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Vorlesungs- und Modulverzeichnis nach Studiengängen >> Technische Fakultät (Tech) >> Informations- und Kommunikationstechnik (IuK) - Information and Communication Technology (ICT) >> Masterstudiengang Information and Communication Technology (ICT) >>

Lehrveranstaltungsverzeichnis der Wahlfächer

 

Seminar Ausgewählte Kapitel der Nachrichtentechnik [Sem NT]

Dozentinnen/Dozenten:
Robert Schober, Ralf Müller, Laura Cottatellucci, Wolfgang Gerstacker
Angaben:
Hauptseminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5
Termine:
Blockseminar, Termine n.V.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA 1-4
Inhalt:
Enabling Techniques for 6G Communication Networks

As the standardization of the fifth generation (5G) communication systems has been completed and the 5G network has been commercially launched in 2020, the research visioning and planning of the sixth generation (6G) communication systems has started. 6G communications are expected to be the focus in wireless communication and networking research in the coming years and aim to meet the future demands in terms of data rate, latency, energy-efficiency, and number of supported devices. In this seminar, we investigate the exciting new applications envisioned for 6G communications and their enabling technologies including intelligent surfaces, artificial intelligence-aided communications, optical wireless, and wireless reality sensing.

 

Lab Course Machine Learning in Signal Processing [LabMLISP]

Dozentinnen/Dozenten:
Veniamin Morgenshtern, Kamal Gopikrishnan Nambiar
Angaben:
Praktikum, 4 SWS, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
Termine:
Mi, 14:00 - 18:30, Raum n.V.
Lab conducted as an online course
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Knowledge of Python programming language is required. Basic theoretical knowledge in machine learning is assumed: consider taking the Machine Learning in Signal Processing (MLSIP) course in the same semester.
Inhalt:
Imagine a car driving on an autobahn in an automatic mode. Among other things, the car needs to steer itself to keep driving in it's own lane. To accomplish this, the central problem is to detect the road-lane markings. These are the white solid or dashed lines that are drawn on each side of the lane. The standard modern approach to solve this type of problems is to take a large dataset of labeled examples and train a deep neural network model to accomplish the task. This is how car and pedestrian detection algorithms are developed. The difficulty with the road-lane markings is that there is no labeled dataset of them and creating such dataset would cost millions of dollars. In this lab course we will solve this problem using a dataset of simulated images intermixed with a dataset of real images that contain no road.

Time permitting, you will enhance the results by designing a network that analyses short video fragments.

The software will be developed in Python using Jupyter Notebook development kit. For deep learning you will use the PyTorch framework.

This is an advanced course, the knowledge of Python is assumed.

 

Praktikum Digitale Übertragung [PrDÜ]

Dozent/in:
Clemens Stierstorfer
Angaben:
Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
Termine:
Blockveranstaltung 1.3.2021-5.3.2021 Mo-Fr, 8:00 - 19:00, Zoom-Meeting
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA ab 1

 

Projekt/Praktikum Kommunikationssysteme [ProjKS]

Dozent/in:
Kai-Steffen Jens Hielscher
Angaben:
Praktikum
Termine:
Zeit/Ort n.V.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA ab 1
WPF ICT-MA ab 1

 

Seminar Ausgewählte Kapitel der Systemsoftwaretechnik [MS_AKSS]

Dozentinnen/Dozenten:
Volkmar Sieh, Benedict Herzog, Phillip Raffeck
Angaben:
Seminar
Termine:
Di, 10:00 - 12:00, Zoom-Meeting
Einzeltermine am 26.1.2021, 2.2.2021, 9.2.2021, 10:00 - 12:00, 0.031-113
Seminar unter dem Semester als Webinar, Vorträge der Teilnehmenden wenn möglich in Präsenz
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA ab 1

 

Seminar Energieinformatik [El-Sem]

Dozent/in:
Marco Pruckner
Angaben:
Seminar, 2 SWS, ECTS: 5
Termine:
Do, 14:00 - 16:00, Raum n.V.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA ab 3
Voraussetzungen / Organisatorisches:
• Anmeldung per Email an marco.pruckner@fau.de
• Vortrag: 30 min + 15 min Diskussion
• Erstellung einer Ausarbeitung mit den wesentlichen Punkten des Vortrags
• Anwesenheit bei den Vorträgen der anderen Teilnehmer

Lernziele und Kompetenzen: Die Studierenden
• arbeiten mit wissenschaftlicher Literatur aus den Bereichen Informatik und Energie
• beschreiben interessante Aspekte der Energieinformatik
• erarbeiten sich die Fähigkeit, wichtige Aspekte für einen wissenschaftlichen Vortrag darzustellen und strukturieren diesen
• vertreten ihre Auffassung in einer Diskussion und hinterfragen Ihr Thema
• konzipieren und formulieren eine schriftliche Zusammenfassung des Vortrags

Inhalt:
Bedingt durch den beschlossenen Ausstieg aus der Kernenergie und der zunehmenden Einspeisung aus erneuerbaren Energien wird das deutsche Energieversorgungssystem nachhaltig umgestaltet. Gerade die Integration von volatilen, dezentralen Erzeugungsanlagen sowie von neuen Verbrauchern (z.B. Elektrofahrzeugen) stellt das zukünftige Energiesystem vor neue Herausforderungen. Zur Lösung dieser Problemstellungen kann die Energieinformatik einen wesentlichen Beitrag leisten. Mithilfe der Methoden der Energieinformatik wird sowohl die Systemintelligenz als auch die Gesamtsystemkompetenz zur Steuerung und Bewertung zukünftiger Energiesysteme bereitgestellt. Einerseits wird durch die zunehmende kommunikative Vernetzung aller relevanten Akteure ein zuverlässiger Systembetrieb sichergestellt. Andererseits bedarf die zunehmende Komplexität von dezentralen Energiesystemen neue Methoden zur Modellierung, Optimierung und Simulation. Daher sollen im Seminar „Energieinformatik“ unterschiedliche Themen an der Schnittstelle von Informatik und Energie behandelt werden. Dabei spielen u.a. die intelligente Steuerung mittels Maschinellen Lernens, Methoden der Datenanalyse und Aspekte der Privatsphäre eine wesentliche Rolle. Die Teilnehmer dieses Seminars geben einen 30-minütigen Vortrag zzgl. 15-minütiger Diskussion über ein relevantes Thema auf dem Gebiet der Energieinformatik. Mögliche Themen:
• Kommunikationstechnologien im Smart Grid
• Netzintegration von Elektrofahrzeugen
• Netzintegration von erneuerbaren Energien
• Datenanalyse im Kontext von energiewirtschaftlichen Fragestellungen
• Intelligente Steuerung von Energiesystemen mittels Maschinellen Lernens
Die genauen Themen werden zu Semesterbeginn festgelegt. Die Themenliste kann beim Dozenten erfragt werden.

 

Seminar Intraoperative Imaging and Machine Learning [IIML]

Dozentinnen/Dozenten:
Holger Kunze, Katharina Breininger, Holger Keil
Angaben:
Seminar, 2 SWS, ECTS: 5
Termine:
Mi, 8:30 - 10:00, 09.150
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA ab 1
Inhalt:
For many applications, techniques like deep learning allow for considerably faster algorithm development and allow to automate tasks that were performed manually in the past. In medical imaging, a large variety of time-consuming tasks that interfere with clinical workflows has the potential for automation. However, at the same time new challenges arise like data privacy regulations and ethics concerns.
In this seminar, we want to develop an application that allows for the automation of an X-ray based intraoperative planning or measurement procedure from a holistic perspective. To this end, we will invite a surgeon to explain the medical background and visit the operating room to understand the surgeons’ needs while performing the task. Having understood the underlying medical problem, we will look into topics of data privacy, code of ethics, prototype development, and UI design for surgeons. Furthermore, we will touch regulatory requirements necessary for releasing software to clinics.
At the end of the seminar, the students will have developed and documented a prototypical application for the indented intraoperative use case.
Students will be able to
  • visit an operation room, following the rules of such an environment

  • perform their own literature research on a given subject

  • independently research this subject according to data privacy and ethical standard

