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Objektbasierter Ansatz für die Animation von Charakteren mittels Inverser Kinematik (2007)

Martin, Michelle Kristin

Der Zwang zur Entwicklung immer neuer Technologien hat den Entwicklungsaufwand vieler Spiele enorm in die Höhe getriebenen. Aufwändigere Grafiken und Spiele-Engines erfordern mehr Künstler, Grafiker, Designer und Programmierer, weshalb die Teams immer größer werden. Bereits jetzt liegt die Entwicklungszeit für einen Ego-Shooter bei über 3 Jahren, und es entstehen Kosten bis in den zweistelligen Millionenbereich. Neue Techniken, die entwickelt werden sollen, müssen daher nach Aufwand und Nutzen gegeneinander abgewogen werden. In dieser Arbeit soll daher eine echtzeitfähige Lösung entwickelt werden, die genaue und natürlich aussehende Animationen zur Visualisierung von Charakter-Objekt-Interaktionen dynamisch mithilfe von Inverser Kinematik erstellt. Gleichzeitig soll der Aufwand, der für die Nutzung anfällt, minimiert werden, um möglichst geringe zusätzliche Entwicklungskosten zu generieren.

Autonomous exhaustive exploration of unknown indoor environments with the mobile robot "Robbie" (2007)

Wirth, Stephan

Rettungsroboter helfen nach Katastrophen wie z.B. Erdbeben dabei, in zerstörten Gebäuden Überlebende zu finden. Die Aufgabe, die Umgebung effizient möglichst vollständig abzusuchen und dabei eine Karte zu erstellen, die den Rettungskräften bei der Bergung der Opfer zur Orientierung dient, soll der Roboter autonom erfüllen. Hierzu wird eine Explorationsstrategie benötigt; eine Strategie zur Navigation in bekanntem und zur Erkundung von unbekanntem Gelände. Für den mobilen Roboter "Robbie" der Arbeitsgruppe Aktives Sehen wurde in dieser Arbeit ein Grenzen-basierter Ansatz zur Lösung des Explorationsproblems ausgewählt und implementiert. Hierzu werden Grenzen zu unbekanntem Gelände aus der Karte, die der Roboter erstellt, extrahiert und angefahren. Grundlage der Navigation zu einem so gefundenen Wegpunkt bildet die sog. Pfad-Transformation (Path-Transform).

GPU-based direct volume rendering of industrial CT data (2007)

Höllt, Thomas

Computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) in the medical area deliver huge amounts of data, which doctors have to handle in a short time. These data can be visualised efficiently with direct volume rendering. Consequently most direct volume rendering applications on the market are specialised on medical tasks or integrated in medical visualisa- tion environments. Highly evolved applications for tasks like diagnosis or surgery simulation are available in this area. In the last years, however, another area is making increasing use of com- puted tomography. Companies like phoenix |x-ray, founded in 1999 pro- duce CT-scanners especially dedicated to industrial applications like non destructive material testing (NDT). Of course an application like NDT has different demands on the visualisation than a typical medical application. For example a typical task for non destructive testing would be to high- light air inclusions (pores) in a casting. These inclusions usually cover a very small area and are very hard to classify only based on their density value as this would also highlight the air around the casting. This thesis presents multiple approaches to improve the rendering of in- dustrial CT data, most of them based on higher dimensional transfer func- tions. Therefore the existing volume renderer application of VRVis was extended with a user interface to create such transfer functions and exist- ing render modes were adapted to profit from the new transfer functions. These approaches are especially suited to improve the visualisation of sur- faces and material boundaries as well as pores. The resulting renderings make it very easy to identify these features while preserving interactive framerates.

Antecedents of user acceptance towards weblogs (2007)

Weiler, Markus

The thesis develops and evaluates a hypothetical model of the factors that influence user acceptance of weblog technology. Previous acceptance studies are reviewed, and the various models employed are discussed. The eventual model is based on the technology acceptance model (TAM) by Davis et al. It conceptualizes and operationalizes a quantitative survey conducted by means of an online questionnaire, strictly from a user perspective. Finally, it is tested and validated by applying methods of data analysis.

Ein Layoutalgorithmus für Geschäftsprozessmodelle (2007)

Schneider, Christoph

Eine Art der Darstellung von Geschäftsprozessen sind die Modulnetze, eine spezielle Form von Petri-Netzen. Die Software Join ist in der Lage, Prozessdefinitionen textueller Art entgegenzunehmen und sie in ein Modulnetz zu überführen. In dieser Arbeit wird ein Layout-Modul für Join entwickelt, das eine grafische Darstellung der Modulnetze generiert und zur Anzeige aufbereitet. Zunächst werden einige Grundlagen der Graphentheorie erläutert. Sodann werden alle zum Netz gehörenden Elemente durch Zuteilung abstrakter Koordinaten auf einer gedachten Zeichenfläche verteilt. Dazu wurde der Graph in Flüsse, zusammenhängende Knotenfolgen, aufgeteilt und das gesamte Layout an diesen Flüssen ausgerichtet. Aus dem abstrakten Layout wird anschließend eine SVG-Datei generiert. Die Dokumentation der Implementation erfolgt zusammen mit einer Beschreibung der Architektur von Join und des neuen Layout-Moduls. Die Integration des Moduls in Join ist noch nicht vollständig. Später sollen z.B. Modulnetzbeschreibungen automatisch entgegengenommen und bearbeitet werden. Durch Modifikationen werden auch ereignisgesteuerte Prozessketten visualisierbar sein.

Software framework for connecting several simulation-tools (2007)

Thiel, Sebastian

In Silico simulation of biological systems is an important sub area of computational biology (system biology), and becomes more and more an inherent part for research. Therefore, different kinds of software tools are required. At present, a multitude of tools for several areas exists, but the problem is that most of the tools are essentially application specific and cannot be combined. For instance, a software tool for the simulation of biochemical processes is not able to interact with tools for the morphology simulation and vice versa. In order to obtain realistic results with computer-aided simulations it is important to regard the biological system in its entirety. The objective is to develop a software framework, which provides an interface structure to combine existing simulation tools, and to offer an interaction between all affiliated systems. Consequently, it is possible to re-use existing models and simulation programs. Additionally, dependencies between those can be defined. The system is designed to interoperate as an extendable architecture for various tools. The thesis shows the usability and applicability of the software and discusses potential improvements.

