data mining in multimedia databases
    Proc. 6th Grace Hopper Celebration of Women in Computing 2006
    [Grace Hopper]

  15. EN Assent I., Seidl T.: (2006)
    Efficient Multi-Step Query Processing for EMD-based Similarity
    T. Crawford, R. Veltkamp (eds.): Content-Based Retrieval. Dagstuhl Seminar 06171
    [Dagstuhl Seminar Proceedings]

Diplom-/Master-arbeiten

Feature-Based Similarity Search in Graph Databases
Student: Anca-Maria IvanescuBetreuer: Wichterich M.
Flussbasierte Anpassung der EMD-Grunddistanz zur Ähnlichkeitssuche in Multimediadatenbanken
Student: Markus LookBetreuer: Wichterich M.
Relevance Feedback auf Bild-Signaturen
Student: Martin SundermeyerBetreuer: Wichterich M.
Untersuchung und Vergleich von Texturanalysemethoden für die Inspektion komplex gemusterter Kunststoffoberflächen
mit IKV Aachen
Student: Rodion SchusterBetreuer: Wichterich M., Berdel K.
Time Warping-basierte Ähnlichkeitssuche in großen Videodatenbanken
Student: Hardy KremerBetreuer: Assent I., Krieger R.
Relevance Feedback für EMD-basierte Ähnlichkeitssuche
Student: Christian BeecksBetreuer: Wichterich M., Assent I.
Effiziente EMD-basierte Ähnlichkeitssuche durch Vektorquantisierung
Student: Tobias MeisenBetreuer: Assent I., Wichterich M.
Dimensionsreduktion für die Earth Mover's Distanz für schnelles Multimedia-Retrieval
Student: Philipp KranenBetreuer: Marc Wichterich
Konzepte zur regionenbasierten Ähnlichkeitssuche in Bilddatenbanken unter Einsatz der Earth Movers Distance
Student: Eric CamenBetreuer: Ira Assent
Approximation und Indexierung der Earth-Movers-Distance zur effizienten inhaltsbasierten Suche in Multimediadatenbanken
Studentin: Andrea WenningBetreuerin: Ira Assent
OPTICS-Based Evaluation of the Earth Mover's Distance for Content-Based Image Retrieval
Student: Mladen JovicBetreuerin: Ira Assent

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