@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{Ogris2009, author = {Ogris, Georg}, title = {Multi-modal on-body sensing of human activities}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-17930}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2009}, abstract = {Increased usage and integration of state-of-the-art information technology in our everyday work life aims at increasing the working efficiency. Due to unhandy human-computer-interaction methods this progress does not always result in increased efficiency, for mobile workers in particular. Activity recognition based contextual computing attempts to balance this interaction deficiency. This work investigates wearable, on-body sensing techniques on their applicability in the field of human activity recognition. More precisely we are interested in the spotting and recognition of so-called manipulative hand gestures. In particular the thesis focuses on the question whether the widely used motion sensing based approach can be enhanced through additional information sources. The set of gestures a person usually performs on a specific place is limited -- in the contemplated production and maintenance scenarios in particular. As a consequence this thesis investigates whether the knowledge about the user's hand location provides essential hints for the activity recognition process. In addition, manipulative hand gestures -- due to their object manipulating character -- typically start in the moment the user's hand reaches a specific place, e.g. a specific part of a machinery. And the gestures most likely stop in the moment the hand leaves the position again. Hence this thesis investigates whether hand location can help solving the spotting problem. Moreover, as user-independence is still a major challenge in activity recognition, this thesis investigates location context as a possible key component in a user-independent recognition system. We test a Kalman filter based method to blend absolute position readings with orientation readings based on inertial measurements. A filter structure is suggested which allows up-sampling of slow absolute position readings, and thus introduces higher dynamics to the position estimations. In such a way the position measurement series is made aware of wrist motions in addition to the wrist position. We suggest location based gesture spotting and recognition approaches. Various methods to model the location classes used in the spotting and recognition stages as well as different location distance measures are suggested and evaluated. In addition a rather novel sensing approach in the field of human activity recognition is studied. This aims at compensating drawbacks of the mere motion sensing based approach. To this end we develop a wearable hardware architecture for lower arm muscular activity measurements. The sensing hardware based on force sensing resistors is designed to have a high dynamic range. In contrast to preliminary attempts the proposed new design makes hardware calibration unnecessary. Finally we suggest a modular and multi-modal recognition system; modular with respect to sensors, algorithms, and gesture classes. This means that adding or removing a sensor modality or an additional algorithm has little impact on the rest of the recognition system. Sensors and algorithms used for spotting and recognition can be selected and fine-tuned separately for each single activity. New activities can be added without impact on the recognition rates of the other activities.