Umsetzung eines realistischen Kameramodells für Echtzeit-Raytracing (2007)

Borchardt, Mathieu

Die Computergrafik befasst sich mit der Erzeugung von virtuellen Bildern. Im Bereich der 3D-Computergrafik werden die dargestellten Objekte im dreidimensionalen Raum beschrieben. Dazu bedient man sich diverser Generierungsverfahren. Einer dieser so genannten Renderer ist das Raytracing-Verfahren. Es erfreut sich in der Computergrafik wegen der erreichten Bildqualität bei ueberschaubarer Komplexität großer Beliebtheit. Dabei wird versucht, immer realistischere Ergebnisse zu erreichen. In der Vergangenheit wurde Raytracing deswegen beispielsweise um globale Beleuchtungsmodelle oder um reflektierende beziehungsweise um transparente Objekte erweitert. Dabei wurde aber ein wichtiger Punkt häufig vernachlässigt, welcher ebenfalls den Grad an Realismus deutlich erhöhen kann: die Kamera. Meistens geht man auch heutzutage von einem vereinfachten Lochkameramodell aus. Aus diesem Grund genügen solche Modelle nicht den Ansprüchen physikalisch-korrekter Renderingverfahren. Eine wirklich umfassend korrekte Abbildung von Szenen darf also nicht vernachlässigen, dass ein generiertes Bild durch ein Linsensystem noch einmal entscheidend beeinflusst wird. In dieser Arbeit wird deswegen ein physikalisch korrektes Kameramodell vorgestellt, welches die geometrischen Eigenschaften des Linsensystems berücksichtigt und die Belichtung auf der Bildebene korrekt berechnet.

Eine multimediale Lernumgebung für Datenbanken (2007)

Reiser, Daniel

Die Vorlesung "Datenbanken für Informationsmanager" am Campus Koblenz der Universität Koblenz-Landau behandelte u.a. den Themenkomplex "Funktionale Abhängigkeiten und Normalisierung relationaler Datenbanken". Hierzu wird ein webbasiertes, multimediales Lernprogramm entwickelt, das den Studenten die Möglichkeit bieten soll, praktische Fertigkeiten in der Anwendung der behandelten Algorithmen zu festigen und auszubauen. Die Arbeit beschreibt das entwickelte Lernmodul und beschäftigt sich dabei mit didaktischen Theorien und Konzepten, deren Anwendung im Kontext des webbasierten Trainings und deren Umsetzung im Lernmodul Normalisierung. Darüber hinaus wird die Architektur und die Implementierung der Software erläutert sowie weitere Anwendungs- und Einsatzmöglichkeiten des Programms bzw. seiner Funktionalität beschrieben.

BMBF-Verbundprojekt 3D-RETISEG (2007)

Priese, Lutz ; Schmitt, Frank ; Sturm, Patrick ; Wang, Haojun

Ziel des Verbundprojektes 3D-RETISEG ist es, ein optimiertes echtzeitfähiges Soft- und Hardwarepaket zur 2D/3D-Segmentierung und Klassifizierung basierend auf hierarchischen Inselstrukturen, und zur schnellen Volumenvisualisierung sehr großer Volumendaten aus komprimierten Datensätzen zu entwickeln. Die Entwicklungen sollen in konkreten Anwendungsfällen der Forschung und der Wirtschaft als marktreifes Modul in das Softwarepaket VGStudioMax integriert werden. In der Medizin, speziell bei der Segmentierung von Volumendatensätzen, die durch unterschiedliche Tomographietechniken (z.B. CT und MRI) erzeugt werden, liefern zweidimensionale Verfahren häufig eine unzureichende Qualität aufgrund der anisotropen Berücksichtigung der Rauminformationen. Bisher entwickelte dreidimensionale Verfahren sind, neben der der schlechten Verfügbarkeit ihrer Implementierungen, häufig nur für bestimmte Fragestellungen dediziert und daher für andere Anwendungsfälle schlecht adaptierbar. Weiterhin benötigen Verfahren, die gute Ergebnisse liefern, meist eine hohe Laufzeit. Dies ist aber speziell in medizinischen Anwendungen von großem Nachteil, da hier die Qualität der Ergebnisse in letzter Instanz von einem Experten beurteilt wird. Damit das Ergebnis schnell zu benutzerdefinierten Optimierungen durch Veränderung der Verfahrensparameter zur Verfügung steht, sollte ein Verfahren nur sehr kurze Rechenzeiten benötigen. Weist ein Verfahren eine geringe Laufzeit auf, so kann es außerdem intra-operativ eingesetzt werden. Der hier im Projekt verwendete 3D-Color-Structure-Code verspricht, ein besseres und generisches Verfahren zu ermöglichen.

MP3 Player for Nintendo DS (2007)

Wischniowski, Jan

Ziel der Arbeit ist es, einen MP3-Player zu entwickeln, der eine Benutzerinteraktion ermöglicht, wie es gängige Computerprogramme zur Wiedergabe von Musik tun. Der Benutzer soll über eine grafische Oberfläche MP3-Dateien laden, abspielen und in Playlisten organisieren können. Ferner soll es möglich sein, Metadaten wie Titel, Autor, Genre, Veröffentlichungsjahr und vieles weitere als zusätzlichen Tag zu speichern und zu editieren. Diese Informationen soll die Software auch beim Abspielen eines Musikstückes auslesen und dem Nutzer übersichtlich anzeigen. Hier scheitern die meisten Player aufgrund ihres kleinen Displays. Außerdem soll der MP3-Player auch rudimentäre Funktionen zur Echtzeitmanipulation der Musikwiedergabe bieten. Als Hardware zum Abspielen der Musikdateien dient die Spielekonsole Nintendo DS, welche aufgrund ihrer beiden Displays genügend Anzeigemöglichkeiten für eine grafische Benutzerführung bietet. Eines der beiden Displays dient zudem als Touchscreen und kann für Eingaben verwendet werden.

