@article{ZieheKawanabeHarmeling2004,
author = {Ziehe, Andreas and Kawanabe, Motoaki and Harmeling, Stefan},
title = {Blind separation of post-nonlinear mixtures using linearizing transformations and temporal decorrelation},
issn = {1532-4435},
year = {2004},
abstract = {We propose two methods that reduce the post-nonlinear blind source separation problem (PNL-BSS) to a linear BSS problem. The first method is based on the concept of maximal correlation: we apply the alternating conditional expectation (ACE) algorithm-a powerful technique from nonparametric statistics-to approximately invert the componentwise nonlinear functions. The second method is a Gaussianizing transformation, which is motivated by the fact that linearly mixed signals before nonlinear transformation are approximately Gaussian distributed. This heuristic, but simple and efficient procedure works as good as the ACE method. Using the framework provided by ACE, convergence can be proven. The optimal transformations obtained by ACE coincide with the sought-after inverse functions of the nonlinearitics. After equalizing the nonlinearities, temporal decorrelation separation (TDSEP) allows us to recover the source signals. Numerical simulations testing "ACE-TD" and "Gauss-TD" on realistic examples are performed with excellent results},
language = {en}
}
@book{Kuhrmann2003,
author = {Kuhrmann, Marco},
title = {Analyse und Aufbereitung der Framework Class Library am Beispiel PMS},
series = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
volume = {2003, 3},
journal = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
publisher = {Univ.},
address = {Potsdam},
issn = {0946-7580},
pages = {49 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@book{ZendlerSteipe2003,
author = {Zendler, Andreas and Steipe, Boris},
title = {Integrationstechnologien f{\"u}r die life science-informatik (State-of-the-art-report)},
series = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
volume = {2003, 2},
journal = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
publisher = {Univ.},
address = {Potsdam},
issn = {0946-7580},
pages = {38 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@book{Calame2003,
author = {Calame, Jens R.},
title = {Considerations on object oriented software testing},
series = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
volume = {2003, 4},
journal = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
publisher = {Univ.},
address = {Potsdam},
issn = {0946-7580},
pages = {71 S.},
year = {2003},
language = {en}
}
@book{ZendlerSchmidtKrueger2003,
author = {Zendler, Andreas and Schmidt, Silke and Kr{\"u}ger, Klaus},
title = {Komponentenorientierte Softwareentwicklungstechniken},
series = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
volume = {2003, 1},
journal = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
publisher = {Univ.},
address = {Potsdam},
issn = {0946-7580},
pages = {55 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@article{Linke2003,
author = {Linke, Thomas},
title = {Suitable graphs for answer set programming},
issn = {1613-0073},
year = {2003},
language = {en}
}
@phdthesis{Reinke2003,
author = {Reinke, Thomas},
title = {Architekturbasierte Konstruktion von Multiagentensystemen},
pages = {166 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@phdthesis{Otscheretnij2003,
author = {Otscheretnij, Vitalij},
title = {Entwurf von fehlertoleranten kompinatorischen Schaltungen},
pages = {80 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@phdthesis{Dmitriev2003,
author = {Dmitriev, Alexej},
title = {Anwendung alternierender Signale zum Entwurf von Fehlererkennungsschaltungen und Kompaktoren},
pages = {97 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@book{Dietze2003,
author = {Dietze, Stefan},
title = {Formalisierte Darstellung generalisierter Softwareentwicklungsprozesse im Kontext von Open Source Software},
series = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
volume = {2003, 9},
journal = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
publisher = {Univ.},
address = {Potsdam},
issn = {0946-7580},
pages = {132 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@book{Dietze2003,
author = {Dietze, Stefan},
title = {Metamodell zur Analyse und formalisierten Modellierung von Softwareentwicklungsprozessen},
series = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
volume = {2003, 7},
journal = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
publisher = {Univ.},
address = {Potsdam},
issn = {0946-7580},
pages = {36 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@book{MeyerKulisch2003,
author = {Meyer, Harald and Kulisch, Marian},
title = {Ein experimenteller Vergleich objekt-orientierter und funktionaler Analysetechniken},
series = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
volume = {2003, 6},
journal = {Preprint / Universit{\"a}t Potsdam, Institut f{\"u}r Informatik},
publisher = {Univ.},
address = {Potsdam},
issn = {0946-7580},
pages = {17 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@article{Linke2003,
author = {Linke, Thomas},
title = {Using nested logic programs for answer set programming},
issn = {1613-0073},
year = {2003},
language = {en}
}
@book{OPUS4-15966,
title = {Grundfragen multimedialer Lehre : Tagungsband des 1. Workshops GML2003 10. - 11. M{\"a}rz 2003 an der Universit{\"a}t Potsdam},
editor = {Schwill, Andreas},
publisher = {Univ. Lehrstuhl f{\"u}r Didaktik der Informatik},
address = {Potsdam},
isbn = {3-8330-0761-3},
pages = {208 S.},
year = {2003},
language = {de}
}
@phdthesis{Frank2003,
author = {Frank, Keller},
title = {{\"U}ber die Rolle von Architekturbeschreibungen im Software-Entwicklungsprozess},
pages = {X, 160 S. : graph. Darst.},
year = {2003},
language = {de}
}
@article{AngerKonczakLinke2002,
author = {Anger, Christian and Konczak, Kathrin and Linke, Thomas},
title = {NoMoRe: A system for non-monotonic reasoning with logic programs under answer set semantics},
isbn = {3-540-42254-4},
year = {2002},
language = {en}
}
@article{LinkeAngerKonczak2002,
author = {Linke, Thomas and Anger, Christian and Konczak, Kathrin},
title = {More on nomore},
isbn = {3-540-44190-5},
year = {2002},
language = {en}
}
@phdthesis{Raetsch2001,
author = {R{\"a}tsch, Gunnar},
title = {Robust boosting via convex optimization},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000399},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2001},
abstract = {In dieser Arbeit werden statistische Lernprobleme betrachtet. Lernmaschinen extrahieren Informationen aus einer gegebenen Menge von Trainingsmustern, so daß sie in der Lage sind, Eigenschaften von bisher ungesehenen Mustern - z.B. eine Klassenzugeh{\"o}rigkeit - vorherzusagen. Wir betrachten den Fall, bei dem die resultierende Klassifikations- oder Regressionsregel aus einfachen Regeln - den Basishypothesen - zusammengesetzt ist. Die sogenannten Boosting Algorithmen erzeugen iterativ eine gewichtete Summe von Basishypothesen, die gut auf ungesehenen Mustern vorhersagen. Die Arbeit behandelt folgende Sachverhalte: o Die zur Analyse von Boosting-Methoden geeignete Statistische Lerntheorie. Wir studieren lerntheoretische Garantien zur Absch{\"a}tzung der Vorhersagequalit{\"a}t auf ungesehenen Mustern. K{\"u}rzlich haben sich sogenannte Klassifikationstechniken mit großem Margin als ein praktisches Ergebnis dieser Theorie herausgestellt - insbesondere Boosting und Support-Vektor-Maschinen. Ein großer Margin impliziert eine hohe Vorhersagequalit{\"a}t der Entscheidungsregel. Deshalb wird analysiert, wie groß der Margin bei Boosting ist und ein verbesserter Algorithmus vorgeschlagen, der effizient Regeln mit maximalem Margin erzeugt. o Was ist der Zusammenhang von Boosting und Techniken der konvexen Optimierung? Um die Eigenschaften der entstehenden Klassifikations- oder Regressionsregeln zu analysieren, ist es sehr wichtig zu verstehen, ob und unter welchen Bedingungen iterative Algorithmen wie Boosting konvergieren. Wir zeigen, daß solche Algorithmen benutzt werden koennen, um sehr große Optimierungsprobleme mit Nebenbedingungen zu l{\"o}sen, deren L{\"o}sung sich gut charakterisieren laesst. Dazu werden Verbindungen zum Wissenschaftsgebiet der konvexen Optimierung aufgezeigt und ausgenutzt, um Konvergenzgarantien f{\"u}r eine große Familie von Boosting-{\"a}hnlichen Algorithmen zu geben. o Kann man Boosting robust gegen{\"u}ber Meßfehlern und Ausreissern in den Daten machen? Ein Problem bisheriger Boosting-Methoden ist die relativ hohe Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber Messungenauigkeiten und Meßfehlern in der Trainingsdatenmenge. Um dieses Problem zu beheben, wird die sogenannte 'Soft-Margin' Idee, die beim Support-Vector Lernen schon benutzt wird, auf Boosting {\"u}bertragen. Das f{\"u}hrt zu theoretisch gut motivierten, regularisierten Algorithmen, die ein hohes Maß an Robustheit aufweisen. o Wie kann man die Anwendbarkeit von Boosting auf Regressionsprobleme erweitern? Boosting-Methoden wurden urspr{\"u}nglich f{\"u}r Klassifikationsprobleme entwickelt. Um die Anwendbarkeit auf Regressionsprobleme zu erweitern, werden die vorherigen Konvergenzresultate benutzt und neue Boosting-{\"a}hnliche Algorithmen zur Regression entwickelt. Wir zeigen, daß diese Algorithmen gute theoretische und praktische Eigenschaften haben. o Ist Boosting praktisch anwendbar? Die dargestellten theoretischen Ergebnisse werden begleitet von Simulationsergebnissen, entweder, um bestimmte Eigenschaften von Algorithmen zu illustrieren, oder um zu zeigen, daß sie in der Praxis tats{\"a}chlich gut funktionieren und direkt einsetzbar sind. Die praktische Relevanz der entwickelten Methoden wird in der Analyse chaotischer Zeitreihen und durch industrielle Anwendungen wie ein Stromverbrauch-{\"U}berwachungssystem und bei der Entwicklung neuer Medikamente illustriert.},
language = {en}
}
@phdthesis{Dornhege2006,
author = {Dornhege, Guido},
title = {Increasing information transfer rates for brain-computer interfacing},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7690},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2006},
