Deep Learning in der Bildverarbeitung

• Sie erhalten einen konkreten Überblick über Grundlagen über gängige Machine Learning-Techniken. Außerdem lernen Sie unterschiedliche Neuronale Netze anhand von Anwendungsfällen mit verschiedenen Datensätzen zum Trainieren kennen.
• Sie erhalten Einblicke in die Regularisierung und die Überwachung von Trainings. Außerdem lernen Sie Objektdetektion, Semantische Segmentierung und Bild-Klassifizierung kennen.
• Sie sind anschließend in der Lage, eigenständig Neuronale Netze zu entwerfen und mit dem Framework Keras / Tensorflow in der Programmiersprache Python zu trainieren.

Dieses Seminar gibt eine praxisorientierte Einführung in Neuronale Netze (Deep Learning Algorithmen). Sie lernen einige der am häufigsten verwendeten Neuronalen Netze in Theorie kennen (u.a. Multi Layer Perceptron, Convolutional Neural Network) und setzen diese in praktischen Übungen in Python mit den Framework Keras/ Tensorflow um.

Inhaltsübersicht: 

• Grundlagen von Techniken im Machine Learning
• Einführung in Keras/ Tensorflow zum Trainieren von DL Netzwerken
• Objektdetektion, Semantische Segmentierung, Bild-Klassifizierung
• Regularisierung im Training
• Überwachung vom Training
• Multi-Layer-Perceptron (MLP) in Keras/ Tensorflow
• Interpretation der Ergebnisse

In verschiedenen Anwendungsfällen (Objektdetektion mit Bounding Boxes, Semantische Segmentierung, Bild-Klassifizierung) mit verschiedenen Datensätzen werden unterschiedliche Neuronale Netze mit Keras/ Tensorflow trainiert und deren Leistungsfähigkeit aufgezeigt. 

Neben den konkreten Anwendungsgebieten, vermittelt das Seminar Grundlagen, um sich danach selbstständig andere gewünschte Anwendungsfälle im Deep Learning anzueignen. Ein Überblick über (kommerzielle und open-source) Datenquellen und die Augmentierung von Bilddaten werden im Ausblick dargestellt, um das Gelernte eigenständig auf die eigene Problemstellung anzuwenden.
 

Das Seminar richtet sich an technisch interessierte Fachkräfte, z.B. data scientists, angehende Machine Learning engineers o.ä., welche einen Überblick über Tief Neuronale Netze erlangen wollen und sich einen Einstieg in Deep Learning Algorithmen mit Keras/ Tensorflow wünschen, um eigenständig Neuronale Netze zu entwerfen und trainieren zu können. Die Teilnehmer sollten Kenntnisse in Python und erste Erfahrung mit Bilddaten besitzen, z.B.: Funktionen in Python schreiben, Bibliotheken importieren, eine einfache Grafik mit Matplotlib erstellen o.ä. Alternativ reicht auch das sichere Beherrschen einer anderen objektorientierten Programmiersprache (z.B. Jave, C++, C), wenn das Ziel generell die Umsetzung von DNN in Keras ist. Einige Python Code-Snippets, welche nicht Bestandteil vom Deep Learning sind, z.B. der Visualisierung oder Daten-Vorverarbeitung dienen, werden dabei ggf. nicht bis ins kleinste Detail verstanden.

Sehr empfehlenswert sind zudem grundlegende Vorkenntnisse im Bereich der Statistik (Begriffsdefinitionen wie bspw. Mittelwert, Median, Standardabweichung, Normalverteilung), Kenntnisse grundlegender mathematischer Symbole und Begriffe (Summenzeichen, Integral, Funktion, Ableitung, Exponentialfunktion). Es wird Jupyter Notebook als Programmieroberfläche verwendet. Auf das Jupyter Notebook wird über einen Browser zugegriffen.