Entwicklung und Anwendung einer Multi-Agenten-Umgebung zur Simulation des Entstehungsprozesses von Normen (2007)

Klingert, Frank

Diese Diplomarbeit analysiert die Voraussetzungen für eine Simulation mit Normen, schlägt einen Coderahmen vor und stellt ein Modellierungs- und Codegenerierungs-Plugin für Eclipse, das auf einem Metamodell für Multi-Agenten-Simulationen basiert, zur Verfügung. Mit Hilfe des Plugins werden zwei Beispiele, die Normen aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten, implementiert und diskutiert. Das erste ist das Kirk-Coleman-Modell, welches sich mit dem Verhalten von Menschen in einer 3-Personen-Gruppe beschäftigt. Das zweite Modell beinhaltet den fördernden Effekt von Sanktionierung auf Kooperation. Abschließend werden die erarbeiteten Lösungsansätze und Alternativen diskutiert und Vorschläge für das EU-Projekt "Emergence in the Loop" (EMIL) abgeleitet.

Elektronische Signaturen im europäischen eGovernment im Jahr 2020 (2007)

Moritz, Christoph

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung von Zukunftsszenarien, anhand derer die Entwicklung der Technik und des Einsatzes elektronischer Signaturen im europäischen eGovernment im Jahr 2020 untersucht werden kann. Mit Hilfe der Ergebnisse im Vergleich zur aktuellen Situation soll ein Forschungsplan entworfen werden, der vorhandene Lücken schließt und die Weiterentwicklung des Themas auf die zukünftigen Veränderungen unserer Gesellschaft vorbereitet.

LexLearn - Emergenz eines gemeinsam genutzten Lexikons (2007)

Klein, Christian ; Fuchs, Dennis

Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Emergenz eines gemeinsam genutzten Lexikons anhand einer Implementierung des Modells von Edwin Hutchins und Brian Hazlehurst. Zunächst erläutert diese Arbeit das oben genannte Modell und analysiert sowohl verschiedene Simulationstechniken, insbesondere die der Multi-Agenten-Simulation, als auch den Aufbau und die Funktionalität künstlicher neuronaler Netze, welche als Hauptbestandteile des Modells angesehen werden können. Der Modellbeschreibung folgen Entwurf, Architektur und eine detaillierte Erläuterung der Implementierung des Werkzeugs LexLearn. LexLearn ist ein in Java komplett neu konzipiertes und implementiertes Programm und bietet dem Benutzer die Möglichkeit, die Emergenz einer gemeinsam genutzten Sprache innerhalb verschiedener Agentengemeinschaften zu simulieren und zu analysieren. In mehreren Simulationsdurchläufen werden sowohl die Ergebnisse von Edwin Hutchins und Brian Hazlehurst reproduziert als auch weitere Erkenntnisse durch neu erstellte Simulationen gewonnen.

Generierung von Testfällen für den RIP-MTI Algorithmus (2007)

Keupen, Tim

Diese Arbeit stellt ein Werkzeug zur Verfügung, das strukturierte Tests des RIP-MTI Algorithmus vereinfachen, beschleunigen und automatisieren kann. Die vormals zwei Dimensionen Topologie und Updatekonstellation, auf die die MTI-Erweiterung getestet werden musste, konnten auf den variablen Anteil der Topologie vereinfacht werden. Die zeitliche Reihenfolge des Auftretens der Updates kann zentral gesteuert werden. Bisher mussten Tests händisch und sehr aufwändig über Skripte auf der Konsole gesteuert werden. Die entwickelte Testumgebung "XTPeer" ermöglicht es, die gleichen und viele weitere Tests mit kleinem Aufwand durchzuführen.

Bildbasierte Bewegungsschätzung aus Kamerafahrten anhand prägnanter Merkmale (2007)

Decker, Peter

Im Rahmen der Arbeit wurde ein mehrstufiger Algorithmus entwickelt, der es ermöglicht, aus Bildfolgen eine Trajektorie der Kamerabewegung zu rekonstruieren. Die Kalibrierung der Kamera beruht auf dem Verfahren von Zhang und ermöglicht den Ausgleich der durch das Objektiv entstehenden radialen Verzerrung der Bilder. Die sich anschließende Detektion prägnanter Merkmale wird durch den SIFT-Operator geleistet, welcher neben subpixelgenauer Lokalisation der Merkmale zusätzlich einen stark markanten Deskriptor zu deren Beschreibung liefert. Außerdem sind die Merkmale invariant gegenüber Rotationen, was für einige mögliche Anwendungsfälle sehr relevant ist. Die Suche nach Korrespondenzen wurde auf Basis der Distance Ratio ausgeführt. Hier wurde eine komplette Formalisierung der Korrelationsbeziehung zwischen Merkmalsvektoren präsentiert, welche eindeutig eine symmetrische Beziehung zwischen SIFT-Merkmalsvektoren definiert, die den an eine Korrespondenz gestellten Ansprüchen gerecht wird. Zusätzlich wurde motiviert, warum die sonst in der Bildverarbeitung gängige Methode der Hierarchisierung zur Reduktion des Aufwands in diesem speziellen Fall zu schlechteren Inlier-Raten in den gefundenen Korrespondenzen führen kann. Anschließend wurde ein genereller Überblick über den RANSAC-Algorithmus und die aus ihm entspringenden Derivate gegeben.

Modellierung und Realisation eines Moduls einer Leitsteuerung zur Übergabe von Fahrzeugen auf einem autonomen Betriebshof (2007)

Kern, Andreas

RFID als Technik für Mobile Health bei Lebensmittelallergikern (2007)

Bretz, Anke

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung eines Prototyps, der einen Lebensmittelallergiker bei der Auswahl von Produkten beim Einkaufen unterstützen soll. Dazu wird die berührungslose RFID-Technologie zu Hilfe genommen, mit der es möglich ist RFID-Tags (die an Produkten angebracht sind) ohne direkten Sichtkontakt auszulesen. Die eingelesenen Produktnummern können dazu verwendet werden in einem Datenbank-System die Inhaltsstoffe des Produktes abzufragen. Ein Vergleich mit den Allergenen des Benutzers und eine entsprechende Warnung sind somit möglich.

