@inproceedings{CurzonKalasSchubertetal.2015,
  author    = {Curzon, Paul and Kalas, Ivan and Schubert, Sigrid and Schaper, Niclas and Barnes, Jan and Kennewell, Steve and Br{\"o}ker, Kathrin and Kastens, Uwe and Magenheim, Johannes and Dagiene, Valentina and Stupuriene, Gabriele and Ellis, Jason Brent and Abreu-Ellis, Carla Reis and Grillenberger, Andreas and Romeike, Ralf and Haugsbakken, Halvdan and Jones, Anthony and Lewin, Cathy and McNicol, Sarah and Nelles, Wolfgang and Neugebauer, Jonas and Ohrndorf, Laura and Schaper, Niclas and Schubert, Sigrid and Opel, Simone and Kramer, Matthias and Trommen, Michael and Pottb{\"a}cker, Florian and Ilaghef, Youssef and Passig, David and Tzuriel, David and Kedmi, Ganit Eshel and Saito, Toshinori and Webb, Mary and Weigend, Michael and Bottino, Rosa and Chioccariello, Augusto and Christensen, Rhonda and Knezek, Gerald and Gioko, Anthony Maina and Angondi, Enos Kiforo and Waga, Rosemary and Ohrndorf, Laura and Or-Bach, Rachel and Preston, Christina and Younie, Sarah and Przybylla, Mareen and Romeike, Ralf and Reynolds, Nicholas and Swainston, Andrew and Bendrups, Faye and Sysło, Maciej M. and Kwiatkowska, Anna Beata and Zieris, Holger and Gerstberger, Herbert and M{\"u}ller, Wolfgang and B{\"u}chner, Steffen and Opel, Simone and Schiller, Thomas and Wegner, Christian and Zender, Raphael and Lucke, Ulrike and Diethelm, Ira and Syrbe, J{\"o}rn and Lai, Kwok-Wing and Davis, Niki and Eickelmann, Birgit and Erstad, Ola and Fisser, Petra and Gibson, David and Khaddage, Ferial and Knezek, Gerald and Micheuz, Peter and Kloos, Carlos Delgado},
  title     = {KEYCIT 2014},
  editor    = {Brinda, Torsten and Reynolds, Nicholas and Romeike, Ralf and Schwill, Andreas},
  publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
  address   = {Potsdam},
  isbn      = {978-3-86956-292-6},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-70325},
  pages     = {438},
  year      = {2015},
  abstract  = {In our rapidly changing world it is increasingly important not only to be an expert in a chosen field of study but also to be able to respond to developments, master new approaches to solving problems, and fulfil changing requirements in the modern world and in the job market. In response to these needs key competencies in understanding, developing and using new digital technologies are being brought into focus in school and university programmes. The IFIP TC3 conference "KEYCIT - Key Competences in Informatics and ICT (KEYCIT 2014)" was held at the University of Potsdam in Germany from July 1st to 4th, 2014 and addressed the combination of key competencies, Informatics and ICT in detail. The conference was organized into strands focusing on secondary education, university education and teacher education (organized by IFIP WGs 3.1 and 3.3) and provided a forum to present and to discuss research, case studies, positions, and national perspectives in this field.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{RolfBergesHubwieseretal.2010,
  author    = {Rolf, Arno and Berges, Marc and Hubwieser, Peter and Kehrer, Timo and Kelter, Udo and Romeike, Ralf and Frenkel, Marcus and Karsten, Weicker and Reinhardt, Wolfgang and Mascher, Michael and G{\"u}l, Senol and Magenheim, Johannes and Raimer, Stephan and Diethelm, Ira and D{\"u}nnebier, Malte and Gabor, Kiss and Susanne, Boll and Rolf, Meinhardt and Gronewold, Sabine and Krekeler, Larissa and Jahnke, Isa and Haertel, Tobias and Mattick, Volker and Lettow, Karsten and Hafer, J{\"o}rg and Ludwig, Joachim and Schumann, Marlen and Laroque, Christoph and Schulte, Jonas and Urban, Diana},
  title     = {HDI2010 - Tagungsband der 4. Fachtagung zur "Hochschuldidaktik Informatik"},
  editor    = {Engbring, Dieter and Keil, Reinhard and Magenheim, Johannes and Selke, Harald},
  publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
  address   = {Potsdam},
