D07 (2006) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen
Dorothea Wagner et al. (Hrsg.)
GI-Edition - Lecture Notes in Informatics (LNI), D-7
Bonner Köllen Verlag (2006)
Auflistung D07 (2006) - Ausgezeichnete Informatikdissertationen nach Erscheinungsdatum
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- TextdokumentVariationsansätze zur Bewegungsschätzung: Präzise Modellierung und Effiziente Numerik(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Bruhn, AndrésDie Schätzung von Bewegungsinformation aus Bildfolgen ist eines der zentralen Probleme des Maschinensehens. In diesem Zusammenhang spielen Variationsansätze eine große Rolle, die eine vollständige und genaue Bestimmung des Verschiebungsfelds zwischen aufeinander folgenden Bildern einer Bildfolge ermöglichen. In der hier zusammengefassten Dissertation [Bru06] werden in zweierlei Hinsicht wichtige Beiträge auf dem Gebiet der Bewegungsanalyse geleistet: (i) Zum einen wird ein systematischer Rahmen zur Entwicklung hochgenauer Variationsansätze vorgestellt. Dieses erlaubt den Entwurf der zur Zeit präzisesten Schätzverfahren in der gesamten Literatur. (ii) Zum anderen wird ein allgemeiner Ansatz zur Konstruktion hochper- formanter Mehrgitteralgorithmen präsentiert. Dieser ermöglicht die Berechnung der Ergebnisse in Echtzeit und macht damit erstmals diese äußerst präzisen Variationsansätze praktisch einsetzbar. Experimente zur Evaluation der Qualität und der Effizienz belegen die Überlegenheit der entwickelten Schätzverfahren.
- TextdokumentDas 3d-Puzzle-Problem - Effiziente Methoden zum paarweisen Zusammensetzen von dreidimensionalen Fragmenten(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Winkelbach, SimonDas automatische Zusammenfügen von dreidimensionalen Objekten aus Einzelteilen (3d-Puzzle-Problem) ist in vielen wichtigen Forschungs- und Anwen- dungsbereichen von hoher Relevanz. In diesen Bereichen können insbesondere durch Methoden der Informatik und der 3d-Bildverarbeitung substanzielle Fortschritte er- zielt werden. Diese Arbeit gibt einen Überblick über die gesamte Prozesskette von der Datenakquisition, über die allgemeine Registrierung von Oberflächen, bis hin zu speziellen Anforderungen beim Zusammensetzen von Fragmenten in unterschiedlichen Anwendungsfällen. Insbesondere werden neuartige Ansätze vorgestellt, mit denen Fragmentoberflächen auf äußerst effiziente Weise und ohne Wissen über eine Initiallösung automatisch zusammengefügt werden können. Hierbei wird eine hohe Robustheit gegenüber Messungenauigkeiten, Fragmentschädigungen und Materialverschleiß erreicht. Darüber hinaus gelingt es, durch Ausnutzung von Symmetrieebenen und Achsen gebrochene Oberschenkel- und Beckenknochen virtuell zusammenzufügen und somit einen wichtigen Baustein für die computerassistierte Frakturbehandlung in der Chirurgie zu schaffen.
- TextdokumentAlgorithm design techniques for parameterized graph modification problems(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Guo, JiongMeine Dissertation ”Algorithm DesignTechniques for Parameterized Graph Modification Problems“ untersucht die Anwendbarkeit von vier Techniken zur En- twicklung parametrisierter Algorithmen für Graphmodifikationsproblemen. Dies sind zwei klassische Techniken, nämlich Datenreduktion und tiefenbeschränkte Suchbäume, und zwei neue Techniken, nämlich iterative Kompression und Parametrisierung bzgl. der Distanz zu einer ”schnell“ lösbaren Instanz.
- TextdokumentFunctional Web Site Specification(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Gipp, TorstenWebsites sind komplexe Software-Artefake, deren Erstellung und Pflege ohne ein wichtiges Hilfsmittel nicht mehr möglich ist: Abstraktionen, Modelle. Der vorliegende Text beschreibt einen Ansatz, nach dem ein großer Teil der Modelle als funktionale Programme erstellt werden. Hierdurch werden die Modelle zu ausdrucksstarken Spezifikationen, die sogar direkt ausgeführt werden können. Zur Implementierung verwenden wir die weit verbreitete funktionale Programmiersprache Haskell.