Bildbasiertes, aktives 3D-Laserscannen (2007)

Bröhl, Stefan

Die Selbstlokalisation von Robotern ist schon seit Jahren ein aktuelles Forschungsthema, das insbesondere durch immer weiterentwickelte Techniken und Verfahren verbessert werden kann. Insbesondere finden Laserscanner in der Robotik immer häufiger Anwendung. In dieser Arbeit wird untersucht, ob durch die Fusionierung von Kamerabildern und 3D-Laserscannerdaten eine robuste und schnelle Selbstlokalisation theoretisch sowie praktisch realisierbar ist.

Zentrale Betrachtung von Routing-Informationen zur Analyse des Konvergenzverhaltens verschiedener RIP-Algorithmen und Unterstützung des Generierens von Testfällen (2007)

Lange, Stefan

Der an der Universität Koblenz-Landau entwickelte RIP-MTI-Algorithmus stellt eine Modifikation des Routingalgorithmus RIP dar, die es dem RIP-Algorithmus ermöglichen soll, die Häufigkeit des Auftretens des Counting-to-infinity-Problems (CTI) zu reduzieren. Um die Korrektheit und Zuverlässigkeit dieses Algorithmus nachweisen, aber auch Schwächen aufdecken zu können, bedarf es der Möglichkeit, das Verhalten des Algorithmus zu testen. Ziel der Arbeit ist die Nutzbarmachung der von unter VNUML laufenden RIP-Routern dezentral verwalteten Routing-Informationen, um die Entstehung von CTIs zentral protokollieren und analysieren zu können. Zu diesem Zweck wird eine Software entwickelt, die Informationen zur Netzkonfiguration, zu Erreichbarkeiten und Update-Aufkommen sammelt, verwaltet und analysiert. So können neben den bereits bekannten problematischen Netztopologien weitere für die einzelnen RIP-Ausprägungen problematische Topologien ermittelt werden.

Entwicklung eines Testszenarios zur Analyse weiblicher Präferenzen bei Computerspielen (2007)

Hennecken, Britta

Das Ziel der Arbeit ist es, weibliche Vorlieben bei Computerspielen zu untersuchen. Dazu werden Thesen, die bereits in vorangegangenen Arbeiten aufgestellt wurden, durch ein geeignetes Testszenario in der Praxis untersucht. Hierbei werden zwei Testapplikationen entwickelt. Eine Applikation wird entsprechend den Thesen bzgl. weiblicher Spielpraeferenzen umgesetzt, die andere orientiert sich nicht an diesen Erkenntnissen und beinhaltet Spielelemente, die fuer Frauen weniger ansprechend sein sollen. Die Versuchspersonen spielen im Rahmen des abschließenden Testszenarios beide Applikationen. Durch einen Fragebogen wird ermittelt, wie die verschiedenen Konzepte auf die Testpersonen wirken und ob die herangezogenen Thesen bestaetigt werden koennen. Eine Vielzahl der betrachteten Thesen koennen so gefestigt werden. Deutlich geschlechtsspezifische Vorlieben stellen sich etwa in Bezug auf den Konflikt und die Auswahl der Spielfigur heraus. Andere Aspekte wie die Puzzle-Sequenzen stossenen bei beiden Geschlechtern auf grosse Zustimmung.

Entwicklung einer Benutzungsoberfläche zur Erstellung von Oberflächenentwürfen oder Web Site Gestaltung mittels eines Grafiktabletts oder Tablet PC (2007)

Holl, Daniela

Im Rahmen dieser Studienarbeit wurde zunächst ein State of the Art Bericht über fünf Softwareprodukte zur Visualisierung und Gestaltung von Oberflächenentwürfen erstellt. Aufbauend auf den daraus gewonnen Erkenntnissen wurde eine Benutzungsoberfläche entwickelt, mit welcher mittels eines Grafiktabletts oder Tablet PC erste Oberflächenentwürfe gestaltet werden können.

Entwicklung einer Rotationsplattform für den Hokuyo URG-04LX Laserscanner (2007)

Delis, Christian

Der Hokuyo URG-04LX Laserscanner wird auf der mobilen Roboterplattform "Robbie" der Arbeitsgruppe Aktives Sehen zur Kartenerstellung und Kollisionsvermeidung eingesetzt. Die Navigation auf Grundlage der 2D-Scans wird den gewachsenen Anforderungen der Rescue-Arenen nicht mehr gerecht. Eine Verwendung von kommerziellen 3D-Laserscannern kommt wegen der hohen Anschaffungskosten nicht in Frage. Idee: Einsatz von mehreren günstigen 2D-Laserscannern mit unterschiedlichen Blickwinkeln oder aber die aktive Veränderung der Scanebene. Das Variieren der Scanebene erfolgt durch Schwenken oder Drehen des Laserscanners. Die Orientierung des Laserscanners im Raum liefert die dritte Dimension. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Plattform entwickelt werden, die es durch rotative Lagerung des Laserscanners ermöglicht, 3D-Laserscans der Umgebung zu erzeugen. Hierbei soll ein möglichst einfacher Aufbau erreicht werden, der es weiterhin ermöglicht, den Laserscanner zur Erzeugung von 2D-Karten zu benutzen. Um das Stereokamerasystem des Roboters nicht zu beeinträchtigen, wird zusätzlich ein sehr kompakter Aufbau angestrebt.

Implementierung und Evaluierung von SIFT auf der GPU (2007)

Heidt, Sven-René von der

In der Bildverarbeitung werden zunehmend Algorithmen unter Verwendung von prägnanten Merkmalen implementiert. Prägnante Merkmale können sowohl für die optische Kameraposebestimmung als auch für die Kalibrierung von Stereokamerasystemen verwendet werden. Für solche Algorithmen ist die Qualität von Merkmalen in Bildern ein entscheidender Faktor. In den letzten Jahren hat sich an dieser Stelle das von D. Lowe 2004 vorgestellte SIFT-Verfahren hervorgetan. Problematisch bei der Anwendung dieses Verfahrens ist seine hohe Komplexität und der daraus resultierende hohe Rechenaufwand. Um das Verfahren zu beschleunigen, wurden bereits mehrere Implementationen veröffentlicht, die teils weiterhin ausschließlich die CPU nutzen, teils neben der CPU auch die GPU zur Berechnung bestimmter Teilbereiche des SIFT verwenden. Diese Implementationen gilt es zu hinterfragen. Ebenso ist die Qualität der Merkmale zu untersuchen, um die Verwendbarkeit von SIFT-Merkmalen für andere Bereiche der Bildverarbeitung gewährleisten zu können. Zur Visualisierung der Ergebnisse wurde eine GUI erstellt.

