TU Wien:Visualisierung medizinischer Daten 1 VU (Sramek, Dimitrov)

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Daten[Bearbeiten]

Inhalt[Bearbeiten]

NEU SS2017:

Seit dem Sommersemester 2017 ist die LVA neu aufgebaut, der Stoff ist aber im Großen und Ganzen gleich geblieben. Die behandelten Stoffgebiete waren:

  • Introduction (Introduction, Reconstruction)
  • Acquisition (Acquisition, DICOM)
  • Pre-processing & Segmentation
  • Segmentation & Registration
  • Surface Rendering
  • Volume Rendering

Außerdem wurden 6 externe Vortragende eingeladen, die jeweils ca. 45 min. vorgetragen haben.



ALT (bis SS2016):

Die Vorlesung ist in vier Blöcke unterteilt und behandelt die folgenden Themengebiete:

  • Block 1: Acquisition of 3D Data - Tomographic Techniques, Sampling, Filtering, Reconstruction, f3d Format for Storage of 3D Grids
  • Block 2: The DICOM Image Format, Surface and Gradient Estimation, Segmentation, Interactive and Automatic Segmentation of Tomographic Data
  • Block 3: Volumetric Data Registration, Volume Rendering
  • Block 4: Transfer Function Issues, Sampling Aspects of Volume Rendering, Hardware Accelerated Volume Visualization

Benötigte/Empfehlenswerte Vorkenntnisse[Bearbeiten]

Wer schon die VO Visualisierung bei Prof. Gröller gemacht hat, wird nicht mehr viel neues hören. Ebenfalls kann es nicht schaden, wenn man schon Hintergrundwissen über die Funktionsweise von radiologischen Aufnahmegeräten (CT, MR, PET, SPECT, ...) hat, weiß, wie sie funktionieren und wie deren produzierte Bilder aussehen.

Vortrag[Bearbeiten]

NEU SS2017:

Vortragssprache (auch bei den Übungen, Projekt, Präsentation und Prüfung) ist Englisch. Die Vorlesung wird in 6 Nachmittagen zu jeweils ca. 4 Stunden abgehalten. Davon sind 2 Stunden Vortrag (die meiste Zeit trägt Milos Sramek vor, ein paar Teile macht aber auch Renata Raidou), die restlichen 2 Stunden sind für den Übungsteil reserviert (siehe Übungsteil). Nach den 6 Nachmittagen gibt es noch zusätzlich 2 Nachmittage, an denen externe Vortragende kommen und jeweils ca. 45 min. vortragen (Doktoranden vom Institut bzw. Leute aus der Wirtschaft). Der Vortrag von Milos Sramek ist ziemlich unstrukturiert und seine Folien helfen beim Lernen nicht sonderlich weiter. Wenn Visualisierung also für jemanden komplettes Neuland ist, empfiehlt es sich zusätzlich das empfohlene Buch zu lesen, um zumindest einen Überblick über die Themengebiete zu bekommen. Renata Raidou trägt etwas strukturierter vor, setzt aber auch voraus, dass man eine ungefähre Ahnung hat, wovon sie spricht.


ALT (bis SS2016):

Die Vorlesung ist im Sommersemester 2008 geblockt auf vier Nachmittage zu je vier Stunden abgehalten worden. Die beiden Vortragenden sind nicht vom Institut für Computergrahik der TU Wien, sondern von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW, Link) und wechseln sich etwa zur Halbzeit jedes Blockes ab. Beide Vortragenden halten ihre Präsentationen in englischer Sprache, allerdings ist das Vortragstempo sehr gemächlich, sodaß man auch mit schlechteren Englisch-Kenntnissen problemlos mitkommt. Wer allerdings schon Visualisierungs-Kenntnisse hat, dessen Aufmerksamkeit könnte dadurch mitunter auf eine harte Probe gestellt werden.

Übungsteil[Bearbeiten]

NEU SS2017: Seit dem Sommersemester 2017 wird der Übungsteil komplett von Renata Raidou übernommen. Sie teilt den praktischen Teil der LVA in 2 große Teile:

  • Assignments (wöchentlich, über Tuwel abzugeben) 10% der Note
  • Project (Projekt in Gruppen zu 2 oder 3 Personen; programmieren, Paper schreiben, präsentieren) 40% der Note

Assignments[Bearbeiten]

Jede Woche nach den Vorträgen gibt es kurze zum Stoff passende praktische Übungen, die vor Ort gelöst werden dürfen (Renata Raidou ist bei der Lösungsfindung sehr hilfreich und gibt gute Tipps). Man darf aber auch gehen und die Beispiele daheim lösen (auch das Lösen in kleinen Gruppen ist erlaubt, es soll aber jeder seine individuelle Lösung abgeben). Abzugeben sind die Beispiele meistens kurz vor der nächsten Vorlesung (also 1 Woche später) über Tuwel in Form eines PDF-Dokuments.