  isbn      = {978-3-86956-100-4},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-49167},
  pages     = {105},
  year      = {2010},
  abstract  = {Mit der 4. Tagung zur Hochschuldidaktik Informatik wird eine Reihe fortgesetzt, die ihren Anfang 1998 in Stuttgart unter der {\"U}berschrift „Informatik und Ausbildung" genommen hat. Seither dienen diese Tagungen den Lehrenden im Bereich der Hochschulinformatik als Forum der Information und des Diskurses {\"u}ber aktuelle didaktische und bildungspolitische Entwicklungen im Bereich der Informatikausbildung. Aktuell z{\"a}hlen dazu insbesondere Fragen der Bildungsrelevanz informatischer Inhalte und der Herausforderung durch eine st{\"a}rkere Kompetenzorientierung in der Informatik. Die eingereichten Beitr{\"a}ge zur HDI 2010 in Paderborn veranschaulichen unterschiedliche Bem{\"u}hungen, sich mit relevanten Problemen der Informatikdidaktik an Hochschulen in Deutschland (und z. T. auch im Ausland) auseinanderzusetzen. Aus der Breite des Spektrums der Einreichungen ergaben sich zugleich Probleme bei der Begutachtung. Letztlich konnten von den zahlreichen Einreichungen nur drei die Gutachter so {\"u}berzeugen, dass sie uneingeschr{\"a}nkt in ihrer Langfassung akzeptiert wurden. Neun weitere Einreichungen waren trotz Kritik {\"u}berwiegend positiv begutachtet worden, so dass wir diese als Kurzfassung bzw. Diskussionspapier in die Tagung aufgenommen haben.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kluth2011,
  author    = {Kluth, Stephan},
  title     = {Quantitative modeling and analysis with FMC-QE},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-52987},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {The modeling and evaluation calculus FMC-QE, the Fundamental Modeling Concepts for Quanti-tative Evaluation [1], extends the Fundamental Modeling Concepts (FMC) for performance modeling and prediction. In this new methodology, the hierarchical service requests are in the main focus, because they are the origin of every service provisioning process. Similar to physics, these service requests are a tuple of value and unit, which enables hierarchical service request transformations at the hierarchical borders and therefore the hierarchical modeling. Through reducing the model complexity of the models by decomposing the system in different hierarchical views, the distinction between operational and control states and the calculation of the performance values on the assumption of the steady state, FMC-QE has a scalable applica-bility on complex systems. According to FMC, the system is modeled in a 3-dimensional hierarchical representation space, where system performance parameters are described in three arbitrarily fine-grained hierarchi-cal bipartite diagrams. The hierarchical service request structures are modeled in Entity Relationship Diagrams. The static server structures, divided into logical and real servers, are de-scribed as Block Diagrams. The dynamic behavior and the control structures are specified as Petri Nets, more precisely Colored Time Augmented Petri Nets. From the structures and pa-rameters of the performance model, a hierarchical set of equations is derived. The calculation of the performance values is done on the assumption of stationary processes and is based on fundamental laws of the performance analysis: Little's Law and the Forced Traffic Flow Law. Little's Law is used within the different hierarchical levels (horizontal) and the Forced Traffic Flow Law is the key to the dependencies among the hierarchical levels (vertical). This calculation is suitable for complex models and allows a fast (re-)calculation of different performance scenarios in order to support development and configuration decisions. Within the Research Group Zorn at the Hasso Plattner Institute, the work is embedded in a broader research in the development of FMC-QE. While this