Implementierung von Superresolution-Verfahren (2007)

Baierl, Leif

In dieser Arbeit werden mehrere Verfahren zur Superresolution, die zwei unterschiedlichen Ansätzen zuzuordnen sind, implementiert und miteinander verglichen. IBP, ein Verfahren, welches der Tomographie ähnelt, stellt den klassischen Ansatz der Superresolution dar. Das Prinzip von IBP ist leicht verständlich und relativ einfach zu implementieren, hat aber den Nachteil, keine eindeutigen Lösungen zu produzieren, da es schwer ist, Vorwissen mit einfließen zu lassen. Bei den statistischen Verfahren erweist es sich als äußerst zeitkritisch, die Systemmatrix M vorzuberechnen. Capel und Zisserman haben beim Maximum-Likelihood-Verfahren eine starke Rauschanfälligkeit festgestellt. Der Vergleich ergibt, dass IBP in punkto Bildqualität Maßstäbe setzt, zumindest bei kaum verrauschten Eingangsbildern und guter Registrierung. Allerdings stellen viele Eingangsbilder wegen des linearen Laufzeitverhaltens ein Problem dar. Die statistischen Verfahren liefern bei stark verrauschten Eingangsbildern bessere Ergebnisse als IBP. Durch viele Eingangsbilder lassen sich diese noch weiter verbessern. Die bei vorberechneten Systemmatrizen nahezu konstante Laufzeit und ihre Robustheit bei Rauschen prädestinieren die statistischen Verfahren für solche Bildserien. Ungenau registrierte Eingangsbilder wiederum führen bei allen Verfahren zu unscharfen Ergebnissen.

Subpixel genaue Bildregistrierung (2007)

Achilles, Sabine

In dieser Arbeit werden jeweils ein Verfahren aus den beiden Bereichen der Bildregistrierung implementiert und beschrieben. Eine direkte und eine merkmalsbasierte Methode werden verglichen und auf ihre Grenzen hin überprüft. Die implementierten Verfahren funktionieren gut und registrieren beide verschiedene Bildserien subpixelgenau. Bei der direkten Methode ist vor allem die Wahl des Transformationsmodells ausschlaggebend. Auch das Einbetten der Methode in eine Gaußpyramidenstruktur hat sich als wichtig herausgestellt. Da die merkmalsbasierte Methode aus verschiedenen Komponenten aufgebaut ist, kann jeder einzelne Schritt durch unterschiedliche Verfahren ausgetauscht werden, so z.B. die Detektion der Merkmale durch Tomasi-Kanade, SIFT oder Moravec. In der direkten Methode kann die Genauigkeit der Ergebnisse zum einen durch den gewählten Schwellwert und zum anderen durch die Anzahl der Pyramidenstufen beeinflusst werden. Bei der merkmalsbasierten Methode wiederum können unterschiedlich viele Merkmale benutzt werden, die einen unterschiedlich hohen Schwellwert besitzen können. Es wird gezeigt, dass beide Methoden zu guten Ergebnissen führen, wenn davon ausgegangen wird, dass die Verschiebung sowie die Rotation gering sind. Bei stärkeren Veränderungen jedoch wird die direkte Methode recht ungenau, während die merkmalsbasierte Methode noch gute Ergebnisse erzielt. An ihre Grenze gerät sie erst, wenn entweder der Bildinhalt sich stark ändert, oder die Rotationen einen Winkel von 20° überschreitet. Beide Verfahren arbeiten also subpixelgenau, können aber unter verschiedenen Voraussetzungen zu Ungenauigkeiten führen. Werden die jeweiligen Probleme der beiden Methoden beachtet und am besten bei der Aufnahme oder vor der Registrierung eliminiert, so können sehr gute Ergebnisse erzielt werden.

Erfassung von personenidentifizierenden Mustern bei Tastatureingaben (2007)

Hermes, Torsten

Seit dem 01. November 2005 ist in Deutschland der neue Reisepass erhältlich. Ein wesentliches Merkmal dieses neuen Passes ist die Einbindung von biometrischen Merkmalen, um den Besitzer des Dokumentes zu verifizieren. In anderen Bereichen, wie zum Beispiel der Abwicklung von Vielfliegern an einem Flughafen, halten ähnliche biometrisch gestützte Verfahren Einzug. Weitere Anwendungsmöglichkeiten wären die Absicherung des eigenen Arbeitsplatzes gegen den Zugriff unbefugter Personen, die Verfolgung von Straftätern oder die Verifikation eines Benutzers innerhalb des Internets. Der Wunsch nach Sicherheit in vielen Sektoren steigt zunehmend. Ein Weg, diese Sicherheit zu bieten, ergibt sich aus den Eigenschaften, die einen Menschen selbst als Unikat auszeichnen. Das Ziel dieser Studienarbeit besteht darin, sich das persönliche Verhalten eines Menschen im Umgang mit einer Tastatur zunutze zu machen, um eine Aussage treffen zu können, inwiefern eine Benutzereingabe mit einer vorher generierten Vergleichseingabe übereinstimmt. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Erstellung eines Programms, welches in der Lage ist, verschiedene Parameter während einer Benutzereingabe zu sammeln, auszuwerten und zu sichern, um den entsprechenden Benutzer zu jeder beliebigen Zeit wieder anhand der abgespeicherten Informationen erkennen zu können. Dabei wird darauf geachtet, dass die entstehende Software auf möglichst vielen bestehenden Systemen ohne größere Probleme angewendet werden kann.

Proceedings 14. Workshop: Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze (2007)

Die Workshop-Reihe 'Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze' wurde 1994 mit dem Ziel initiiert, in der deutschsprachigen Petrinetz-Community den fachlichen Austausch und die inhaltliche Zusammenarbeit zwischen den mit der Entwicklung und Analyse von Algorithmen beschäftigten Arbeitsgruppen und den im Bereich der Implementierung von Werkzeugen tätigen Arbeitsgruppen zu fördern. Der vorliegende Sammelband enthält die Vorträge, die auf dem Workshop präsentiert worden sind. Um auch die Vorstellung von noch unfertigen Ideen oder von in Entwicklung befindlichen Werkzeugen zu ermöglichen, fand wie in den vergangenen Jahren kein formaler Begutachtungsprozess statt. Die eingereichten Beiträge wurden lediglich auf ihre Relevanz für das Workshop-Thema hin geprüft.

