@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} } @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{Graf2007, author = {Graf, Simone}, title = {Kamerakalibrierung mit radialer Verzeichnung - die radiale essentielle Matrix}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-12711}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2007}, abstract = {In der Bildverarbeitung wird die beobachtende Kamera meist als Lochkamera modelliert: ein Modell, das zahlreiche theoretische Vorteile bietet. So kann etwa das Abbildungsverhalten als projektive Abbildung aufgefasst werden. In einem Stereokamerasystem dieses Modells stehen korrespondierende Punkte - das sind Bildpunkte desselben 3D-Punktes - in einem linearen Zusammenhang, der auch ohne Kenntnis der Kameraparameter aus beobachteten Korrespondenzen gesch{\"a}tzt werden kann. F{\"u}r die meisten Kameras, insbesondere f{\"u}r solche mit Weitwinkelobjektiven, ist die Modellannahme einer Lochkamera allerdings sichtbar unzureichend. Deshalb m{\"u}ssen zus{\"a}tzlich zur Lochkamera noch Verzeichnungsabbildungen ins Modell integriert werden. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass bei polynomialer radialer Verzeichnung die Parameter der Projektionsabbildung die Verzeichnungsparameter bestimmen. Dieses theoretische Ergebnis fließt in Algorithmen zur Kamerakalibrierung, d.h. zur Bestimmung der Parameter eines Kameramodells, ein. Diese wurden experimentell getestet und mit bestehenden Verfahren verglichen. Weiterhin wird die radiale essentielle Matrix eingef{\"u}hrt, die die Beziehung von korrespondierenden Punkten im Stereokamerafall bei radialer Verzeichnung beschreibt. Es werden vier Algorithmen vorgestellt, die diese theoretische Beziehung verwerten. Sie geben an, wie aus korrespondierenden Punkten die radiale essentielle Matrix gesch{\"a}tzt werden kann und welche Kameraparameter daraus gewonnen werden k{\"o}nnen. Damit ist beispielsweise eine Nachkalibrierung m{\"o}glich. Auch diese Verfahren wurden implementiert und evaluiert. Umgekehrt ist bei bekannter radialer essentieller Matrix eine Einschr{\"a}nkung des Suchraums f{\"u}r korrespondierende Punkte m{\"o}glich, die f{\"u}r die Rekonstruktion ben{\"o}tigt werden.}, subject = {Optische Messtechnik}, 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} } @unpublished{KreitmeierLinder2011, author = {Kreitmeier, Wolfgang and Linder, Tamas}, title = {High-Resolution Scalar Quantization with R{\´e}nyi Entropy Constraint}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-23787}, year = {2011}, abstract = {We consider optimal scalar quantization with \$r\$th power distortion and constrained R\'enyi entropy of order \$\alpha\$. For sources with absolutely continuous distributions the high rate asymptotics of the quantizer distortion has long been known for \$\alpha=0\$ (fixed-rate quantization) and \$\alpha=1\$ (entropy-constrained quantization). These results have recently been extended to quantization with R\'enyi entropy constraint of order \$\alpha \ge r+1\$. Here we consider the more challenging case \$\alpha\in [-\infty,0)\cup (0,1)\$ and for a large class of absolutely continuous source distributions we determine the sharp asymptotics of the optimal quantization distortion. The achievability proof is based on finding (asymptotically) optimal quantizers via the companding approach, and is thus constructive.}, subject = {Maßtheorie}, 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} } @unpublished{Kreitmeier2009, author = {Kreitmeier, Wolfgang}, title = {Optimal quantization for the one-dimensional uniform distribution with R{\´e}nyi -α-entropy constraints}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-16983}, year = {2009}, abstract = {We establish the optimal quantization problem for probabilities under constrained R{\´e}nyi-α-entropy of the quantizers. We determine the optimal quantizers and the optimal quantization error of one-dimensional uniform distributions including the known special cases α = 0 (restricted codebook size) and α = 1 (restricted Shannon entropy).