Programm-Download

Seminarprogramm | Tag 1

• 09:00
  Begrüßung durch den Seminarleiter
  Vorstellungsrunde & Erwartungshaltung der Teilnehmer
• Einführung in Machine Learning und Künstlicher Intelligenz
  • Hintergrund und Geschichte von Deep Learning
  • Machine Learning, Künstliche Intelligenz und Deep Learning
  • Anwendungsbeispiele von Deep Learning Algorithmen
• Data Preprocessing
  • Überanpassung im Machine Learning
  • Train-Validation-Test Split
  • Normalisierung von Daten
  • Dummy Enkodierung / One-Hot encoding
• Mittagspause
• Multi-Layer-Perceptron (MLP)
  • Perceptron, Gewichte, Bias
  • Aktivierungsfunktionen (Non-linearities)
  • Softmax für Fragestellungen mit Klassifizierung
• Training eines Netzwerks
  • Loss-Funktionen
  • Gewichts-Initialisierung
  • Update von Gewichten (Backpropagation)
  • Epoche und Batch-Size
• 17:00
  Ende des ersten Seminartages  

Seminarprogramm | Tag 2

• 09:00
  Begrüßung durch den Seminarleiter und Rückblick auf Tag 1
• Convolutional Neural Network (CNN)
  • Eine Faltung (Convolution)
  • Filter im convolutional layer
  • Stride und Padding
• Convolutional Neural Network (CNN) – Teil II
  • Bias im CNN
  • Max-Pooling
  • Was sieht ein CNN auf den unterschiedlichen Ebenen?
• Mittagspause
• Callbacks mit Keras
  • Callbacks in Keras umsetzen
  • Speichern von Modelgewichten
  • Early Stopping zur frühzeitigen Beendigung des Trainings
  • TensorBoard
• Image classification
  • Softmax-Layer
  • Cross-Entropy Loss
  • Data-generator in Keras
  • AlexNet und VGG-16 (CNN-Architekturen)
  • Drop-Out und L2 Regularisierung
  • Laden eines fertig trainiertem Models
• 17:00
  Ende des zweiten Seminartags

Seminarprogramm Tag 3

• 09:00
  Begrüßung durch den Seminarleiter und Rückblick auf Tag 2
• Objekt-Detektion mit Bounding Boxes
  • Mean-Squared-Error und Cross-Entropy Loss
  • Trainingsgüte: intersection over union (IoU)
• Semantische Segmentierung
  • Cross-Entropy Loss und mean IoU
  • U-Net (bekannte Netzwerkarchitektur für Segmentierung)
  • Up-Convolution
• Mittagspause
• Training bei wenig Daten
  • Data Augmentation zur Erweiterung des Datensatzes im Training
  • Umsetzung und Training in Keras
• Fine-Tuning
  • Inception-V3, ResNet (Netzwerkarchitekturen)
  • Code von Netzwerken im Internet finden
  • Fine-Tuning: Netzwerke für seine Aufgabe adaptieren
• 17:00
  Ende des Seminars

Didaktischer Aufbau des Seminars?

Dieses Seminar ist sehr praxisorientiert. Die Teilnehmer arbeiten selbstständig mit der Programmiersprache Python, so dass das Erlernte direkt geübt und vertieft werden kann. Der Trainer moderiert dabei verschiedene Aufgaben und begleitet die Teilnehmer durch die einzelnen Lehreinheiten.

Empfehlung

Besuchen Sie vorher die Vorbereitungslehrgänge  Data Science mit Python und Supervised & Unsupervised Machine Learning. Alle drei Lehrgänge sind inhaltlich aufeinander abgestimmt.