- TextdokumentInteraktive Animation Textiler Materialien(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Fuhrmann, ArnulphIn meiner Dissertation [Fuh06] werden mehrere Verfahren und Konzepte vorgestellt, die zusammengenommen ein komplettes System zur Simulation und Visualisierung von textilen Materialien bzw. Bekleidung ergeben, welches sich für die virtuelle Anprobe und das Virtual Prototyping von Bekleidung eignet. Besonderes Augenmerk wird auf die Stabilität der Simulation und die Echtzeitfähigkeit des Komplettsystems gelegt. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit sind Ontologien für Bekleidung, Algorithmen zur schnellen Kollisionserkennung, die effiziente Simulation von textilem Material und die Visualisierung in Echtzeit.
- TextdokumentAdvanced visualization and modeling of tetrahedral meshes(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Frank, TobiasTetraedergitter gewinnen immer mehr an Bedeutung für technische und naturwissenschaftliche Anwendungen. Die vorliegende Arbeit stellt neue Algorithmen für das Erstellen von komplexen impliziten Modellen - basierend auf Tetraedergittern - und deren effiziente Visualisierung vor. Zum Modellieren wurde ein neuartiger Algorithmus zur Oberflächenrekonstruktion von komplexen 3D-Flächen aus schlecht konditionierten Daten, wie sie oft in naturwissenschaftlichen Anwendungen auftreten, entwickelt. Dabei kann die Fläche begrenzt sein und Unstetigkeiten aufweisen. Des Weiteren wurde im Rahmen dieser Arbeit eine innovative Methode zur intuitiven Echtzeit-Manipulation von implizit definierten Objekten erarbeitet. Die Manipulation erfolgt interaktiv direkt am 3D-Volumenmodell. Die Visualisierung besteht aus einer generischen Architektur zur Informationsgewinnung und Interpretation mittels Co-Visualisierung diverser Attribute und Booleschen Operatoren der Constructive So- lid Geometry mit konstanter Komplexität.
- TextdokumentPrototype based machine learning for clinical proteomics(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Schleif, Frank-MichaelDie klinische Proteomik befasst sich mit der Untersuchung von Krankheitsbildern auf Basis von Proteinanalysen. Die dabei am häufigsten verwendete Messmethode ist die Massenspektrometrie. Dabei entstehen hochdimensionale Spektren, die eine problemangepasste Vorverarbeitung sowie Algorithmik für die Erzeugung von statistischen Modellen erfordern. Im Bereich klinischer Fragestellungen sollten die dabei eingesetzten Werkzeuge leicht interpretierbar sein, um ein tieferes Verständnis der klinischen Daten oder Anwendungen, wie zum Beispiel der Suche nach Krankheitsmarkern, zu gestatten. Prototypen basierte Algorithmen erweisen sich dabei als besonders günstig. In diesem Beitrag werden wesentliche Erweiterungen von prototypen basierten Verfahren skizziert, die den besonderen Herausforderungen der klinischen Proteomik Rechnung tragen. Die Verfahren werden um Metrikadaptation zur besseren Approximation der Klassengrenzen, Fuzzy-Klassifikation zur Modellierung unscharfer Klassen, sowie Konzepte des aktiven Lernens zur trennbreiten basierten Optimierung der Modelle erweitert und auf klinischen Datensätzen getestet.
- TextdokumentThe ambiguity of morphisms in free monoids and its impact on algorithmic properties of pattern languages(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Reidenbach, DanielDie vorliegende Arbeit untersucht eine fundamentale kombinatorische Ei- genschaft von Homomorphismen in freien Monoiden, nämlich ihre Mehrdeutigkeit. Dieser Begriff bezeichnet den Umstand, daß zu einem gegebenen Wort $α$und einem Homomorphismus $σ$durchaus ein zweiter Homomorphismus $τ$existieren kann, der $α$auf dasselbe Wort abbildet wie $σ$- es gilt also $σ(α) = τ(α)$, obwohl ein Symbol x in $α$existiert, für das sich $σ(x)$ von $τ(x)$ unterscheidet. Aufgrund ihres elementaren Charakters ist Mehrdeutigkeit von Homomorphismen eng verwoben mit einer Fülle von wichtigen Themen der Informatik. So stellt sie nicht nur die Grundlage des Postschen Korrespondenzproblems dar, sondern beeinflußt auch etliche Eigenschaften von Patternsprachen, welche insbesondere in der algorithmischen Lerntheorie von großer Bedeutung sind. Die kombinatorischen Hauptergebnisse der Arbeit - insbesondere zur Existenz von eindeutigen und sogenannten moderat mehrdeutigen Homomorphismen - erlauben daher diverse nichttriviale Rückschlüsse zu einigen klassischen Problemen für Patternsprachen.
