510 Mathematik
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For homogeneous one-dimensional Cantor sets, which are not necessarily self-similar, we show under some restrictions that the Euler exponent equals the quantization dimension of the uniform distribution on these Cantor sets. Moreover for a special sub-class of these sets we present a linkage between the Hausdorff and the Packing measure of these sets and the high-rate asymptotics of the quantization error.
For a large class of dyadic homogeneous Cantor distributions in \mathbb{R}, which are not necessarily self-similar, we determine the optimal quantizers, give a characterization for the existence of the quantization dimension, and show the non-existence of the quantization coefficient. The class contains all self-similar dyadic Cantor distributions, with contraction factor less than or equal to \frac{1}{3}. For these distributions we calculate the quantization errors explicitly.
Für verallgemeinerte Cantor-Verteilungen, die im Eindimensionalen mittels klassischer Wischkonstruktion bzw. in höheren Dimensionen über iterierte Funktionensysteme definiert werden, wird das Problem der optimalen Quantisierung unter bestimmten Voraussetzungen vollständig gelöst. Es werden die optimalen Codebücher bestimmt und Formeln für den optimalen Quantisierungsfehler bewiesen. Im eindimensionalen Fall wird eine Existenzcharakterisierung der Quantisierungsdimension gegeben und unter bestimmten Voraussetzungen die Nichtexistenz des Quantisierungskoeffizienten gezeigt. Auch in höheren Dimensionen wird für 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.
Quantifier elimination (QE) is a powerful tool for problem solving. Once a problem is expressed as a formula, such a method converts it to a simpler, quantifier-free equivalent, thus solving the problem. Particularly many problems live in the domain of real numbers, which makes real QE very interesting. Among the so far implemented methods, QE by cylindrical algebraic decomposition (CAD) is the most important complete method. The aim of this thesis is to develop CAD-based algorithms, which can solve more problems in practice and/or provide more interesting information as output. An algorithm that satisfies these standards would concentrate on generic cases and postpone special and degenerated ones to be treated separately or to be abandoned completely. It would give a solution, which is locally correct for a region the user is interested in. It would give answers, which can provide much valuable information in particular for decision problems. It would combine these methods with more specialized ones, for subcases that allow for. It would exploit degrees of freedom in the algorithms by deciding to proceed in a way that promises to be efficient. It is the focus of this dissertation to treat these challenges. Algorithms described here are implemented in the computer logic system REDLOG and ship with the computer algebra system REDUCE.
In der Bildverarbeitung spielen Segmentierungsalgorithmen, bei denen die Art der zu segmentierenden Menge schon im Voraus festgelegt werden kann und nur noch ihre Größe und Lage angepasst werden muss, eine eher untergeordnete Rolle. Gründe hierfür 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 können. Die anschließenden Anwendungen bestätigen die Nützlichkeit dieser Theorie.
We discuss several aspects of Peano-differentiable functions which are definable in an o-minimal structure expanding a real closed field. After recalling some already known results about o-minimal structures we develop techniques for the intrinsic study of differentiable functions in these structures. After this we study (ordinary) differentiable functions definable in an o-minimal structure and their continuiuty properties along curves of different differentiability classes. Then we generalise (ordinary) differentiability to Peano-differentiability. We study differentiability of certain Peano-derivatives of definable functions and characterise the sets of non-continuity of these derivatives. In the end we study extendability of these functions defined on closed sets and give sufficient conditions by which we can extend functions as Peano-differentiable functions.
Die Arbeit beschäftigt sich mit dem automatischen Zeichnen von Graphen. Hier wird ein interaktiver Ansatz untersucht, bei dem der Graph mit einer Menge von Operationen Schritt für Schritt aufgebaut wird. Der Zielgraph und die Einfügereihenfolge sind dabei nicht fest vorgegeben, sondern werden vom Benutzer bestimmt. In der Arbeit wird vor allem ein Szenario für zweifach zusammenhängende Graphen untersucht und ein für diese Zwecke passendes Zeichenmodell entwickelt. Dieser Ansatz wird dann um verschiedene Varianten erweitert. Außerdem wird gezeigt, dass das flächenminimale Zeichnen in dem neu entwickelten Zeichenmodell NP-vollständig ist.