@phdthesis{Hanning2002, author = {Hanning, Tobias}, title = {Vektorielle Mehrniveaupassung. Anwendungen in der Bildsegmentierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-295}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2002}, abstract = {Die Anwendungen der vektoriellen Mehrniveaupassung in der Bildsegmentierung stehen in unmittelbarer Nachbarschaft zum verbreiteten Ansatz, Bilder mit Methoden der Variationsrechnung {\"u}ber einen Energieterm zu segmentieren. Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß sie versuchen, das gegebene Bild durch st{\"u}ckweise stetige Funktionen zu approximieren. Die maximalen Teilmengen des Definitionsbereichs, auf denen die approximierende Funktion stetig ist, bilden dann die Segmente. Im Gegensatz zu dem in der Literatur h{\"a}ufig unter dem Schlagwort Mumford-Shah-Modell bekannten Energieminimierungsverfahren ist der Raum der Funktionen, mit denen das Bild approximiert wird, bei der vektoriellen Mehrniveaupassung ein endlicher Vektorraum. Ein weiterer Unterschied zu diesem Ansatz ist das System der erlaubten Mengen. Es werden nur Segmentierungen erlaubt, deren Segmente aus diesem Mengensystem sind. Die durch diese Einschr{\"a}nkung schlankere Theorie f{\"u}hrt zu einer gesicherten Existenz einer optimalen L{\"o}sung des Segmentierungsproblems, die der g{\"a}ngigen Vorstellung einer Segmentierung gen{\"u}gt. Die Berechnung lokaler Optima ist algorithmisch innerhalb der Theorie umsetzbar.}, subject = {Bildsegmentierung}, language = {de} } @phdthesis{MianSyed2001, author = {Mian Syed, Alexandra}, title = {Engineering wissensbasierter Navigation und Steuerung autonom-mobiler Systeme}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-159}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2001}, abstract = {Die autonome Steuerung mobiler, technischer Systeme in nicht exakt vorherbestimmbaren Situationen erfordert Methoden der autonomen Entscheidungsfindung, um ein planvolles, zielgerichtetes Agieren und Reagieren unter Echtzeitbedingungen realisieren zu k{\"o}nnen. W{\"a}hrend mittels mathematischer Formeln Basisverhalten, wie beispielsweise in einer Geradeausbewegung, einer Drehung, bei einem Abbremsen, und in Gefahrenmomenten schnelle Reaktionen, berechnet werden, ben{\"o}tigt man auf der anderen Seite ein Regelsystem, um dar{\"u}ber hinaus "intelligentes", d.h. situationsangepaßtes Verhalten zu produzieren und gleichzeitig im Hinblick auf ein Missionsziel planvoll agieren zu k{\"o}nnen. Derartige Regelsysteme m{\"u}ssen sich auf einer abstrakten Ebene formulieren lassen, sollen sie vom Menschen problemlos entwickelbar, leicht modifizierbarund gut verifizierbar bleiben. Eine aufgrund ihres Konzeptes geeignete Programmierwelt ist die Logikprogrammierung. Ziel der Logikprogrammierung ist es weniger, Arbeitsabl{\"a}ufe zu beschreiben, als vielmehr Wissen in Form von Fakten zu spezifizieren und mit Hilfe von Regeln Schlußfolgerungen aus diesen Fakten ziehen zu k{\"o}nnen. Die klassische Logikprogrammierung ist jedoch aufgrund ihres Auswertungsmechanismus der SLD-Resolution (linear resolution with selected function for definite clauses) zu langsam f{\"u}r die Anwendung bei Echtzeitsystemen. Auch parallele Sprachformen, die ebenfalls mit SLD-Resolution arbeiten, erreichen beim Einsatz auf (von Neumann-) Mehrprozessorsystemen bislang nicht die notwendige Effizienz. Das Anwendungsgebiet der deduktiven Datenbanken hat im Vergleich dazu durch Bottom-Up Techniken einen anderen Auswertungsansatz mit deutlich h{\"o}herer Effizienz geliefert. Viele dort auftretenden Probleme k{\"o}nnen jedoch nur durch die Integration anforderungsgetriebener Abarbeitung gel{\"o}st werden. Auf der anderen Seite stellen Datenflußrechnerarchitekturen aufgrund der automatisierten Ausbeutung feink{\"o}rniger Parallelit{\"a}t einen hervorragenden Ansatz der Parallelverarbeitung dar. Bei Datenflußrechnerarchitekturen handelt es sich um (Mehrprozessor-) Systeme, deren datengetriebener Abarbeitungsmechanismus sich grundlegend vom weit verbreiteten kontrollflußgesteuerten von Neumann-Prinzip unterscheidet.