Die Assignments machen 10% der Note aus, es muss aber zu jedem Assignment etwas abgegeben werden und in Summe müssen 50% der Punkte erreicht werden (was aber absolut kein Problem darstellen sollte).

Renata Raidou präsentiert am Ende der nächsten Vorlesung meistens die Lösungen (bzw. mögliche Lösungen) der Assignments.

Project[Bearbeiten]

Für das Project soll man sich bis Anfang Mai in Gruppen zu 2 oder 3 Personen zusammenfinden. Es werden ca. 5 Projekte vorgestellt, von denen sich die Gruppe für eines entscheiden soll. Dieses soll dann in ca. 1 1/2 Monaten ausgearbeitet werden. Dazu zählt:

  • Programmieren der Aufgabenstellung (wobei man hierbei ziemlich frei entscheiden kann, welches Programm bzw. welche Programmiersprache man verwendet und wie man die Aufgabe lösen möchte)
  • Schreiben eines Papers (entsprechend einer Vorlage, die man bekommt; inkl. Abstract; mind. 5 Seiten)
  • Präsentieren der Lösung (15 min. Vortrag, 5 min. Diskussion; Powerpoint)

Die Aufgabenstellungen des Projekts waren schon recht umfangreich und man musste ziemlich viel Zeit investieren. Das Schreiben des Papers macht zusätzlich Arbeit, die einiges an Zeit in Anspruch nimmt. Dafür ist Renata Raidou bei der Bewertung meiner Meinung nach ziemlich großzügig.

Das Projekt macht 40% der Note aus, wobei man wieder 50% der Punkte erreicht haben muss (hat jede Gruppe geschafft, die etwas abgegeben hat und vorgetragen hat)


ALT (bis SS2016):

Für die Übungsteil hat man im SS 2008 die Wahl zwischen folgenden zwei Alternativen gehabt:

  • Mit dem von Dr. Sramek entwickelten f3d-Projekt ein simples Rendering eines 3D-Datensatzes erstellen oder bestehende f3d-Funktionalität ausbauen bzw. neue Funktionen nach Rücksprache mit Dr. Sramek in das f3d-Projekt implementieren. Dies erfordert (zumindestens rudimentäre) Kenntnisse in C/C++ und - da das f3d-Projekt in Form einer schon etwas betagteren Knoppix-Live-CD auf der Homepage der LVA hier heruntergeladen werden kann - auch Kentnisse im Umgang mit Linux/Unix-Systemen.
  • Eine Präsentation (Umfang: etwa 15 Minuten, im Rahmen der Vorlesung) seiner Bachelorarbeit oder eines der im Rahmen des Studiums absolvierten Praktika, soferne diese ein Naheverhältnis zur medizinischen Visualisierung gehabt haben

Hinweise Übungsteil[Bearbeiten]

(seit SS2017 nicht mehr gültig)

Der zur Verfügung gestellte Source läuft unter Windows NICHT fehlerfrei. Seit diesem Semester (SS 2010) wurde dies wenigstens als Notice auf die LVA Page gestellt. Die Bilder werden nicht korrekt geschrieben (Fehler in der Interpretation des LineFeeds in Windows). Die Bilder sind dann nach rechts geschert. Außerdem muss am Source ein bisschen was geändert werden, um ihn zB mit Visual Studio compilen zu können. (VS geht mit den Templates von C++ etwas anders um)

Lasst das lieber gleich sein und macht die Übung unter LINUX (Knoppix CD ist sowieso zum Download bereitgestellt). Da erspart man sich viel Zeit.

Eine genaue Erklärung was man überhaupt machen muss, und wie man das Projekt angeht gibts von freiBär im Informatikforum: http://www.informatik-forum.at/showthread.php?87530-Projekt-How-to

Prüfung, Benotung[Bearbeiten]

SS 2018:

Es gab einen schriftlichen Termin am Ende des Semesters. Die Prüfung war zum Teil sehr stark an praktische Beispiele aus der Vorlesung orientiert, aber auch theoretische Fragen sind gekommen, womit der gesamte Stoff abgedeckt wurde. Die Benotung ist fair.

