D09 (2010) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen
Dorothea Wagner et al. (Hrsg.)
GI-Edition - Lecture Notes in Informatics (LNI), D-10
Bonner Köllen Verlag (2010)
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Auflistung D09 (2010) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen nach Titel
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- Textdokument2D-3D Registrierung von Gefäßbildern – Ein Beitrag zur Realisierung von 3D-gestützten Katheterinterventionen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Groher, MartinDie 2D-3D Registrierung von Gefäßbilddaten stellt ein zentrales Problem von computergestützten medizinischen Eingriffen dar. Insbesondere in Unterleibsregionen wird diese Aufgabe zusätzlich durch Atmungsverzeichnungen erschwert, die eine Deformation der Anatomie des Patienten verursachen. In diesem Beitrag werden folgende grundlegende Neuerungen behandelt: Zum einen wird ein Verfahren vorgestellt, das die globale Stellung eines präoperativ akquirierten 3D Patientenvolumens zu einem 2D Angiogramm (Gefäßröntgenbildes) robust schätzt. Diese Methode passt sich den unterschiedlichen Gefäßdarstellungen in 2D und 3D iterativ an und ermöglicht somit eine sehr robuste rigide Registrierung in deformierter Anatomie verglichen zu Algorithmen aus der Literatur. Zum anderen wird zum ersten Mal gezeigt, dass eine deformierbare Registrierung von 3D Gefäßen zu nur einem Projektionsbild möglich ist. Hierfür wird der Raum möglicher Transformationen durch physikalisch sinnvolle Vorgaben so eingeschränkt, dass selbst Aussagen in Projektionsrichtung getroffen werden können. Durch Evaluationen auf synthetischen und Patientendatensätzen wird die praktische Anwendbarkeit der vorgestellten Verfahren veranschaulicht.
- TextdokumentAn Efficient and Flexible Implementation of Aspect-Oriented Languages(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Bockisch, ChristophAspekt-orientierte Programmiersprachen werden zunehmend in der Industrie eingesetzt, da sie die Strukturierung des Quellcodes und damit dessen Wartbarkeit verbessern. Implementierungen dieser Sprachen compilieren den Quelltext allerdings zu einer Intermediate-Repräsentation, die nicht auf Aspekt-orientierte Sprach-Konzepte ausgerichtet ist, wodurch effiziente Laufzeit-Optimierungen für diese verhindert werden, wie sie für Objekt-orientierte Sprache-Konzepte üblich sind. In dieser Arbeit wird eine Architektur für die Implementierung Aspekt-orientierter Sprachen vorgeschlagen, die deren Konzepte in der Intermediate-Repräsentation erhält. Darauf aufbauend wurden spezielle Laufzeit-Optimierungen für Aspekt-orientierte Konzepte entwickelt, die deren Effizienz bis zu 1000-fach gegenüber existierenden Implementierungen Aspekt-orientierter Sprachen steigern.
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- TextdokumentAutomatisierte Programmierung von Robotern für Montageaufgaben(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Thomas, UlrikeIn dieser Arbeit wird eine automatisierte Prozesskette von der Spezifikation der Montageaufgaben über die Planung der Montagereihenfolgen bis hin zur Planung elementarer sensorbasierter feiner Roboterbewegungen vorgestellt. Als Eingaben dienen sehr genau modellierte zu montierende Objekte in Form von CAD-Daten und die durch den Anwender ausgewählten symbolisch-räumlichen Relationen. Aus dieser Spezifikation werden durch das hier vorgestellte neue Montageplanungssystem Montagereihenfolgen generiert und unter Berücksichtigung verschiedener Kriterien bewertet. Für die Ausführung der berechneten Pläne muss jede darin enthaltende Montageaufgabe in elementare Roboteranweisungen, so genannte Aktionsprimitive, umgesetzt werden. Hierfür wird ein neuer Algorithmus vorgestellt. Insgesamt ermöglichen die hier vorgestellten Verfahren eine automatisierte Programmierung von Robotern für Montageaufgaben.