  • present and introduce the subject to their student peers

  • give a scientific talk in English according to international conference standards

  • describe their results in a scientific report

 

Seminar: Kommunikationssysteme

Dozent/in:
Reinhard German
Angaben:
Seminar, 2 SWS, ECTS: 5, Vortragsdauer: 45 Minuten
Termine:
Do, 12:00 - 14:00, Raum n.V.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA ab 3

 

Multimedia Security Exercises [MMSecEx]

Dozent/in:
Christian Riess
Angaben:
Übung, 2 SWS
Termine:
Do, 18:00 - 20:00, Zoom-Meeting
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
The majority of the methods are applications of signal processing. Thus, it is recommended to bring prior basic knowledge either in signal processing, pattern recognition, image processing, or related fields. Additionally, it is important to bring basic programming knowledge, preferably in python.
Inhalt:
These are the exercises for the lecture "Multimedia Security". Participants will implement algorithms in Python (supported) or any other language of choice (unsupported).
Schlagwörter:
Steganography, Watermarking, Multimedia Forensics, Data Hiding

 

Übungen zu Rechnerarchitektur [Ü RA]

Dozent/in:
Sebastian Rachuj
Angaben:
Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA 1-3

 
 
Mi12:15 - 13:4500.151-113  Rachuj, S. 
 
 
Mi16:15 - 17:4500.152-113  Rachuj, S. 
 

Multimedia Security [MMSec]

Dozent/in:
Christian Riess
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, Schein
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
The majority of the methods are applications of signal processing. Thus, it is recommended to bring prior basic knowledge either in signal processing, pattern recognition, image processing, or related fields. Additionally, it is important to bring basic knowledge in programming, preferably in python and/or C++.
Inhalt:
Participants of this lecture obtain an overview of the field of Multimedia Security. This includes a variety of security-related questions around multimedia data. In particular, we present key results and techniques from image forensics, steganography, watermarking, and biometrics. Selected algorithms are implemented and tested by the participants. It is helpful to bring prior experience in signal processing or pattern recognition.

This lecture will be held entirely online due to the Corona virus.
The format will be an inverted classroom.
Everything will be coordinated via studon, please register for the class here: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_3279420

Empfohlene Literatur:
  • Farid: "Photo Forensics"
  • Sencar, Memon: "Digital Image Forensics"

A number of scientific publications will be provided as additional reading in the course of the lecture.

Schlagwörter:
Steganography, Watermarking, Multimedia Forensics, Data Hiding, Copyright Protection

 
 
Do16:00 - 18:00Zoom-Meeting  Riess, Ch. 
 

Seminar zu Fragen des Entwurfs Sicherheitskritischer Schaltungen [SemFESS]

Dozent/in:
Sebastian M. Sattler
Angaben:
Hauptseminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
Termine:
Do, 14:15 - 15:45, SR 01.030
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Besuch von V+Ü Entwurf Integrierter Schaltungen I und/oder II
Inhalt:
Inhalt des Seminars sind wissenschaftlich und technologisch aktuelle Themen der Lehr- und Forschungsgebiete des LZS:
  • Alle Ebenen des Entwurfs Sicherheitskritischer Schaltungen oder Systeme

  • Modellierung, Simulation und Test Sicherheitskritischer Schaltungen

  • Algorithmen, Methoden und Werkzeuge für den rechnergestützten Entwurf

  • Anwendungen von Sicherheitskritischen Schaltungen und Mikrosystemen

 

Laborpraktikum Bild- und Videosignalverarbeitung auf eingebetteten Plattformen [PrBiViP]

Dozentinnen/Dozenten:
Jürgen Seiler, Viktoria Heimann
Angaben:
Praktikum, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
Termine:
Do, 14:00 - 18:00, Raum n.V.
Lab conducted as online course
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
Betrachtet man Anwendungen der Bild- und Videosignalverarbeitung stellt man fest, dass viele davon auf mobilen Plattformen ablaufen. Die dort verwendeten Systeme haben aber häufig nur eine reduzierte Leistungsfähigkeit und müssen besonders auf den Energieverbrauch achten. Nichtsdestotrotz sind aber auch einfache, mobile Systeme wie Smartphones oder Tablets in der Lage, anspruchsvolle Signalverarbeitungsaufgaben für Bild- und Videosignale durchzuführen. Dies umfasst zum Beispiel die Codierung von Bildern und Videos, aber auch die Erzeugung von Panoramen oder die Berechnung von Bildern mit hohem Dynamikumfang.
Das Praktikum „Bild- und Videosignalverarbeitung auf eingebetteten Plattformen“ soll die Herausforderung, die mit einer Verarbeitung dieser Signale auf eingebetteten Plattformen einhergehen genauer vermitteln und es wird aufgezeigt, wie man selbst auf Plattformen mit eingeschränkter Leistungsfähigkeit entsprechende Algorithmen umsetzen kann. Hierzu werden in dem Praktikum Raspberry Pis als Plattform verwendet und die Programmierung erfolgt in Python. Die Versuche umfassen den Aufbau und die Inbetriebnahme der eingebetteten Plattform, eine Einführung in Python und in die grundlegenden Prozesse der Bild- und Videosignalverarbeitung. Weitere Versuchsinhalte sind die Anbindung einer Kamera, Bildsignalverarbeitungsprozesse mit der Kamera und die Implementierung verschiedener digitaler Filter. Das Praktikum beinhaltet außerdem verschiedene Anwendungen computergestützten Sehens (Computer Vision). Die Detektion von Merkmalen und Objekten in Bildern und Videos werden einführend behandelt und aktuelle Computer Vision Anwendungen, wie die Erstellung eines Panoramas werden betrachtet.
Empfohlene Literatur:
Das Praktikumsskript “Image and video signal processing on embedded platforms” wird am ersten Termin ausgegeben.
Zusätzliche Literatur:
  • J. E. Solem, Programming Computer Vision with Python. O´Reilly and Associates, 2012

  • J. R. Parker, Algorithms for Image Processing and Computer Vision. USA, Indianapolis: Wiley, 210

  • R. Szeliski, Computer Vision: Algorithms and Applications. Berlin: Springer, 2010

 

Laborpraktikum Digitale Signalverarbeitung [PrDSV]

Dozentinnen/Dozenten:
Heinrich Löllmann, Jürgen Seiler, Matthias Kreuzer
Angaben:
Praktikum, 2 SWS, Schein, nur Fachstudium, The course will be offered on Thursday morning (8:30-12:30) and Friday afternoon (14:00-18:00).
Termine:
14:00 - 18:00, 8:30 - 12:30, Raum n.V.
The lab will be conducted as online course. The exact dates and format will be announced in due time.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Systemtheorie, Digitale Signalverarbeitung
Inhalt:
In diesem Laborpraktikum wird die Theorie aus der Vorlesung Digitale Signalverarbeitung in der Praxis angewandt, unter Verwendung der Programmierumgebung MATLAB. Die behandelten Themen umfassen Quantisierung, Spektralanalyse, FIR- und IIR-Filterentwurf, Filterbänke, sowie adaptive Filter. Das Praktikum besteht aus 5 Versuchsterminen, an denen die Teilnehmer in Zweiergruppen Programmieraufgaben lösen, und einem 5-tägigen Block, in dem jede Gruppe ein individuelles Projekt aus dem Bereich der Digitalen Signalverarbeitung bearbeitet.

Zu Beginn jedes Versuchs wird der Stand der Vorbereitung, sowie die Versuchsergebnisse des vergangenen Termins in einem schriftlichen Testat geprüft. Für das Bestehen des Praktikums ist eine Mindestpunktzahl aus den Testaten und dem Blockpraktikum nötig.
Das Praktikum erfordert vorhandene MATLAB-Programmierkenntnisse. Es ist möglich, das Praktikum parallel zur Vorlesung Digitale Signalverarbeitung zu besuchen, allerdings ist es dazu notwendig, die jeweiligen Vorlesungsinhalte vor dem Praktikumstermin zu wiederholen, und an Übung und Tutorium teilzunehmen.