- TextdokumentZuverlässiger Verteilter Speicher mit Transaktionaler Konsistenz(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Frenz, StefanBeim Betrieb von Rechnern sind Ausfälle von Hardware, Fehler in der Software sowie nicht reproduzierbare Störungen in der Kommunikation zu erwarten. Stützt sich die Funktionsfähigkeit eines aus vielen Rechnern bestehenden Gesamtsystems auf die Verfügbarkeit aller Teilkomponenten, ist das Ausfallrisiko deutlich erhöht. Um die Zuverlässigkeit dennoch ausreichend gewährleisten zu können, ist es wünschenswert, auftretende Fehler zu erkennen und angemessen darauf zu reagieren. Die meisten Verfahren zur Behandlung von Fehlern sind auch im fehlerfreien Betrieb mit zum Teil erheblichen Kosten verbunden und nur auf eine sehr kleine Menge von Fehlern anwendbar. Hieraus ergibt sich der Bedarf einer unter Umständen nicht völlig verlustfreien, dafür aber möglichst generischen, schnellen und vorzugsweise schlanken Alternative, die im fehlerfreien Betrieb geringen Overhead aufweist. Diese Zusammenfassung der Dissertation ”Zuverlässiger verteilter Speicher mit transaktionaler Konsistenz“ stellt ein leichtgewichtiges Verfahren zur Unterstützung von Persistenz in einem verteilten Betriebssystem mit transaktionaler Konsistenz vor und erläutert die erforderlichen Grundlagen im Bereich verteilter Systeme sowie die Synergien zwischen transaktionaler Konsistenz und Schnappschusserstellung. Die originale Schrift durchleuchtet auch den Lösungsraum für einen schnellen Wiederanlauf nach einem behebbaren Fehler und entwickelt die Verfahren, mit denen modifizierte Seiten im fehlerfreien Betrieb elegant eingesammelt und schnell gesichert werden können. Ebenso werden dort auch die besonders zu berücksichtigenden Zustände von Kern und Gerätetreibern diskutiert.
- TextdokumentEffiziente Codierungen für SOAP-Nachrichten(Ausgezeichnete Informatikdissertationen 2006, 2007) Werner, ChristianWeb Services konnten sich in den letzten Jahren als universelle Middleware-Technologie in vielen Bereichen der Informatik etablieren. Durch den konsequenten Einsatz von Web-Standards – zu nennen ist hier vor allem XML – ermöglichen Web Services die Realisierung von verteilten Anwendungen auch in stark heterogenen Umgebungen. Allerdings bringt der durchgängige Einsatz von XML auch einen erheblichen Nachteil mit sich: Die Darstellung aller Daten als Text verursacht im Vergleich zu älteren Middleware-Technologien mit binärer Datenrepräsentation (z. B. CORBA oder Java RMI) ein deutlich höheres Datenaufkommen. Zwar spielt dieser Nachteil bei mo- dernen, drahtgebundenen Netzwerken kaum noch eine Rolle, denn hier reicht die zur Verfügung stehende Datenrate in aller Regel aus; in Anwendungsfeldern aber, in denen die Kommunikation u ̈ber eine Funkschnittstelle erfolgt, konnte sich die Web-Service- Technologie bislang nicht durchsetzen. Um Web Services auch hier effizient implementieren zu können, hat der Autor im Rahmen seiner Dissertation verschiedene Konzepte zur Reduzierung des Datenaufkommens bei der Web-Service-Kommunikation untersucht. Im folgenden Beitrag fasst er die wichtigsten Ergebnisse seiner Dissertati- on zusammen.
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