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(In "Mustererkennung 1992" Dresden, Springer-Verlag)

H. Marko

Technische Universität München
Lehrstuhl für Nachrichtentechnik
Arcisstraße 21, 8000 München 2

Die Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Mustererkennung (DAGM) wurde am 21.10.1976 in München gegründet. Als erster Vorsitzender der DAGM wurde ich gebeten, auf dem Dresdner Symposium einen Überblick über die Vorgeschichte und Geschichte der DAGM und allgemein über die Entwicklung der Mustererkennung in Deutschland zu geben. Ich tue dies gerne nach bestem Wissen, muß aber jetzt schon um Nachsicht bitten, wenn ich nicht alle Aktivitäten erfaßt und gebührend gewürdigt haben sollte.

1. Die Vorgeschichte der Mustererkennung in der BRD

Etwa Anfang 1960 wurde in der deutschen Industrie das Problem der an den Menschen angepaßten Eingabe für die elektronischen Rechenmaschinen aktuell. Mit dem Wunsch nach einem "Multifont-Leser" und später einem Lesegerät für handgeschriebene Buchstaben war das Problem der Schriftzeichenerkennung als typische Aufgabe der Mustererkennung zu lösen. Es war damals ein recht kleiner Kreis von Forschem, die sich mit diesem - auch heute noch aktuellen - Problem befaßten, so beispielsweise: Gattner (Fa. Siemens AG), Dr. Sprick (IBM), Dr. Schürmann (AEG-Telefunken). Auch an den deutschen Hochschulen befaßten sich Wissenschaftler erstmalig mit diesem Problem der Mustererkennung, so z.B. Dr. Kazmierczak bei Professor Steinbuch in Karlsruhe und H. Platzer bei Professor H. Piloty in München. Neben der Schriftzeichenerkennung wurde auch die Spracherkennung zur wichtigen Aufgabe, die bekanntlich auch heute noch nicht zufriedenstellend gelöst ist. Auf diesem Gebiet wurden damals erste Arbeiten durchgeführt von Dr. Endres (Forschungsinstitut der Bundespost, Darmstadt) und Dr. Mangold (AEG-Telefunken), sowie Dr. Einsele (IBM, später TU München) und seinem Mitarbeiter Dr. Paulus.

Bei der Aufgabe der Mustererkennung war für die Techniker von Anfang an die große Leistungsfähigkeit der biologischen Organismen, allen voran des Menschen, ein erstrebenswertes Vorbild. So versuchte man Modellvorstellungen zur Funktionsweise neuronaler Netze zu entwickeln. Von Steinbuch wurde die "Lernmatrix" (1961) vorgeschlagen und ähnliche Strukturen gekoppelter Neuronenschichten wurden unter dem Namen "Perceptron" von Rosenblatt und "Adaline" von B, Widrow in den USA bekannt. Die ursprünglich von Norbert Wiener stammende Idee, die Funktionsweise biologischer und technischer Systeme gemeinsam zu betrachten, führte unter dem Namen "Kybernetik" zu Kontakten zwischen Wissenschaftlern verschiedener Fachgebiete. In Deutschland wurde 1963 die "Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Kybernetik" (DAGK), später "Gesellschaft für Kybernetik" (DGK) gegründet, die ein Zusammenschluß von Interessenten verschiedener wissenschaftlicher Gesellschaften (den Trägergesellschaften) war. Diese Gesellschaft führte Diskussionssitzungen in kleinem Rahmen und alle 2 bis 3 Jahre eine größere Veranstaltung, den "Kybernetikkongreß" durch. In diesem Rahmen wurden oft und manchmal schwerpunktmäßig Probleme der Mustererkennung behandelt. Einer der Kongresse, "Zeichenerkennung durch biologische und technische Systeme", (4. Kongreß der Deutschen Gesellschaft für Kybernetik an der Technischen Universität Berlin, 1970), war ausschließlich diesem Themenkreis gewidmet. Auch die erwähnten Probleme der Schriftzeichenerkennung und der Spracherkennung wurden mehrfach behandelt. Als Beispiel möchte ich ein von mir, beim Kybernetikkongreß München 1968, vorgeschlagenes System zur Erkennung handgeschriebener Buchstaben erwähnen1. Es beruhte auf einer mathematischen Beschreibung neuronaler, gekoppelter Schichten ("Systemtheorie homogener Schichten")2 unter Einschluß von Lern-Algorithmen. Dieses System wurde in der Arbeitsgruppe meines Lehrstuhls von G. Färber, H. Giebel und R. Tilgner entwickelt und zeigt auch nach dem heutigen Stand vergleichbar gute Leistungen zu anderen Verfahren3. Es benutzte bereits zu dieser Zeit die heute sehr in den Vordergrund gerückte Anwendungsmöglichkeit neuronaler Netze zum Zwecke der Mustererkennung.