• Die Übungen finden auf Laptops statt. Es wird empfohlen, dass Teilnehmer einen eigenen Laptop mitbringen. 
• Da das verwendete Jupyter Notebook in der Cloud läuft, benötigen die Teilnehmer nur einen internetfähigen Laptop. Eine Software muss nicht installiert werden. Es wird keine GPU auf dem Laptop benötigt. Gelegentlich erschweren VPN-Verbindungen den uneingeschränkten Zugriff auf die URL, welche den direkten Zugriff auf das Jupyter Notebook ermöglicht.
• Die digitalen Unterlagen (Skript, Code, Dateien) werden über eine Cloud zur Verfügung gestellt.
• Die Bitkom Akademie kann auf Anfrage für die Präsenz-Lehrgänge auch Schulungslaptops bereitstellen.
• Das Seminar findet in einer kleinen Gruppe mit mind. fünf und max. 11 Teilnehmern (Präsenz-Lehrgang) und 12 Teilnehmern (Online-Lehrgang) statt. Unser Referent kann dadurch auf individuelle Fragestellungen optimal eingehen.
• Die Bitkom Akademie ist anerkannter Bildungsträger in Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen. Teilnehmer haben im Rahmen des Bildungszeitgesetzes die Möglichkeit, Bildungsurlaub bzw. eine Bildungsfreistellung zu beantragen. Auf Anfrage erstellen wir auch Anträge auf Anerkennung unserer Veranstaltungen in anderen Bundesländern.
• Anmeldeschluss ist 2 Wochen vor Seminarbeginn.
• Wir erklären ausdrücklich, dass beim Bitkom – Unterzeichner der Charta der Vielfalt – jede Person, unabhängig von Geschlecht, Nationalität, ethnischer Herkunft, Religion oder Weltanschauung, Behinderung, Alter, sexueller Orientierung und Identität willkommen ist.

Datenschutzhinweise gemäß Art. 13 Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) – Zoom

Nachfolgend möchten wir Sie über die Verarbeitung personenbezogener Daten im Zusammenhang mit der Nutzung der Onlinemeeting-Software „Zoom“ informieren.

Verantwortlich für die Datenverarbeitung ist:

Bitkom Servicegesellschaft mbH
Albrechtstraße 10
10117 Berlin
E-Mail: info@bitkom-service.de

Hinweis: Soweit Sie die Internetseite des Onlinemeeting-Anbieters aufrufen, ist der Anbieter für die Datenverarbeitung verantwortlich. Ein Aufruf der Internetseite ist jedoch nur erforderlich, um die ggf. benötigte Software für die Nutzung des Onlinemeeting-Dienstes herunterzuladen.

Zwecke und Rechtsgrundlagen der Datenverarbeitung

Wir nutzen die Onlinemeeting-Software „Zoom“, um Telefonkonferenzen, Online-Meetings, Videokonferenzen und Webinare durchzuführen (nachfolgend: „Online-Meetings“). „Zoom“ ist ein Dienst der Zoom Video Communications, Inc., die ihren Sitz in den USA hat.
Bei Teilnahme an einem Online-Meeting können diese Kategorien von personenbezogenen Daten Gegenstand der Verarbeitung sein:

• Angaben zu Ihrer Person: Vorname, Nachname, Telefonnummer, E-Mail-Adresse, Passwort, Profilbild, Abteilung
• Meeting-Metadaten: Thema, Beschreibung, Teilnehmer-IP-Adressen, Geräte-/ Hardware-Informationen
• bei Aufzeichnungen: MP4-Datei aller Video-, Audio- und Präsentationsaufnahmen, M4A-Datei aller Audioaufnahmen, Textdatei aller Online-Meeting-Chats
• bei Einwahl mit dem Telefon: Angabe zur eingehenden und ausgehenden Rufnummer, Ländername, Start- und Endzeit, ggf. können weitere Verbindungsdaten wie z.B. die IP-Adresse des Geräts gespeichert werden
• Text-, Audio- und Videodaten: Sie haben ggf. die Möglichkeit, in einem Online-Meeting die Chat-, Fragen- oder Umfragefunktion zu nutzen. Hierbei werden die von Ihnen gemachten Texteingaben verarbeitet, um diese im Online-Meeting anzuzeigen und ggf. zu protokollieren. Um die Anzeige von Video und die Wiedergabe von Audio zu ermöglichen, werden während der Dauer des Online-Meetings die Daten des Mikrofons und/ oder der Videokamera Ihres Endgeräts verarbeitet. Sie können die Kamera und/ oder das Mikrofon jederzeit über die Onlinemeeting-Software des Anbieters deaktivieren bzw. stummschalten.