Empfohlene Literatur:
Das Skriptum ‚Digital Signal Processing Laboratory‘ wird in der Einführungsveranstaltung ausgegeben.
Schlagwörter:
DSP

 

Audio Processing Seminar

Dozentinnen/Dozenten:
Bernd Edler, Jürgen Herre, Emanuël A. P. Habets, Meinard Müller, Nils Peters, Frank Wefers
Angaben:
Seminar, 2 SWS
Termine:
Einzeltermine am 6.11.2020, 11.12.2020, 8:15 - 9:45, Zoom-Meeting
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Due to requests: "Nachrichtentechnische Systeme (NTSys)" is not sufficient as prerequisite. Thorough knowledge of the topics covered by the lecture "Digitale Signalverarbeitung (DSV)" is required.
Schlagwörter:
AudioLabs

 

Machine Learning: Advances [SemML-II]

Dozentinnen/Dozenten:
Tobias Feigl, Christoffer Löffler, Christopher Mutschler
Angaben:
Seminar, 2 SWS, ECTS: 5, Anmeldung mit Themenanfrage per E-Mail vor Beginn des Seminars; Die Themen werden nach dem Prinzip "Wer zuerst kommt, mahlt zuerst" verteilt.
Termine:
Findet als Blockveranstaltung statt. Lehrveranstaltung wird ausschließlich digital angeboten - Details siehe StudOn-Kurs.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Dieser Kurs richtet sich an Anfänger, die mit maschinellem Lernen nicht vertraut sind, oder an Studierende, die eine schnelle Auffrischung suchen.
Anmeldung via e-mail an tobias.feigl@fau.de
Inhalt:
Dieses Seminar führt in das Themengebiet des tiefen Lernens ein. Tiefes Lernen ist eine der gefragtesten Fähigkeiten in der künstlichen Intelligenz. Verfahren des tiefen Lernens haben beispielsweise alle bisherigen Benchmarks für die Klassifizierung von Bildern, Text und Sprache weit übertroffen. Tiefes Lernen ermöglicht und verbessert einige der interessantesten Anwendungen der Welt, wie autonome Fahrzeuge, Genomforschung, humanoide Robotik, Echtzeitübersetzung und es besiegt die besten menschlichen Go-Spieler der Welt.

Ziel des Seminars ist eine umfassende Einführung in das tiefe Lernen. Basierend auf maschinellem Lernen wird daher erklärt, wie tiefes Lernen funktioniert, wann und warum es wichtig ist und die wesentlichen Verfahren beleuchtet.

Zu den Verfahren gehören: (1) Architektur und Hyperparameter; (2) mehrschichtiges Perzeptron; (3) Mischungen neuronaler Netze; (4) tiefes Lernen für Sequenzen (Hidden Markov-Modelle, wiederkehrende neuronale Netze, bidirektionales/Langzeit-Kurzzeitgedächtnis, Gated Recurrent Unit, Temporal Convolutional Network); (5) tiefes Lernen für Bilder (Faltungs-Neuronale Netze); (6) tiefes/verstärkendes Lernen; (7) Markov-Prozesse (Gaußsche Prozesse und Bayes'sche Optimierung, grafische Modelle und Bayes'sche Netze, Kalman- und Partikelfilter); (8) Online-Lernen und Spieltheorie; (9) unüberwachtes Repräsentationslernen und generative Methoden (allgemeine gegnerische Netzwerke, Variational Autoencoder); (10) Datenerweiterung und Transferlernen.¹

Das Seminar gibt einen Einblick in die Welt des tiefen Lernens und befähigt den Studierenden eine wissenschaftliche Präsentation und Ausarbeitung anzufertigen, um individuell erworbenes Wissen einem Fachpublikum vermitteln zu können.

¹ Die Themen sind an den aktuellen Forschungsstand angepasst und wechseln sich jährlich ab.

Empfohlene Literatur:
  • G. Goodfellow und Y. Bengio und A. C. Courville: Deep Learning, mitp-Verlag, 2015
  • R. S. Sutton und A. G. Barto: Reinforcement Learning: An Introduction, MIT Press, 1998

  • F. V. Jensen: An Introduction To Bayesian Networks, Springer, 1996

  • R. Rojas: Theorie der neuronalen Netze - eine systematische Einführung, Springer, 1993

  • J. Schmidhuber: Deep learning in neural networks: An overview, J. Intl. Neural Network Society (INNS), 2015

  • D. Silver et al.: Mastering the game of Go with deep neural networks and tree search, J. Nature, 2016

  • F. Chollet: Deep Learning with Python, Manning Publications, 2017

  • A. Müller und S. Guido: Introduction to Machine Learning with Python: A Guide for Data Scientists, O'Reilly UK Ltd., 2016

  • T. J. Hastie und R. Tibshirani und J. H. Friedman: The Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction, Springer Series in Statistics, 2009

 

Maschinelles Lernen und Datenanalytik für Industrie 4.0 [MADI40]

Dozentinnen/Dozenten:
Björn Eskofier, An Nguyen, Franz Köferl, Philipp Schlieper, Christoph Scholl
Angaben:
Seminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, nur Fachstudium, Registration via mail to an.nguyen@fau.de
Termine:
Mi, 16:15 - 18:00, 00.010
Starts on 04.11.2020
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Prerequisites Registration via e-mail to an.nguyen@fau.de Registration period: 01.09.2020 - 28.10.2020

This course will be held online until the coronavirus pandemic is contained to such an extent that the Bavarian state government can allow face-to-face teaching again. More information will be sent via mail to registered students.

Requirements:

  • Prior knowledge of machine learning via courses like PA, IntroPR, PR, DL, MLTS, CVP or equivalent (ideally first project experiences) is expected!

  • Motivation to explore scientific findings (e.g. via literature research)

  • Motivation to code and analyze data

Examination:
50% of grade: Presentation + demo (20 minutes)
50% of grade 4 pages IEEE standard paper (excluding references) + code submission
Attending the presentations of other students

Inhalt:
Contents
Companies in all kinds of industries are producing and collecting rapidly more and more data from various sources. This is enabled by technologies such as the Internet of Things (IoT), Cyber-physical system (CPS) and cloud computing. Hence there is an increasing demand in industry and research for students and graduates with machine learning and data analytics skills in the Industry 4.0 context.
In this Seminar the Industry 4.0 term will include the medical device sector. Aim of this seminar is to give students insights about state-of-the-art machine learning and data analytics methods and applications in the Industry 4.0 and Healthcare context. Students will mainly work independently on specific topics including implementation and analytical components. Several potential topics will be provided but students are also encouraged to propose their own topics (please discuss with teaching staff beforehand).

Topics covered will include but are not limited to:

  • Best practices for presentation and scientific work

  • Overview of current hot topics in the field of machine learning and data analytics for Industry 4.0 (e.g. deep learning for predictive maintenance and process mining for usage analysis)

  • Data acquisition (what kind of data can be acquired? Identification of publicly available data sets) and storage (how can data be stored efficiently?)

  • Machine learning and data analytics methodologies (Support vector machines, Hidden Markov models, Deep learning, Process mining, etc.) for industrial data (sensor data, event logs, ...)

  • Object detection in industry application

The seminar will include talks by corresponding lecturer and invited experts in the domain. Furthermore, students will present results from literature research and data analytics projects (provided or open source datasets).

Learning Objectives and Competencies

  • Students will develop an understanding of the current hot field of machine learning and data analytics for Industry 4.0 / healthcare

  • Students will learn to research and present a topic within the context of machine learning and data analytics for Industry 4.0 / healthcare independently

  • Students will learn to identify opportunities, challenges and limitations of corresponding ML approaches for Industry 4.0 / healthcare

  • Students will develop the skill to identify and understand relevant literature and to present their finding in a structured manner

  • Students will learn to present implementation and validation results in form of a demonstration and/or report

Empfohlene Literatur:
Literature (Selection)
  • Lei, Yaguo, Naipeng Li, Liang Guo, Ningbo Li, Tao Yan, and Jing Lin. “Machinery Health Prognostics: A Systematic Review from Data Acquisition to RUL Prediction.” Mechanical Systems and Signal Processing 104 (May 2018): 799–834.https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2017.11.016.

