Die automatisierte Evaluation von Informations-Retrieval-Systemen erlaubt
Performanz und Qualität der Informationsgewinnung zu bewerten. Bereits in
den 60er Jahren wurden erste Methodologien für die system-basierte
Evaluation aufgestellt und in den Cranfield Experimenten überprüft.
Heutzutage gehören Evaluation, Test und Qualitätsbewertung zu einem aktiven
Forschungsfeld mit erfolgreichen Evaluationskampagnen und etablierten
Methoden. Evaluationsmethoden fanden zunächst in der Bewertung von
Textanalyse-Systemen Anwendung. Mit dem rasanten Voranschreiten der
Digitalisierung wurden diese Methoden sukzessive auf die Evaluation von
Multimediaanalyse-Systeme übertragen. Dies geschah häufig, ohne die
Evaluationsmethoden in Frage zu stellen oder sie an die veränderten
Gegebenheiten der Multimediaanalyse anzupassen. Diese Arbeit beschäftigt
sich mit der system-basierten Evaluation von Indizierungssystemen für
Bildkollektionen. Sie adressiert drei Problemstellungen der Evaluation von
Annotationen: Nutzeranforderungen für das Suchen und Verschlagworten von
Bildern, Evaluationsmaße für die Qualitätsbewertung von
Indizierungssystemen und Anforderungen an die Erstellung visueller
Testkollektionen. Am Beispiel der Evaluation automatisierter
Photo-Annotationsverfahren werden relevante Konzepte mit Bezug zu
Nutzeranforderungen diskutiert, Möglichkeiten zur Erstellung einer
zuverlässigen Ground Truth bei geringem Kosten- und Zeitaufwand vorgestellt
und Evaluationsmaße zur Qualitätsbewertung eingeführt, analysiert und
experimentell verglichen. Traditionelle Maße zur Ermittlung der Performanz
werden in vier Dimensionen klassifiziert. Evaluationsmaße vergeben
üblicherweise binäre Kosten für korrekte und falsche Annotationen. Diese
Annahme steht im Widerspruch zu der Natur von Bildkonzepten. Das gemeinsame
Auftreten von Bildkonzepten bestimmt ihren semantischen Zusammenhang und
von daher sollten diese auch im Zusammenhang auf ihre Richtigkeit hin
überprüft werden. In dieser Arbeit wird aufgezeigt, wie semantische
Ähnlichkeiten visueller Konzepte automatisiert abgeschätzt und in den
Evaluationsprozess eingebracht werden können. Die Ergebnisse der Arbeit
inkludieren ein Nutzermodell für die konzeptbasierte Suche von Bildern,
eine vollständig bewertete Testkollektion und neue Evaluationsmaße für die
anforderungsgerechte Qualitätsbeurteilung von Bildanalysesystemen.Performance assessment plays a major role in the research on Information
Retrieval (IR) systems. Starting with the Cranfield experiments in the
early 60ies, methodologies for the system-based performance assessment
emerged and established themselves, resulting in an active research field
with a number of successful benchmarking activities. With the rise of the
digital age, procedures of text retrieval evaluation were often transferred
to multimedia retrieval evaluation without questioning their direct
applicability. This thesis investigates the problem of system-based
performance assessment of annotation approaches in generic image
collections. It addresses three important parts of annotation evaluation,
namely user requirements for the retrieval of annotated visual media,
performance measures for multi-label evaluation, and visual test
collections. Using the example of multi-label image annotation evaluation,
I discuss which concepts to employ for indexing, how to obtain a reliable
ground truth to moderate costs, and which evaluation measures are
appropriate. This is accompanied by a thorough analysis of related work on
system-based performance assessment in Visual Information Retrieval (VIR).
Traditional performance measures are classified into four dimensions and
investigated according to their appropriateness for visual annotation
evaluation. One of the main ideas in this thesis adheres to the common
assumption on the binary nature of the score prediction dimension in
annotation evaluation. However, the predicted concepts and the set of true
indexed concepts interrelate with each other. This work will show how to
utilise these semantic relationships for a fine-grained evaluation
scenario. Outcomes of this thesis result in a user model for concept-based
image retrieval, a fully assessed image annotation test collection, and a
number of novel performance measures for image annotation evaluation