}, subject = {Kontextbezogenes System}, language = {de} } @phdthesis{Schwaiger2008, author = {Schwaiger, Petra}, title = {Ein Bedingungsmodell f{\"u}r Planungsprobleme in strukturierten Dom{\"a}nen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-12497}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2008}, abstract = {Computerunterst{\"u}tzte Beratungssysteme finden sowohl in der Industrie als auch im akademischen Bereich eine zunehmende Bedeutung. Die Anforderungen an solche Systeme sind hinsichtlich der abbildbaren Strukturen, der Flexibilit{\"a}t der Anfragen und der Vollst{\"a}ndigkeit und Korrektheit der Antworten hoch. Dies gilt insbesondere f{\"u}r Planungsprobleme in strukturierten Dom{\"a}nen. Derartige Probleme treten beispielsweise bei der Erstellung von Tests auf der Grundlage einer Menge von Fragen und gewissen Anforderungen an den Test, bei der Konsistenzpr{\"u}fung von Studienordnungen und bei der computerunterst{\"u}tzten Studienberatung auf. In der vorliegenden Arbeit wird ein Framework zur Behandlung eben genannter Probleme pr{\"a}sentiert. Die vorgestellte L{\"o}sung bietet durch den modellbasierten Ansatz und die entwickelte anwendungsnahe Modellierungssprache - gerade auch im Vergleich zu existierenden Ans{\"a}tzen - einen sehr hohen Grad an Abstraktion, Allgemeing{\"u}ltigkeit, Ausdrucksst{\"a}rke, Flexibilit{\"a}t und Integrierbarkeit. Im Rahmen des entwickelten Modells wird eine geeignete Verzahnung von strukturellen und constraintbasierten Aspekten erreicht. Der hierbei in Syntax und Semantik definierte Constraintbegriff kann dar{\"u}ber hinaus als Formalisierung und Verallgemeinerung von Pfadconstraints bzw. Pfadanfragen in hierarchischen Datenmodellen aufgefasst werden. F{\"u}r die interne Repr{\"a}sentation erweist sich ein logikbasierter Ansatz mit Constraints, n{\"a}mlich Answer Set Programming mit Gewichten, als eine ausgezeichnete Methode bez{\"u}glich der Ausdrucksst{\"a}rke, M{\"a}chtigkeit und Ad{\"a}quatheit. Die Praxistauglichkeit des verfolgten Ansatzes im Hinblick auf Performanz und Skalierbarkeit wird in verschiedenen realen Anwendungsf{\"a}llen demonstriert.}, subject = {Logik}, language = {de} } @phdthesis{Oberender2009, author = {Oberender, Jens O.}, title = {Widerstandsf{\"a}hige Anonymisierungsnetze}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-16846}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2009}, abstract = {Unverkettbare Nachrichten sind ein Grundbaustein anonymer Kommunikation. Anonymisierungsnetze sch{\"u}tzen mittels Unverkettbarkeit, wer mit wem kommuniziert sowie die Identit{\"a}t der Beteiligten einer Kommunikationsbeziehung. Anonymisierungsnetze ben{\"o}tigen Kooperation, da die Anonymit{\"a}t durch Ressourcen anderer Teilnehmer gesch{\"u}tzt wird. Wenn die Kosten und der Nutzen eines Anonymisierungsnetzes transparent sind, ergeben sich Zielkonflikte zwischen rationalen Teilnehmern. Es wird daher untersucht, inwiefern daraus resultierendes egoistisches Verhalten die Widerstandsf{\"a}higkeit dieser Netze beeintr{\"a}chtigt. St{\"o}rungen werden in einem spieltheoretischen Modell untersucht, um widerstandsf{\"a}hige Konfigurationen von Anonymisierungsnetzen zu ermitteln. Eine weitere St{\"o}rquelle sind {\"U}berflutungsangriffe mittels unverkettbarer Nachrichten. Es soll sowohl die Verf{\"u}gbarkeit als auch die Anonymit{\"a}t gesch{\"u}tzt werden. Dazu wird Unverkettbarkeit f{\"u}r Nachrichten aufrecht erhalten, außer wenn die Senderate eines Nachrichtenstroms eine Richtlinie {\"u}berschreitet. Innerhalb verkettbarer Nachrichten k{\"o}nnen {\"U}berflutungsangriffe erkannt werden. Dar{\"u}ber kann die Verf{\"u}gbarkeit des Netzdienstes gesch{\"u}tzt werden.