  • Rojas, Eric, Jorge Munoz-Gama, Marcos Sepúlveda, and Daniel Capurro. “Process Mining in Healthcare: A Literature Review.” Journal of Biomedical Informatics 61 (June 1, 2016): 224–36. https://doi.org/10.1016/j.jbi.2016.04.007.

  • Wil M. P. van der Aalst. „Process Mining: Data Science in Action” 2nd edition, Springer 2016. ISBN 978-3-662-49851-4

  • Wang, Lihui, and Xi Vincent Wang. Cloud-Based Cyber-Physical Systems in Manufacturing. Cham: Springer International Publishing, 2018. https://doi.org/10.1007/978-3-319-67693-7.

Schlagwörter:
Machine Learning, Data Analytics, Process Mining, Predictive Maintenance, Industry 4.0, Healthcare

 

Radar Signal Processing Exercises [RSP Ex]

Dozent/in:
Gerhard Krieger
Angaben:
Übung, 2 SWS, nur Fachstudium
Termine:
Di, 14:30 - 16:00, HF-Technik: BZ 6.18
Online-Angebot. Details Absatz Voraussetzungen / Organisatorisches
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Wegen der Corona-Pandemie werden alle Vorlesungen und Übungen zunächst ausschließlich über Online-Angebote durchgeführt.

Alle Informationen, Vorlesungs- und Übungsaufzeichnungen/Webinare und Materialien stehen auf StudOn zur Verfügung.
Bitte treten Sie dafür dem StudOn-Kurs „LHFT - Radar Signal Processing“ bei.

 

Software Engineering in der Praxis [SWE-PR]

Dozentinnen/Dozenten:
Xiaochen Wu, Loui Al Sardy
Angaben:
Übung, 3 SWS
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 3
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Die praktischen Übungen bestehen aus:
  • Vorführung der Werkzeuge

  • individuelle Erprobung der Werkzeuge zur Lösung praktischer Aufgaben

 
 
Mi10:15 - 12:30Zoom-Meeting  Wu, X.
Al Sardy, L.
 
Die Zoom-Zugangsdaten werden über StudOn bekannt gegeben.
 

Übungen zu Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen [MOSES - UE]

Angaben:
Übung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1

 
 
Di14:15 - 15:45n.V.  Pruckner, M. 
 
 
Mi18:15 - 19:45n.V.  Ebell, N. 
findet ausschließlich online statt
 
 
Do10:15 - 11:45n.V.  Ebell, N. 
 

Advanced Networking [AdN]

Dozent/in:
Kai-Steffen Jens Hielscher
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5
Termine:
Do, 14:15 - 15:45, 01.019
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
Für die durch Big Data, Cloud Computing, Internet-of-Things (IoT) und mobile Endgeräte hervorgerufenen Herausforderungen sind neue Architekturen für Rechnernetze entstanden: Software-Defined-Networking (SDN) entkoppelt die Data Plane (Weiterleitung von Paketen, auf handelsüblicher Hardware) und die Control Plane (Steuerung, auf leistungsfähigen Plattformen) und bietet offene Programmierschnittstellen; Network Functions Virtualization (NFV) erweitert Konzepte zur Server- und Netzwerkvirtualisierung, so dass bisher auf proprietärer Hardware ausgeführte Netzwerkfunktionen (wie z.B. Routing) ebenfalls virtualisiert und auf handelsüblicher Hardware ausgeführt werden können. Die Vorlesung stellt hinter diesen Technologien stehende Konzepte und Standards vor und zeigt, wie sie für Rechenzentren, für Cloud- und Fog-Computing und für IoT-Anwendungen eingesetzt werden können.
Schlagwörter:
SDN, NFV, IoT, Cloud Computing, Fog Computing

 

Advanced Networking Exercises [AdN-Ex]

Dozent/in:
Peter Bazan
Angaben:
Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1

 
 
Mi10:00 - 12:0004.158  Bazan, P. 
 
 
Mi14:00 - 16:0004.158  Bazan, P. 
 
 
Do16:00 - 18:0004.158  Bazan, P. 
 

Architectures of Supercomputers / Architekturen von Superrechnern [ArchSup]

Dozent/in:
Johannes Hofmann
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, Virtual lecture. For details about registration see https://www.cs3.tf.fau.de/teaching/architectures-of-supercomputers/
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-3

 
 
Do14:15 - 15:45HF-Technik: SR 5.14  Hofmann, J. 
 

Exercises Architectures of Supercomputers / Übungen Architekturen von Superrechnern [ÜArchSup]

Dozent/in:
Johannes Hofmann
Angaben:
Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Termine:
Mo, 12:15 - 13:45, 02.133-113
Fr, 14:15 - 15:45, 02.133-113
Raum und Zeit nach Vereinbarung
Studienrichtungen / Studienfächer:
WPF ICT-MA 1-3

 

Ausgewählte Kapitel der Audiodatenreduktion [AKADR]

Dozent/in:
Jürgen Herre
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
Termine:
jede 2. Woche Do, 12:15 - 15:30, Zoom-Meeting
Einzeltermine am 10.12.2020, 21.1.2021, 12:15 - 15:30, Zoom-Meeting
Für die Zoom-Meetings ist ein guter Kopfhörer erforderlich.
bis zum 28.1.2021
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Signale und Systeme I & II
Multimediakommunikation
Inhalt:
Gehörangepasste Audiocodierung findet sich überall im modernen Leben (mp3-Player, Handys, DVD-Player, Computer, ...). Aufbauend auf anderen Veranstaltungen (insbes. "Sprach- und Audiosignalverarbeitung") vertieft diese Vorlesung das Verständnis moderner Algorithmen zur gehörangepassten Audioquellcodierung. Die Vorlesung bietet einen Überblick über die wichtigsten standardisierten Verfahren, angefangen von MPEG-1 (incl. mp3) über MPEG-4 bis hin zu den aktuellsten MPEG Audio Standards. Die wesentlichen Algorithmen werden in ihrer Funktionsweise erläutert, neuartige Ansätze werden vorgestellt. Die ausgewählten Themenschwerpunkte sind u.a.

• Effiziente Codierung mehrerer Audiokanäle / parametrische Multikanalcodierung
• Typische Codierverzerrungen; subjektive und objektive Qualitätsbeurteilung
• Skalierbare Audiocodierung
• Bandbreitenerweiterung
• Halbparametrische Audiocodierung
• Verzögerungsarme Audiocodierung

Die Lehrinhalte werden mit einer Reihe von Demonstrationen und Hörbeispielen illustriert.
Für die Online-Übertragung sind gute Kopfhörer (Stereo) erforderlich.

Schlagwörter:
AudioLabs MP3 AAC Audiocodierung Audiokodierung "Perceptual Audio Coding" "Low Bitrate Audio Coding"

 

Bild-, Video- und mehrdimensionale Signalverarbeitung [IVMSP]

Dozent/in:
André Kaup
Angaben:
Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
Termine:
Mo, 12:15 - 13:45, H9
Die Vorlesung wird semesterbegleitend im Hörsaal aufgezeichnet und im Videoportal der Universität zur Verfügung gestellt.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Prerequisite: Lecture "Signals & Systems I+II"
At the first visit, access to the StudOn course has to be requested via the link https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_2002842 and will be granted by the course assistant.
Inhalt:
Point operations
Histogram equalization, gamma correction

Binary operations
Morphological filters, erosion, dilation, opening, closing

Color spaces
Trichromacy, red-green-blue color spaces, color representation using hue, saturation and value of intensity

Multidimensional signals and systems
Theory of multidimensional signals and systems, impulse response, linear image filtering, power spectrum, Wiener filtering

Interpolation of image signals
Bi-linear interpolation, bi-cubic interpolation, spline interpolation

Image feature detection
Image features, edge detection, Hough transform, Harris corner detector, texture features, co-occurrence matrix

Scale space representation
Laplacian of Gaussian, difference of Gaussian, scale invariant feature transform, speeded-up robust feature transform

Image matching
Projective transforms, block matching, optical flow, feature-based matching using SIFT and SURF, random sample consensus algorithm

Image segmentation
Amplitude thresholding, k-means clustering, Bayes classification, region-based segmentation, combined segmentation and motion estimation, temporal segmentation of video

Transform domain image processing
Unitary transform, Karhunen-Loeve transform, separable transform, Haar and Hadamard transform, DFT, DCT

Empfohlene Literatur:
J.-R. Ohm: Multimedia Content Analysis, Springer Verlag, 2016
J. W. Woods: Multidimensional Signal, Image, and Video Processing and Coding, Academic Press, 2. Auflage, 2012

 

Übung zu Bild-, Video- und mehrdimensionaler Signalverarbeitung [SIVMSP]

Dozent/in:
Andreas Spruck
Angaben:
Übung, 1 SWS, nur Fachstudium
Termine:
Mi, 16:15 - 17:45, H8
The supplement course will be recorded and provided via the FAU video portal. In addition, consulting hours will be offered via Zoom. Further information can be found on StudOn.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
At the first visit, access to the StudOn course has to be requested via the link https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_2002842 and will be granted by the course assistant.