abstract = {The goal of a Brain-Computer Interface (BCI) consists of the development of a unidirectional interface between a human and a computer to allow control of a device only via brain signals. While the BCI systems of almost all other groups require the user to be trained over several weeks or even months, the group of Prof. Dr. Klaus-Robert M{\"u}ller in Berlin and Potsdam, which I belong to, was one of the first research groups in this field which used machine learning techniques on a large scale. The adaptivity of the processing system to the individual brain patterns of the subject confers huge advantages for the user. Thus BCI research is considered a hot topic in machine learning and computer science. It requires interdisciplinary cooperation between disparate fields such as neuroscience, since only by combining machine learning and signal processing techniques based on neurophysiological knowledge will the largest progress be made. In this work I particularly deal with my part of this project, which lies mainly in the area of computer science. I have considered the following three main points: Establishing a performance measure based on information theory: I have critically illuminated the assumptions of Shannon's information transfer rate for application in a BCI context. By establishing suitable coding strategies I was able to show that this theoretical measure approximates quite well to what is practically achieveable. Transfer and development of suitable signal processing and machine learning techniques: One substantial component of my work was to develop several machine learning and signal processing algorithms to improve the efficiency of a BCI. Based on the neurophysiological knowledge that several independent EEG features can be observed for some mental states, I have developed a method for combining different and maybe independent features which improved performance. In some cases the performance of the combination algorithm outperforms the best single performance by more than 50 \%. Furthermore, I have theoretically and practically addressed via the development of suitable algorithms the question of the optimal number of classes which should be used for a BCI. It transpired that with BCI performances reported so far, three or four different mental states are optimal. For another extension I have combined ideas from signal processing with those of machine learning since a high gain can be achieved if the temporal filtering, i.e., the choice of frequency bands, is automatically adapted to each subject individually. Implementation of the Berlin brain computer interface and realization of suitable experiments: Finally a further substantial component of my work was to realize an online BCI system which includes the developed methods, but is also flexible enough to allow the simple realization of new algorithms and ideas. So far, bitrates of up to 40 bits per minute have been achieved with this system by absolutely untrained users which, compared to results of other groups, is highly successful.},
subject = {Kybernetik},
language = {en}
}
@phdthesis{Scholz2006,
author = {Scholz, Matthias},
title = {Approaches to analyse and interpret biological profile data},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7839},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2006},
abstract = {Advances in biotechnologies rapidly increase the number of molecules of a cell which can be observed simultaneously. This includes expression levels of thousands or ten-thousands of genes as well as concentration levels of metabolites or proteins. Such Profile data, observed at different times or at different experimental conditions (e.g., heat or dry stress), show how the biological experiment is reflected on the molecular level. This information is helpful to understand the molecular behaviour and to identify molecules or combination of molecules that characterise specific biological condition (e.g., disease). This work shows the potentials of component extraction algorithms to identify the major factors which influenced the observed data. This can be the expected experimental factors such as the time or temperature as well as unexpected factors such as technical artefacts or even unknown biological behaviour. Extracting components means to reduce the very high-dimensional data to a small set of new variables termed components. Each component is a combination of all original variables. The classical approach for that purpose is the principal component analysis (PCA). It is shown that, in contrast to PCA which maximises the variance only, modern approaches such as independent component analysis (ICA) are more suitable for analysing molecular data. The condition of independence between components of ICA fits more naturally our assumption of individual (independent) factors which influence the data. This higher potential of ICA is demonstrated by a crossing experiment of the model plant Arabidopsis thaliana (Thale Cress). The experimental factors could be well identified and, in addition, ICA could even detect a technical artefact. However, in continuously observations such as in time experiments, the data show, in general, a nonlinear distribution. To analyse such nonlinear data, a nonlinear extension of PCA is used. This nonlinear PCA (NLPCA) is based on a neural network algorithm. The algorithm is adapted to be applicable to incomplete molecular data sets. Thus, it provides also the ability to estimate the missing data. The potential of nonlinear PCA to identify nonlinear factors is demonstrated by a cold stress experiment of Arabidopsis thaliana. The results of component analysis can be used to build a molecular network model. Since it includes functional dependencies it is termed functional network. Applied to the cold stress data, it is shown that functional networks are appropriate to visualise biological processes and thereby reveals molecular dynamics.},
subject = {Bioinformatik},
language = {en}
}
@phdthesis{Weigend2007,
author = {Weigend, Michael},
title = {Intuitive Modelle der Informatik},
publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
address = {Potsdam},
isbn = {978-3-940793-08-9},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15787},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
pages = {331},
year = {2007},
abstract = {Intuitive Modelle der Informatik sind gedankliche Vorstellungen {\"u}ber informatische Konzepte, die mit subjektiver Gewissheit verbunden sind. Menschen verwenden sie, wenn sie die Arbeitsweise von Computerprogrammen nachvollziehen oder anderen erkl{\"a}ren, die logische Korrektheit eines Programms pr{\"u}fen oder in einem kreativen Prozess selbst Programme entwickeln. Intuitive Modelle k{\"o}nnen auf verschiedene Weise repr{\"a}sentiert und kommuniziert werden, etwa verbal-abstrakt, durch ablauf- oder strukturorientierte Abbildungen und Filme oder konkrete Beispiele. Diskutiert werden in dieser Arbeit grundlegende intuitive Modelle f{\"u}r folgende inhaltliche Aspekte einer Programmausf{\"u}hrung: Allokation von Aktivit{\"a}t bei einer Programmausf{\"u}hrung, Benennung von Entit{\"a}ten, Daten, Funktionen, Verarbeitung, Kontrollstrukturen zur Steuerung von Programml{\"a}ufen, Rekursion, Klassen und Objekte. Mit Hilfe eines Systems von Online-Spielen, der Python Visual Sandbox, werden die psychische Realit{\"a}t verschiedener intuitiver Modelle bei Programmieranf{\"a}ngern nachgewiesen und fehlerhafte Anwendungen (Fehlvorstellungen) identifiziert.},
language = {de}
}
@misc{Trapp2007,
type = {Master Thesis},
author = {Trapp, Matthias},
title = {Analysis and exploration of virtual 3D city models using 3D information lenses},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-13930},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2007},
abstract = {This thesis addresses real-time rendering techniques for 3D information lenses based on the focus \& context metaphor. It analyzes, conceives, implements, and reviews its applicability to objects and structures of virtual 3D city models. In contrast to digital terrain models, the application of focus \& context visualization to virtual 3D city models is barely researched. However, the purposeful visualization of contextual data of is extreme importance for the interactive exploration and analysis of this field. Programmable hardware enables the implementation of new lens techniques, that allow the augmentation of the perceptive and cognitive quality of the visualization compared to classical perspective projections. A set of 3D information lenses is integrated into a 3D scene-graph system: • Occlusion lenses modify the appearance of virtual 3D city model objects to resolve their occlusion and consequently facilitate the navigation. • Best-view lenses display city model objects in a priority-based manner and mediate their meta information. Thus, they support exploration and navigation of virtual 3D city models. • Color and deformation lenses modify the appearance and geometry of 3D city models to facilitate their perception. The presented techniques for 3D information lenses and their application to virtual 3D city models clarify their potential for interactive visualization and form a base for further development.},
language = {en}
}
@misc{Piesker2007,
type = {Master Thesis},
author = {Piesker, Bj{\"o}rn},
title = {Constraint-basierte Generierung realit{\"a}tsnaher Eisenbahnnetze},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15325},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2007},
abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Applikation, welche Infrastrukturdaten {\"u}ber Eisenbahnnetze generiert. Dabei bildet die Erzeugung der topologischen Informationen den Schwerpunkt dieser Arbeit. Der Anwender charakterisiert hierf{\"u}r vorab das gew{\"u}nschte Eisenbahnnetz, wobei die geforderten Eigenschaften die Randbedingungen darstellen, die bei der Synthese zu beachten sind. Zur Einhaltung dieser Bedingungen wird die Constraint-Programmierung eingesetzt, welche durch ihr spezielles Programmierparadigma konsistente L{\"o}sungen effizient erzeugt. Dies wird u.a. durch die Nachnutzung so genannter globaler Constraints erreicht. Aus diesem Grund wird insbesondere auf den Einsatz der Constraint-Programmierung bei der Modellierung und Implementierung der Applikation eingegangen.},
language = {de}
}
@misc{Kirchner2007,
type = {Master Thesis},
author = {Kirchner, Peter},
title = {Verteilte Autorisierung innerhalb von Single Sign-On-Umgebungen : Analyse, Architektur und Implementation eines Frameworks f{\"u}r verteilte Autorisierung in einer ADFS-Umgebung},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-22289},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2007},
