Aufbau einer dezentralisierten und lebendigen Entwicklergemeinschaft für ilastik

• Antragstellerin: Anna Kreshuk, Ph.D., seit 4/2018
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391125810

Neue mikroskopische Bildgebungsmodalitäten öffnen den Blick auf bisher unzugängliche Phänomene in den Lebens- und Materialwissenschaften. Angesichts der riesigen Menge an erzeugten Bildern ist nun die aussagekräftige Bildanalyse zum Engpass geworden. "ilastik" ist ein interaktives und lernfähiges Werkzeug für die Analyse von 2D- und 3D-Bildern und Videos. Es erlaubt Anwendungsspezialisten, die bei der Bildanalyse auftretenden nichttrivialen Segmentierungs-, Klassifizierungs-, Tracking- und Zählaufgaben zu lösen. Die Kernfunktionalität von ilastik besteht darin, das Training eines automatisierten Analysesystems allein durch die Bereitstellung von Beispielannotationen zu ermöglichen. Dies ist besonders nützlich für Domänen-Experten, die genau verstehen, was sie in ihren Bildern sehen, aber wenig oder gar keine Erfahrung in der Computer Vision haben.Zur Zeit ist ilastik das einzige offene Software-System weltweit, das ein interaktives Training von Analyseverfahren auf Bildern und Sequenzen ermöglicht, die deutlich größer als der Hauptspeicher des Computers sind. Es implementiert Algorithmen, die den aktuellen Stand der Kunst repräsentieren, um Zellen in 3D-Bildsequenzen zu verfolgen und um Zellen zu segmentieren, die nur anhand ihre Zellmembranen unterscheidbar sind. Infolgedessen wird es von Hunderten Labors weltweit eingesetzt, die an der Vorderfront von Gebieten von der Neurowissenschaften bis zur Pflanzenbiologie arbeiten.Allerdings wurde ilastik bisher von einem kleinen und homogenen Entwicklerteam aus nur zwei Institutionen entwickelt. Angesichts des Umfangs und der Komplexität der Fragen, die die neuen Bildgebungsmodalitäten aufwerfen, ist für dieses Weiterentwicklung und Pflege von ilastik eine viel breitere Basis aktiver Entwickler erforderlich.Das vorliegende Projekt wird ilastik zu einer Entwicklungsplattform machen, die auf lange Sicht gepflegt und genutzt werden kann. Zu diesem Zweck sind vier Schritte notwendig: Erstens werden wir die Architektur des aktuellen Systems überarbeiten, um sie stark zu vereinfachen und damit die Einarbeitung für neue Open-Source-Entwickler aus der ganzen Welt zu vereinfachen. Zweitens werden wir Infrastruktur zur Verfügung stellen, um den plattformübergreifenden Einsatz zu erleichtern. Drittens werden wir große Anstrengungen unternehmen, um ilastik mit anderen hervorragenden Open-Source-Paketen mit komplementärer Funktionalität zu verbinden. Viertens wollen wir nicht nur die Entwickler anderer Pakete ansprechen, sondern durch Workshops und Hackathons eine weltweite Entwicklergemeinschaft etablieren, die nicht nur in die Implementierung, sondern zunehmend auch in strategische Entscheidungen eingebunden wird. Die Software wird weiterhin quelloffen bleiben und im Rahmen dieses Projekts in eine Form gebracht, die sie für Investitionen von großen Institutionen attraktiv macht, so dass diese sich an der Erweiterung der Funktionalität und der langfristiges Pflege beteiligen.

• DFG-Verfahren: Forschungsdaten und Software (Wiss. Literaturversorgung und Informationssysteme)
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Ullrich Köthe
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Fred A. Hamprecht, bis 4/2018