 

Biomedizinische Signalanalyse [BioSig]

Dozentinnen/Dozenten:
Felix Kluge, Björn Eskofier
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Termine:
Di, 10:15 - 11:45, Raum n.V.
Online
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
Im Rahmen der Vorlesung werden (a) die Grundlagen der Generation von wichtigen Biosignalen im menschlichen Körper (b) die Messung von Biosignalen und (c) Methoden zur Analyse von Biosignalen erläutert und dargestellt.
Aufgrund der derzeitigen Corona-Lage findet die Vorlesung digital statt. Für weitere Informationen, wie man sich in die digitalen Räume einloggen kann, besuchen Sie bitte unseren zugehörigen StudOn Kurs.
Studon Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3248701.html

 

Biomedizinische Signalanalyse Übung [BioSig-UE]

Dozent/in:
Arne Küderle
Angaben:
Übung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
Im Rahmen der Vorlesung werden (a) die Grundlagen der Generation von wichtigen Biosignalen im menschlichen Körper (b) die Messung von Biosignalen und (c) Methoden zur Analyse von Biosignalen erläutert und dargestellt.

 
 
Mo10:15 - 11:45Zoom-Meeting  Küderle, A. 
Online
 

Body Area Communications [BAC]

Dozent/in:
Georg Fischer
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Termine:
Di, 10:15 - 11:45, Raum n.V.
Lecture will be conducted as ZOOM live conference. https://fau.zoom.us/j/99415637304?pwd=aWZWNWRES0dOYnFINTgyZ1F4RVU2Zz09 First lecture on 3rd Nov 2020. On 19th January 2021 there will be no online lecture. Am 9. Februar 2021 findet keine Vorlesung mehr statt.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1

 

Cyber-Physical Systems [CPS]

Dozent/in:
Torsten Klie
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Termine:
Do, 16:15 - 17:45, 0.151-115
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1

 

Übung zu Cyber-Physical Systems [UE-CPS]

Dozent/in:
Torsten Klie
Angaben:
Übung, ECTS: 2,5
Termine:
Mo, 12:15 - 13:45, 00.151-113
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1

 

Einführung digitaler ASIC Entwurf [EDA]

Dozentinnen/Dozenten:
Marc Reichenbach, Dietmar Fey
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, Schein, nur Fachstudium
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-3
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Grundlagen der Technischen Informatik
Grundlagen der Rechnerarchitektur und –organisation
Grundlagen der Schaltungstechnik
Inhalt:
  • Einführung in die Welt der integrierten Schaltkreise
  • Schaltungstechnische Grundlagen

  • Designflow für integrierte Schaltkreise

  • Zeitliche Rahmenbedinungen für die Entwicklung

  • Testbarkeit

  • Low-Power-Design

  • Algorithmen von Entwurfswerkzeugen

  • Verifikation von Schaltungen

Diese Veranstaltung ist sehr praxisorientiert. Aus diesem Grund wird zusätzlich zur Tafelübung eine Laborübung (2.5 ECTS) angeboten. Hier besteht die Möglichkeit einen integrierten Schaltkreis, welcher im Rahmen der Laborübung entstehtb fertigen zu lassen und anschließend (in einer weiteren Veranstaltung) zu testen.

Zur Teilnahme an der Laborübung melden Sie sich bis 02.11.2020 01:00 bei folgender Studon Gruppe an.

Die Teilnehmeranzahl ist beschränkt.

 
 
Mo8:15 - 9:45Zoom-Meeting  Reichenbach, M.
Fey, D.
 
 

High-Frequency Devices and Circuits for Mobile Communications [HF-DMC]

Dozent/in:
Jan-Erik Müller
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, Date and location unconditionally; exact date on arangement with the lecturer
Termine:
9:00 - 16:00, 0.154-115
Unter Vorbehalt; entgültige Festlegung nach Absprache mit dem Dozenten
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Block course consisting of two parts; each part once every term.

 

Industrie 4.0 – Anwendungsszenarien in Produktion und Service [I4.0-ASPS]

Dozent/in:
Ulrich Löwen
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5, Anmeldung über StudON!
Termine:
Mi, 14:15 - 15:45, SR FAPS 0.035
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Ansprechpartner am Lehrstuhl FAPS: M.Sc. Jonathan Fuchs
Inhalt:
Ehemalige Vorlesung: Engineering der Automatisierung und Digitalisierung der Fertigung

Die IT-Durchdringung in der produzierenden Industrie nimmt rasant zu. Der nutzenstiftende Einsatz von IT bei der Gestaltung von Wertschöpfungsprozessen hat für Deutschland eine zentrale strategische Bedeutung. Diese Trends werden unter Begriffen wie „Industrie 4.0" und „Industrial Internet" bzw. „Internet of Things" weltweit diskutiert. Dabei treffen doch recht unterschiedliche Sichtweisen aufeinander. In der Vorlesung werden diese Trends und Visionen anhand von ausgewählten Anwendungsszenarien erläutert. Außerdem werden die dafür zum Verständnis notwendigen Grundlagen erklärt.
Ziele:

  • Bewusstseinsschärfung bezüglich der Auswirkungen der Digitalisierung auf die produzierende Industrie

  • Verständnis von Geschäftstreibern, technischen Möglichkeiten und deren Wechselwirkungen in der produzierenden Industrie

  • Vermittlung Branchen- und Domänen-übergreifender Prozesse und Methoden in der produzierenden Industrie

 

Machine Learning in Communications

Dozent/in:
Laura Cottatellucci
Angaben:
Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 5
Termine:
Mi, Do, 10:15 - 11:45, 01.021
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 3

 

Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen [MOSES]

Dozent/in:
Marco Pruckner
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5
Termine:
Do, 8:15 - 9:45, Raum n.V.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
In der Vorlesung Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen werden systemtechnische Planungs- und Analysemethoden behandelt, die zur Lösung komplexer und interdisziplinärer Entscheidungsaufgaben in der Energiewirtschaft eingesetzt werden. Dabei werden die wichtigsten Methoden und Verfahren anhand praktischer Fragestellungen (z.B. Ausbau erneuerbarer Energien, Zunahme der Elektromobilität) aus der energiepolitischen Planung vermittelt und die Bewältigung technisch-ökonomischer Probleme verdeutlicht.

Übersicht der Vorlesungsinhalte:

  • Einführung in die Energiewirtschaft und Systemtechnik

  • Systemtechnische Methoden der Energieplanung

o Datenanalyse (Regressionsanalysen, Clusteranalyse, Zeitreihenanalyse)
o Mathematische Optimierung (Lineare Programmierung, Gemischt-ganzzahlige lineare Programmierung, dynamische Optimierung)
o Simulation (Diskrete Ereignissimulation, System Dynamics, agentenbasierte Simulation)
o Input-Output-Analyse, Gleichgewichtsmodelle
o Behandlung von Unsicherheiten

  • Energiemodelle

o Energienachfragemodelle
o Kraftwerkseinsatzmodelle
o Kraftwerksausbaumodelle
o Modelle für Energieversorgungsmodelle

Zu den eingesetzten Tools zählen die Statistiksoftware R, AnyLogic und lpSolve. Vorkenntnisse im Umgang mit diesen Werkzeugen ist nicht zwingend erforderlich. In den Übungen werden Einführungen in die genannten Softwarepakete gegeben.