abstract = {Aktuelle Softwaresysteme erlauben die verteilte Authentifizierung von Benutzern {\"u}ber Ver-zeichnisdienste, die sowohl im Intranet als auch im Extranet liegen und die {\"u}ber Dom{\"a}nen-grenzen hinweg die Kooperation mit Partnern erm{\"o}glichen. Der n{\"a}chste Schritt ist es nun, die Autorisierung ebenfalls aus der lokalen Anwendung auszulagern und diese extern durchzu-f{\"u}hren - vorzugsweise unter dem Einfluss der Authentifizierungspartner. Basierend auf der Analyse des State-of-the-Art wird in dieser Arbeit ein Framework vorges-tellt, das die verteilte Autorisierung von ADFS (Active Directory Federation Services) authenti-fizierten Benutzern auf Basis ihrer Gruppen oder ihrer pers{\"o}nlichen Identit{\"a}t erm{\"o}glicht. Es wird eine prototypische Implementation mit Diensten entwickelt, die f{\"u}r authentifizierte Be-nutzer Autorisierungsanfragen extern delegieren, sowie ein Dienst, der diese Autorisierungs-anfragen verarbeitet. Zus{\"a}tzlich zeigt die Arbeit eine Integration dieses Autorisierungs-Frameworks in das .NET Framework, um die praxistaugliche Verwendbarkeit in einer aktuel-len Entwicklungsumgebung zu demonstrieren. Abschließend wird ein Ausblick auf weitere Fragestellungen und Folgearbeiten gegeben.},
language = {de}
}
@phdthesis{Blum2010,
author = {Blum, Niklas},
title = {Formalization of a converged internet and telecommunications service environment},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-51146},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2010},
abstract = {The programmable network envisioned in the 1990s within standardization and research for the Intelligent Network is currently coming into reality using IPbased Next Generation Networks (NGN) and applying Service-Oriented Architecture (SOA) principles for service creation, execution, and hosting. SOA is the foundation for both next-generation telecommunications and middleware architectures, which are rapidly converging on top of commodity transport services. Services such as triple/quadruple play, multimedia messaging, and presence are enabled by the emerging service-oriented IPMultimedia Subsystem (IMS), and allow telecommunications service providers to maintain, if not improve, their position in the marketplace. SOA becomes the de facto standard in next-generation middleware systems as the system model of choice to interconnect service consumers and providers within and between enterprises. We leverage previous research activities in overlay networking technologies along with recent advances in network abstraction, service exposure, and service creation to develop a paradigm for a service environment providing converged Internet and Telecommunications services that we call Service Broker. Such a Service Broker provides mechanisms to combine and mediate between different service paradigms from the two domains Internet/WWW and telecommunications. Furthermore, it enables the composition of services across these domains and is capable of defining and applying temporal constraints during creation and execution time. By adding network-awareness into the service fabric, such a Service Broker may also act as a next generation network-to-service element allowing the composition of crossdomain and cross-layer network and service resources. The contribution of this research is threefold: first, we analyze and classify principles and technologies from Information Technologies (IT) and telecommunications to identify and discuss issues allowing cross-domain composition in a converging service layer. Second, we discuss service composition methods allowing the creation of converged services on an abstract level; in particular, we present a formalized method for model-checking of such compositions. Finally, we propose a Service Broker architecture converging Internet and Telecom services. This environment enables cross-domain feature interaction in services through formalized obligation policies acting as constraints during service discovery, creation, and execution time.},
language = {en}
}
@phdthesis{Brauer2010,
author = {Brauer, Falk},
title = {Extraktion und Identifikation von Entit{\"a}ten in Textdaten im Umfeld der Enterprise Search},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-51409},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2010},
abstract = {Die automatische Informationsextraktion (IE) aus unstrukturierten Texten erm{\"o}glicht v{\"o}llig neue Wege, auf relevante Informationen zuzugreifen und deren Inhalte zu analysieren, die weit {\"u}ber bisherige Verfahren zur Stichwort-basierten Dokumentsuche hinausgehen. Die Entwicklung von Programmen zur Extraktion von maschinenlesbaren Daten aus Texten erfordert jedoch nach wie vor die Entwicklung von dom{\"a}nenspezifischen Extraktionsprogrammen. Insbesondere im Bereich der Enterprise Search (der Informationssuche im Unternehmensumfeld), in dem eine große Menge von heterogenen Dokumenttypen existiert, ist es oft notwendig ad-hoc Programm-module zur Extraktion von gesch{\"a}ftsrelevanten Entit{\"a}ten zu entwickeln, die mit generischen Modulen in monolithischen IE-Systemen kombiniert werden. Dieser Umstand ist insbesondere kritisch, da potentiell f{\"u}r jeden einzelnen Anwendungsfall ein von Grund auf neues IE-System entwickelt werden muss. Die vorliegende Dissertation untersucht die effiziente Entwicklung und Ausf{\"u}hrung von IE-Systemen im Kontext der Enterprise Search und effektive Methoden zur Ausnutzung bekannter strukturierter Daten im Unternehmenskontext f{\"u}r die Extraktion und Identifikation von gesch{\"a}ftsrelevanten Entit{\"a}ten in Doku-menten. Grundlage der Arbeit ist eine neuartige Plattform zur Komposition von IE-Systemen auf Basis der Beschreibung des Datenflusses zwischen generischen und anwendungsspezifischen IE-Modulen. Die Plattform unterst{\"u}tzt insbesondere die Entwicklung und Wiederverwendung von generischen IE-Modulen und zeichnet sich durch eine h{\"o}here Flexibilit{\"a}t und Ausdrucksm{\"a}chtigkeit im Vergleich zu vorherigen Methoden aus. Ein in der Dissertation entwickeltes Verfahren zur Dokumentverarbeitung interpretiert den Daten-austausch zwischen IE-Modulen als Datenstr{\"o}me und erm{\"o}glicht damit eine weitgehende Parallelisierung von einzelnen Modulen. Die autonome Ausf{\"u}hrung der Module f{\"u}hrt zu einer wesentlichen Beschleu-nigung der Verarbeitung von Einzeldokumenten und verbesserten Antwortzeiten, z. B. f{\"u}r Extraktions-dienste. Bisherige Ans{\"a}tze untersuchen lediglich die Steigerung des durchschnittlichen Dokumenten-durchsatzes durch verteilte Ausf{\"u}hrung von Instanzen eines IE-Systems. Die Informationsextraktion im Kontext der Enterprise Search unterscheidet sich z. B. von der Extraktion aus dem World Wide Web dadurch, dass in der Regel strukturierte Referenzdaten z. B. in Form von Unternehmensdatenbanken oder Terminologien zur Verf{\"u}gung stehen, die oft auch die Beziehungen von Entit{\"a}ten beschreiben. Entit{\"a}ten im Unternehmensumfeld haben weiterhin bestimmte Charakteristiken: Eine Klasse von relevanten Entit{\"a}ten folgt bestimmten Bildungsvorschriften, die nicht immer bekannt sind, auf die aber mit Hilfe von bekannten Beispielentit{\"a}ten geschlossen werden kann, so dass unbekannte Entit{\"a}ten extrahiert werden k{\"o}nnen. Die Bezeichner der anderen Klasse von Entit{\"a}ten haben eher umschreibenden Charakter. Die korrespondierenden Umschreibungen in Texten k{\"o}nnen variieren, wodurch eine Identifikation derartiger Entit{\"a}ten oft erschwert wird. Zur effizienteren Entwicklung von IE-Systemen wird in der Dissertation ein Verfahren untersucht, das alleine anhand von Beispielentit{\"a}ten effektive Regul{\"a}re Ausdr{\"u}cke zur Extraktion von unbekannten Entit{\"a}ten erlernt und damit den manuellen Aufwand in derartigen Anwendungsf{\"a}llen minimiert. Verschiedene Generalisierungs- und Spezialisierungsheuristiken erkennen Muster auf verschiedenen Abstraktionsebenen und schaffen dadurch einen Ausgleich zwischen Genauigkeit und Vollst{\"a}ndigkeit bei der Extraktion. Bekannte Regellernverfahren im Bereich der Informationsextraktion unterst{\"u}tzen die beschriebenen Problemstellungen nicht, sondern ben{\"o}tigen einen (annotierten) Dokumentenkorpus. Eine Methode zur Identifikation von Entit{\"a}ten, die durch Graph-strukturierte Referenzdaten vordefiniert sind, wird als dritter Schwerpunkt untersucht. Es werden Verfahren konzipiert, welche {\"u}ber einen exakten Zeichenkettenvergleich zwischen Text und Referenzdatensatz hinausgehen und Teil{\"u}bereinstimmungen und Beziehungen zwischen Entit{\"a}ten zur Identifikation und Disambiguierung heranziehen. Das in der Arbeit vorgestellte Verfahren ist bisherigen Ans{\"a}tzen hinsichtlich der Genauigkeit und Vollst{\"a}ndigkeit bei der Identifikation {\"u}berlegen.},
language = {de}
}
@phdthesis{Brueckner2012,
author = {Br{\"u}ckner, Michael},
title = {Prediction games : machine learning in the presence of an adversary},
publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
address = {Potsdam},
isbn = {978-3-86956-203-2},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-60375},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
pages = {x, 121},
year = {2012},
abstract = {In many applications one is faced with the problem of inferring some functional relation between input and output variables from given data. Consider, for instance, the task of email spam filtering where one seeks to find a model which automatically assigns new, previously unseen emails to class spam or non-spam. Building such a predictive model based on observed training inputs (e.g., emails) with corresponding outputs (e.g., spam labels) is a major goal of machine learning. Many learning methods assume that these training data are governed by the same distribution as the test data which the predictive model will be exposed to at application time. That assumption is violated when the test data are generated in response to the presence of a predictive model. This becomes apparent, for instance, in the above example of email spam filtering. Here, email service providers employ spam filters and spam senders engineer campaign templates such as to achieve a high rate of successful deliveries despite any filters. Most of the existing work casts such situations as learning robust models which are unsusceptible against small changes of the data generation process. The models are constructed under the worst-case assumption that these changes are performed such to produce the highest possible adverse effect on the performance of the predictive model. However, this approach is not capable to realistically model the true dependency between the model-building process and the process of generating future data. We therefore establish the concept of prediction games: We model the interaction between a learner, who builds the predictive model, and a data generator, who controls the process of data generation, as an one-shot game. The game-theoretic