Die genannten Daten verwenden wir zur Durchführung eines Online-Meetings. Wenn wir Online-Meetings aufzeichnen wollen, werden wir Ihnen dies vorab mitteilen und Ihre Einwilligung einholen. Die Tatsache der Aufzeichnung wird Ihnen in der Onlinemeeting-Software angezeigt.
Wenn es zur Protokollierung der Ergebnisse eines Online-Meetings erforderlich ist, werden wir die Texteingaben protokollieren. Im Falle von Webinaren können wir für Zwecke der Aufzeichnung und Nachbereitung von Webinaren die gestellten Fragen der Teilnehmer weiterverarbeiten.

Die Bereitstellung Ihrer Daten ist gesetzlich nicht vorgeschrieben. Einige der genannten Daten sind jedoch zur Durchführung eines Online-Meetings erforderlich. Ohne die Mitteilung der zur Durchführung eines Online-Meetings benötigten Daten können Sie an dem Online-Meeting nicht teilnehmen. Die Mitteilung anderer Daten ist freiwillig, kann aber für die Nutzung von bestimmten Services erforderlich sein. Wir informieren Sie bei der Eingabe von Daten, wenn die Bereitstellung für den jeweiligen Service oder die jeweilige Funktion erforderlich ist. Diese Daten sind als Pflichtfelder gekennzeichnet. Bei erforderlichen Daten hat die Nichtbereitstellung zur Folge, dass der betreffende Service oder die betreffende Funktion nicht erbracht werden kann. Bei optionalen Daten kann die Nichtbereitstellung zur Folge haben, dass wir das Online-Meeting nicht in gleicher Form und gleichem Umfang wie üblich erbringen können.

Rechtsgrundlagen für die beschriebenen Datenverarbeitungen sind Art. 88 DSGVO in Verbindung mit § 26 Abs. 1 BDSG (Durchführung des Beschäftigungsverhältnisses, soweit Sie in einem Arbeitsverhältnis zu uns stehen) und Art. 6 Abs. 1 lit. f DSGVO (Wahrnehmung berechtigter Interessen, basierend auf unserem Interesse, Online-Meetings durchzuführen und diese effizient zu gestalten, soweit Sie Teilnehmer eines Online-Meetings sind, ohne zugleich Beschäftigter zu sein). Soweit wir ein Online-Meeting aufzeichnen, erfolgt dies auf Grundlage von Art. 6 Abs. 1 lit. a DSGVO (Einwilligung).

Datenweitergabe an Dritte

Inhalte aus Online-Meetings stehen allen Teilnehmern zur Verfügung. Zudem hat der Anbieter der Onlinemeeting-Software Zugang zu Ihren Daten, soweit dies im Rahmen der Auftragsverarbeitung vorgesehen ist. Dies gilt nicht, soweit wir ein Online-Meeting mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung durchführen. In diesem Fall kann der Anbieter der Onlinemeeting-Software nicht auf die Inhalte eines Online-Meetings zugreifen. Im Übrigen behandeln wir Ihre Daten selbstverständlich vertraulich und übermitteln sie nicht an Dritte.

Datenverarbeitung außerhalb der Europäischen Union

„Zoom“ ist ein Dienst, der von einem Anbieter aus den USA erbracht wird. Bei den USA handelt es sich um ein Drittland außerhalb der Europäischen Union. Länder außerhalb der Europäischen Union handhaben den Schutz von personenbezogenen Daten anders als Länder innerhalb der Europäischen Union. Wir haben daher besondere Maßnahmen getroffen, um sicherzustellen, dass Ihre Daten in Drittländern ebenso sicher wie innerhalb der Europäischen Union verarbeitet werden.