 

Molecular Communications [MolCo]

Dozent/in:
Robert Schober
Angaben:
Vorlesung, 4 SWS, ECTS: 5
Termine:
Details on StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3252851.html
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4

 

Tutorial for Molecular Communications [TutMolCom]

Dozent/in:
Sebastian Lotter
Angaben:
Übung
Termine:
Zeit/Ort n.V.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4

 

Musikverarbeitung - Synthese [MPS]

Dozent/in:
Maximilian Schäfer
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, Kredit: 2/2, nur Fachstudium
Termine:
Do, 12:15 - 13:45, Raum n.V.
The lecture will be offered via a live Zoom session. Further information will be provided via StudOn in due time.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Voraussetzung sind Kenntnisse in digitaler Signalverarbeitung, Kenntnisse aus der Vorlesung Mensch-Maschine-Schnittstelle sind hilfreich, aber nicht notwendig.
Die Vorlesung ist thematisch eng verwandt mit der Vorlesung "Music Processing - Analysis" von Prof. Meinard Müller. Beide Vorlesungen können jedoch unabhängig voneinander gehört werden.
Die Vorlesung wir aufgezeichnet und Fragen werden via Zoom beantwortet.
Inhalt:
Die Vorlesung behandelt die Bearbeitung von Audiosignalen mit parametrischen Filtern und Effekten, sowie die Erzeugung künstlicher Klänge für musikalische Anwendungen. Klangbeispiele und Demonstrationen ergänzen den Vorlesungstoff.

Filter und Effekte

  • Strukturen und Entwurf parametrische Filter

  • digitale Effekte

Digitale Klangsynthese

  • Eine kurze Geschichte der Computermusik

  • Wavetables

  • Spektrale Synthese

  • Physikalische Modelle

Systeme zur Klangproduktion und -wiedergabe

  • Klangeffekte

  • Synthesizer

  • künstlicher Hall

Empfohlene Literatur:
Das Vorlesungsskript und weitere Zusatzmaterialien zur Vorlesung werden via StudOn zur Verfügung gestellt.
Schlagwörter:
Audio, Signal Processing, Sound Synthesis, Computer Music

 

Praktische Softwaretechnik [PSWT-PSWT]

Dozentinnen/Dozenten:
Detlef Kips, Martin Jung
Angaben:
Vorlesung, 4 SWS, ECTS: 5
Termine:
Mi, 10:15 - 13:45, Raum n.V.
Die Veranstaltung wird digital mittels ZOOM durchgeführt. Weitere Infos auf StudOn
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
Modulbezeichnung

PSWT-PSWT (Praktische Softwaretechnik)

Dozenten

Prof. Dr. Bernd Hindel, Dr. Martin Jung, Prof. Dr. Detlef Kips, Dr. Norbert Oster, Prof. Dr. Dirk Riehle

Inhalt

Software ist überall und Software ist komplex. Nicht triviale Software wird von Teams entwickelt. Oft müssen bei der Entwicklung von Softwaresystemen eine Vielzahl von funktionalen und nicht funktionalen Anforderungen berücksichtigt werden. Hierfür ist eine disziplinierte und ingenieurmäßige Vorgehensweise notwendig.

Die Vorlesung "Praktische Softwaretechnik" soll ...

  • ein Bewusstsein für die typischen Problemstellungen schaffen, die bei der Durchführung umfangreicher Softwareentwicklungsprojekte auftreten,

  • ein breites Basiswissen über die Konzepte, Methoden, Notationen und Werkzeuge der modernen Softwaretechnik vermitteln und

  • die Möglichkeiten und Grenzen ihres Einsatzes im Kontext realistischer Projektumgebungen anhand praktischer Beispiele demonstrieren und bewerten.

Die Vorlesung adressiert inhaltlich alle wesentlichen Bereiche der Softwaretechnik. Vorgestellt werden unter anderem

  • traditionelle sowie agile Methoden der Softwareentwicklung,

  • Methoden der Anforderungsanalyse und des Systementwurfs,

  • Konzepte der Softwarearchitektur, -implementierung und Dokumentation und

  • Testen und Qualitätssicherung sowie Prozessverbesserung.

Weitere Materialien und Informationen sind hier zu finden:

Die Teilnahme ist begrenzt. Bitte registrieren Sie sich zeitig für den Kurs auf StudOn, um sicherzustellen, dass Sie einen Platz erhalten.

Lernziele und Kompetenzen

  • Den Unterschied zwischen "Programmieren im Kleinen" und "Programmieren im Großen" (Softwaretechnik) zu verstehen

  • Grundlegende Methoden der Softwaretechnik über den gesamten Projekt- und Produktlebenszyklus zu verstehen und anwenden zu können

  • Die Rolle und Zuständigkeiten der Berufsbilder "Projektleiter", "Anforderungsermittler", "Softwareentwickler" und "Qualitätssicherer" zu verstehen

Studien- und Prüfungsleistungen

90min. Klausur

Berechnung Modulnote

100% Klausurnote

Vorbereitende Literatur

http://goo.gl/JSoUbV

 

Produktentwicklung Integrierter Systeme (Analog/Mixed-Signal) [VORL PINSYS]

Dozent/in:
Martin Allinger
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, nur Fachstudium
Termine:
Fr, 10:15 - 11:45, EL 4.14
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Inhalt:
  • Why analog?
  • Introduction: Development Flow of an IC

  • Quality Control Environments

  • ATE Architecture

  • Analog Instruments

  • Basic Analog Measurement and Test Concepts (DC)

  • DAC testing

  • Data Analysis and Statistics

  • Sampling Theory and DSP-based Testing

  • ADC Testing

  • Design for Test

  • Typical Analog Issues / Pitfalls

  • RF Testing

  • Qualification of ICs

  • Failure Analysis of ICs

 

Radar Signal Processing [RSP]

Dozent/in:
Gerhard Krieger
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5
Termine:
Di, 13:00 - 14:30, HF-Technik: BZ 6.18
Online-Angebot. Details Absatz Voraussetzungen / Organisatorisches
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Wegen der Corona-Pandemie werden alle Vorlesungen und Übungen zunächst ausschließlich über Online-Angebote durchgeführt.

Alle Informationen, Vorlesungs- und Übungsaufzeichnungen/Webinare und Materialien stehen auf StudOn zur Verfügung.
Bitte treten Sie dafür dem StudOn-Kurs „LHFT - Radar Signal Processing“ bei.

Keine formalen Voraussetzungen, aber grundlegende Kenntnisse erforderlich in Signal- und Systemtheorie, Wahrscheinlichkeitstheorie und linearer Algebra. Von Vorteil wären zudem Vorkenntnisse auf einem Teil der folgenden Gebiete: statistische Signalverarbeitung, Hochfrequenztechnik, Radar und/oder nachrichtentechnische Systeme.