SS 2017:

Ursprünglich wurde gesagt die Prüfung wäre schriftlich, aufgrund der geringen Teilnehmerzahl (ca. 25) wurde das dann aber auf mündlich geändert. Die Prüfung wurde von Milos Sramek und Renata Raidou gemeinsam abgehalten. Man ist ca. 30 Minuten in ihrem Büro. Man bekommt am Anfang 3 Zettel mit Aufgabenstellungen bzw. Fragen drauf, für die hat man ca. 10 min. Zeit sich vorzubereiten dann wird in relativ lockerer Atmosphäre darüber gesprochen.

Prüfungsstoff[Bearbeiten]

Neu im SS 2017: Prüfungsstoff ist alles, was in der LVA vorgekommen ist oder erwähnt wurde. Hauptaugenmerk wurde natürlich auf den vorgetragenen Stoff gelegt, es wurden aber auch Fragen gestellt, deren Antwort nur im empfohlenen Buch oder in den ausgeschickten Papers zu finden war. Auch die Gastvorträge waren Teil des Prüfungsstoffs, wobei hierbei keine Details gefragt wurden, sondern eher nur das Themengebiet des Vortrags (zB Beispiel für Iso-Surfacing).


Im SS 2011 wurde die Prüfung erstmals schriftlich abgehalten. Es erhielt jeder 4 unterschiedliche Fragen aus 4 verschiedenen Themenbereichen, für die man 60 Minuten Zeit zur Beantwortung hatte. Die Fragen waren recht allgemein gestellt und waren sehr ähnlich, wie die Fragen der früheren mündlichen Prüfungen (z.B. "Wie kommt Post Aliasing zustande und wie kann man es vermeiden / reduzieren"). Die Prüfung war auch wie die früheren mündlichen Prüfungen in englischer Sprache.

SS 2010 und früher: Die Prüfung ist mündlich und wird ebenso wie der Vortrag in englischer Sprache am Standort der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Tech Gate Vienna, (U1 Station Kaisermühlen, VIC) abgehalten. Am 26.06.2008 war der Ablauf der Prüfung jener, dass man zusammen mit einem oder zwei weiteren Prüflingen je 3 Fragen gestellt bekommen und dann allerdings eine knappe Viertelstunde Zeit hatte, diese auszuarbeiten und vorzubereiten. Nach Ende der Vorbereitungszeit sind dann alle gleichzeitig geprüft worden.

Die Benotung ist fair, für ein Sehr gut muss man allerdings wirklich alles wissen und darf sich keine Unsicherheiten erlauben. Entgegen der in der Vorlesung gemachten Aussage, dass nur überblicksmässige Fragen gestellt werden, ist dann doch sehr ins Detail gefragt worden. Ich hatte zum Beispiel als eine der drei Fragen "mathematische Beschreibung des Samplings" und Dr. Dimitrov wollte sehr genau den Aufbau der Sampling-Formel und die Bedeutung des darin vorkommenden Kronecker-Delta-Symbols wissen.

Inwieweit die Qualität der Ausarbeitung des Übungsteiles in die Benotung einfliesst, konnte nicht in Erfahrung gebracht werden. Am 26.06.2008 hatte ich irgendwie das Gefühl, dass die Ausarbeitung - wenn überhaupt - nur sehr oberflächlich angeschaut worden ist. UPDATE 2014: Prof. Sramek meinte dass die Übung überhaupt nicht in die Benotung miteinfließt, aber gemacht werden muss um zur Prüfung zugelassen zu werden. Bekommt man die Übung also als fehlerhaft zurück (und hat noch Zeit), einfach Fehler beheben und nochmal abgeben (seine Worte).

Am 30.10.09 wurden keine Formeln geprüft, allerdings sehr auf das Verständnis der zugrunde liegenden Thematik. Besonders der Signalverarbeitungsteil sollte gut verstanden werden.

Prüfung 24.06.10: Es wurden immer 2 Personen gleichzeitig geprüft. Obwohl insgesamt nur 8 Studenten angetreten sind musste man bis zu 2 Stunden warten weil die Vortragenden 1) zu spät gekommen sind 2) die mündliche Prüfung pro 2 Personen auf über 30 Minuten ausgedehnt haben. Die Fragen waren allgemein gestellt und es wurde teilweise sehr ins Detail gefragt. Zb. wollten sie teilweise mathematische Hintergründe beim Sampling wissen. Der Praktische Teil wurde gar nicht angeschaut und nur mit 1 (Prüfungsantritt möglich) und 0 (go home) bewertet. Die Benotung war meiner Meinung (und denen der anwesenden Kollegen) nach nicht fair, sondern zu negativ!