work is concentrated on the theoretical background, description and definition of the methodology as well as the extension and validation of the applicability, other topics are in the development of an FMC-QE modeling and evaluation tool and the usage of FMC-QE in the design of an adaptive transport layer in order to fulfill Quality of Service and Service Level Agreements in volatile service based environments. This thesis contains a state-of-the-art, the description of FMC-QE as well as extensions of FMC-QE in representative general models and case studies. In the state-of-the-art part of the thesis in chapter 2, an overview on existing Queueing Theory and Time Augmented Petri Net models and other quantitative modeling and evaluation languages and methodologies is given. Also other hierarchical quantitative modeling frameworks will be considered. The description of FMC-QE in chapter 3 consists of a summary of the foundations of FMC-QE, basic definitions, the graphical notations, the FMC-QE Calculus and the modeling of open queueing networks as an introductory example. The extensions of FMC-QE in chapter 4 consist of the integration of the summation method in order to support the handling of closed networks and the modeling of multiclass and semaphore scenarios. Furthermore, FMC-QE is compared to other performance modeling and evaluation approaches. In the case study part in chapter 5, proof-of-concept examples, like the modeling of a service based search portal, a service based SAP NetWeaver application and the Axis2 Web service framework will be provided. Finally, conclusions are given by a summary of contributions and an outlook on future work in chapter 6. [1] Werner Zorn. FMC-QE - A New Approach in Quantitative Modeling. In Hamid R. Arabnia, editor, Procee-dings of the International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods (MSV 2007) within WorldComp '07, pages 280 - 287, Las Vegas, NV, USA, June 2007. CSREA Press. ISBN 1-60132-029-9.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Off2011,
  author    = {Off, Thomas},
  title     = {Durchg{\"a}ngige Verfolgbarkeit im Vorfeld der Softwareentwicklung von E-Government-Anwendungen : ein ontologiebasierter und modellgetriebener Ansatz am Beispiel von B{\"u}rgerdiensten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-57478},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die {\"o}ffentliche Verwaltung setzt seit mehreren Jahren E-Government-Anwendungssysteme ein, um ihre Verwaltungsprozesse intensiver mit moderner Informationstechnik zu unterst{\"u}tzen. Da die {\"o}ffentliche Verwaltung in ihrem Handeln in besonderem Maße an Recht und Gesetz gebunden ist verst{\"a}rkt und verbreitet sich der Zusammenhang zwischen den Gesetzen und Rechtsvorschriften einerseits und der zur Aufgabenunterst{\"u}tzung eingesetzten Informationstechnik andererseits. Aus Sicht der Softwaretechnik handelt es sich bei diesem Zusammenhang um eine spezielle Form der Verfolgbarkeit von Anforderungen (engl. Traceability), die so genannte Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (Pre-Requirements Specification Traceability, kurz Pre-RS Traceability), da sie Aspekte betrifft, die relevant sind, bevor die Anforderungen in eine Spezifikation eingeflossen sind (Urspr{\"u}nge von Anforderungen). Der Ansatz dieser Arbeit leistet einen Beitrag zur Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation von E-Government-Anwendungssystemen. Er kombiniert dazu aktuelle Entwicklungen und Standards (insbesondere des World Wide Web Consortium und der Object Management Group) aus den Bereichen Verfolgbarkeit von Anforderungen, Semantic Web, Ontologiesprachen und modellgetriebener Softwareentwicklung. Der L{\"o}sungsansatz umfasst eine spezielle Ontologie des Verwaltungshandeln, die mit den Techniken, Methoden und Werkzeugen des Semantic Web eingesetzt wird, um in Texten von