Inhalt:
Radar is a key technology for a growing number of sensing tasks that range from the detection, location and tracking of moving objects to high-resolution imaging of surfaces, sub-surfaces and 3-D volumes. While the traditional radar applications focused on aerospace security, weather services and traffic surveillance, radar is now becoming a central contactless sensor technology for the automotive sector, medical diagnostics, gesture control, civil engineering, as well as large scale environmental and climate change monitoring, to name only a few. Associated with the new applications is an increasing demand for advanced signal processing techniques to extract the relevant information from the microwave echoes acquired by single- and multi-aperture radar systems in complex environments. This lecture will give an overview of a variety of one-, two-, and three-dimensional radar signal and image processing algorithms and their application for different sensing tasks. The theoretical derivations are complemented by computer examples and simulations that form an integral part of both the lecture and the exercises. The lecture covers the following topics:
  • Introduction (radar principles & applications, signal & noise models, interference, Doppler shift)

  • Basics of Signal Processing with Python (Jupyter Notebooks)

  • Data Acquisition (I/Q demodulation, complex signal representation, sampling, quantization)

  • Range Processing (radar waveforms, pulse compression, ambiguity function, sidelobe reduction)

  • Doppler Processing (MTI, clutter suppression, range-Doppler ambiguities, spectral estimation)

  • Detection Theory (target models, Neyman-Pearson criterion, CFAR detector, CRBs)

  • Multi-Channel Processing (spatial filtering, interference suppression, adaptive beamforming)

  • Synthetic Aperture Radar (basics of coherent imaging, SAR data model, time-domain processing)

  • SAR Focusing Algorithms (range-Doppler, chirp scaling, motion compensation, autofocus)

  • SAR Image Analysis (image statistics, speckle filtering, segmentation, classification)

  • Radar Polarimetry (wave representations, scattering models, polarimetric decomposition)

  • Interferometry (interferometric processing chain, statistical performance models, applications)

  • Tomography (principles of 3-D imaging, tomographic processing, remote sensing applications)

  • Space-Time Adaptive Processing (GMTI, optimum processor, pre- & post-Doppler STAP)

  • Advanced Topics (bi- & multistatic radar, MIMO radar, compressive sensing)

Empfohlene Literatur:
  • The handouts distributed at the beginning of each lecture cover the entire material and are fully sufficient for exam preparation.
  • The following literature can be consulted if detailed information is needed on individual aspects:

    • M. Richards, Fundamentals of Radar Signal Processing, McGraw-Hill, 2nd ed., 2014

    • I. Cumming, F. Wong, Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data, Artech House, 2004

    • J. Curlander, R. Donough, Synthetic Aperture Radar Systems & Signal Processing, Wiley, 1991

    • F. Ulaby, D. Long, Microwave Radar and Radiometric Remote Sensing, Michigan Press, 2014

    • C. Oliver, S. Quegan, Understanding Synthetic Aperture Images, Scitech, 2004

    • H. Van Trees, Optimum Array Processing, Wiley Interscience, 2002

    • J. Guerci, Space-Time Adaptive Processing for Radar, Artech House, 2nd ed., 2015

    • R. Hanssen, Radar Interferometry, Kluwer Academic Publishers, 2001

    • J. Li, P. Stoica, MIMO Radar Signal Processing, Wiley, 2008

Schlagwörter:
Radar Signalprocessing Signalverarbeitung

 

Random Matrices in Communications and Signal Processing [RM-CSP]

Dozent/in:
Ralf Müller
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5
Termine:
Mi, 8:15 - 9:45, 01.021
Fr, 10:15 - 11:45, 01.021
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 2
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Recommended: Good skills in linear algebra, probability theory and complex analysis
Inhalt:
Dual antenna arrays, compressive sensing, Wishart distribution, factor iid model, Kronecker model, convergence of random variables, semi-circle law, quarter circle law, full circle law, Haar distribution, Marchenko-Pastur distribution, Stieltjes transform, Girko’s law, unitary invariance, freeness, free convolution, R-transform, free central limit theorem, free Poisson limit theorem, subordination, S-transform, R-diagonal random matrices, R-diagonal free convolution, Haagerup-Larsen law, operator-valued freeness, linearization of noncommutative polynomials, free Fourier transform, self-averaging properties, microscopic vs. macroscopic random variables, quenched random variable, a statistical physics point of view of digital systems, spin glasses, frozen disorder, replica method, replica continuity, replica symmetry, replica symmetry breaking, approximate message passing, classification of np-complete problems
Empfohlene Literatur:
  • Mingo, J., Speicher, R.: Free Probability and Random Matrices, Springer, 2017
  • Couillet, R., Debbah, M.: Random Matrix Methods for Wireless Communications, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2011.

  • Mezard, M., Montanari, A.: Information, Physics, and Computation, Oxford Graduate Texts, 2009.

 

Signalanalyse [SA]

Dozent/in:
Heinrich Löllmann
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, nur Fachstudium
Termine:
Mi, 12:15 - 13:45, Raum n.V.
The lecture will be recorded and consulting hours will be offered via Zoom.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Voraussetzungen: Digitale Signalverarbeitung
Die Vorlesungsunterlagen werden in der Vorlesung ausgegeben.
Inhalt:
Es werden im Rahmen dieser Vorlesung unterschiedliche Verfahren zur Analyse digitaler Signale, sowie deren Anwendungsmöglichkeiten behandelt. Die folgenden Konzepte werden dabei insbesondere behandelt:
  • Fourieranalyse von Signalen

  • Signalanalyse mittels Zeit-Frequenz-Transformationen

  • Parametrische und nichtparametrische Signalanalyse

  • Verfahren zur Frequenzschätzung

  • Räumliche Signalanalyse

  • Filterbänke und Wavelets.

Empfohlene Literatur:
P. Stoica und R. Moses: "Spectral Analysis of Signals", Pearson Prentice Hall, 2005
Schlagwörter:
Signal analysis, digital signal processing, time-frequency transforms

 

Software-Projektmanagement [PSWT-SPM]

Dozent/in:
Bernd Hindel
Angaben:
Vorlesung, 4 SWS, ECTS: 5
Termine:
Blockveranstaltung 1.3.2021-19.3.2021 Mo-Fr, 8:00 - 16:00, K2-119
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
Zahlreiche Statistiken zeigen: Nur wenige Software-Projekte werden erfolgreich (hinsichtlich Zeit-, Budget- und Funktionsvorgaben) abgeschlossen. Sehr viele Projekte werden nur mit erheblichen Defiziten zu Ende gebracht, noch viel zu viele scheitern gänzlich. Oft liegen die Gründe im ungenügenden Projektmanagement.

Die Vorlesung gibt einen Überblick zu grundlegenden Disziplinen des Projektmanagements und zeigt deren Wirkungsweisen an Hand von Praxisbeispielen.

Gliederung:
1. Einführung Grundbegriffe des Projektmanagements, unterschiedliche Projektgrößen, unterschiedliche Projektarten, Erfolg und Misserfolg in Projekten
2. Projektstart und Planung, Kickoff-Meeting, Anforderungssammlung, Projektstrukturplan, Aufwandsschätzung, Aktivitäten-, Ressourcen- und Kostenplan
3. Projektkontrolle und Steuerung, Fortschrittsüberwachung, Besprechungen, Berichte, Änderungsmanagement
4. Personalmanagement, Der Faktor Mensch, Teamwork, Führungsgrundsätze, Gesprächsstrategien, Konflikte lösen
5. Änderungsmanagement Konfigurationen, Änderungswünsche, Change Control Board, Built- und Release-Mechanismen
6. Qualitäts- und Risikomanagement Qualitätsplan, Audits und Reviews, Risikoermittlung, Risikobewertung und Verfolgung, Gegenmaßnahmen
7. Reifegrad Modelle und Standards CMMI, SPiCE, ISO9001, ISO/IEC12207

Empfohlene Literatur:
  • Hindel, Bernd; Hörmann, Klaus; Müller, Markus; Schmied, Jürgen: "Basiswissen Software-Projektmanagement" (dpunkt-Verlag, 2. Auflage 2006)
  • Hindel, Bernd; Hörmann, Klaus; Müller, Markus; Dittmann, Lars: "SPiCE in der Praxis" (dpunkt-Verlag, 2006)

  • Hindel, Bernd; Versteegen, Gerhard; Meier, Erich; Vlasan, Adriana: "Prozessübergreifendes Projektmanagement" (Springer Verlag, 2005)

 

Vernetzte Mobilität und autonomes Fahren [ConnMob]