framework enables us to explicitly model the players' interests, their possible actions, their level of knowledge about each other, and the order at which they decide for an action. We model the players' interests as minimizing their own cost function which both depend on both players' actions. The learner's action is to choose the model parameters and the data generator's action is to perturbate the training data which reflects the modification of the data generation process with respect to the past data. We extensively study three instances of prediction games which differ regarding the order in which the players decide for their action. We first assume that both player choose their actions simultaneously, that is, without the knowledge of their opponent's decision. We identify conditions under which this Nash prediction game has a meaningful solution, that is, a unique Nash equilibrium, and derive algorithms that find the equilibrial prediction model. As a second case, we consider a data generator who is potentially fully informed about the move of the learner. This setting establishes a Stackelberg competition. We derive a relaxed optimization criterion to determine the solution of this game and show that this Stackelberg prediction game generalizes existing prediction models. Finally, we study the setting where the learner observes the data generator's action, that is, the (unlabeled) test data, before building the predictive model. As the test data and the training data may be governed by differing probability distributions, this scenario reduces to learning under covariate shift. We derive a new integrated as well as a two-stage method to account for this data set shift. In case studies on email spam filtering we empirically explore properties of all derived models as well as several existing baseline methods. We show that spam filters resulting from the Nash prediction game as well as the Stackelberg prediction game in the majority of cases outperform other existing baseline methods.},
language = {en}
}
@phdthesis{Bordihn2011,
author = {Bordihn, Henning},
title = {Contributions to the syntactical analysis beyond context-freeness},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59719},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2011},
abstract = {Parsability approaches of several grammar formalisms generating also non-context-free languages are explored. Chomsky grammars, Lindenmayer systems, grammars with controlled derivations, and grammar systems are treated. Formal properties of these mechanisms are investigated, when they are used as language acceptors. Furthermore, cooperating distributed grammar systems are restricted so that efficient deterministic parsing without backtracking becomes possible. For this class of grammar systems, the parsing algorithm is presented and the feature of leftmost derivations is investigated in detail.},
language = {en}
}
@phdthesis{Boehm2013,
author = {B{\"o}hm, Christoph},
title = {Enriching the Web of Data with topics and links},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-68624},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2013},
abstract = {This thesis presents novel ideas and research findings for the Web of Data - a global data space spanning many so-called Linked Open Data sources. Linked Open Data adheres to a set of simple principles to allow easy access and reuse for data published on the Web. Linked Open Data is by now an established concept and many (mostly academic) publishers adopted the principles building a powerful web of structured knowledge available to everybody. However, so far, Linked Open Data does not yet play a significant role among common web technologies that currently facilitate a high-standard Web experience. In this work, we thoroughly discuss the state-of-the-art for Linked Open Data and highlight several shortcomings - some of them we tackle in the main part of this work. First, we propose a novel type of data source meta-information, namely the topics of a dataset. This information could be published with dataset descriptions and support a variety of use cases, such as data source exploration and selection. For the topic retrieval, we present an approach coined Annotated Pattern Percolation (APP), which we evaluate with respect to topics extracted from Wikipedia portals. Second, we contribute to entity linking research by presenting an optimization model for joint entity linking, showing its hardness, and proposing three heuristics implemented in the LINked Data Alignment (LINDA) system. Our first solution can exploit multi-core machines, whereas the second and third approach are designed to run in a distributed shared-nothing environment. We discuss and evaluate the properties of our approaches leading to recommendations which algorithm to use in a specific scenario. The distributed algorithms are among the first of their kind, i.e., approaches for joint entity linking in a distributed fashion. Also, we illustrate that we can tackle the entity linking problem on the very large scale with data comprising more than 100 millions of entity representations from very many sources. Finally, we approach a sub-problem of entity linking, namely the alignment of concepts. We again target a method that looks at the data in its entirety and does not neglect existing relations. Also, this concept alignment method shall execute very fast to serve as a preprocessing for further computations. Our approach, called Holistic Concept Matching (HCM), achieves the required speed through grouping the input by comparing so-called knowledge representations. Within the groups, we perform complex similarity computations, relation conclusions, and detect semantic contradictions. The quality of our result is again evaluated on a large and heterogeneous dataset from the real Web. In summary, this work contributes a set of techniques for enhancing the current state of the Web of Data. All approaches have been tested on large and heterogeneous real-world input.},
language = {en}
}
@phdthesis{Sawade2012,
author = {Sawade, Christoph},
title = {Active evaluation of predictive models},
publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
address = {Potsdam},
isbn = {978-3-86956-255-1},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-65583},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
pages = {ix, 157},
year = {2012},
abstract = {The field of machine learning studies algorithms that infer predictive models from data. Predictive models are applicable for many practical tasks such as spam filtering, face and handwritten digit recognition, and personalized product recommendation. In general, they are used to predict a target label for a given data instance. In order to make an informed decision about the deployment of a predictive model, it is crucial to know the model's approximate performance. To evaluate performance, a set of labeled test instances is required that is drawn from the distribution the model will be exposed to at application time. In many practical scenarios, unlabeled test instances are readily available, but the process of labeling them can be a time- and cost-intensive task and may involve a human expert. This thesis addresses the problem of evaluating a given predictive model accurately with minimal labeling effort. We study an active model evaluation process that selects certain instances of the data according to an instrumental sampling distribution and queries their labels. We derive sampling distributions that minimize estimation error with respect to different performance measures such as error rate, mean squared error, and F-measures. An analysis of the distribution that governs the estimator leads to confidence intervals, which indicate how precise the error estimation is. Labeling costs may vary across different instances depending on certain characteristics of the data. For instance, documents differ in their length, comprehensibility, and technical requirements; these attributes affect the time a human labeler needs to judge relevance or to assign topics. To address this, the sampling distribution is extended to incorporate instance-specific costs. We empirically study conditions under which the active evaluation processes are more accurate than a standard estimate that draws equally many instances from the test distribution. We also address the problem of comparing the risks of two predictive models. The standard approach would be to draw instances according to the test distribution, label the selected instances, and apply statistical tests to identify significant differences. Drawing instances according to an instrumental distribution affects the power of a statistical test. We derive a sampling procedure that maximizes test power when used to select instances, and thereby minimizes the likelihood of choosing the inferior model. Furthermore, we investigate the task of comparing several alternative models; the objective of an evaluation could be to rank the models according to the risk that they incur or to identify the model with lowest risk. An experimental study shows that the active procedure leads to higher test power than the standard test in many application domains. Finally, we study the problem of evaluating the performance of ranking functions, which are used for example for web search. In practice, ranking performance is estimated by applying a given ranking model to a representative set of test queries and manually assessing the relevance of all retrieved items for each query. We apply the concepts of active evaluation and active comparison to ranking functions and derive optimal sampling distributions for the commonly used performance measures Discounted Cumulative Gain and Expected Reciprocal Rank. Experiments on web search engine data illustrate significant reductions in labeling costs.},
language = {en}
}
@inproceedings{HeinischRomeikeKnobelsdorfetal.2013,
author = {Heinisch, Isabelle and Romeike, Ralf and Knobelsdorf, Maria and Kreitz, Christoph and Nyl{\´e}n, Aletta and D{\"o}rge, Christina and G{\"o}ttel, Timo and Holz, Jan and Bergner, Nadine and Schroeder, Ulrik and Metzger, Christiane and Haag, Johann and Abke, J{\"o}rg and Schwirtlich, Vincent and Sedelmaier, Yvonne and M{\"u}ller, Dorothee and Frommer, Andreas and Humbert, Ludger and Berges, Marc and M{\"u}hling, Andreas and Hubwieser, Peter and Steuer, Horst and Engbring, Dieter and Selke, Harald and Drews, Paul and Schirmer, Ingrid and Morisse, Marcel and Sagawe, Arno and Rolf, Arno and Friedemann, Stefan and Gr{\"o}ger, Stefan and Schumann, Matthias and Klinger, Melanie and Polutina, Olena and Bibel, Ariane and G{\"o}tz, Christian and Brinda, Torsten and Apel, Rebecca and Berg, Tobias and Bergner, Nadine and Chatti, Mohamed Amine and Leicht-Scholten, Carmen and Schroeder, Ulrik and Al-Saffar, Loay Talib and Petre, Marian and Schirmer, Ingrid and Rick, Detlef},