Die große Vielfalt der Methoden und Verfahren für die Mustererkennung wurde damals in dem Slogan "Mustererkennung ist eine Kunst, keine Wissenschaft" ausgedrückt. Zwar gab es gut fundierte Theorien, so z.B. das Buch von Meyer-Brötz, Schürmann "Methoden der automatischen Zeichenerkennung", Oldenbourg Verlag 1970, die große Abhängigkeit von den speziellen Eigenschaften des Mustersatzes jedoch führte zu sehr verschiedenen und schwer vergleichbaren Verfahren. Deshalb wurden in den 70er Jahren regelmäßige Treffen der Forschungsgruppen, die am Problem der Mustererkennung arbeiteten, abgehalten.

Es waren dies:

  • Institut für Informationsverarbeitung in Technik und Biologie (IITB) Karlsruhe
  • Forschungsinstitut für Informationsverarbeitung und Mustererkennung (FIM) Karlsruhe
  • Gesellschaft für Strahlenforschung (GSF) München
  • Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLVLR) Oberpfaffenhofen
  • Prof Händler, Hannover
  • Prof. Marko, München

Aus diesen Treffen entwickelten sich später die sog. "IITB-Kolloquien" die jährlich stattfanden und dann nach Gründung der DAGM in den DAGM-Symposien aufgingen. Hier wurde neben den typischen Problemstellungen der Schriftzeichenerkennung und der Spracherkennung auch ganz allgemeine, mit der Mustererkennung zusammenhängende Probleme behandelt, wie z.B. Bildanalyse und Bildverarbeitung. Zu erwähnen ist, daß diese ersten Aktivitäten auf dem Gebiet der Musterkennung dankenswerterweise vom BMFT, dem BMVtg und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wurden.

2. Die Gründungsphase der DAGM

Anfang der 70er Jahre wurde in den USA eine internationale Gesellschaft gegründet, die sich auf breiter Basis mit den Problemen der Mustererkennung befassen wollte: die "International Association of Pattern Recognition" (IAPR). Sie veranstaltete alle 2 Jahre internationale Kongresse auf diesem Gebiet. Im August 1974 besuchte mich als Repräsentant dieser Gesellschaft Professor K.S. Fu, der von vielen Kollegen in den USA als "Papst" der Mustererkennung angesehen wurde. Professor Fu wollte die verschiedenen Aktivitäten in Deutschland kennen lernen und besuchte deshalb u.a. die in München und Umgebung arbeitenden Forschungsgruppen. Ebenso waren ihm die Forschungsaktivitäten im Raum Karlsruhe bekannt, die insbesonders im Forschungsinstitut für Informationsverarbeitung und Mustererkennung (FIM) und im Institut für Informationsverarbeitung in Technik und Biologie (IITB) konzentriert waren. Herr Professor Fu machte aufgrund dieses Besuches und weiterer Gespräche dann den Vorschlag, daß die Forschungsgruppen und Interessenten der BRD durch eine deutsche Gesellschaft vertreten werden sollten, die dann ein Mitglied der IAPR werden sollte. Damit würde die Vertretung der BRD in der IAPR, die bisher in dankenswerter Weise durch Herrn Dr. Kazmierczak wahrgenommen wurde, auf eine breitere Basis gestellt werden. Mir fiel die Aufgabe zu, eine solche Gesellschaft zu organisieren. Da viele bestehende Gesellschaften bereits Mustererkennung in vielfältiger Form betrieben, schlug ich keine neue Gesellschaft mit persönlichen Mitgliedern vor, sondern eine Arbeitsgemeinschaft von Interessenten der bestehenden Gesellschaften mit einer Organisationsform, ähnlich der vorher erwähnten DGK. Hierzu wurde eine Vorbesprechung in München mit Vertretern dieser Gesellschaften und weiteren sachkundigen Persönlichkeiten am 29.04.1976 abgehalten. Hierbei wurde ich von diesem Kreis gebeten, die in Frage kommenden Gesellschaften offiziell anzusprechen und um Zustimmung zu diesem Vorschlag zu bitten. Das Echo war durchwegs positiv und so konnte die Gründungsversammlung der DAGM am 21.10.1976 in München stattfinden.