}, subject = {Anonymit{\"a}t}, language = {de} } @phdthesis{Kickingereder2006, author = {Kickingereder, Reiner}, title = {Optische Vermessung partiell reflektierender Oberfl{\"a}chen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-936}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2006}, abstract = {Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der dreidimensionalen Rekonstruktion reflektierender Oberfl{\"a}chen. Dabei wird sowohl die Oberfl{\"a}chenform als auch die absolute Lage im Raum bestimmt. Es werden Oberfl{\"a}chen behandelt, die einerseits total reflektieren, andererseits diffuse und spiegelnde Reflexionsanteile aufweisen. Zur L{\"o}sung des Problems werden zwei Kameras und mehrere Lichtquellen verwendet. Eine genauere Analyse der Lichtreflexion an spiegelnden Objekten f{\"u}hrt zu einer Beschreibung des Problems als L{\"o}sung einer totalen Differentialgleichung. Diese L{\"o}sung wird als Startwert f{\"u}r die Rekonstruktion partiell reflektierender Oberfl{\"a}chen verwendet.}, subject = {Dreidimensionale Rekonstruktion}, 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{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{Maydl2005, author = {Maydl, Walter}, title = {Komponentenbasierte Softwareentwicklung f{\"u}r datenflußorientierte eingebettete Systeme}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-681}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2005}, abstract = {Diese Dissertation besch{\"a}ftigt sich mit den Problemen bei der Entwicklung von effizienter und zuverl{\"a}ssiger Software f{\"u}r eingebettete Systeme. Eingebettete Systeme sind inh{\"a}rent nebenl{\"a}ufig, was mit einen Grund f{\"u}r ihre hohe Entwurfskomplexit{\"a}t darstellt. Aus dieser Nebenl{\"a}ufigkeit resultiert ein hoher Grad an Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten. Eine wichtige Forderung zur Vereinfachung des Entwurfsprozesses besteht in der getrennten Modellierung von Kommunikationsprotokollen und eigentlichen Verarbeitungsalgorithmen. Daraus resultiert eine h{\"o}here Wiederverwendbarkeit bei sich {\"a}ndernden Kommunikationsstrukturen. Die Grundlage f{\"u}r die sogenannten Datenflußsprachen bildet eine einfache von Gilles Kahn konzipierte Sprache f{\"u}r Parallelverarbeitung. In dieser Sprache besteht ein System aus einer Menge sequentieller Prozesse (Komponenten), die {\"u}ber Fifokan{\"a}le miteinander kommunizieren. Ein Prozess ist rechenbereit, wenn seine Eingangsfifos mit entsprechenden Daten gef{\"u}llt sind. {\"U}bertragen werden physikalische Signale, die als Str{\"o}me bezeichnet werden. Str{\"o}me sind Folgen von Werten ohne explizite Zeitangaben. Das Einsatzgebiet von Datenflußsprachen liegt in der Entwicklung von Programmen zur Bild- und Signalverarbeitung, typischen Aufgaben in eingebetteten Systemen. Die Programmierung erfolgt visuell, wobei man Icons als Repr{\"a}sentanten parametrisierbarer Komponenten aus einer Bibliothek ausw{\"a}hlt und mittels Kanten (Fifos) verbindet. Ein im allgemeinen dynamischer Scheduler {\"u}berwacht die Ausf{\"u}hrung des fertiggestellten Anwendungsprogramms. Diese Arbeit schl{\"a}gt ein universelleres Modell physikalischer Signale vor. Dabei werden zwei Ziele verfolgt: 1. Effiziente Kommunikation zwischen den Komponenten 2. Entwurfsbegleitende {\"U}berpr{\"u}fung von Programmeigenschaften unter Verwendung komplexerer Komponentenmodelle Zur Effizienzsteigerung werden nur relevante Werte innerhalb von Str{\"o}men {\"u}bertragen. Dies erh{\"o}ht zwar den Mehraufwand zur Kennzeichnung des Aufbaus eines Teilstroms, in praktischen Anwendungen ist die hier vorgestellte Methode jedoch effizienter. Die Einf{\"u}hrung neuer Signalmerkmale erlaubt unterschiedlichste {\"U}berpr{\"u}fungen der Einhaltung von Typregeln durch die Eingangs- und Ausgangsstr{\"o}me einer Komponente. Anstelle einfacher Schaltregeln werden aufwendigere Kommunikationsprotokolle f{\"u}r die verschiedenen Arten von Komponenten eingef{\"u}hrt. Fifomaten (Fifo-Automaten) dienen als formale Grundlage. Mittels eines dezidierten