System Description: E-KRHyper (2007)

Pelzer, Björn ; Wernhard, Christoph

The E-KRHyper system is a model generator and theorem prover for first-order logic with equality. It implements the new E-hyper tableau calculus, which integrates a superposition-based handling of equality into the hyper tableau calculus. E-KRHyper extends our previous KRHyper system, which has been used in a number of applications in the field of knowledge representation. In contrast to most first order theorem provers, it supports features important for such applications, for example queries with predicate extensions as answers, handling of large sets of uniformly structured input facts, arithmetic evaluation and stratified negation as failure. It is our goal to extend the range of application possibilities of KRHyper by adding equality reasoning.

Hyper tableaux with equality (2007)

Baumgartner, Peter ; Furbach, Ulrich ; Pelzer, Björn

In most theorem proving applications, a proper treatment of equational theories or equality is mandatory. In this paper we show how to integrate a modern treatment of equality in the hyper tableau calculus. It is based on splitting of positive clauses and an adapted version of the superposition inference rule, where equations used for paramodulation are drawn (only) from a set of positive unit clauses, the candidate model. The calculus also features a generic, semantically justified simplification rule which covers many redundancy elimination techniques known from superposition theorem proving. Our main results are soundness and completeness, but we briefly describe the implementation, too.

Spontaneous (WLAN) Guest Access - SpoGA - (2007)

Ehrenstein, Matthias

In Zeiten, in denen ein Notebook so selbstverständlich wie ein Taschenrechner ist und als Arbeitsgerät, oder zur Kommunikation bzw. Recherche im Internet genutzt wird, ist es für Gäste von enormem Vorteil, schnell und unkompliziert einen Zugriff auf die vorhandene Netzinfrastruktur einer gastgebenden Firma zu erlangen. Dies erspart einerseits Arbeitsaufwand von Seiten der Administratoren, bzw. wenn es sich um eine kleinere Firma handelt, die nicht über eine eigene IT-Abteilung verfügt, ermöglicht es, ohne die Dienste von Dritten in Anspruch zu nehmen, einen zeitlich begrenzten Zugang für Gäste. Andererseits lassen sich Kosten für die sonst nötigen Arbeitsschritte einsparen, und die Administratoren können sich ihren eigentlichen Aufgaben widmen. Und das Ganze unabhängig von Arbeits- und Urlaubszeiten, frei von lästigen Formalitäten und ohne Vorlaufzeit, um nur einige der Vorteile gegenüber einer manuellen Freischaltung zu nennen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dabei die Sicherheit der IT-Netzinfrastruktur nicht zu beeinträchtigen. Ein spontaner Zugang sollte zeitlich begrenzt (z.B. für die Dauer einer Veranstaltung) und personenbezogen sein. Genau diese Funktionalität ermöglicht das in diesem Projekt entwickelte SpoGA-System.

Darstellung von Sand durch Partikelsimulation (2007)

Ludwig, Kai

Ziel der vorliegenden Studienarbeit war die Darstellung von Sand. Dabei wurde der Schwerpunkt weniger auf realitätsgetreue Visualisierung gelegt, sondern es wurde primär versucht, den Eindruck von fließendem Sand zu vermitteln. Dieser sollte durch die Simulation von Fließverhalten und Aufschüttung des Sandes erreicht werden. Modelliert werden die einzelnen Körner mithilfe eines Partikelsystems. Da die Simulation von Sand sehr aufwändig ist, sollten für diese Studienarbeit effiziente Datenstrukturen und Algorithmen für die Verwaltung der Sandkörner entwickelt werden. Die Kollisionserkennung ist bei derartigen Datenmengen ebenfalls sehr zeitraubend. Deshalb sollten auch hierfür geeignete Algorithmen erstellt werden. Um die Ergebnisse der Arbeit zu demonstrieren, sollte eine entsprechende, graphisch ansprechende Beispielanwendung implementiert werden.

Demonstrator für Interaktion durch Augenbewegung I (2007)

Lange, Sascha

In dieser Arbeit wurde die Erstellung eines Demonstrators für gaze tracking Systeme beschrieben. Dabei wurde zunächst die Funktionsweise eines gaze trackers beschrieben, sowie auf bereits existierende Anwendungen für Menschen mit körperlicher Behinderung eingegangen. Die Einsatzgebiete für eine Benutzerschnittstelle über die Augen sind vielfältig und bietet noch viel Raum für weitere Anwendungen.

Demonstrator für Interaktion durch Augenbewegung II (2007)

Schaefer, Christoph

Im Rahmen dieser Studienarbeit wird eine Software zur Demonstration der Fähigkeiten eines Gaze Trackers beschrieben und im praktischen Teil auch implementiert. Den Anfang macht ein Überblick über vorhandene Anwendungen an der Universität Koblenz, sowie in der freien Wirtschaft. Anschließend kommt die Sprache auf die Funktionalität des Cursors, der Klicks anhand einer Dwell Time ermittelt und im gesamten Programm einsetzbar ist. Dazu werden verschiedene Optimierungen vorgestellt und mathematisch hergeleitet.

Interaktion von Bild und Ton - "BildKlang" (2007)

Heiß, Anabell

Ziel der Arbeit war es, ein audiovisuelles System aufzubauen, das die Interaktion mit Bild und Ton ermöglicht und die Natur der synästhetischen Wahrnehmung nutzt. Seit der Antike beschäftigen sich Menschen mit der Frage nach dem Zusammenhang und der Verwandtschaft von Tönen und visuellen Elementen wie Farben oder geometrischen Formen. Welches Bild baut sich beim Hören von Musik mit Hilfe der synästhetischen Wahrnehmung in unserer Vorstellung auf? Ein Musikstück kann "weich" oder "kantig" klingen, ein Klang wird als "warm" oder "kühl" empfunden. Die Umkehr dieser Frage stellt die Grundlage dieser Studienarbeit dar: Welchen Klang erzeugt ein Bild?