Folgende Trägergesellschaften waren beteiligt:

  • Nachrichtentechnische Gesellschaft (NTG)
  • Gesellschaft für Informatik (GI)
  • Gesellschaft für Medizinische Dokumentation und Statistik (GMDS)
  • Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik (DGa0)
  • Gesellschaft fur Autom. und Datenverarbeitung in der Medizin (GADAM)
  • Deutsche Gesellschaft für Ortung und Navigation (DGON)

Es wurde beschlossen, eine Satzung auszuarbeiten und den Trägergesellschaften zur Genehmigung vorzuschlagen. Der Entwurf dieser Satzung wurde von S.J. Pöppl und H. Platzer erstellt und von der zweiten Trägerversammlung am 28.03.1977 mit einigen Änderungen einstimmig angenommen. Auf dieser Trägerversammlung wurde H. Marko zum Vorsitzenden und S.J. Pöppl zum stellvertretenden Vorsitzenden gewählt. Die DAGM wurde als Mitglied der International Association for Pattern Recognition (IAPR) aufgenommen. In der Folgezeit fanden etwa jährlich Trägerversammlungen statt, meist in Verbindung mit dem DAGM-Symposium.

In der heute gültigen Form wird die DAGM - als gemeinnütziger Verein - durch folgende Trägergesellschaften gebildet:

  • Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik (DGa0)
  • Deutsche Gesellschaft für medizinische Dokumentation, Informatik und Statistik (GMDS)
  • Gesellschaft für Informatik (GI)
  • Informationstechnische Gesellschaft (ITG)
  • Deutsche Gesellschaft für Nuklearmedizin (DGNM)
  • The Institute of Electrical and Electronic Engineers, Deutsche Sektion (IEEE)
  • Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie und Fernerkundung (DGPF)

Ihre Aufgabe ist gemäß §3 der Satzung wie folgt formuliert:

1. Aufgabe der DAGM ist die Förderung der Arbeiten auf dem Gebiet der Mustererkennung, der gegenseitige Erfahrungsaustausch und die gemeinsame Behandlung wissenschaftlicher und technischer Fragen aus dem gesamten Gebiet der Mustererkennung. Diese Aufgabe soll im Geist der Zusammenarbeit und des gegenseitigen Einvernehmens zwischen den Trägem durchgeführt werden.

2. Die DAGM vertritt als "Nationales Komitee" die Träger auf dem Gebiet der Mustererkennung in entsprechenden internationalen Organisationen und leitet dabei die erhaltenen Informationen an die Mitglieder ihrer Trägergesellschaften weiter.