- TextdokumentBildsuche, Objekterkennung und Diskriminative Modelle(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Deselaers, ThomasIn der hier vorgestellten Dissertation [Des08] werden drei Themenbereiche bearbeitet, die sich mit der automatischen Suche bzw. dem automatischen Erkennen von Bildern befassen. Im ersten Teil wird die Suche nach Bildern in einer Bilddatenbank untersucht. Dabei wird ein besonderer Schwerpunkt auf die inhaltsbasierte Bildsuche gelegt. Weiterhin wird untersucht, wie dies mit textuellen Bildannotationen kombiniert werden kann. Es wird ein System entwickelt, in dem sich beliebige Informationsquellen zur Bildsuche gemeinsam verarbeiten lassen. Im zweiten Teil werden verschiedene Modelle vorgestellt, um Objekte in Bildern anhand lokaler Eigenschaften zu erkennen. Insbesondere wird bei der Entwicklung der Methoden darauf geachtet, Heuristiken zu vermeiden und alle verfügbaren Informationsquellen einzubeziehen, um zu einem sauberen Modell zu gelangen. Das entwickelte Modell kommt fast vollständig ohne Heuristiken aus, ist kleiner und somit einfacher anzuwenden und zu trainieren als vergleichbare Modelle. Die erzielten Ergebnisse sind vergleichbar oder besser als der Stand der Forschung. Im dritten Teil werden einige Ideen aus der Modellierung in der Objekterkennung aufgegriffen, weitergehend untersucht und für die Erkennung handgeschriebener Ziffern verfeinert. Das daraus resultierende Modell erlaubt erstmals neben den üblichen Modellparametern, auch die Verformungsparameter geschlossen zu trainieren. In allen drei Bereichen werden die entwickelten Methoden quantitativ auf Standarddatensätzen evaluiert und mit dem Stand der Technik verglichen. Dabei zeigt sich, dass die erzielten Ergebnisse mit denen in der Literatur vergleichbar sind oder diese übertreffen. In dieser Arbeit werden einige der Methoden aus dem zweiten Bereich vorgestellt und ein kurzer Ausblick auf die beiden anderen Bereiche gegeben.
- TextdokumentChange Distilling: Software Evolutionsanalyse mit Hilfe von feingranularen Programmtext-Änderungen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Fluri, BeatDa sich bestehende Software ständig verändert, wird sie grösser, komplizierter und daher weniger wartbar. Um dieser Degeneration entgegen zu wirken, befasst sich die Forschung im Bereich Software Engineering unter anderem mit der Evolutionsanalyse bestehender Software Systeme. Die zu Grunde liegende Idee ist, dass wir anhand der Geschichte eines Software Systems lernen können, wie es zur Degeneration gekommen ist und wie wir diese gewonnene Information einsetzten können, um die Software-Entwicklungsarbeit künftig zu unterstützen. In der hier zusammengefassten Dissertation wird die Methodik Change Distilling vorgestellt. Sie erlaubt es wichtige Informationen über den Softwareänderungsprozess zu extrahieren, zu verstehen und zur Unterstützung der Entwicklung von Software einzusetzen. Diese Methodik beschreibt, wie feingranulare Programmtext-Änderungen klassifiziert und extrahiert werden können. Anhand drei empirischen Studien wird gezeigt, wie wir das generierte Wissen über die Geschichte der einzelnen Software Systeme zu deren Verbesserung einsetzen können.
- TextdokumentComputing Crossing Numbers: Berechnen von Kreuzungszahlen(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Chimani, MarkusIn diesem Artikel betrachten wir das Problem der sogenannten Kreuzungszahl eines Graphen, d.h. die Anzahl von Kantenkreuzungen die unbedingt notwendig ist wenn man einen Graphen zeichnet. Das Problem ist NP-schwer und hat sich in den letzten Jahrzehnten auch als äußerst herausfordernd aus Sicht der graphentheoretischen und algorithmischen Forschung, sowie der Praxis, herausgestellt. Dennoch zeigen wir, dass sich Verfahren entwickeln lassen, die das Problem für viele praxisrelevante Graphen in annehmbarer Zeit beweisbar optimal lösen. Der Schlüssel dazu ist eine geschickte Kombination aus Graphentheorie, kombinatorischer Algorithmik, sowie algebraischen Methoden, insbesondere der Mathematischen Programmierung.
