Fakultät Informatik und Mathematik
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We study samples with full and partial occlusion causing streak artifacts, and propose two mod-ifications of filtered backprojection for artifact removal. Data is obtained by the SPring-8 synchrotron using a monochromatic parallel-beam scan [1]. Thresholding in the sinogram segments the metal, resulting in edges on which we apply 1) a smooth transition, or 2) a Dirichlet boundary condition.
This article provides a mathematical classification of artifacts from arbitrary incom-plete X-ray tomography data when using the classical filtered backprojection algorithm. Usingmicrolocal analysis, we prove that all artifacts arise from points at the boundary of the data set.Our results show that, depending on the geometry of the data set boundary, two types of artifactscan arise: object-dependent and object-independent artifacts. The object-dependent artifacts aregenerated by singularities of the object being scanned and these artifacts can extend all along lines.This is a generalization of the streak artifacts observed in limited angle CT. The article also char-acterizes two new phenomena: the object-independent artifacts are caused only by the geometryof the data set boundary; they occur along lines if the boundary of the data set is not smooth andalong curves if the boundary of the data set is smooth. In addition to the geometric descriptionof artifacts, the article also provides characterizations of their strength in Sobolev scale in certaincases. Moreover, numerical reconstructions from simulated and real data are presented illustratingour theorems.This work is motivated by a reconstruction we present from a synchrotron data set in whichartifacts along lines appeared that were independent of the object.The results of this article apply to a wide range of well-known incomplete data problems, in-cluding limited angle CT and region of interest tomography, as well as to unconventional x-ray CTimaging setups. Some of those problems are explicitly addressed in this article, theoretically and numerically.
Die übermäßige Verwendung von stickstoffbasierten Düngemitteln in der Landwirtschaft stellt eine Gefährdung für die Umwelt und Lebewesen dar. So ist die Analyse von Boden- und Grundwasser zu einem wesentlichen Bestandteil der Nachhaltigkeit und der ökologischen Erhaltung geworden. Dafür bietet der Multilyzer eine passende Lösung. Der Multilyzer ist ein mikrofluidisches Analysesystem zur Bestimmung niedrigster Konzentrationen von Nitrat, Nitrit und Ammonium, die alle wesentliche Bestandteile des Stickstoffkreislaufs sind. Welche bei Übermäßiger Aufnahme im Körper krebserregend wirken und den Sauerstofftransport im Blutkreislauf stören. Der Aufbau ist eine Kombination aus Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie. Der Betrieb mit einer 12 Volt Batterie ermöglicht die Verwendung des Multilyzer-Systems zur Online-Messung im Feld. Somit können sehr kurze Analysezeiten realisiert und der Einfluss von Umwandlungs- bzw. Abbauprozessen vermieden werden. Das gesamte Messsystem wird im Kompetenzzentrum Nanochem an der OTH Regensburg entwickelt, inklusive Fertigungstechnologien, Software- und Hardwaresteuerung.
Currently, Parkinson’s Disease (PD) has no cure or accurate diagnosis, reaching approximately 60, 000 new cases yearly and worldwide, being more often in the elderly population. Its main symptoms can not be easily uncorrelated with other illness, being way more difficult to be identified at the early stages. As such, computer-aided tools have been recently used to assist in this task, but the challenge in the automatic identification of Parkinson’s Disease still persists. In order to cope with this problem, we propose to employ Restricted Boltzmann Machines (RBMs) to learn features in an unsupervised fashion by analyzing images from handwriting exams, which aim at assessing the writing skills of potential individuals. These are one of the main symptoms of PD-prone people, since such kind of ability ends up being severely affected. We show that RBMs can learn proper features that help supervised classifiers in the task of automatic identification of PD patients, as well as one can obtain a more compact representation of the exam for the sake of storage and computational load purposes.
A Novel Design Flow for a Security-Driven Synthesis of Side-Channel Hardened Cryptographic Modules
(2017)
Over the last few decades, computer-aided engineering (CAE) tools have been developed and improved in order to ensure a short time-to-market in the chip design business. Up to now, these design tools do not yet support an integrated design strategy for the development of side-channel-resistant hardware implementations. In order to close this gap, a novel framework named AMASIVE (Adaptable Modular Autonomous SIde-Channel Vulnerability Evaluator) was developed. It supports the designer in implementing devices hardened against power attacks by exploiting novel security-driven synthesis methods. The article at hand can be seen as the second of the two contributions that address the AMASIVE framework. While the first one describes how the framework automatically detects vulnerabilities against power attacks, the second one explains how a design can be hardened in an automatic way by means of appropriate countermeasures, which are tailored to the identified weaknesses. In addition to the theoretical introduction of the fundamental concepts, we demonstrate an application to the hardening of a complete hardware implementation of the block cipher PRESENT.
Basierend auf einer systematischen und umfangreichen Analyse von Praxisbeiträgen zum Thema Schatten-IT und einer Interviewstudie mit 16 IT-Führungskräften beschreibt der vorliegende Artikel Governance-Aspekte zu diesem Phänomen. Er ergänzt damit vorhergehende akademische Studien. Es zeigt sich, dass unter Praktikern der Eindruck vorherrscht, dass IT-Abteilungen unter zunehmendem Druck stehen, schneller auf sich ändernde Anforderungen aus den Fachbereichen reagieren zu müssen. Können IT-Abteilungen diesen Erwartungen nicht entsprechen, beschaffen sich Fachbereiche und Nutzer selbst Lösungen in Form von Schatten-IT. Als mögliche Antwort darauf kann sich die IT-Abteilung agiler organisieren und die IT-Architektur im Unternehmen modernisieren. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, sich das innovative Potenzial von Schatten-IT zunutze zu machen und deren Umsetzung aktiv durch organisatorische und technische Maßnahmen zu unterstützen. IT-Sicherheitsmanagement und technische Schutzmechanismen können helfen, die so entstandenen Lösungen abzusichern und die Risiken zu minimieren. Die IT-Abteilung könnte sich als Konsequenz aus all diesen Maßnahmen zu einem nutzerorientierten, internen Service-Provider und strategischen Partner für die Fachbereiche entwickeln.
This seminar was held in late 2016 and brought together, for the first time, researchers studying vocal interaction in a variety of different domains covering communications between all possible combinations of humans, animals, and robots. While each of these sub-domains has extensive histories of research progress, there is much potential for cross-fertilisation that currently remains underexplored. This seminar aimed at bridging this gap. In this report, we present the nascent research field of VIHAR and the major outputs from our seminar in the form of prioritised open research questions, abstracts from stimulus talks given by prominent researchers in their respective fields, and open problem statements by all participants.