{\"U}berlegungen zur Struktur von Steuerungssystemen werden ergeben, daß es mittels Ans{\"a}tzen aus dem Gebiet der deduktiven Datenbanken m{\"o}glich ist, ein f{\"u}r diese Aufgabenstellung neuartiges, ausschließlich datengetriebenes Auswertungsmodell zu generieren. Dabei vermeidet es Probleme, die bei Bottom-Up Verfahren auftreten k{\"o}nnen, wie z.B. das Auftreten unendlicher Wertemengen und die sp{\"a}te Einschr{\"a}nkung auf relevante Werte, ohne gleichzeitig die Stratifizierung von Programmen zu gef{\"a}hrden. Ergebnis der Arbeit ist eine anwendungsbezogene, problemorientierte Entwicklungsumgebung, die einerseits die Entwicklung und Verifikation der Spezifikation mit existierenden Werkzeugen erlaubt und andererseits die effiziente, parallele Ausf{\"u}hrung auf geeigneten Rechensystemen erm{\"o}glicht. Zus{\"a}tzlich wird die Voraussetzung geschaffen, verschiedene weitere, f{\"u}r die Steuerung autonomer Systeme unverzichtbare Komponenten in das Abarbeitungsmodell zu integrieren. Simulationsergebnisse werden belegen, daß das vorgestellte Berechnungsmodell bez{\"u}glich realer Anwendungsbeispiele bereits in einer Monoprozessorversion Echtzeitbedingungen gen{\"u}gt. Damit ist die Voraussetzung f{\"u}r die Ausf{\"u}hrung zuk{\"u}nftiger, weitaus komplexerer Steuerungsprobleme, ggf. auf Mehrprozessorsystemen, in Echtzeit geschaffen.}, subject = {Autonomer Roboter}, language = {de} } @phdthesis{Bachl2001, author = {Bachl, Sabine}, title = {Isomorphe Subgraphen und deren Anwendung beim Zeichnen von Graphen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-149}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2001}, abstract = {In der Arbeit wird der Begriff der Isomorphen Subgraphen definiert. Anschließend werden theoretische und praktische Ergebnisse bei der Erkennung Isomorpher Graphen er{\"o}rtert.}, subject = {Isomorpher Teilgraph}, language = {de} } @phdthesis{Boerncke2000, author = {B{\"o}rncke, Frank}, title = {Modellierung syntaktischer Strukturen nat{\"u}rlicher Sprachen mit Graphgrammatiken}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-28}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2000}, abstract = {Die vorliegende Arbeit erschließt durch die Formalisierung einer linguistischen Theorie M{\"o}glichkeiten zum Entwurf generischer Verfahren zur Verarbeitung nat{\"u}rlicher Sprachen. Zu diesem Zweck setzen wir Graphsprachen f{\"u}r die Modellierung syntaktischer Strukturen ein. Damit lassen sich Ergebnisse der linguistischen Forschung mit Begriffen der Graphentheorie beschreiben und bewerten. Zu diesem Ansatz motiviert der Umstand, daß in der Linguistik im Rahmen der Syntax jedem Satz einer nat{\"u}rlichen Sprache eine nichtsequentielle Struktur zugesprochen wird. Diese Struktur {\"u}berlagert die lineare Wortfolge, die wir als Satz kennen. Eine Menge solcher syntaktischen Strukturen die wir mit Graphen modellieren k{\"o}nnen betrachten wir als Graphsprache. Die Arbeit zeigt, wie sich solche Graphsprachen mit Hilfe von Graphgrammatiken beschreiben lassen. Wie alle formalen Sprachen zeichnen sich auch Graphgrammatiken dadurch aus, daß sie mathematisch wohldefniert sind. Dies stellt eine notwendige Voraussetzung dar, um Aussagen {\"u}ber eine Sprache zu beweisen. Von Interesse ist dabei vor allem die Untersuchung unendlicher Mengen. Das Ziel besteht dann darin, f{\"u}r sie eine endliche Beschreibung zu finden. Diese Aufgabe wird in der Regel von einer Grammatik erf{\"u}llt. Dar{\"u}ber hinaus ist man an erkennenden Algorithmen f{\"u}r Sprachen interessiert, die das Wortproblem effizient l{\"o}sen. Bez{\"u}glich nat{\"u}rlicher Sprachen werden beide Aufgabenstellungen in dieser Arbeit mit Hilfe von Graphgrammatiken gel{\"o}st.