Model-Checking-Verfahrens wird das Zusammenspiel der Fifomaten daraufhin untersucht, ob ein zyklischer Schedule existiert. Die Existenz eines solchen zyklischen Schedules schließt Speicher{\"u}berlauf und Deadlocks aus und garantiert dar{\"u}ber hinaus, daß das Programm nach endlicher Zeit wieder in die Ausgangssituation zur{\"u}ckfindet. Da im allgemeinen die Datenflußprogramme turing{\"a}quivalent sind, kann es allerdings zyklische Schedules geben, die das Verfahren nicht entdeckt. Mit der hier vorgestellten und implementierten Methode wird die Entwicklungszeit korrekter Datenflußprogramme deutlich reduziert. Das neue Modell physikalischer Signale macht zudem die Ausf{\"u}hrung effizienter.}, subject = {Softwareentwicklung}, 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{Ramsauer2005, author = {Ramsauer, Markus}, title = {Energie- und qualit{\"a}tsbewußte Einplanung von periodischen Prozessen in eingebetteten Echtzeitsystemen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-628}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2005}, abstract = {Mobile Ger{\"a}te dienen immer h{\"a}ufiger zur Ausf{\"u}hrung von Echtzeitanwendungen, sie bieten immer mehr Rechenleistung und sie werden kleiner und leichter. Hohe Rechenleistung erfordert jedoch sehr viel Energie, was im Gegensatz zu den geringen Akkukapazit{\"a}ten, die aus der Forderung nach kleinen und leichten Ger{\"a}ten resultieren, steht. Bei der Echtzeiteinplanung von Rechenprozessen gewinnt daher der Energieverbrauch der Ger{\"a}te neben der rechtzeitigen Beendigung von Anwendungen zunehmend an Bedeutung, weil sie m{\"o}glichst lange unabh{\"a}ngig vom Stromnetz betrieben werden sollen. Andererseits werden auf diesen Ger{\"a}ten rechenintensive Anwendungen ausgef{\"u}hrt, bei denen es w{\"u}nschenswert ist, die maximale mit der verf{\"u}gbaren Rechenleistung erzielbare Qualit{\"a}t zu erhalten. In dieser Arbeit wird ein Systemmodell vorgestellt, das den Design-to-time-Ansatz mit den M{\"o}glichkeiten der dynamischen Leistungsanpassung (Rechenleistung und verbrauchte elektrische Leistung) moderner Prozessoren vereinigt. Der Design-to-time-Ansatz erm{\"o}glicht Energieeinsparungen oder Qualit{\"a}tssteigerungen durch die dynamische Auswahl alternativer Implementierungen, welche dieselbe Aufgabe mit unterschiedlicher Ausf{\"u}hrungsdauer und Qualit{\"a}t bzw. Energieverbrauch erf{\"u}llen. Das Systemmodell umfaßt unter anderem periodische Prozesse mit harten Echtzeitbedingungen, Datenabh{\"a}ngigkeiten und alternativen Implementierungen, sowie Prozessoren mit diskreten Leistungsstufen. Die Einplanung der Prozesse erfolgt in zwei Phasen. In der Offline-Phase wird ein flexibler Schedule berechnet, der f{\"u}r die zur Laufzeit m{\"o}glichen Kombinationen von verstrichener Zeit und noch einzuplanender Prozeßmenge den jeweils einzuplanenden Prozeß, sowie die zu verwendende Implementierung und gegebenenfalls die einzustellende Leistungsstufe beinhaltet. Dieser flexible Schedule wird w{\"a}hrend der Online-Phase mit vernachl{\"a}ssigbarem Zeit- und Energieaufwand von einem Scheduler interpretiert. F{\"u}r die Berechnung der optimalen flexiblen Schedules wurde ein Optimierer entwickelt, der eine Folge von flexiblen Schedules mit monoton steigender G{\"u}te (niedriger Energieverbrauch bzw. hohe Qualit{\"a}t) generiert, und damit der Klasse der Anytime-Algorithmen zuzuordnen ist. Eine Variante der Dynamischen Programmierung dient zur Bestimmung global optimaler, flexibler Schedules, die beispielsweise als Basis f{\"u}r Benchmarks dienen. Eine auf Simulated Annealing basierende Variante des Optimierers erm{\"o}glicht ein schnelleres Auffinden guter, flexibler Schedules f{\"u}r umfangreichere Anwendungen.}, subject = {Echtzeitsystem}, language = {de} }