Rechtsvorschriften relevante Urspr{\"u}nge von Anforderungen durch Annotationen mit einer definierten Semantik zu versehen. Darauf aufbauend wird das Ontology Definition Metamodel (ODM) verwendet, um die Annotationen als spezielle Individuen einer Ontologie auf Elemente der Unified Modeling Language (UML) abzubilden. Dadurch entsteht ein neuer Modelltyp Pre-Requirements Model (PRM), der das Vorfeld der Anforderungsspezifikation formalisiert. Modelle diesen Typs k{\"o}nnen auch verwendet werden, um Aspekte zu formalisieren die sich nicht oder nicht vollst{\"a}ndig aus dem Text der Rechtsvorschrift ergeben. Weiterhin bietet das Modell die M{\"o}glichkeit zum Anschluss an die modellgetriebene Softwareentwicklung. In der Arbeit wird deshalb eine Erweiterung der Model Driven Architecture (MDA) vorgeschlagen. Zus{\"a}tzlich zu den etablierten Modelltypen Computation Independent Model (CIM), Platform Independent Model (PIM) und Platform Specific Model (PSM) k{\"o}nnte der Einsatz des PRM Vorteile f{\"u}r die Verfolgbarkeit bringen. Wird die MDA mit dem PRM auf das Vorfeld der Anforderungsspezifikation ausgeweitet, kann eine Transformation des PRM in ein CIM als initiale Anforderungsspezifikation erfolgen, indem der MOF Query View Transformation Standard (QVT) eingesetzt wird. Als Teil des QVT-Standards ist die Aufzeichnung von Verfolgbarkeitsinformationen bei Modelltransformationen verbindlich. Um die semantische L{\"u}cke zwischen PRM und CIM zu {\"u}berbr{\"u}cken, erfolgt analog zum Einsatz des Plattformmodells (PM) in der PIM nach PSM Transformation der Einsatz spezieller Hilfsmodelle. Es kommen daf{\"u}r die im Projekt "E-LoGo" an der Universit{\"a}t Potsdam entwickelten Referenzmodelle zum Einsatz. Durch die Aufzeichnung der Abbildung annotierter Textelemente auf Elemente im PRM und der Transformation der Elemente des PRM in Elemente des CIM kann durchg{\"a}ngige Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation erreicht werden. Der Ansatz basiert auf einer so genannten Verfolgbarkeitsdokumentation in Form verlinkter Hypertextdokumente, die mittels XSL-Stylesheet erzeugt wurden und eine Verbindung zur graphischen Darstellung des Diagramms (z. B. Anwendungsfall-, Klassendiagramm der UML) haben. Der Ansatz unterst{\"u}tzt die horizontale Verfolgbarkeit zwischen Elementen unterschiedlicher Modelle vorw{\"a}rts- und r{\"u}ckw{\"a}rtsgerichtet umfassend. Er bietet außerdem vertikale Verfolgbarkeit, die Elemente des gleichen Modells und verschiedener Modellversionen in Beziehung setzt. {\"U}ber den offensichtlichen Nutzen einer durchg{\"a}ngigen Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (z. B. Analyse der Auswirkungen einer Gesetzes{\"a}nderung, Ber{\"u}cksichtigung des vollst{\"a}ndigen Kontextes einer Anforderung bei ihrer Priorisierung) hinausgehend, bietet diese Arbeit eine erste Ansatzm{\"o}glichkeit f{\"u}r eine Feedback-Schleife im Prozess der Gesetzgebung. Stehen beispielsweise mehrere gleichwertige Gestaltungsoptionen eines Gesetzes zur Auswahl, k{\"o}nnen die Auswirkungen jeder Option analysiert und der Aufwand ihrer Umsetzung in E-Government-Anwendungen als Auswahlkriterium ber{\"u}cksichtigt werden. Die am 16. M{\"a}rz 2011 in Kraft getretene {\"A}nderung des NKRG schreibt eine solche Analyse des so genannten „Erf{\"u}llungsaufwands" f{\"u}r Teilbereiche des Verwaltungshandelns bereits heute verbindlich vor. F{\"u}r diese Analyse kann die vorliegende Arbeit einen Ansatz bieten, um zu fundierten Aussagen {\"u}ber den {\"A}nderungsaufwand eingesetzter E-Government-Anwendungssysteme zu kommen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Koehlmann2016,
  author    = {K{\"o}hlmann, Wiebke},
  title     = {Zug{\"a}nglichkeit virtueller Klassenzimmer f{\"u}r Blinde},
  publisher = {Logos},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-8325-4273-3},
  pages     = {i-x, 310, i-clxxvi},
  year      = {2016},