}, subject = {Graphensprache}, language = {de} } @phdthesis{Urban2004, author = {Urban, Christoph}, title = {Das Referenzmodell PECS - Agentenbasierte Modellierung menschlichen Handelns, Entscheidens und Verhaltens}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-471}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2004}, abstract = {Die Agententechnologie hat in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung erfahren und mittlerweile großen Einfluss auf verschiedene Bereiche in Wissenschaft und Technik genommen. Insbesondere wurde die agentenbasierte Modellbildung und Simulation als wirkungsvolles Mittel f{\"u}r die Untersuchung realer oder hypothetischer Systeme erkannt. Im Vordergrund stehen hierbei ganz besonders Systeme, die durch menschliches Handeln, Entscheiden und Verhalten beeinflusst werden, oder der Mensch selbst, um seine Eigenschaften und F{\"a}higkeiten aus den Blickwinkeln unterschiedlicher wissenschaftlicher Disziplinen heraus weiterf{\"u}hrend zu erforschen. Das prim{\"a}re Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, den Entwurf agenten-basierter Simulationsmodelle, in denen menschliches Handeln, Entscheiden und Verhalten von ausschlaggebender Bedeutung sind, auf konzeptioneller Ebene zu unterst{\"u}tzen. Um dieses Ziel zu erreichen, wird das dom{\"a}nen- und theorieunabh{\"a}ngige Referenzmodell PECS vorgestellt, das Strukturierungsprinzipien aus der Informatik mit systemtheoretischen Ans{\"a}tzen verbindet, um das Wechselspiel vielf{\"a}ltiger Einflussbereiche auf das menschliche Handeln im Rahmen einer integrativen und umfassenden Agentenarchitektur abzubilden. Auf Grundlage des Referenzmodells werden insgesamt vier charakteristische Fallstudien aus der Psychologie, der Sozialpsychologie, der Soziologie und der experimentellen {\"O}konomie entwickelt, um den Einsatz des Referenzmodells in der Praxis zu demonstrieren.}, subject = {Agent }, language = {de} } @phdthesis{Robschink2004, author = {Robschink, Torsten}, title = {Pfadbedingungen in Abh{\"a}ngigkeitsgraphen und ihre Anwendung in der Softwaresicherheitstechnik}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-469}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2004}, abstract = {Diese Arbeit pr{\"a}sentiert eine neue Methode zur Sicherheitsanalyse von Software im Bereich der Manipulationspr{\"u}fung und der Einhaltung von Informationsfl{\"u}ssen zwischen verschiedenen Sicherheitsniveaus. Program-Slicing und Constraint-Solving sind eigenst{\"a}ndige Verfahren, die sowohl zur Abh{\"a}ngigkeitsbestimmung als auch zur Berechnung arithmetischer Eigenschaften verwendet werden. Die erstmalige Kombination dieser beiden Verfahren mittels Pfadbedingungen liefert nicht nur bin{\"a}re Abh{\"a}ngigkeitsinformationen wie Slicing, sondern exakte notwendige Bedingungen {\"u}ber die Informationsfl{\"u}sse zwischen zwei Programmpunkten. Neben der Definition der Grundlagen von Abh{\"a}ngigkeitsgraphen und einfachen Pfadbedingungen werden neue Erweiterungen f{\"u}r kontextsensitive interprozedurale Pfadbedingungen gezeigt und die Integration von dom{\"a}nenspezifischen Verfahren f{\"u}r Arrayfelder und abstrakten Datentypen demonstriert. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Realisierung von Pfadbedingungen f{\"u}r echte Programme in echten Programmiersprachen. Hierf{\"u}r werden Verfahren vorgeschlagen, realisiert und empirisch untersucht, wie Pfadbedingungen f{\"u}r große Programme skalieren. Die zum Einsatz kommenden Techniken sind u.a. Intervallanalyse und Bin{\"a}re Entscheidungsgraphen, mit denen die generelle exponentielle Komplexit{\"a}t von Pfadbedingungen beherrschbar wird. Fallstudien f{\"u}r den Einsatz von Pfadbedingungen und die empirische Untersuchung mehrerer Verfahren zur Intervallanalyse zeigen, dass Pfadbedingungen f{\"u}r die praktische Programmanalyse und das Programmverstehen geeignet und empfehlenswert sind.