3. Die DAGM organisiert im Einvernehmen mit den Trägem und auf Kosten eines oder mehrerer ihrer Träger Tagungen oder beteiligt sich an Tagungen der Träger oder anderer Veranstalter.
4. Die DAGM sorgt für weitgehende Verbreitung ihrer Arbeitsergebnisse und für eine möglichst umfassende Unterrichtung aller Interessenten über die in- und ausländische Entwicklung der Mustererkennung durch Veröffentlichungen in einschlägigen Fachzeitschriften, durch Berichte und Rundschreiben sowie durch Herausgabe von Arbeitsblättern und Richtlinien.

Vorsitzender und stellvertretender Vorsitzender der DAGM waren:

  • 1977 bis 1983 H. Marko / S.J. Pöppl
  • 1983 bis 1988 H.H. Nagel / H. Kazmierczak
  • 1988 bis heute S.J. Pöppl / H. Niemann

Bereits auf der 3. Trägerversammlung, im Oktober 1978 wurde eine Bewerbung der DAGM bei der IAPR (deren Mitglied die DAGM inzwischen war) um die Ausrichtung der kommenden internationalen Konferenz beschlossen. Leider wurde unsere Bewerbung abgelehnt, da die Teilnehmerkosten doppelt so hoch errechnet waren als ein entsprechender Vorschlag der USA anbot. Infolgedessen fand die nächste internationale Konferenz 1980 in Miami Beach statt. Wir erhielten allerdings auf Vorschlag von A. Rosenfeld, den Zuschlag für die folgende internationale Konferenz, die 1982 in München stattfand. Diese Konferenz wurde von uns in eigener Regie organisiert und nicht wie beim ersten Vorschlag über eine Trägerorganisation (NTG), wodurch die Tagungskosten erheblich reduziert werden konnten, dies nicht zuletzt auch dank erheblicher finanzieller Förderung durch das Wissenschaftsministerium, die Bayerische Staatsregierung und die Firma Siemens AG. Die Münchner Konferenz, JICPR 1982, mit ca. 800 Teilnehmern aus aller Welt, war ein großer Erfolg der DAGM und machte unsere Organisation im Ausland bekannt.

3. Die bisherigen Aktivitäten der DAGM

Gemäß Ihrer Satzung ist die wichtigste und bisher auch erfolgreichste Tätigkeit der DAGM die Organisation von Tagungen, sog. Symposien. Die DAGM-Symposien finden seit 1978 alle Jahre statt und vereinigen einen Kreis von Wissenschaftlern, die sich mit den Problemen der Mustererkennung befassen und ansonsten den verschiedensten Fachrichtungen angehören. Die Zahl der Teilnehmer dieser Symposien ist stetig angestiegen und liegt heute meist über 300. Anlage 1 zeigt eine Auflistung der bisherigen DAGM-Symposien. Es fällt auf, daß das Jahr 1982 ausgenommen ist, denn hier fand - wie schon erwähnt - der internationale Kongreß JICPR 1982 in München statt, den wir im Namen und Auftrag der DAGM organisiert haben.

Die bei diesen Symposien behandelten Themen gehen heute weit über die anfangs erwähnten Aufgaben Schriftzeichenerkennung und Spracherkennung hinaus und berühren die verschiedensten Disziplinen. Nur als Beispiel sei genannt in der Medizin: Erkennung von Krebszellen aus histologischen Schnitten und zytologischen Präparaten, Automatische Diagnose z.B. beim EKG und EEG, Bildauswerteverfahren, z.B. in der Tomographie; in der Fernerkundung: Bildsegmentation und Texturanalyse; in der Automationstechnik und Robotik: Objekterkennung.

Die Methoden der digitalen Bildverarbeitung sind als Vorstufe der Mustererkennung in vielen Fällen von großer Bedeutung, und nehmen in den Symposien einen entsprechenden Raum ein. Hierzu gehört z.B. auch die Videometrie, die 3D-Szenenanalyse und die Analyse von Bildsequenzen. So spielen heute die Methoden der Mustererkennung eine Rolle auch für ganz andere Fragestellungen, z.B. für die Redundanzreduktion von Fernseh-Bildsequenzen.