- TextdokumentContent Extraction: Bestimmung des Hauptinhaltes in HTML Dokumenten(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Gottron, ThomasAußer dem Artikel der den eigentlichen Hauptinhalt darstellt enthalten die meisten HTML Dokumente im WWW zusätzliche Inhalte, wie beispielsweise Navigationsmenüs, gestalterische Elemente oder Werbung. Für verschiedene Anwendungen ist es nötig die Unterscheidung zwischen Haupt- und zusätzlichen Inhalten automatisch vorzunehmen. Content Extraction und Template Detection sind Verfahren, die diese Aufgabe lösen. Während der Forschungsarbeit auf diesem Gebiet sind einige interessante Beiträge entstanden. Drei davon sollen hier kurz vorgestellt werden. Dazu gehört der neu eingeführte Content Code Blurring Algorithmus, derzeit der leistungsfähigste Ansatz zur Inhaltsextraktion. Der zweite Beitrag liegt in der Entwicklung objektiver Maße zur Bewertung der Leistung von Algorithmen zur Inhaltsextraktion. Dadurch ließen sich bestehende Verfahren erstmals überhaupt miteinander vergleichen. Eine Analyse verschiedener Methoden zur Gruppierung von Webdokumenten bezüglich der ihnen unterliegenden Templates stellt den dritten größeren Beitrag dieser Arbeit dar. In Kombination mit einer lokalen Websuche kann dieses Templateclustering für die automatische Erstellung von Trainingsdatensätzen zur Templateerkennung eingesetzt werden. Da das Verfahren vollautomatisch ablaufen kann, ermöglicht es im Prinzip Template Detection auf einzelne Dokumente anzuwenden. Damit lassen sich die Vorteile aus Content Extraction und Template Detection verknüpfen.
- TextdokumentCorA: Eine Koordinationsarchitektur für Kollaboration unter mobilen Benutzern(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Bortenschlager, ManfredTrotz wesentlicher Fortschritte in vielen Bereichen der Informationstechnologie (IT) sind die gegenwärtigen Unterstützungsmöglichkeiten für kollaborative Tätigkeiten mobiler Benutzer unzureichend. Eine adäquatere Unterstützung würde allerdings die Prozesse – beispielsweise bei der Kollaboration von mobilen Einsatzkräften im Notfallmanagement – wesentlich verbessern. Dabei ist Kollaboration maßgeblich von der Koordination abhängig. In diesem Beitrag wird der Ansatz vorgestellt, Mechanismen aus der Koordinationstheorie explizit in einer IT-Infrastruktur zur Unterstützung der Kollaboration mobiler Benutzer umzusetzen. Es wird gezeigt, wie sowohl bestehende Prozesse verbessert, als auch neue Möglichkeiten eröffnet werden können.
- TextdokumentDifferentielle dynamische Logiken: Automatisches Beweisen für hybride Systeme(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2008, 2009) Platzer, AndréDie Entwicklung und Analyse komplexer physikalischer Systeme, eingebetteter Systeme und computerisierter Steuerungssysteme ist außerordentlich kompliziert, durch die steigende Verbreitung und drastische Sicherheitsrelevanz allerdings von enormer Wichtigkeit und mit hohen Kosten verbunden. Hybride Systeme sind Modelle solcher komplexen physikalischen Systeme mit sich überlagerndem diskreten Schaltverhalten und kontinuierlicher Dynamik, die durch Differentialgleichungen beschrieben wird. Als theoretisches und praktisches Fundament für die Verifikation und Analyse hybrider Systeme führen wir die differentielle dynamische Logik ein. Mit dieser kann die Korrektheit von hybriden Systemen auf natürliche und elegante Art und Weise spezifiziert und verifiziert werden, um Fehler im Systementwurf zu entdecken oder die Fehlerfreiheit nachzuweisen. Der wichtigste praktische Beitrag dieser Arbeit ist ein automatisches Beweisverfahren für die differentielle dynamische Logik, welches hybride Systeme analysiert, indem es sie sukzessiv auf Eigenschaften ihrer Bestandteile reduziert. Unser theoretisches Hauptresultat zeigt, dass dieses Verfahren hybride Systeme vollständig relativ zu elementaren Eigenschaften von Differentialgleichungen behandelt. Für komplizierte hybride Systeme stellen wir weiterhin differentielle Induktion vor, mit der Differential(un)gleichungen analysiert werden können ohne sie lösen zu müssen. Auf der Basis zahlreicher algorithmischer Fortschritte demonstrieren wir unseren Ansatz anhand erfolgreich nachgewiesener Sicherheits-, Steuerbarkeits-, Lebendigkeits- und Kollisionsfreiheitseigenschaften für Zugsteuerungen wie dem European Train Control System und Kreisverkehrmanövern im Flugverkehr.