Interdisciplinary media education concept using image-based person profiling

Abstract

Die Verfügbarkeit von Internet und Sozialen Netzwerken sowie Smartphones und Tablets, die damit verbundene Zunahme von online veröffentlichten (personenbezogenen) Bilddaten und die rasanten Entwicklungen in den Bereichen Computer Vision und Bildverarbeitung führen zu einem Spannungsfeld, welches Fragen aufwirft: -Was ist im Kontext der inhaltsbasierten Verarbeitung von personenbezogenen online Bilddaten aus technologischer Sicht möglich?- und -Wie ist das Bewusstsein in der heutigen Gesellschaft, insbesondere von Kindern und Jugendlichen, dafür und für einen verantwortungsvollen Umgang mit personenbezogenen Bilddaten-? Die selbstverständliche Mediennutzung insbesondere der jungen Generation, sogenannter -digital natives-, steht einem mangelnden Bewusstsein für Chancen, Risiken und Verantwortung im Umgang mit personenbezogenen Bildern im Internet. Schattenseiten und Konsequenzen sind -Cybermobbing-, -Sexting- oder eine unkontrollierte Verbreitung einmal veröffentlichter Bilder, welche drastische Auswirkungen insbesondere auf Kinder und Jugendliche haben können. Trotzdem sehen Schüler/innen ihr eigenes Verhalten oft als unproblematisch an. Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Spannungsfeld der Möglichkeiten und Auswirkungen von Computer Vision und Bildverarbeitungstechnologien im Kontext online verfügbarer Bilddaten, Zugriffsmöglichkeiten zur Gewinnung derer sowie Verarbeitung solcher gro{\ss}er heterogener Bilddatensätze. Sie zielt auf die Entwicklung eines interdisziplinären Projektkonzeptes ab: Dieses verbindet State of the Art Forschung in den Bereichen Soziologie und Informatik in der Entwicklung einer Profiling-Software sowie in der Durchführung und Evaluierung des Konzepts mit dem Ziel der Bewusstseins- und Medienkompetenzförderung von \textit{digital natives} in diesem Kontext. Themen wie der aktuelle Stand der Medienkompetenzförderungslandschaft sowie der Mediennutzung von Kindern und Jugendliche sowie Bildanalyse zur Gesichtserkennung und Analyse personenbezogener Merkmale werden im Kontext beleuchtet. Diese Arbeit konzentriert sich auf folgende Punkte: Wie nutzen Kinder und Jugendliche das Internet und soziale Netzwerke im Kontext von Bilddaten? Wo sind persönliche Bilder online veröffentlicht und wie kann ein Zugriff auf solche zum Zweck einer Bildakquise erfolgen? Mit Face Detection und Recognition als exemplarisches Beispiel wird der State of the Art erörtert: Was sind aktuell Anforderungen und Herausforderungen bei der Analyse großer und heterogener personenbezogener Bilddaten, insbesondere im Hinblick auf eine Anwendung in einer bildbasierten Personen-Profiling-Software? Entwicklung, Implementierung und Teil-Evaluierung eines interdisziplinären Projektkonzepts mit dem Ziel der Förderung von Medienkompetenz sowie einem Bewusstsein für Möglichkeiten, Verantwortung und Folgen, welche aus der Nutzung von Internet und Sozialen Netzwerken resultieren. Die Zielgruppe sind hierbei die 10-15jährigen. Schwerpunkte dabei sind das Design, Teile der Implementierung sowie eine Evaluierung der im Zuge des Projekts entwickelten Profiler-Software zur Erstellung von Personenprofilen durch Akquise sowie inhaltsbasierter Analyse von online verfügbaren Bilddaten. Daraus ergibt sich folgende Methodik: Die Basis bildet eine umfassende State of the Art Recherche zu den Themenbereichen Internet- und Mediennutzung von Kindern und Jugendlichen sowie existierende Projekte und Initiativen zur Medienkompetenzförderung und kritischen Mediennutzung, Face Analysis in unconstrained environments und Face Databases und Social Network Analysis. Dem folgt das Design des Projektkonzepts und des zu entwickelnden Profiler-Tools sowie die im Projektteam kollaborative Implementierung. Parallel dazu erfolgt die Konzeption und Durchführung von Workshops für die Zielgruppe zu Themen im Projektfokus sowie ein User Test zur Evaluierung und Optimierung der Software. Die Evaluierung im Rahmen dieser Arbeit bezieht sich auf die Gesichtspunkte der Implementierung des Gesamtprojekts, das User Interface und Usability mittels User Tests sowie eine Folgenabschätzung zur Bewusstseinsförderung bei den teilnehmenden Kindern und Jugendlichen im Projekt auf Basis der Workshop-Ergebnisse.

The availability of the Internet, online Social Networks and mobile devices, associated consequential increase of personal images published online and the rapid developments within the fields of computer vision and image processing lead to open questions: -What are the possibilities for the analysis of personal images published online using currently available technological means?- and -Is there awareness in today's society, especially among children and teenagers, for these possibilities, for their exploitation, resulting risks or consequences and hence for a responsible handling of their personal pictures online?- The -digital natives- generation is characterized by their skillful use of new media but also by their lack awareness concerning benefits, risks and responsibilities induced by the handling of personal data. Examples for questionable trends are -sexting- or -cyberbullying-. Further, once published, digital images can spread quickly over the Internet and are difficult to be removed. Consequences of these trends can be disastrous for the involved persons, yet pupils still lack a critical evaluation of their own behavior. This work is focused on the possibilities, risks and impacts of the application of computer vision and image processing technologies within the context of online available pictures as well as the acquisition and processing of large amounts of unconstrained image datasets. It aims at developing an interdisciplinary project concept with the following characteristics: It combines state of the art research of sociology and computer science to develop a profiling software tool and to collaboratively implement the project. The overall objective is to improve media literacy and the awareness among children and teenagers for a responsible handling of their own data online. Furthermore, it includes current related work focusing on media use and media education as well as image analysis for facial attributes within the context. This thesis focuses on: How do children and teenagers use the Internet and Social Networks within the context of image data? Where are their personal pictures published online and how can they be accessed and acquired? Image Processing in unconstrained environments and large datasets: State of the art approaches within the context of Face Detection, Recognition or retrieval of similar faces is researched. It includes current challenges and pitfalls within the context as well as application possibilities within the context of an image-based person-profiling tool. The Profiler: Design and parts of implementation as well as evaluation of an interdisciplinary project concept aiming at improving media literacy and awareness for the benefits, responsibilities and consequences evolving of the use of the Internet and Social Networks with focus on image-based data. Target user group comprise children and teenagers of age 10 onwards. Main focus is the design, parts of development and evaluation of an image-based person-profiling software implemented collaboratively by the project team, which creates profile-style descriptions of individuals based on acquisition and content-based analysis of online available images. This results in the following methodology: The starting point is a comprehensive state of the art research on Internet- and media use of children and teenagers of age 10 onwards as well as related projects and initiatives aiming on media education and critical media use among them, Face Recognition in unconstrained environments and face databases and Social Network Analysis. This is followed by the design of the project approach and the profiling tool as well as its collaborative implementation. In parallel, workshops are designed and implemented for the pupils addressing overall aim and covering relevant topics, such as image processing, legal aspects, scientific work and studies, as well as a user test to evaluate and later-on optimize the software. Within the context of this work the evaluation is focused on the implementation of the overall project, the user interface and usability based on the user tests as well as an impact assessment with respect to the awareness of the participating children and teenager based on the conducted research and workshops.