Die Symposien der DAGM dienen auch zur Herstellung persönlicher Kontakte der Wissenschaftler die sich mit der Mustererkennung und verwandten Aufgaben befassen. So hat sich aus den ersten Anfängen von vielleicht 20 bis 30 Experten inzwischen eine recht große "Gemeinde der Mustererkenner" entwickelt. Besonders erfreulich ist, daß seit der deutschen Wiedervereinigung die in der ehemaligen DDR beheimateten Wissenschaftler aktiv in der DAGM mitarbeiten. Hier waren - nach einer Mitteilung von Professor Fuchs - im wesentlichen 2 Organisationen auf dem Gebiet der Mustererkennung und Bildverarbeitung tätig, nämlich:

  • Der Ingenieurverband "Kammer der Technik" dem eine Wissenschaftlich-technische Gesellschaft für "Meß- und Automatisierungstechnik" angehörte, die einen "Fachausschuß Automatische Bildverarbeitung" besaß. Dieser organisierte Workshops und Weiterbildungslehrgänge, vor allem aber Kongresse mit internationaler Beteiligung, genannt "Computer Analysis of Images and Patterns" (CAIP), die alle 2 Jahre seit 1985 stattfanden.
  • Die "Gesellschaft für Informatik" der DDR betrieb die Koordinierung der Forschung innerhalb der DDR und der sozialistischen Länder

Als weitere Aufgaben der DAGM ist satzungsgemäß auch die Förderung von Arbeiten auf dem Gebiet der Mustererkennung vorgesehen. Hierzu wurde von Professor Nagel auf der 8. Trägerversammlung 1983 vorgeschlagen einen "Preis der DAGM" einzuführen, um besonders herausragende Arbeiten zu prämieren. Dieser Preis wird seit 1984 regelmäßig verliehen (s. Anlage 2) und zwar in der folgenden Form: der Autor (die Autoren) der besten Arbeit des DAGM-Symposiums erhalten den mit DM 2.000 (später mit DM 5.000) dotierten DAGM Preis aufgrund der Entscheidung des jeweiligen Programmausschusses. Dabei wurde sowohl das vollständige Manuskript wie auch der Vortrag selbst bewertet. Ebenso erhielten die Autoren von etwa 5 weiteren herausragenden Arbeiten Zusatzpreise nach dem gleichen Verfahren. Seit 1986 werden die Preisträger in den Tagungsbänden der DAGM-Symposien bekannt gemacht. Bisher war es möglich diese Preise aus den Tagungsbeiträgen wie auch mit Hilfe von Spenden Für die DAGM zu finanzieren.

Ich hoffe mit dem Vorstehenden gezeigt zu haben, daß die DAGM eine wichtige Position in der Wissenschaftslandschaft unseres Landes einnimmt und daß sie aufgrund ihrer Aufgabenstellung aber auch durch ihre glücklich gewählte Organisation eine stetige positive Entwicklung in der Zukunft vor sich hat. Ich möchte nicht versäumen, all jenen zu danken die in ehrenamtlicher Tätigkeit mit hohem Engagement und Arbeitseinsatz diese Entwicklung gefordert haben, insbesonders den Tagungsleitern und den vielen mit der Organisation der Veranstaltungen beschäftigten Mitarbeitern. Ich wünsche der DAGM eine stetige und glückliche Weiterentwicklung nach dem über viele Jahre bewährten Verfahren und allen ihren Mitarbeitern ein gutes Einvernehmen und eine erfolgreiche Tätigkeit in der Zukunft.