title = {HDI 2012 - Informatik f{\"u}r eine nachhaltige Zukunft : 5. Fachtagung Hochschuldidaktik der Informatik ; 06.-07. November 2012, Universit{\"a}t Hamburg},
editor = {Forbrig, Peter and Rick, Detlef and Schmolitzky, Axel},
publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
address = {Potsdam},
isbn = {978-3-86956-220-9},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-62891},
pages = {169},
year = {2013},
abstract = {Die Tagungsreihe zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI wird vom Fachbereich Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD) in der Gesellschaft f{\"u}r Informatik e. V. (GI) organisiert. Sie dient den Lehrenden der Informatik in Studieng{\"a}ngen an Hochschulen als Forum der Information und des Austauschs {\"u}ber neue didaktische Ans{\"a}tze und bildungspolitische Themen im Bereich der Hochschulausbildung aus der fachlichen Perspektive der Informatik. Diese f{\"u}nfte HDI 2012 wurde an der Universit{\"a}t Hamburg organisiert. F{\"u}r sie wurde das spezielle Motto „Informatik f{\"u}r eine nachhaltige Zukunft" gew{\"a}hlt, um insbesondere Fragen der Bildungsrelevanz informatischer Inhalte, der Kompetenzen f{\"u}r Studierende informatisch gepr{\"a}gter Studieng{\"a}nge und der Rolle der Informatik in der Hochschulentwicklung zu diskutieren.},
language = {de}
}
@book{Freischlad2009,
author = {Freischlad, Stefan},
title = {Entwicklung und Erprobung des Didaktischen Systems Internetworking im Informatikunterricht},
publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
address = {Potsdam},
isbn = {978-3-86956-058-8},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-41851},
publisher = {Universit{\"a}t Potsdam},
pages = {XIV, 405},
year = {2009},
abstract = {Internetbasierte Informatiksysteme beeinflussen in steigendem Maße Situationen in unterschiedlichen Lebensbereichen. Kompetenzen zur Verwendung von Internetanwendungen und -diensten m{\"u}ssen explizit erworben werden, weil damit ein notwendiger Einblick in nicht beobachtbare Abl{\"a}ufe und nicht offen sichtbare Strukturen verbunden ist. Bisher gibt es Vorschl{\"a}ge f{\"u}r die Gestaltung schulischer Lehr-Lernprozesse zu ausgew{\"a}hlten Teilaspekten des Internets. Es fehlt eine systematische Analyse des Bildungsbedarfs und ein daraus resultierendes Unterrichtsmodell. In dieser Arbeit wird ein Gesamtkonzept f{\"u}r den Informatikunterricht in der Sekundarstufe II vorgestellt, das zu zielgerichteter und verantwortungsvoller Anwendung des Internets beitr{\"a}gt. Die vorliegende Arbeit umfasst den Prozess von der Analyse erforderlicher Kompetenzen bis zur Realisierung von Lehr-Lernprozessen im Informatikunterricht in der Sekundarstufe II. Es werden der Beitrag der Informatik zu identifizierten Kompetenzen untersucht und Bildungsanforderungen bestimmt. Bildungsempfehlungen und Forschungsergebnisse zu erfolgreichen Unterrichtseinheiten werden im Hinblick auf die Bildungsziele analysiert. Der Informatikunterricht unterst{\"u}tzt die Kompetenzentwicklung zu internetbasierten digitalen Medien. Es wird die Entwicklung eines Unterrichtsmodells zu Internetworking beschrieben. Dazu wird der Ansatz der Didaktischen Systeme untersucht, weiter entwickelt und auf den Bereich Internetworking {\"u}bertragen. Der theoretische Ansatz wird dazu in vier Unterrichtsprojekten zu Internetworking in der Praxis realisiert. Beziehungen zwischen Fachkonzepten zu Internetworking werden untersucht und durch Wissensstrukturen zur Planung von Unterrichtsprojekten eingesetzt und in der Praxis erprobt. Die Beschreibung von Lernaktivit{\"a}ten erfolgt auf der Basis von Aufgabenklassen, die das notwendige Wissen zur Bearbeitung einer Aufgabenstellung repr{\"a}sentieren. Auf der Grundlage des Ablaufs der Aufgabenbearbeitung werden Eigenschaften von Aufgaben beschrieben und zu deren Gestaltung nutzbar gemacht. Bisher nicht durchf{\"u}hrbare T{\"a}tigkeiten im Unterricht werden durch die Entwicklung der Lernsoftware Filius erm{\"o}glicht. Die Reduktion der komplexen Wirklichkeit durch Simulation realer internetbasierter Informatiksysteme und die Auswahl geeigneter Sichten auf den Untersuchungsgegenstand werden mit Ergebnissen der Informatikdidaktik begr{\"u}ndet. Unterrichtsprojekte zu den Zielen werden durchgef{\"u}hrt, um Lehr-Lernprozesse zu erkunden und das entwickelte Didaktische System zu erproben. Ausgehend von der theoretischen Fundierung erfolgt die praktische Realisierung von Lehr-Lernprozessen. Zur Erprobung im Informatikunterricht der Sekundarstufe II in Nordrhein-Westfalen werden Minimalziele aufgrund der Lehrvorgaben bestimmt. Die methodische Gestaltung in der Erprobung erfolgt unter Ber{\"u}cksichtigung der Vorgaben f{\"u}r den Informatikunterricht und allgemeinen Anforderungen der Fachdidaktik. Handlungsorientierte Unterrichtsmittel werden ausgew{\"a}hlt und in der Praxis zur Untersuchung der Lehr-Lernprozesse verwendet. Im Unterricht identifizierte Lernschwierigkeiten f{\"u}hren zur Modifikation der Wissensstrukturen und werden im Entwicklungsprozess von Filius ber{\"u}cksichtigt. Die Erkenntnisse aus Unterrichtsprojekten werden genutzt, um zu bestimmen, zu welchen Aufgabenklassen weitere Aufgaben erforderlich sind und inwieweit das aus den identifizierten Merkmalen abgeleitete Vorgehen zur Entwicklung niveaubestimmender Aufgaben genutzt werden kann. Die Erprobungen best{\"a}tigen die Tragf{\"a}higkeit des Didaktischen Systems Internetworking und leisten mit der Implementierung in der Praxis einen Beitrag zur Untersuchung von Kompetenzentwicklung im Informatikunterricht. Mit dem Didaktischen System Internetworking wird ein theoretisch fundiertes und empirisch erprobtes Unterrichtsmodell zur Entwicklung von Kompetenzen zur Einrichtung und Anwendung internetbasierter Informatiksysteme beschrieben.},
language = {de}
}
@phdthesis{Ishebabi2010,
author = {Ishebabi, Harold},
title = {Architecture synthesis for adaptive multiprocessor systems on chip},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-41316},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2010},
abstract = {This thesis presents methods for automated synthesis of flexible chip multiprocessor systems from parallel programs targeted at FPGAs to exploit both task-level parallelism and architecture customization. Automated synthesis is necessitated by the complexity of the design space. A detailed description of the design space is provided in order to determine which parameters should be modeled to facilitate automated synthesis by optimizing a cost function, the emphasis being placed on inclusive modeling of parameters from application, architectural and physical subspaces, as well as their joint coverage in order to avoid pre-constraining the design space. Given a parallel program and a set of an IP library, the automated synthesis problem is to simultaneously (i) select processors (ii) map and schedule tasks to them, and (iii) select one or several networks for inter-task communications such that design constraints and optimization objectives are met. The research objective in this thesis is to find a suitable model for automated synthesis, and to evaluate methods of using the model for architectural optimizations. Our contributions are a holistic approach for the design of such systems, corresponding models to facilitate automated synthesis, evaluation of optimization methods using state of the art integer linear and answer set programming, as well as the development of synthesis heuristics to solve runtime challenges.},
language = {en}
}
@phdthesis{Harmeling2004,
author = {Harmeling, Stefan},
title = {Independent component analysis and beyond},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001540},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2004},
abstract = {'Independent component analysis' (ICA) ist ein Werkzeug der statistischen Datenanalyse und Signalverarbeitung, welches multivariate Signale in ihre Quellkomponenten zerlegen kann. Obwohl das klassische ICA Modell sehr n{\"u}tzlich ist, gibt es viele Anwendungen, die Erweiterungen von ICA erfordern. In dieser Dissertation pr{\"a}sentieren wir neue Verfahren, die die Funktionalit{\"a}t von ICA erweitern: (1) Zuverl{\"a}ssigkeitsanalyse und Gruppierung von unabh{\"a}ngigen Komponenten durch Hinzuf{\"u}gen von Rauschen, (2) robuste und {\"u}berbestimmte ('over-complete') ICA durch Ausreissererkennung, und (3) nichtlineare ICA mit Kernmethoden.},
language = {en}
}
@phdthesis{Dietze2004,
author = {Dietze, Stefan},
title = {Modell und Optimierungsansatz f{\"u}r Open Source Softwareentwicklungsprozesse},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001594},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2004},
abstract = {Gerade in den letzten Jahren erfuhr Open Source Software (OSS) eine zunehmende Verbreitung und Popularit{\"a}t und hat sich in verschiedenen Anwendungsdom{\"a}nen etabliert. Die Prozesse, welche sich im Kontext der OSS-Entwicklung (auch: OSSD \– Open Source Software-Development) evolution{\"a}r herausgebildet haben, weisen in den verschiedenen OSS-Entwicklungsprojekten z.T. {\"a}hnliche Eigenschaften und Strukturen auf und auch die involvierten Entit{\"a}ten, wie z.B. Artefakte, Rollen oder Software-Werkzeuge sind weitgehend miteinander vergleichbar. Dies motiviert den Gedanken, ein verallgemeinerbares Modell zu entwickeln, welches die generalisierbaren Entwicklungsprozesse im Kontext von OSS zu einem {\"u}bertragbaren Modell abstrahiert. Auch in der Wissenschaftsdisziplin des Software Engineering (SE) wurde bereits erkannt, dass sich der OSSD-Ansatz in verschiedenen Aspekten erheblich von klassischen (propriet{\"a}ren) Modellen des SE unterscheidet und daher diese Methoden einer eigenen wissenschaftlichen Betrachtung bed{\"u}rfen. In verschiedenen Publikationen wurden zwar bereits einzelne Aspekte der OSS-Entwicklung analysiert und Theorien {\"u}ber die zugrundeliegenden Entwicklungsmethoden formuliert, aber es existiert noch keine umfassende Beschreibung der typischen Prozesse der OSSD-Methodik, die auf einer empirischen Untersuchung existierender OSS-Entwicklungsprojekte basiert. Da dies eine Voraussetzung f{\"u}r die weitere wissenschaftliche Auseinandersetzung mit OSSD-Prozessen darstellt, wird im Rahmen dieser Arbeit auf der Basis vergleichender Fallstudien ein