Global variational approaches to image motion computation in fluid mechanics

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In diesem Projekt sollen globale Variationsansätze und entsprechende Algorithmen entworfen und erforscht werden, um räumlich hochaufgelöste Geschwindigkeitsvektorfelder aus Streulichtbildfolgen, die den Zustand eines Strömungsfeldes beschreiben, zu berechnen. Ausgangspunkt sind existierende Variationsansätze im Bereich Informatik / Bildfolgenauswertung zur Schätzung des optischen Flusses und im Bereich Informatik / Medizinische Bildverarbeitung zur elastischen Bildregistrierung. Diese Ansätze sollen unter den spezifischen Anforderungen der Strömungsanalyse adaptiert und erweitert werden: Integration von lokalen Zuordnungsverfahren (Partikel matching) und globalen Glattheitsfunktionalen (Kohärenz der Vektorfelder), Berücksichtigung von physikalischem Vorwissen (konstituierende Gleichungen der Strömungsmechanik), und Techniken zur Verarbeitung von Massendaten (adaptive Datenrepräsentation, Strategien zur Parallelisierung). Das Projekt soll Erkenntnisse liefern, wie particle tracking Verfahren mit breiter Anwendbarkeit auf die Daten bildgebender Messverfahren in der Strömungsanalyse mittels globaler Variationsansätze modelliert und implementiert werden können.