Dozent/in:
Anatoli Djanatliev
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 2,5
Termine:
Mi, 10:15 - 11:45, Raum n.V.
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Inhalt:
Es ist inzwischen allgemein bekannt, dass Fahrzeuge der Zukunft hochgradig vernetzt sein werden. Der aktuelle Trend geht in Richtung des autonomen Fahrens. In den bisheringen Betrachtungen wurde insbesondere die ad-hoc Kommunikation zwischen Fahrzeugen auf unteren Schichten untersucht (Fahrzeugkommunikation). Im Rahmen der vernetzten Mobilität soll das Fahrzeug vor allem als Teil eines größeren Ökosystems mit weiteren Teilnehmern (z.B. Personen, Radfahrern, Ampeln, Gebäuden etc.) gesehen werden.
All dies gibt die Möglichkeit den ständig wachsenden Bedarf an Mobilität zu optimieren und neue Sicherheits- und Komfortdienstleistungen zu schaffen. Dies erfordert jedoch die Lösung einiger komplexer Herausforderungen. Neben den gesellschaftlichen und rechtlichen Aspekten müssen insbesondere auch technische Voraussetzungen geschaffen werden. Dazu gehören u.a. geeignete Kommunikationetechnologien (v.a. ad-hoc, Mobilfunk) und Kommunikationsarchitekturen (Cloud-, Edge/Fog-, Node-Computing). Neben Technologien, Methoden und innovativen Mobilitätsdienstleitungen werden im Rahmen dieser Lehrveranstalung auch grundlegende Aspekte der Verkehrsplanung und Verkehrstechnik eingeführt sowie der intermodale Verkehr besprochen.
Empfohlene Literatur:
Barbara Flügge; Smart Mobility - Connecting Everyone: Trends, Concepts and Best Practices; Vieweg Teubner, 2017
Maurer, M., Gerdes, J.C., Lenz, B., Winner, H. (Hrsg.); Autonomes Fahren: Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte; Springer 2015
Johanning, V., Mildner, R.; Car IT kompakt: Das Auto der Zukunft – Vernetzt und autonom fahren; Springer, 2015

 

Visual Computing in Medicine 1 [VCMed1]

Dozentinnen/Dozenten:
Peter Hastreiter, Thomas Wittenberg
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, vormals "Analyse und Visualisierung medizinischer Bilddaten" (AnVisMed)
Termine:
Do, 14:15 - 15:45, 00.152-113
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Fachstudium / Erwerb eines Scheins nach mündlicher Prüfung
Inhalt:
Die Flut und Komplexität medizinischer Bilddaten sowie die klinischen Anforderungen an Genauigkeit und Effizienz erfordern leistungsfähige wie auch robuste Konzepte der medizinischen Datenverarbeitung. Auf Grund der Vielfalt an Bildinformation und ihrer klinischen Relevanz spielt der Übergang von der Messung medizinischer Bilddaten (u.a. MRT, CT, PET) hin zur Analyse der Bildinhalte eine wichtige Rolle. Durch die visuelle Wiedergabe der abstrakten Daten können sowohl technische als auch medizinische Aspekte anschaulich und intuitiv verstanden werden.
Aufbauend auf einem Regelkreis zur Verarbeitung medizinischer Bilddaten werden die Eigenschaften medizinischer Bilddaten sowie grundlegende Methoden und Verfahren der medizinischen Bildanalyse und Visualisierung im Zusammenhang vermittelt. Beispiele aus der Praxis erläutern den Bezug zur medizinischen Anwendung.
  • Überblick zu bildgebenden Verfahren in der Medizin

  • Gitterstrukturen, Datentypen und Formate

  • Vorverarbeitung, Filterung und Interpolation

  • Grundlegende Ansätze zur Segmentierung

  • Explizite und implizite Methoden der Registrierung

  • Medizinische Visualisierung (2D, 3D, 4D) von Skalar-, Vektor-, Tensordaten

  • Praktische Demonstrationen in der Klinik und den Laboren

Empfohlene Literatur:
  • B. Preim, D. Bartz: Visualization in Medicine - Theory, Algorithms, and Applications, Morgan Kaufmann Verlag, 2007
  • H. Handels: Medizinische Bildverarbeitung, Bildanalyse, Mustererkennung und Visualisierung für die computerge-stützte ärztliche Diagnostik und Therapie, Vieweg und Teubner Verlag, 2009

  • Th. Lehmann, W. Oberschelp, E. Pelikan, R. Pepges: Bildverarbeitung für die Medizin, Springer Verlag, 1997

  • P.M. Schlag, S. Eulenstein, Th. Lange: Computerassis-tierte Chirurgie, Elsevier Verlag, 2010

  • E. Neri, D. Caramella, C. Bartolozzi: Image Processing in Radiology, Springer Verlag, 2008

Schlagwörter:
Medizinische Visualisierung (Medical imaging), Segmentierung (Segmentation), Registrierung (Registration)

 

Wissenschaftliches Arbeiten in den Ingenieur- und Naturwissenschaften [VORL WAIN]

Dozentinnen/Dozenten:
Jens Kirchner, Sebastian Meyer
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, Schein, ECTS: 2,5, für Anfänger geeignet
Termine:
Lehrveranstaltung erfolgt in rein digitaler Form über StudOn (inkl. Fragestunden per Zoom).
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Für die Teilnahme an der Vorlesung ist die Anmeldung im StudOn-Kurs notwendig: https://www.studon.fau.de/crs3379041.html
Für weitere Informationen über die Vorlesung siehe das in StudOn hinterlegte pdf: https://www.studon.fau.de/file3379480_download.html
Inhalt:
  • Kommunikation im akademischen Umfeld
  • Einführung in LaTeX

  • Vorarbeiten für Abschlussarbeiten

  • Projektmanagement

  • Wissenschaftliche Methodik

  • Recherchieren & Referenzieren wissenschaftlicher Quellen

  • Aufbereiten von Informationen

  • Wissenschaftlicher Stil

  • Gliedern & Strukturieren

  • Publikationsprozess

  • Erstellen und Halten von Präsentationen

Schlagwörter:
Nicht-technisches Wahlfach, Softskills, Recherche, Vortrag, Präsentation, Publikation

 

Zuverlässigkeit technischer Systeme [ZuSy]

Dozent/in:
Sebastian M. Sattler
Angaben:
Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
Termine:
Di, 14:15 - 15:45, SR 01.030
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches:
Erlaubte Hilfsmittel bei Prüfungen:
  • schriftlich: beliebige Unterlagen, keine elektronischen Hilfsmittel

  • mündlich: keine

Inhalt:
Die Vorlesung behandelt Methoden zur konsistenten Darstellung von zuverlässigen, rückwirkenden, digitalen Systemen. Mit Hilfe von Aussagen wird in mathematische Formalismen für den automatenorientierten Entwurf digitaler Systeme eingeführt. Spezielle Themen aus dem Bereich der durchgängigen Spezifikation allgemeiner technischer Systeme werden diskutiert.
  • Motivation

  • Aussagen

  • Spezifikation

  • Multi-Set

  • Komplementärlogik, Limesdiagramm

  • Automat

  • Modellierung

 

Low-Power Biomedical Electronics [VORL LBE]

Dozent/in:
Heinrich Milosiu
Angaben:
Vorlesung mit Übung, 2 SWS, ECTS: 5, Folien auf englisch.
Termine:
Mo, 16:15 - 17:45, Raum n.V.
Vorlesung ab Mo. 02. November 2020; Nur online via Zoom: https://fau.zoom.us/j/96683736767?pwd=VUlTK1hhVG5pelRGT0l4VS9Lb3dWZz09 ;Meeting-ID: 966 8373 6767; Kenncode: 176097
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA 1-4
Inhalt:
  • Device Physics and Noise
  • Feedback Systems

  • Ultra-Low-Power Digital Design

  • Ultra-Low-Power Analog Design

  • Low-Power Analog and Biomedical Circuits

  • Biomedical Electronic Systems

  • Bioelectronics/ Bio-Inspired Systems

  • Energy Sources and Harvesting

 

Übung Low-Power Biomedical Electronics (LBE) [UE-LBE]

Dozent/in:
Heinrich Milosiu
Angaben:
Übung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5
Termine:
Mi, 16:15 - 17:45, Raum n.V.
Die Übung findet erst ab Mittwoch, 04.November 2020 statt; Nur online via Zoom: https://fau.zoom.us/j/96683736767?pwd=VUlTK1hhVG5pelRGT0l4VS9Lb3dWZz09 ;Meeting-ID: 966 8373 6767; Kenncode: 176097
Studienrichtungen / Studienfächer:
WF ICT-MA ab 1



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