deskriptives Modell der OSSD-Prozesse hergeleitet und mit Modellierungselementen der UML formalisiert beschrieben. Das Modell generalisiert die identifizierten Prozesse, Prozessentit{\"a}ten und Software-Infrastrukturen der untersuchten OSSD-Projekte. Es basiert auf einem eigens entwickelten Metamodell, welches die zu analysierenden Entit{\"a}ten identifiziert und die Modellierungssichten und -elemente beschreibt, die zur UML-basierten Beschreibung der Entwicklungsprozesse verwendet werden. In einem weiteren Arbeitsschritt wird eine weiterf{\"u}hrende Analyse des identifizierten Modells durchgef{\"u}hrt, um Implikationen, und Optimierungspotentiale aufzuzeigen. Diese umfassen beispielsweise die ungen{\"u}gende Plan- und Terminierbarkeit von Prozessen oder die beobachtete Tendenz von OSSD-Akteuren, verschiedene Aktivit{\"a}ten mit unterschiedlicher Intensit{\"a}t entsprechend der subjektiv wahrgenommenen Anreize auszu{\"u}ben, was zur Vernachl{\"a}ssigung einiger Prozesse f{\"u}hrt. Anschließend werden Optimierungszielstellungen dargestellt, die diese Unzul{\"a}nglichkeiten adressieren, und ein Optimierungsansatz zur Verbesserung des OSSD-Modells wird beschrieben. Dieser Ansatz umfasst die Erweiterung der identifizierten Rollen, die Einf{\"u}hrung neuer oder die Erweiterung bereits identifizierter Prozesse und die Modifikation oder Erweiterung der Artefakte des generalisierten OSS-Entwicklungsmodells. Die vorgestellten Modellerweiterungen dienen vor allem einer gesteigerten Qualit{\"a}tssicherung und der Kompensation von vernachl{\"a}ssigten Prozessen, um sowohl die entwickelte Software- als auch die Prozessqualit{\"a}t im OSSD-Kontext zu verbessern. Desweiteren werden Softwarefunktionalit{\"a}ten beschrieben, welche die identifizierte bestehende Software-Infrastruktur erweitern und eine gesamtheitlichere, softwaretechnische Unterst{\"u}tzung der OSSD-Prozesse erm{\"o}glichen sollen. Abschließend werden verschiedene Anwendungsszenarien der Methoden des OSS-Entwicklungsmodells, u.a. auch im kommerziellen SE, identifiziert und ein Implementierungsansatz basierend auf der OSS GENESIS vorgestellt, der zur Implementierung und Unterst{\"u}tzung des OSSD-Modells verwendet werden kann.},
language = {de}
}
@phdthesis{Knoepfel2004,
author = {Kn{\"o}pfel, Andreas},
title = {Konzepte der Beschreibung interaktiver Systeme},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2898},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2004},
abstract = {Interaktive System sind dynamische Systeme mit einem zumeist informationellen Kern, die {\"u}ber eine Benutzungsschnittstelle von einem oder mehreren Benutzern bedient werden k{\"o}nnen. Grundlage f{\"u}r die Benutzung interaktiver Systeme ist das Verst{\"a}ndnis von Zweck und Funktionsweise. Allein aus Form und Gestalt der Benutzungsschnittstelle ergibt sich ein solches Verst{\"a}ndnis nur in einfachen F{\"a}llen. Mit steigender Komplexit{\"a}t ist daher eine verst{\"a}ndliche Beschreibung solcher Systeme f{\"u}r deren Entwicklung und Benutzung unverzichtbar. Abh{\"a}ngig von ihrem Zweck variieren die Formen vorgefundener Beschreibungen in der Literatur sehr stark. Ausschlaggebend f{\"u}r die Verst{\"a}ndlichkeit einer Beschreibung ist jedoch prim{\"a}r die ihr zugrundeliegende Begriffswelt. Zur Beschreibung allgemeiner komplexer diskreter Systeme - aufbauend auf einer getrennten Betrachtung von Aufbau-, Ablauf- und Wertestrukturen - existiert eine bew{\"a}hrte Begriffswelt. Eine Spezialisierung dieser Begriffs- und Vorstellungswelt, die den unterschiedlichen Betrachtungsebenen interaktiver Systeme gerecht wird und die als Grundlage beliebiger Beschreibungsans{\"a}tze interaktiver Systeme dienen kann, gibt es bisher nicht. Ziel dieser Arbeit ist die Bereitstellung einer solchen Begriffswelt zur effizienten Kommunikation der Strukturen interaktiver Systeme. Dadurch soll die Grundlage f{\"u}r eine sinnvolle Erg{\"a}nzung bestehender Beschreibungs- und Entwicklungsans{\"a}tze geschaffen werden. Prinzipien der Gestaltung von Benutzungsschnittstellen, Usability- oder Ergonomiebetrachtungen stehen nicht im Mittelpunkt der Arbeit. Ausgehend von der informationellen Komponente einer Benutzungsschnittstelle werden drei Modellebenen abgegrenzt, die bei der Betrachtung eines interaktiven Systems zu unterscheiden sind. Jede Modellebene ist durch eine typische Begriffswelt gekennzeichnet, die ihren Ursprung in einer aufbauverwurzelten Vorstellung hat. Der durchg{\"a}ngige Bezug auf eine Systemvorstellung unterscheidet diesen Ansatz von dem bereits bekannten Konzept der Abgrenzung unterschiedlicher Ebenen verschiedenartiger Entwurfsentscheidungen. Die Fundamental Modeling Concepts (FMC) bilden dabei die Grundlage f{\"u}r die Findung und die Darstellung von Systemstrukturen. Anhand bestehender Systembeschreibungen wird gezeigt, wie die vorgestellte Begriffswelt zur Modellfindung genutzt werden kann. Dazu wird eine repr{\"a}sentative Auswahl vorgefundener Systembeschreibungen aus der einschl{\"a}gigen Literatur daraufhin untersucht, in welchem Umfang durch sie die Vorstellungswelt dynamischer Systeme zum Ausdruck kommt. Defizite in der urspr{\"u}nglichen Darstellung werden identifiziert. Anhand von Alternativmodellen zu den betrachteten Systemen wird der Nutzen der vorgestellten Begriffswelt und Darstellungsweise demonstriert.},
subject = {Systementwurf},
language = {de}
}
@phdthesis{RobinsonMallett2005,
author = {Robinson-Mallett, Christopher},
title = {Modellbasierte Modulpr{\"u}fung f{\"u}r die Entwicklung technischer, softwareintensiver Systeme mit Real-Time Object-Oriented Modeling},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6045},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2005},
abstract = {Mit zunehmender Komplexit{\"a}t technischer Softwaresysteme ist die Nachfrage an produktiveren Methoden und Werkzeugen auch im sicherheitskritischen Umfeld gewachsen. Da insbesondere objektorientierte und modellbasierte Ans{\"a}tze und Methoden ausgezeichnete Eigenschaften zur Entwicklung großer und komplexer Systeme besitzen, ist zu erwarten, dass diese in naher Zukunft selbst bis in sicherheitskritische Bereiche der Softwareentwicklung vordringen. Mit der Unified Modeling Language Real-Time (UML-RT) wird eine Softwareentwicklungsmethode f{\"u}r technische Systeme durch die Object Management Group (OMG) propagiert. F{\"u}r den praktischen Einsatz im technischen und sicherheitskritischen Umfeld muss diese Methode nicht nur bestimmte technische Eigenschaften, beispielsweise temporale Analysierbarkeit, besitzen, sondern auch in einen bestehenden Qualit{\"a}tssicherungsprozess integrierbar sein. Ein wichtiger Aspekt der Integration der UML-RT in ein qualit{\"a}tsorientiertes Prozessmodell, beispielsweise in das V-Modell, ist die Verf{\"u}gbarkeit von ausgereiften Konzepten und Methoden f{\"u}r einen systematischen Modultest. Der Modultest dient als erste Qualitit{\"a}tssicherungsphase nach der Implementierung der Fehlerfindung und dem Qualit{\"a}tsnachweis f{\"u}r jede separat pr{\"u}fbare Softwarekomponente eines Systems. W{\"a}hrend dieser Phase stellt die Durchf{\"u}hrung von systematischen Tests die wichtigste Qualit{\"a}tssicherungsmaßnahme dar. W{\"a}hrend zum jetzigen Zeitpunkt zwar ausgereifte Methoden und Werkzeuge f{\"u}r die modellbasierte Softwareentwicklung zur Verf{\"u}gung stehen, existieren nur wenig {\"u}berzeugende L{\"o}sungen f{\"u}r eine systematische modellbasierte Modulpr{\"u}fung. Die durchg{\"a}ngige Verwendung ausf{\"u}hrbarer Modelle und Codegenerierung stellen wesentliche Konzepte der modellbasierten Softwareentwicklung dar. Sie dienen der konstruktiven Fehlerreduktion durch Automatisierung ansonsten fehlertr{\"a}chtiger, manueller Vorg{\"a}nge. Im Rahmen einer modellbasierten Qualit{\"a}tssicherung sollten diese Konzepte konsequenterweise in die sp{\"a}teren Qualit{\"a}tssicherungsphasen transportiert werden. Daher ist eine wesentliche Forderung an ein Verfahren zur modellbasierten Modulpr{\"u}fung ein m{\"o}glichst hoher Grad an Automatisierung. In aktuellen Entwicklungen hat sich f{\"u}r die Generierung von Testf{\"a}llen auf Basis von Zustandsautomaten die Verwendung von Model Checking als effiziente und an die vielf{\"a}ltigsten Testprobleme anpassbare Methode bew{\"a}hrt. Der Ansatz des Model Checking stammt urspr{\"u}nglich aus dem Entwurf von Kommunikationsprotokollen und wurde bereits erfolgreich auf verschiedene Probleme der Modellierung technischer Software angewendet. Insbesondere in der Gegenwart ausf{\"u}hrbarer, automatenbasierter Modelle erscheint die Verwendung von Model Checking sinnvoll, das die Existenz einer formalen, zustandsbasierten Spezifikation voraussetzt. Ein ausf{\"u}hrbares, zustandsbasiertes Modell erf{\"u}llt diese Anforderungen in der Regel. Aus diesen Gr{\"u}nden ist die Wahl eines Model Checking Ansatzes f{\"u}r die Generierung von Testf{\"a}llen im Rahmen eines modellbasierten Modultestverfahrens eine logische Konsequenz. Obwohl in der aktuellen Spezifikation der UML-RT keine eindeutigen Aussagen {\"u}ber den zur Verhaltensbeschreibung zu verwendenden Formalismus gemacht werden, ist es wahrscheinlich, dass es sich bei der UML-RT um eine zu Real-Time Object-Oriented Modeling (ROOM) kompatible Methode handelt. Alle in dieser Arbeit pr{\"a}sentierten Methoden und Ergebnisse sind somit auf die kommende UML-RT {\"u}bertragbar und von sehr aktueller Bedeutung. Aus den genannten Gr{\"u}nden verfolgt diese Arbeit das Ziel, die analytische Qualit{\"a}tssicherung in der modellbasierten Softwareentwicklung mittels einer modellbasierten Methode f{\"u}r den Modultest zu verbessern. Zu diesem Zweck wird eine neuartige Testmethode pr{\"a}sentiert, die auf automatenbasierten Verhaltensmodellen und CTL Model Checking basiert. Die Testfallgenerierung kann weitgehend automatisch erfolgen, um Fehler durch menschlichen Einfluss auszuschließen. Das entwickelte Modultestverfahren ist in die technischen Konzepte Model Driven Architecture und ROOM, beziehungsweise UML-RT, sowie in die organisatorischen Konzepte eines qualit{\"a}tsorientierten Prozessmodells, beispielsweise das V-Modell, integrierbar.},
subject = {Software},
language = {de}
}
@phdthesis{Ziehe2005,
author = {Ziehe, Andreas},
title = {Blind source separation based on joint diagonalization of matrices with applications in biomedical signal processing},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5694},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2005},