}, subject = {Maßtheorie}, 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{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{Kreitmeier2006, author = {Kreitmeier, Wolfgang}, title = {Optimale Quantisierung verallgemeinerter Cantor-Verteilungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-913}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2006}, abstract = {F{\"u}r verallgemeinerte Cantor-Verteilungen, die im Eindimensionalen mittels klassischer Wischkonstruktion bzw. in h{\"o}heren Dimensionen {\"u}ber iterierte Funktionensysteme definiert werden, wird das Problem der optimalen Quantisierung unter bestimmten Voraussetzungen vollst{\"a}ndig gel{\"o}st. Es werden die optimalen Codeb{\"u}cher bestimmt und Formeln f{\"u}r den optimalen Quantisierungsfehler bewiesen. Im eindimensionalen Fall wird eine Existenzcharakterisierung der Quantisierungsdimension gegeben und unter bestimmten Voraussetzungen die Nichtexistenz des Quantisierungskoeffizienten gezeigt. Auch in h{\"o}heren Dimensionen wird f{\"u}r die betrachteten Verteilungen bewiesen, dass der Quantisierungskoeffizient, bei existenter Quantisierungsdimension, nicht existiert. Die gewonnenen Resultate werden auf die Gleichverteilungen von modifizierten klassischen fraktalen Mengen, wie das Sierpinski-Dreieck, die Cantormenge und den Cantor-Staub angewandt.}, subject = {Maßtheorie}, 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} } @phdthesis{Lauren2005, author = {Lauren, Verena}, title = {Semilineare Approximation in der Bildrekonstruktion}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-730}, school = {Universit{\"a}t Passau}, year = {2005}, abstract = {In der Bildverarbeitung spielen Segmentierungsalgorithmen, bei denen die Art der zu segmentierenden Menge schon im Voraus festgelegt werden kann und nur noch ihre Gr{\"o}ße und Lage angepasst werden muss, eine eher untergeordnete Rolle. Gr{\"u}nde hierf{\"u}r sind vor allem komplizierte Zielfunktionen und daraus resultierende lange Rechenzeiten, die zudem meist kein optimales Ergebnis liefern. Dabei kann eine mengenbasierte Segmentierung durchaus sinnvoll eingesetzt werden, wenn gewisse Rahmenbedingungen eingehalten werden. In dieser Arbeit wird eine Theorie zur allgemeinen mengenbasierten Segmentierung vorgestellt und untersucht, unter welchen Bedingungen optimale Segmentierungsergebnisse erreicht werden k{\"o}nnen. Die anschließenden Anwendungen best{\"a}tigen die N{\"u}tzlichkeit dieser Theorie.}, subject = {Optimale Rekonstruktion}, language = {de} } @unpublished{KreitmeierLinder2011, author = {Kreitmeier, Wolfgang and Linder, Tamas}, title = {Entropy Density and Mismatch in High-Rate Scalar Quantization with R{\´e}nyi Entropy Constraint}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:739-opus-26132}, year = {2011}, abstract = {Properties of scalar quantization with \$r\$th power distortion and constrained R\'enyi entropy of order \$\alpha\in (0,1)\$ are investigated. For an asymptotically (high-rate) optimal sequence of quantizers, the contribution to the R\'enyi entropy due to source values in a fixed interval is identified in terms of the "entropy density" of the quantizer sequence. This extends results related to the well-known point density concept in optimal fixed-rate quantization. A dual of the entropy density result quantifies the distortion contribution of a given interval to the overall distortion. The distortion loss resulting from a mismatch of source densities in the design of an asymptotically optimal sequence of quantizers is also determined. This extends Bucklew's fixed-rate (\$\alpha=0\$) and Gray \emph{et al.}'s variable-rate (\$\alpha=1\$)mismatch results to general values of the entropy order parameter \$\alpha\$}, subject = {Maßtheorie}, language = {de} }