Anlage 1

DAGM-Symposien

Nr.: Jahr: Ort: Wiss. Tagungsleiter
1 1978 OberPfaffenhofen E. Triendl
2 1979 Karlsruhe J.P. Foith
3 1980 Essen A. Fercher
4 1981 Hamburg B. Radig
5 1983 Karlsruhe H. Kazmierczak
6 1984 Graz F. Leberl
7 1985 Erlangen H. Niemann
8 1986 Paderborn G. Hartmann
9 1987 Braunschweig E. Paulus
10 1988 Zürich H. Bunke, G. Kübler, P. Stocki
11 1989 Hamburg H. Burkhardt, K.H. Höhne, B. Neumann
12 1990 Oberkochen-Aalen R. Großkopf
13 1991 München B. Radig
14 1992 Dresden S. Fuchs

Anlage 2

DAGM-Preise

Jahr: Preisträger: Beitrag:
1984 H. Bunke, H. Feistel, I. Hofmann,H.Niemann, G. Sagerer Ein wissensbasiertes System zur automatischen Auswertung von Bildsequenzen des menschlichen Herzens
1985 T. Blaffert Spektreninterpretation mit Fuzzy-Set-Operatoren und wissensgesteuerter Merkmalsgewinnung
1986 K. Behrens, H. Gabler, R. Gabler,B. Nicolin, M. Sties Ein wissensbasiertes System für die Analyse von Luftbildern
1987 T. Tolxdorff Wissensbasierte Diagnoseunterstützung bei der gewebecharakterisierenden Kernspintomographie
1988 D. Morgue, G. Gerig Recognition of Nonrigid Objects Using the Generalized Hough Transform
1988 C.K. Sung Extraktion von typischen und komplexen Vorgängen aus einer langen Bildfolge
1989 B. Lang Ein paralleles Transputersystem zur digitalen Bildverarbeitung mit schneller Pipelinekopplung
1989 M. Sester, W. Förstner Object Location Based on Uncertain Models
1990 R. Lenz, U. Lenz Messung und Übertragungseigenschaften einer hochauflösenden Farbkamera mit CCD-Flächensensor
1991 S. Drue, G. Hartmann Merkmalverknüpfung durch Synchronisation in einem sich selbstorganisierenden Neuronalen Netzwerk
1991 K. Riemer, T. Scholz, B. Jähne Bildfolgenanalyse im Orts-Wellenzahl-Raum


Weitere Zusatzpreise für herausragende Arbeiten bei den DAGM-Symposien wurden an folgende Autoren verliehen:

1986 B. Jähne, T. Gunzinger, S. Haenel, W. Eckstein
1987 N. Diehl, G. Mengens, K. Borgschulte, T. Faßbender, M. Bomans, M. Riemer, U. Tiede, K.-H. Höhne, R. Lenz, G. Stein-Haas
1988 M. Dresselhaus, G. Hartmann, B. Mertsching, E. Gmür, H. Bunke, E. Hiltebrand, A. Luhn, A. Dengel, R. Mester, U. Franke, T. Aach
1989 G. Wiebecke, M. Bomans, U. Tiede, K.H. Höhne, J. Dengler, M. Cop, H. Müller, U. Müssigmann, R. Ogniewicz, 0. Kübler, F. Klein, U. Kienholz
1990 K. Rohr, G. Thorwirth, U. Kreßel, J. Francke, J. Schürmann, E. Herre, R. Massen, F. Hallmann, R.W. Hartenstein, A.G. Hirschbiel, M. Riedmüller, K. Schmidt, M. Weber
1991 S. Lanser, W. Eckstein, M. Schubert, E.G. Schukat-Talamazzini, H. Niemann, H. Handels, A. Hiestermann, R. Herpes, T. Tolxdorff, U. Schramm, W. Braun

1 Marko H.: Die Anwendung nachrichtentheoretischer Methoden in der Biologie, in Kybernetik 1968; Hrsg. H. Marko; G. Färber, Oldenbourg Verlag 1968
2 Marko H.:Die Systemtheorie der homogenen Schichten. Kybernetik 5 (1969) 221-240
3 Marko H.; Giebel H. Recognition of handwritten characters with a system of homogeneous Layers. Nachrichtentechnische Zeitschrift 23 (1970), 455-459

Tilgner R.D.: Untersuchungen zur Rotationsinvarianz im visuellen System und Vergleich zum technischen Zeichenerkennungssystem. Doktorarbeit TU München (1982)