abstract = {This thesis is concerned with the solution of the blind source separation problem (BSS). The BSS problem occurs frequently in various scientific and technical applications. In essence, it consists in separating meaningful underlying components out of a mixture of a multitude of superimposed signals. In the recent research literature there are two related approaches to the BSS problem: The first is known as Independent Component Analysis (ICA), where the goal is to transform the data such that the components become as independent as possible. The second is based on the notion of diagonality of certain characteristic matrices derived from the data. Here the goal is to transform the matrices such that they become as diagonal as possible. In this thesis we study the latter method of approximate joint diagonalization (AJD) to achieve a solution of the BSS problem. After an introduction to the general setting, the thesis provides an overview on particular choices for the set of target matrices that can be used for BSS by joint diagonalization. As the main contribution of the thesis, new algorithms for approximate joint diagonalization of several matrices with non-orthogonal transformations are developed. These newly developed algorithms will be tested on synthetic benchmark datasets and compared to other previous diagonalization algorithms. Applications of the BSS methods to biomedical signal processing are discussed and exemplified with real-life data sets of multi-channel biomagnetic recordings.},
subject = {Signaltrennung},
language = {en}
}
@phdthesis{Groene2004,
author = {Gr{\"o}ne, Bernhard},
title = {Konzeptionelle Patterns und ihre Darstellung},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2302},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
pages = {vii ; 120},
year = {2004},
abstract = {Zur Beherrschung großer Systeme, insbesondere zur Weitergabe und Nutzung von Erfahrungswissen in der fr{\"u}hen Entwurfs- und Planungsphase, ben{\"o}tigt man Abstraktionen f{\"u}r deren Strukturen. Trennt man Software- von Systemstrukturen, kann man mit letzteren Systeme auf ausreichend hohem Abstraktionsgrad beschreiben.Software-Patterns dienen dazu, Erfahrungswissen bez{\"u}glich programmierter Systeme strukturiert weiterzugeben. Dabei wird unterschieden zwischen Idiomen, die sich auf L{\"o}sungen mit einer bestimmten Programmiersprache beziehen, Design-Patterns, die nur einen kleinen Teil des Programms betreffen und Architektur-Patterns, deren Einfluss {\"u}ber einen gr{\"o}ßeren Teil oder gar das komplette Programm reicht. Eine Untersuchung von existierenden Patterns zeigt, dass deren Konzepte n{\"u}tzlich zum Finden von Systemstrukturen sind. Die grafische Darstellung dieser Patterns ist dagegen oft auf Software-Strukturen eingeschr{\"a}nkt und ist f{\"u}r die Vermittlung von Erfahrungen zum Finden von Systemstrukturen meist nicht geeignet. Daher wird die Kategorie der konzeptionellen Patterns mit einer darauf abgestimmten grafischen Darstellungsform vorgeschlagen, bei denen Problem und L{\"o}sungsvorschlag im Bereich der Systemstrukturen liegen. Sie betreffen informationelle Systeme, sind aber nicht auf L{\"o}sungen mit Software beschr{\"a}nkt. Die Systemstrukturen werden grafisch dargestellt, wobei daf{\"u}r die Fundamental Modeling Concepts (FMC) verwendet werden, die zur Darstellung von Systemstrukturen entwickelt wurden.},
language = {de}
}
@misc{Baermann2006,
type = {Master Thesis},
author = {B{\"a}rmann, Daniel},
title = {Aufz{\"a}hlen von DNA-Codes},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-10264},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2006},
abstract = {In dieser Arbeit wird ein Modell zum Aufz{\"a}hlen von DNA-Codes entwickelt. Indem eine Ordnung auf der Menge aller DNA-Codew{\"o}rter eingef{\"u}hrt und auf die Menge aller Codes erweitert wird, erlaubt das Modell das Auffinden von DNA-Codes mit bestimmten Eigenschaften, wie {\"U}berlappungsfreiheit, Konformit{\"a}t, Kommafreiheit, Stickyfreiheit, {\"U}berhangfreiheit, Teilwortkonformit{\"a}t und anderer bez{\"u}glich einer gegebenen Involution auf der Menge der Codew{\"o}rter. Ein auf Grundlage des geschaffenen Modells entstandenes Werkzeug erlaubt das Suchen von Codes mit beliebigen Kombinationen von Codeeigenschaften. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil dieser Arbeit ist die Untersuchung der Optimalit{\"a}t von DNA-Codes bez{\"u}glich ihrer Informationsrate sowie das Finden solider DNA-Codes.},
subject = {DNS},
language = {de}
}
@article{Doellner2005,
author = {D{\"o}llner, J{\"u}rgen Roland Friedrich},
title = {Geospatial digital rights management in geovisualization},
issn = {0008-7041},
year = {2005},
abstract = {Geovisualization offers powerful tools, techniques, and strategies to present, explore, analyze, and manage geoinformation. Interactive geovirtual environments such as virtual 3D maps or virtual 3D city models, however, raise the question how to control geodata usage and distribution. We present a concept for embedding digital rights in geovisualizations. It is based on geo-documents, an object-oriented scheme to specify a wide range of geo visualizations. Geo-documents are assembled by building blocks categorized into presentation, structure, interaction, animation, and Digital Rights Management (DRM) classes. DRM objects allow for defining permissions and constraints for all objects contained in geo-documents. In this way, authors of geo visualizations can control how their geo-documents are used, personalized, and redistributed by users. The strengths of the presented concept include the ability to integrate heterogeneous 2D and 3D geodata within a compact design scheme and the ability to cope with privacy, security, and copyright issues. Embedded digital rights in geovisualizations can be applied to improve the usability of geodata user interfaces, to implement publisher-subscriber communication systems for geodata, and to establish business models for geodata trading systems},
language = {en}
}
@book{KirschNienhausDoellner2005,
author = {Kirsch, Florian and Nienhaus, Marc and D{\"o}llner, J{\"u}rgen Roland Friedrich},
title = {Visualizing design and spatial assembly of interactive CSG},
series = {Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts f{\"u}r Softwaresystemtechnik an der Universit{\"a}t Potsda},
volume = {7},
journal = {Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts f{\"u}r Softwaresystemtechnik an der Universit{\"a}t Potsda},
publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
address = {Potsdam},
isbn = {3-937786-56-2},
issn = {1613-5652},
pages = {8 S.},
year = {2005},
language = {en}
}
@article{NienhausDoellner2005,
author = {Nienhaus, Marc and D{\"o}llner, J{\"u}rgen Roland Friedrich},
title = {Depicting dynamics using principles of visual art and narration's},
issn = {0272-1716},
year = {2005},
language = {en}
}
@phdthesis{Hagedorn2016,
author = {Hagedorn, Benjamin},
title = {Konzepte und Techniken zur servicebasierten Visualisierung von geovirtuellen 3D-Umgebungen},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
pages = {140},
year = {2016},
language = {de}
}
@article{DelikostidisEngelRetsiosetal.2013,
author = {Delikostidis, Ioannis and Engel, Juri and Retsios, Bas and van Elzakker, Corne P. J. M. and Kraak, Menno-Jan and D{\"o}llner, J{\"u}rgen Roland Friedrich},
title = {Increasing the usability of pedestrian navigation interfaces by means of landmark visibility analysis},
series = {The journal of navigation},
volume = {66},
journal = {The journal of navigation},
number = {4},
publisher = {Cambridge Univ. Press},
address = {New York},
issn = {0373-4633},
doi = {10.1017/S0373463313000209},
pages = {523 -- 537},
year = {2013},
abstract = {Communicating location-specific information to pedestrians is a challenging task which can be aided by user-friendly digital technologies. In this paper, landmark visibility analysis, as a means for developing more usable pedestrian navigation systems, is discussed. Using an algorithmic framework for image-based 3D analysis, this method integrates a 3D city model with identified landmarks and produces raster visibility layers for each one. This output enables an Android phone prototype application to indicate the visibility of landmarks from the user's actual position. Tested in the field, the method achieves sufficient accuracy for the context of use and improves navigation efficiency and effectiveness.},
language = {en}
}
@article{RichterKyprianidisDoellner2013,
author = {Richter, Rico and Kyprianidis, Jan Eric and D{\"o}llner, J{\"u}rgen Roland Friedrich},
title = {Out-of-core GPU-based change detection in massive 3D point clouds},
series = {Transactions in GIS},
volume = {17},
journal = {Transactions in GIS},
number = {5},
publisher = {Wiley-Blackwell},
address = {Hoboken},
issn = {1361-1682},
doi = {10.1111/j.1467-9671.2012.01362.x},
pages = {724 -- 741},
year = {2013},
abstract = {If sites, cities, and landscapes are captured at different points in time using technology such as LiDAR, large collections of 3D point clouds result. Their efficient storage, processing, analysis, and presentation constitute a challenging task because of limited computation, memory, and time resources. In this work, we present an approach to detect changes in massive 3D point clouds based on an out-of-core spatial data structure that is designed to store data acquired at different points in time and to efficiently attribute 3D points with distance information. Based on this data structure, we present and evaluate different processing schemes optimized for performing the calculation on the CPU and GPU. In addition, we present a point-based rendering technique adapted for attributed 3D point clouds, to enable effective out-of-core real-time visualization of the computation results. Our approach enables conclusions to be drawn about temporal changes in large highly accurate 3D geodata sets of a captured area at reasonable preprocessing and rendering times. We evaluate our approach with two data sets from different points in time for the urban area of a city, describe its characteristics, and report on applications.},
language = {en}
}
@article{ParedesBooAmoretal.2012,
author = {Paredes, E. G. and Boo, M. and Amor, M. and Bruguera, J. D. and D{\"o}llner, J{\"u}rgen Roland Friedrich},
title = {Extended hybrid meshing algorithm for multiresolution terrain models},
series = {International journal of geographical information science},
volume = {26},
journal = {International journal of geographical information science},
number = {5},
publisher = {Routledge, Taylor \& Francis Group},
address = {Abingdon},
issn = {1365-8816},
doi = {10.1080/13658816.2011.615317},
pages = {771 -- 793},
year = {2012},