Realisierung einer eigenständigen Trackingbibliothek auf der Basis des ARToolkit und des ARToolkitPlus (2007)

Brümmer, Martina

Die Idee, die dieser Arbeit zugrunde liegt, ist es, die Augmented Reality auch in anderen Bereichen voranzutreiben. In der Filmindustrie beispielsweise behilft man sich schon seit langem mit sowohl virtuellen als auch realen Methoden (computergestützten Visualisierungen, Miniatur-Kulissen), um eine Vorvisualisierung der Dreharbeiten zu erhalten, welche zur Planung des Arbeitsablaufs verwendet werden können. Die Idee liegt hierbei darin, dass durch ein Werkzeug, welches sich der Augmented Reality bedient, zum Beispiel Belichtungsverhältnisse bereits im Voraus ausgetestet werden könnten, oder der Kameramann seine Einstellungen proben kann. So können hierfür mitunter virtuelle Objekte in eine Miniaturszene eingeblendet werden, mit denen die realen Voraussetzungen des Drehorts nachgeahmt werden. Um diese Vorstellung von einem Werkzeug für die Filmindustrie zu ermöglichen, wird ein gutes und stabiles Tracking benötigt, das die nötigen Eigenschaften zur Verfügung stellt. Um ein solches Trackingsystem geht es in dieser Studienarbeit.

Schnelle Prototypenentwicklung für Augmented Reality (2007)

Anhenn, Jens

Der Schwerpunkt dieser Arbeit soll auf der schnellen sowie einfachen Umsetzung eigener Ideen von AR-Anwendungen liegen. Damit ein gewisser zeitlicher Rahmen bei der Umsetzung nicht überschritten wird, wurden Lösungen, die eine große Einarbeitungszeit oder fundierte Kenntnisse einer oder mehrer Programmiersprachen erfordern, nicht genauer betrachtet. Unter einer einfachen Umsetzung ist nicht zuletzt auch zu verstehen, dass diese auch dem Kreis der nicht-professionellen Anwender möglich sein soll. Dies beinhaltet, dass das gesuchte Programm auf normalen dem durchschnittlichen derzeitigen Stand der Technik entsprechenden Computersystemen lauffähig sein sollte. Auch wurden kommerzielle Produkte außer Acht gelassen, da die oft nicht unerheblichen Kosten einer nicht-professionellen Nutzung im Wege stehen.

Szenarienübergreifende Systematisierung von Mobile Ticketing Systemen (2007)

Cwienczek, Agnes

Mit dieser Arbeit werden die folgenden Ziele verfolgt: Eine repräsentative Auswahl und Sammlung von Beispielen für Mobile Ticketing Systeme (insbesondere aus dem deutschsprachigen Raum) zu recherchieren, die sich im praktischen Einsatz befinden. Eine Zusammenstellung sinnvoller Kategorien (Charakteristika) zu erarbeiten, anhand derer sich Mobile Ticketing Systeme unterscheiden oder strukturieren lassen. Eine Gegenüberstellung der Beispiele und Kategorien zu erstellen, um zu untersuchen, welche typischen Klassen bei Mobile Ticketing Systemen identifiziert werden können.

Erweiterte Integration von USARSim in die Robbie-Architektur (2007)

Holzhäuser, Dennis

Ziel dieser Arbeit ist die erweiterte Modellierung des Rettungsroboters "Robbie" in der USARSim Simulationsumbegung. Es soll zusätzlich zu den bestehenden Sonarsensoren und dem Laserscanner, ein Wärmesensor angebunden werden, der Wärmebilder an die entsprechenden Robbie-Module liefert. Der bisherige 2D Laserscanner ist so zu modifizieren, dass er 3D Laserdaten erzeugt und an die Robbie-Software weiterleitet. Um die Simulation möglichst Wirklichkeitsgetreu zu gestalten, sind realitätsnahe, verrauschte Daten zu erzeugen. Ferner soll die Effizienz der Simulation getestet werden. Dazu ist mittels einer Evaluation zu untersuchen, wie das Verhalten des simulierten Roboters, im Bezug zum realen Verhalten des Roboters steht. Ein weiteres, größeres Problem stellt die Bereitstellung von Stereobildern aus der Simulationsumgebung dar. Ein spezieller Kameraserver soll installiert und in Betrieb genommen werden. Die Umwandlung der so erzeugten Bilder, in ein geeignetes Format, und deren Weiterleitung an die Robbie-GUI, ist ebenfalls zu implementieren.

CAMPUS NEWS - an intelligent Bluetooth-based mobile information network (2007)

Furbach, Ulrich ; Maron, Markus ; Read, Kevin

In this paper we describe a network for distributing personalized Information in a metropolitan area. We discuss the system architecture of our Bluetooth-based information system as well as the reasoning process that fits users" needs with potential messages. We furthermore present our findings on parallelizing Bluetooth connection setup and performance.

CAMPUS NEWS - an information network for pervasive universities (2007)

Furbach, Ulrich ; Maron, Markus ; Read, Kevin

In this paper we describe a network for distributing personalized information within a pervasive university. We discuss the system architecture of our Bluetooth-based CampusNews-system, both, from the administrator and the user viewpoint. We furthermore present first statistical data about the usage of the partial installation at the Koblenz campus together with an outlook to future work.

Modularität als alternative Technologie- und Innovationsstrategie (2007)

Schaarschmidt, Mario ; Korflesch, Harald F. O. von

The impact of innovation in order to secure a company- existence is increasing. Especially in the field of information and communication systems, modified conditions, reduced product life cycles (in some markets e.g. in the software market down to a few months), and increased competition force many companies to adapt their innovation speed. Long-term profit will just be obtained by those companies that will manage to consolidate or further to enlarge their competitive position with technological innovation. The increasing relevance of new developments requires a separate treatment of technological innovations and demands for a technology and innovation management. Not every innovation is thereby a result of a single, spontaneous idea. Many innovations evolve from the integration or combination of already existing technologies. Especially in markets with insignificant growing rates, this kind of innovation is quite important. The purpose of this article is a case-oriented identification of existing deficiencies within established recommendations for a strategic technology and innovation management and the discussion about the role of modularity and technology integration as an alternative way to innovate.