Dauer der Zeugnisausstellung[Bearbeiten]

  • Prüfung: 17.06.2015, Zeugnisausstellung: 18.06.2015 (1 Tag)
  • Prüfung: 30.06.2011, Zeugnisausstellung: 11.07.2011 (1 1/2 Wochen).
  • Prüfung: 26.06.2008, Zeugnisausstellung: 27.06.2008

Zeitaufwand[Bearbeiten]

SS18: Der Zeitaufwand ist nicht zu unterschätzen. Je nach Vorerfahrung der Gruppe ist der größte Brocken das Projekt. Der Prüfungsstoff überschneidet sich mit einigen LVAs (EVC & Computergraphik (Grundlagen), RTR (Sampling), Visualisierung1 (DirectVolumeRendering)), wenn man viel Wissen aus diesen LVAs herausholt, dann ist der Aufwand für die Prüfungsvorbereitung eher gering. Da man in Summe jedoch mehrere Abgaben von Praxisteil, Koordination des Projektes, sowie eine Präsentation und eine Prüfung hat, ist es zeitlich etwas mühsam.

NEU SS2017:

Laut ECTS-Breakdown:

  • 22 Stunden Vorlesung
  • 20 Stunden Prüfungsvorbereitung
  • 13 Stunden Praxisteil
  • 20 Stunden Projekt

Der tatsächliche Aufwand war mE aber doch deutlich höher. Allein das Lesen des begleitenden Buches und der Paper nimmt schon mehr Zeit in Anspruch, als für Prüfungsvorbereitung veranschlagt. Die Assignments (Praxisteil) sind meistens relativ schnell gelöst (2 max. 3 Stunden Aufwand pro Woche), für das Projekt sind 20 Stunden aber zu wenig.

Wenn man alle Vorträge besucht hat und bei den Assignments und im Project verstanden hat, worum es geht, reicht eine Woche lernen um die mündliche Prüfung positiv abzulegen. Leute, denen Visualisierung komplett neu ist, sollten aber vielleicht mehr Zeit dafür veranschlagen.


ALT (bis SS2016):

für den Besuch der VO: Durch die geblockte Abhaltung der LVA vier Nachmittage zu je 4 Stunden.

für den Übungsteil: Mit Kenntnissen in C/C++ samt Ausarbeitung maximal einen Nachmittag.

für die Prüfung: Bei regelmässigem Vorlesungsbesuch sollte eine Woche intensivere Vorbereitung für die Prüfung ausreichen.

Unterlagen[Bearbeiten]

NEU SS2017:

Die Vorlesungsfolien werden jede Woche vor der Vorlesung hochgeladen, sowie die Angabe für das Assignment und ein paar stoffbegleitende Papers (prüfungsrelevant!). Das Buch kann in der Bibliothek ausgeborgt werden, oder als PDF heruntergeladen werden (im TU-Netz kostenlos über die Bibliotheks-Seite).


Eine ältere Version der Unterlagen aus dem SS2007 zur Vorlesung kann hier heruntergeladen werden. Allerdings haben sich die Unterlagen nicht mehr in allen Bereichen mit dem im SS 2008 präsentierten Inhalt gedeckt, es empfiehlt sich also, die Folien schon vorab auszudrucken und dann die fehlenden Informationen nachzutragen bzw. die nicht mehr aktuellen Informationen zu markieren, da diese auch nicht geprüft werden. Eine von den beiden Vortragenden versprochene Aktualisierung der Unterlagen ist bis zur Prüfung am 26.06.2008 nicht erfolgt.

Es hat zwar im SS2008 auch einen TUWEL-Kurs für diese Lehrveranstaltung gegeben Link, dieser war aber bis zum Ende der Lehrveranstaltung nicht benutzbar.

Verbesserungsvorschläge / Kritik[Bearbeiten]

noch offen

Tipps[Bearbeiten]

Die praktischen Aufgaben wirken umfangreich um sie zu perfektionieren, man sollte da jedoch nicht sehr viel Aufwand reinstecken, man kann diese auch zügig erledigen und trotzdem alle Punkte dafür ergattern. Für das praktische Projekt ist es hilfreich die maximale Gruppenmitgliederanzahl (3) auch zu nutzen, da der Aufwand bei einer kleineren Gruppe nicht geringer wird. Die Aufgabenstellung für das Projekt war bei unserer Gruppe SEHR vage formuliert - es hilft hier, wenn man anfangs mit der LVA Leitung klärt, was man genau implementieren soll, damit es dann zu keinen unnötigen Missverständnissen bzw. Aufwänden kommt.