}, subject = {Programmanalyse}, language = {de} } @phdthesis{Schreiber2001, author = {Schreiber, Falk}, title = {Visualisierung biochemischer Reaktionsnetze}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-215}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2001}, abstract = {In dieser Arbeit werden Anforderungen an die Darstellung biochemischer Reaktionsnetze untersucht und die Netze unter dem Gesichtspunkt der Visualisierung modelliert. Anschliessend wird ein Algorithmus zum Zeichnen biochemischer Reaktionsnetze entwickelt und analysiert.}, subject = {Biochemie}, language = {de} } @phdthesis{Hofmeier2012, author = {Hofmeier, Andreas}, title = {Vergleichen und Aggregieren von partiellen Ordnungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-26858}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2012}, abstract = {Das Vergleichen und Aggregieren von Informationen ist ein zentraler Bereich in der Analyse von Wahlsystemen. In diesen m{\"u}ssen die verschiedenen Meinungen von W{\"a}hlern {\"u}ber eine Menge von Kandidaten zu einem m{\"o}glichst gerechten Wahlergebnis aggregiert werden. In den meisten politischen Wahlen entscheidet sich jeder W{\"a}hler durch Ankreuzen f{\"u}r einen einzigen Kandidaten. Daneben werden aber auch Rangordnungsprobleme als eine Variante von Wahlsystemen untersucht. Bei diesen bringt jeder W{\"a}hler seine Meinung in Form einer totalen Ordnung {\"u}ber der Menge der Kandidaten zum Ausdruck, wodurch seine oftmals komplexe Meinung exakter repr{\"a}sentiert werden kann als durch die Auswahl eines einzigen, favorisierten Kandidaten. Das Wahlergebnis eines Rangordnungsproblems ist dann eine ebenfalls totale Ordnung der Kandidaten, welche die geringste Distanz zu den Meinungen der W{\"a}hler aufweist. Als Distanzmaße zwischen zwei totalen Ordnungen haben sich neben anderen Kendalls Tau-Distanz und Spearmans Footrule-Distanz etabliert. Durch moderne Anwendungsm{\"o}glichkeiten von Rangordnungsproblemen im maschinellen Lernen, in der k{\"u}nstlichen Intelligenz, in der Bioinformatik und vor allem in verschiedenen Bereichen des World Wide Web r{\"u}cken bereits bekannte, jedoch bislang eher wenig studierte Aspekte in den Fokus der Forschung. Zum einen gewinnt die algorithmische Komplexit{\"a}t von Rangordnungsproblemen an Bedeutung. Zum anderen existieren in vielen dieser Anwendungen unvollst{\"a}ndige „W{\"a}hlermeinungen" mit unentschiedenen oder unvergleichbaren Kandidaten, so dass totale Ordnungen zu deren Repr{\"a}sentation nicht l{\"a}nger geeignet sind. Die vorliegende Arbeit greift diese beiden Aspekte auf und betrachtet die algorithmische Komplexit{\"a}t von Rangordnungsproblemen, in denen W{\"a}hlermeinungen anstatt durch totale Ordnungen durch schwache oder partielle Ordnungen repr{\"a}sentiert werden. Dazu werden Kendalls Tau-Distanz und Spearmans Footrule-Distanz auf verschiedene nahe liegende Arten verallgemeinert. Es zeigt sich dabei, dass nun bereits die Distanzberechnung zwischen zwei Ordnungen ein algorithmisch komplexes Problem darstellt. So ist die Berechnung der verallgemeinerten Versionen von Kendalls Tau-Distanz oder Spearmans Footrule-Distanz f{\"u}r schwache Ordnungen noch effizient m{\"o}glich. Sobald jedoch partielle Ordnungen betrachtet werden, sind die Probleme NP-vollst{\"a}ndig, also vermutlich nicht mehr effizient l{\"o}sbar. In diesem Fall werden Resultate zur Approximierbarkeit und zur parametrisierten Komplexit{\"a}t der Probleme vorgestellt. Auch die Komplexit{\"a}t der Rangordnungsprobleme selbst erh{\"o}ht sich. F{\"u}r totale Ordnungen effizient l{\"o}sbare Varianten werden f{\"u}r schwache Ordnungen NP-vollst{\"a}ndig, f{\"u}r totale Ordnungen NP-vollst{\"a}ndige Varianten hingegen liegen f{\"u}r partielle Ordnungen teilweise außerhalb der Komplexit{\"a}tsklasse NP. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf offene Problemstellungen.