Finite automata on unranked and unordered DAGs (2007)

Priese, Lutz

We introduce linear expressions for unrestricted dags (directed acyclic graphs) and finite deterministic and nondeterministic automata operating on them. Those dag automata are a conservative extension of the Tu,u-automata of Courcelle on unranked, unordered trees and forests. Several examples of dag languages acceptable and not acceptable by dag automata and some closure properties are given.

Integration eines Skriptes in das Wiki-System der Arbeitsgruppe Softwareergonomie (2007)

Albayrak, Vahide

Evaluation von Lenkassistenzsystemen und Simulatoren für Fahrzeuge mit Anhänger (2007)

Kippert, Tobias

Das in der Arbeitsgruppe Echtzeitsysteme im Projekt EZlenk entwickelte optische Lenkassistenzsystem zur Unterstützung der Rückwärtsfahrt von Fahrzeugen mit Anhänger soll im Rahmen dieser Studienarbeit auf seine Alltagstauglichkeit getestet werden. Ferner wurden die Implementierungen des Lenkassistenzsystems auf einem Fahrsimulator und einer PC-Version von Probanden evaluiert. Hierbei sollen mithilfe von Berufskraftfahrern, Fahrlehrern und Laien Schwachstellen, Stärken, genereller Nutzen, eventuelle Verbesserungsmöglichkeiten, Realitätsnähe und Auwirkungen auf den Fahrer bzw. Benutzer sowohl im Fahrsimulator als auch in der PC-Version herausgefunden werden unter Zugrundelegung der anerkannten Kriterien Effizienz, Effektivität und Zufriedenheit. Außerdem werden beide Implementierungsarten des Simulators sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung des Lenkassistenzsystems im Hinblick auf die Alltagstauglichkeit für die Kraftfahrerausbildung in Fahrschulen diskutiert.

Development of a virtual game of billiards (2007)

Herschbach, Andreas

Ziel dieser Studienarbeit ist es, eine physikalisch korrekte Billardsimulation zu entwickeln. Priorität liegt hier in der Entwicklung einer Physik-Engine, damit das Spielgefühl eines echten Billardspiels möglichst realistisch auf den Bildschirm übertragen werden kann. Hierzu gehören u.a. die Wechselwirkungen der sich bewegenden Kugeln untereinander sowie die Umsetzung von Effet (das dezentrale Anspielen der Kugel, um die Laufrichtung zu beeinflussen). Des weiteren wird eine möglichst intuitive Steuerung implementiert, die sowohl eine Rotierung um den Tisch bzw. um eine Kugel als auch einfaches Zoomen, die Festlegung des Anspielpunktes auf der weißen Kugel, den Neigungswinkel des Queues und eine Regulierung der Stoßkraft ermöglicht. Außerdem wird eine möglichst maßstabsgetreue Modellierung eines Billardtisches, des Queues und der Kugeln sowie eine passende Texturierung benötigt. Bei den verschiedenen Kollisionen (Queue - Kugel, Kugel - Kugel, Kugel - Bande, einlochen) sollen außerdem passende Soundeffekte eingebaut werden. Das Spiel soll neben einem einfachen Trainingsmodus auch die verschiedenen Spielarten des klassischen Pool-Billards unterstützen, also selbstständig Punkte zählen, Fouls berücksichtigen, Spielerwechsel ankündigen und schließlich auch den Sieger bekannt geben.

Probability propagation nets (2007)

Lautenbach, Kurt ; Pinl, Alexander

A class of high level Petri nets, called "probability propagation nets", is introduced which is particularly useful for modeling probability and evidence propagation. These nets themselves are well suited to represent the probabilistic Horn abduction, whereas specific foldings of them will be used for representing the flows of probabilities and likelihoods in Bayesian networks.

SOA-Security (2007)

Grimm, Rüdiger ; Mehr, Farid ; Meletiadou, Anastasia ; Pähler, Daniel ; Uerz, Ilka

This paper is a part of the ASG project (Adaptive Services Grid) and addresses some IT security issues of service oriented architectures. It defines a service-oriented security concept, it explores the SOA security challenge, it describes the existing WS-Security standard, and it undertakes a first step into a survey on best practice examples. In particular, the ASG middleware platform technology (JBossWS) is analyzed with respect to its ability to handle security functions.

Tableaux between proving, projection and compilation (2007)

Wernhard, Christoph

Generalized methods for automated theorem proving can be used to compute formula transformations such as projection elimination and knowledge compilation. We present a framework based on clausal tableaux suited for such tasks. These tableaux are characterized independently of particular construction methods, but important features of empirically successful methods are taken into account, especially dependency directed backjumping and branch local operation. As an instance of that framework an adaption of DPLL is described. We show that knowledge compilation methods can be essentially improved by weaving projection elimination partially into the compilation phase.

Knowledge compilation for description logics (2007)

Furbach, Ulrich ; Obermaier, Claudia

Knowledge compilation is a common technique for propositional logic knowledge bases. The idea is to transform a given knowledge base into a special normal form ([MR03],[DH05]), for which queries can be answered efficiently. This precompilation step is very expensive but it only has to be performed once. We propose to apply this technique to knowledge bases defined in Description Logics. For this, we introduce a normal form, called linkless concept descriptions, for ALC concepts. Further we present an algorithm, based on path dissolution, which can be used to transform a given concept description into an equivalent linkless concept description. Finally we discuss a linear satisfiability test as well as a subsumption test for linkless concept descriptions.

TwoUse: Integrating UML models and OWL ontologies (2007)

Parreiras, Fernando Silva ; Staab, Steffen ; Winter, Andreas

UML models and OWL ontologies constitute modeling approaches with different strength and weaknesses that make them appropriate for use of specifying different aspects of software systems. In particular, OWL ontologies are well suited to specify classes using an expressive logical language with highly flexible, dynamic and polymorphic class membership, while UML diagrams are much more suitable for specifying not only static models including classes and associations, but also dynamic behavior. Though MOF based metamodels and UML profiles for OWL have been proposed in the past, an integrated use of both modeling approaches in a coherent framework has been lacking so far. We present such a framework, TwoUse, for developing integrated models, comprising the benefits of UML models and OWL ontologies

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