Wir haben mit dem Anbieter „Zoom“ den von der Kommission der Europäischen Union für die Verarbeitung von personenbezogenen Daten in Drittländern bereitgestellten Datenschutzvertrag (Standard-Datenschutzklauseln) abgeschlossen. Dieser sieht geeignete Garantien für den Schutz Ihrer Daten bei einer Verarbeitung in einem Drittland vor. Eine Kopie dieses Datenschutzvertrags können Sie unter den oben angegebenen Kontaktdaten anfordern.

Löschung der Daten

Soweit keine gesetzliche Aufbewahrungsfristen bestehen, werden Ihre Daten gelöscht, sobald sie für den Zweck, zu dem wir sie erhoben haben, nicht mehr erforderlich sind. Im Fall von gesetzlichen Aufbewahrungsfristen erfolgt die Löschung nach Ablauf der Aufbewahrungspflichten.

Ihre Rechte

Betroffene Personen haben das Recht auf Auskunft seitens des Verantwortlichen über die sie betreffenden personenbezogenen Daten (Art. 15 DSGVO) sowie auf Berichtigung unrichtiger Daten (Art. 16 DSGVO) oder auf Löschung, sofern einer der in Art. 17 DSGVO genannten Gründe vorliegt, z.B. wenn die Daten für die verfolgten Zwecke nicht mehr benötigt werden. Es besteht zudem das Recht auf Einschränkung der Verarbeitung, wenn eine der in Art. 18 DSGVO genannten Voraussetzungen vorliegt, das Recht auf Widerspruch (Art. 21 DSGVO), wenn die Verarbeitung auf Grundlage von Art. 6 Abs. 1 lit. e oder lit. f DSGVO erfolgt, und in den Fällen des Art. 20 DSGVO das Recht auf Datenübertragbarkeit. Wenn wir Ihre Daten auf Grundlage einer Einwilligung verarbeiten, haben Sie das Recht, Ihre Einwilligung jederzeit zu widerrufen. Ein Widerruf berührt die Rechtmäßigkeit der aufgrund der Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht.

Beschwerderecht bei einer Aufsichtsbehörde

Jede betroffene Person hat das Recht auf Beschwerde bei einer Aufsichtsbehörde, wenn sie der Ansicht ist, dass die Verarbeitung der sie betreffenden Daten gegen datenschutzrechtliche Bestimmungen verstößt. Die Kontaktdaten der für uns zuständigen Aufsichtsbehörde lauten:

Berliner Beauftragte für Datenschutz und Informationsfreiheit
Friedrichstr. 219
10969 Berlin
E-Mail: mailbox@datenschutz-berlin.de

Unser Datenschutzbeauftragter

Bei der Erfüllung unserer datenschutzrechtlichen Pflichten werden wir von unserem externen Datenschutzbeauftragten unterstützt. Nennen Sie im Falle einer Anfrage bitte das betreffende Unternehmen, um das es hierbei geht. Die Kontaktdaten unseres Datenschutzbeauftragten lauten:

datenschutz nord GmbH
Niederlassung Berlin
Kurfürstendamm 212
10719 Berlin
E-Mail: office@datenschutz-nord.de

• Gemeinsam mit der HanseMerkur bietet die Bitkom Akademie eine freiwillige Seminar-Rücktrittsversicherung an.
• Diese Versicherung ermöglicht Ihnen die kostenfreie Stornierung Ihrer Teilnahme, wenn kurzfristige oder unvorhergesehene Ereignisse Ihre Teilnahme am Seminar verhindern.
• Die Kosten der Seminar-Rücktrittsversicherung sind abhängig vom Seminarpreis. Die Preisliste der HanseMerkur finden Sie hier.

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