}, language = {de} } @phdthesis{Matzeder2012, author = {Matzeder, Marco}, title = {Zeichnen von B{\"a}umen auf Gittern}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-26923}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2012}, abstract = {Das Zeichnen von Graphen besch{\"a}ftigt sich mit der Frage, wie die durch einen Graphen repr{\"a}sentierten Informationen f{\"u}r einen Betrachter {\"u}bersichtlich und verst{\"a}ndlich dargestellt werden k{\"o}nnen. Die Graphklasse der B{\"a}ume dient insbesondere zur Repr{\"a}sentation von hierarchischen Strukturen. Neben den hierarchisch und radial darstellenden Verfahren werden B{\"a}ume auch auf dem orthogonalen Gitter gezeichnet, in welchem die Knoten auf ganzzahligen Koordinaten liegen und die Kanten entlang der horizontalen und vertikalen Gitterlinien verlaufen. Gew{\"u}nscht wird eine gute Lesbarkeit der Zeichnungen und deren effiziente Berechnung. F{\"u}r die formale Bewertung der Lesbarkeit existieren speziell f{\"u}r das Zeichnen von B{\"a}umen definierte {\"A}sthetikkriterien, wie eine ebenenweise Darstellung, die Ordnungserhaltung und Kriterien zur Darstellung von Subgraphisomorphien und Symmetrien. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer bislang wenig studierten Erweiterung des orthogonalen Gitters auf das hexagonale und oktagonale Gitter durch das Hinzunehmen von einer bzw. beider diagonalen Gitterrichtungen, und der Problemstellung, wie B{\"a}ume darauf gezeichnet werden. Dadurch k{\"o}nnen auch B{\"a}ume mit einem h{\"o}heren Grad gezeichnet werden als auf dem orthogonalen Gitter. Die Einschr{\"a}nkung, dass nur B{\"a}ume gezeichnet werden k{\"o}nnen, deren Grad kleiner ist als die Anzahl der Gitterrichtungen des verwendeten Gitters, besteht jedoch weiterhin. Als {\"A}sthetikkriterien werden die lokale Uniformit{\"a}t, die die L{\"a}nge der ausgehenden Kanten eines Knotens festlegt, und Pattern, die deren Richtungen festlegen, eingef{\"u}hrt. Gegen{\"u}ber dem bekannten linearen Fl{\"a}chenverbrauch von geradlinigen Zeichnungen von vollst{\"a}ndigen Bin{\"a}rb{\"a}umen auf dem orthogonalen Gitter, werden f{\"u}r Zeichnungen von vollst{\"a}ndigen d-n{\"a}ren B{\"a}umen mit d > 2 nicht-lineare untere Schranken f{\"u}r die ben{\"o}tigte Fl{\"a}che auf dem hexagonalen und dem oktagonalen Gitter gezeigt. Insgesamt werden f{\"u}r vollst{\"a}ndige und beliebige, geordnete und ungeordnete B{\"a}ume obere und untere Fl{\"a}chenschranken f{\"u}r Zeichnungen auf dem hexagonalen und oktagonalen Gitter pr{\"a}sentiert. Dabei zeigt sich, dass bei nicht-ordnungserhaltenden Zeichnungen zwar mehr als lineare, aber deutlich weniger als quadratische Fl{\"a}che ben{\"o}tigt wird. Im Gegensatz dazu gibt es geordnete B{\"a}ume, deren ordnungserhaltende Zeichnungen exponentielle Fl{\"a}che ben{\"o}tigen. Des Weiteren wird die Ermittlung der minimalen Zeichenfl{\"a}che f{\"u}r geordnete d-n{\"a}re B{\"a}ume ebenso als NP-vollst{\"a}ndig bewiesen, wie das Zeichnen von ungeordneten d-n{\"a}ren B{\"a}umen mit einheitlichen Kantenl{\"a}ngen. Schließlich werden zwei Linearzeitalgorithmen vorgestellt, die geordnete d-n{\"a}re B{\"a}ume unter Einhaltung der genannten {\"A}sthetikkriterien zeichnen.}, subject = {Baum }, language = {de} } @phdthesis{MianSyed2003, author = {Mian Syed, Ahmed}, title = {Eine {\"o}konomische statische Analysemethode zur Berechnung von Relational Attributes mittels regul{\"a}rer Pfadbedingungen und ihre Anwendung auf Zeigeranalyse}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-333}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2003}, abstract = {Ziel der Arbeit ist es, eine neue Programmanalysetechnik f{\"u}r Zeigeranalyse zu entwickeln. Diese soll exakt in dem Sinne sein, daß sie nur Ergebnisse berechnet, die tats{\"a}chlich in realen Programml{\"a}ufen vorkommen k{\"o}nnen, Ebenso soll diese Analysetechnik {\"o}konomisch sein, d.h. nur den minimal f{\"u}r eine exakte L{\"o}sung ben{\"o}tigten Berechnungsaufwand investieren m{\"u}ssen.}, subject = {Softwareproduktion}, language = {de} }