abstract = {Hybrid terrains are a convenient approach for the representation of digital terrain models, integrating heterogeneous data from different sources. In this article, we present a general, efficient scheme for achieving interactive level-of-detail rendering of hybrid terrain models, without the need for a costly preprocessing or resampling of the original data. The presented method works with hybrid digital terrains combining regular grid data and local high-resolution triangulated irregular networks. Since grid and triangulated irregular network data may belong to different datasets, a straightforward combination of both geometries would lead to meshes with holes and overlapping triangles. Our method generates a single multiresolution model integrating the different parts in a coherent way, by performing an adaptive tessellation of the region between their boundaries. Hence, our solution is one of the few existing approaches for integrating different multiresolution algorithms within the same terrain model, achieving a simple interactive rendering of complex hybrid terrains.},
language = {en}
}
@phdthesis{Semmo2016,
author = {Semmo, Amir},
title = {Design and implementation of non-photorealistic rendering techniques for 3D geospatial data},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-99525},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
pages = {XVI, 155},
year = {2016},
abstract = {Geospatial data has become a natural part of a growing number of information systems and services in the economy, society, and people's personal lives. In particular, virtual 3D city and landscape models constitute valuable information sources within a wide variety of applications such as urban planning, navigation, tourist information, and disaster management. Today, these models are often visualized in detail to provide realistic imagery. However, a photorealistic rendering does not automatically lead to high image quality, with respect to an effective information transfer, which requires important or prioritized information to be interactively highlighted in a context-dependent manner. Approaches in non-photorealistic renderings particularly consider a user's task and camera perspective when attempting optimal expression, recognition, and communication of important or prioritized information. However, the design and implementation of non-photorealistic rendering techniques for 3D geospatial data pose a number of challenges, especially when inherently complex geometry, appearance, and thematic data must be processed interactively. Hence, a promising technical foundation is established by the programmable and parallel computing architecture of graphics processing units. This thesis proposes non-photorealistic rendering techniques that enable both the computation and selection of the abstraction level of 3D geospatial model contents according to user interaction and dynamically changing thematic information. To achieve this goal, the techniques integrate with hardware-accelerated rendering pipelines using shader technologies of graphics processing units for real-time image synthesis. The techniques employ principles of artistic rendering, cartographic generalization, and 3D semiotics—unlike photorealistic rendering—to synthesize illustrative renditions of geospatial feature type entities such as water surfaces, buildings, and infrastructure networks. In addition, this thesis contributes a generic system that enables to integrate different graphic styles—photorealistic and non-photorealistic—and provide their seamless transition according to user tasks, camera view, and image resolution. Evaluations of the proposed techniques have demonstrated their significance to the field of geospatial information visualization including topics such as spatial perception, cognition, and mapping. In addition, the applications in illustrative and focus+context visualization have reflected their potential impact on optimizing the information transfer regarding factors such as cognitive load, integration of non-realistic information, visualization of uncertainty, and visualization on small displays.},
language = {en}
}
@phdthesis{Kyprianidis2013,
author = {Kyprianidis, Jan Eric},
title = {Structure adaptive stylization of images and video},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-64104},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2013},
abstract = {In the early days of computer graphics, research was mainly driven by the goal to create realistic synthetic imagery. By contrast, non-photorealistic computer graphics, established as its own branch of computer graphics in the early 1990s, is mainly motivated by concepts and principles found in traditional art forms, such as painting, illustration, and graphic design, and it investigates concepts and techniques that abstract from reality using expressive, stylized, or illustrative rendering techniques. This thesis focuses on the artistic stylization of two-dimensional content and presents several novel automatic techniques for the creation of simplified stylistic illustrations from color images, video, and 3D renderings. Primary innovation of these novel techniques is that they utilize the smooth structure tensor as a simple and efficient way to obtain information about the local structure of an image. More specifically, this thesis contributes to knowledge in this field in the following ways. First, a comprehensive review of the structure tensor is provided. In particular, different methods for integrating the minor eigenvector field of the smoothed structure tensor are developed, and the superiority of the smoothed structure tensor over the popular edge tangent flow is demonstrated. Second, separable implementations of the popular bilateral and difference of Gaussians filters that adapt to the local structure are presented. These filters avoid artifacts while being computationally highly efficient. Taken together, both provide an effective way to create a cartoon-style effect. Third, a generalization of the Kuwahara filter is presented that avoids artifacts by adapting the shape, scale, and orientation of the filter to the local structure. This causes directional image features to be better preserved and emphasized, resulting in overall sharper edges and a more feature-abiding painterly effect. In addition to the single-scale variant, a multi-scale variant is presented, which is capable of performing a highly aggressive abstraction. Fourth, a technique that builds upon the idea of combining flow-guided smoothing with shock filtering is presented, allowing for an aggressive exaggeration and an emphasis of directional image features. All presented techniques are suitable for temporally coherent per-frame filtering of video or dynamic 3D renderings, without requiring expensive extra processing, such as optical flow. Moreover, they can be efficiently implemented to process content in real-time on a GPU.},
language = {en}
}
@phdthesis{Prohaska2007,
author = {Prohaska, Steffen},
title = {Skeleton-based visualization of massive voxel objects with network-like architecture},
url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-14888},
school = {Universit{\"a}t Potsdam},
year = {2007},
abstract = {This work introduces novel internal and external memory algorithms for computing voxel skeletons of massive voxel objects with complex network-like architecture and for converting these voxel skeletons to piecewise linear geometry, that is triangle meshes and piecewise straight lines. The presented techniques help to tackle the challenge of visualizing and analyzing 3d images of increasing size and complexity, which are becoming more and more important in, for example, biological and medical research. Section 2.3.1 contributes to the theoretical foundations of thinning algorithms with a discussion of homotopic thinning in the grid cell model. The grid cell model explicitly represents a cell complex built of faces, edges, and vertices shared between voxels. A characterization of pairs of cells to be deleted is much simpler than characterizations of simple voxels were before. The grid cell model resolves topologically unclear voxel configurations at junctions and locked voxel configurations causing, for example, interior voxels in sets of non-simple voxels. A general conclusion is that the grid cell model is superior to indecomposable voxels for algorithms that need detailed control of topology. Section 2.3.2 introduces a noise-insensitive measure based on the geodesic distance along the boundary to compute two-dimensional skeletons. The measure is able to retain thin object structures if they are geometrically important while ignoring noise on the object's boundary. This combination of properties is not known of other measures. The measure is also used to guide erosion in a thinning process from the boundary towards lines centered within plate-like structures. Geodesic distance based quantities seem to be well suited to robustly identify one- and two-dimensional skeletons. Chapter 6 applies the method to visualization of bone micro-architecture. Chapter 3 describes a novel geometry generation scheme for representing voxel skeletons, which retracts voxel skeletons to piecewise linear geometry per dual cube. The generated triangle meshes and graphs provide a link to geometry processing and efficient rendering of voxel skeletons. The scheme creates non-closed surfaces with boundaries, which contain fewer triangles than a representation of voxel skeletons using closed surfaces like small cubes or iso-surfaces. A conclusion is that thinking specifically about voxel skeleton configurations instead of generic voxel configurations helps to deal with the topological implications. The geometry generation is one foundation of the applications presented in Chapter 6. Chapter 5 presents a novel external memory algorithm for distance ordered homotopic thinning. The presented method extends known algorithms for computing chamfer distance transformations and thinning to execute I/O-efficiently when input is larger than the available main memory. The applied block-wise decomposition schemes are quite simple. Yet it was necessary to carefully analyze effects of block boundaries to devise globally correct external memory variants of known algorithms. In general, doing so is superior to naive block-wise processing ignoring boundary effects. Chapter 6 applies the algorithms in a novel method based on confocal microscopy for quantitative study of micro-vascular networks in the field of microcirculation.},
language = {en}
}