  abstract  = {E-Learning-Anwendungen bieten Chancen f{\"u}r die gesetzlich vorgeschriebene Inklusion von Lernenden mit Beeintr{\"a}chtigungen. Die gleichberechtigte Teilhabe von blinden Lernenden an Veranstaltungen in virtuellen Klassenzimmern ist jedoch durch den synchronen, multimedialen Charakter und den hohen Informationsumfang dieser L{\"o}sungen kaum m{\"o}glich. Die vorliegende Arbeit untersucht die Zug{\"a}nglichkeit virtueller Klassenzimmer f{\"u}r blinde Nutzende, um eine m{\"o}glichst gleichberechtigte Teilhabe an synchronen, kollaborativen Lernszenarien zu erm{\"o}glichen. Im Rahmen einer Produktanalyse werden dazu virtuelle Klassenzimmer auf ihre Zug{\"a}nglichkeit und bestehende Barrieren untersucht und Richtlinien f{\"u}r die zug{\"a}ngliche Gestaltung von virtuellen Klassenzimmern definiert. Anschließend wird ein alternatives Benutzungskonzept zur Darstellung und Bedienung virtueller Klassenzimmer auf einem zweidimensionalen taktilen Braille-Display entwickelt, um eine m{\"o}glichst gleichberechtigte Teilhabe blinder Lernender an synchronen Lehrveranstaltungen zu erm{\"o}glichen. Nach einer ersten Evaluation mit blinden Probanden erfolgt die prototypische Umsetzung des Benutzungskonzepts f{\"u}r ein Open-Source-Klassenzimmer. Die abschließende Evaluation der prototypischen Umsetzung zeigt die Verbesserung der Zug{\"a}nglichkeit von virtuellen Klassenzimmern f{\"u}r blinde Lernende unter Verwendung eines taktilen Fl{\"a}chendisplays und best{\"a}tigt die Wirksamkeit der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Konzepte.},
  language  = {de}
}
@article{Kujath2016,
  author    = {Kujath, Bertold},
  title     = {Lernwirksamkeits- und Zielgruppenanalyse f{\"u}r ein Lehrvideo zum informatischen Probleml{\"o}sen},
  series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)},
  journal   = {Commentarii informaticae didacticae (CID)},
  number    = {10},
  publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
  address   = {Potsdam},
  isbn      = {978-3-86956-376-3},
  issn      = {1868-0844},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94797},
  pages     = {25 -- 39},
  year      = {2016},
  abstract  = {Aus einer Vergleichsstudie mit starken und schwachen Probleml{\"o}sern konnten Erkenntnisse {\"u}ber die effizienten Herangehensweisen von Hochleistern an Informatikprobleme gewonnen werden. Diese Erkenntnisse wurden in einem Lehrvideo zum informatischen Probleml{\"o}sen didaktisch aufgearbeitet, sodass Lernenden der Einsatz von Baumstrukturen und Rekursion im konkreten Kontext gezeigt werden kann. Nun wurde die tats{\"a}chliche Lernwirksamkeit des Videos sowie die Definition der Zielgruppe in einer Vergleichsstudie mit 66 Studienanf{\"a}ngern {\"u}berpr{\"u}ft.},
  language  = {de}
}
@article{BoehneKreitzKnobelsdorf2016,
  author    = {B{\"o}hne, Sebastian and Kreitz, Christoph and Knobelsdorf, Maria},
  title     = {Mathematisches Argumentieren und Beweisen mit dem Theorembeweiser Coq},
  series = {Commentarii informaticae didacticae (CID)},
  journal   = {Commentarii informaticae didacticae (CID)},
  number    = {10},
  publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
  address   = {Potsdam},
  isbn      = {978-3-86956-376-3},
  issn      = {1868-0844},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-94824},
  pages     = {69 -- 80},
  year      = {2016},
  abstract  = {Informatik-Studierende haben in der Mehrzahl Schwierigkeiten, einen Einstieg in die Theoretische Informatik zu finden und die Leistungsanforderungen in den Endklausuren der zugeh{\"o}rigen Lehrveranstaltungen zu erf{\"u}llen. Wir argumentieren, dass dieser Symptomatik mangelnde Kompetenzen im Umgang mit abstrakten und stark formalisierten Themeninhalten zugrunde liegen und schlagen vor, einen Beweisassistenten als interaktives Lernwerkzeug in der Eingangslehre der Theoretischen Informatik zu nutzen, um entsprechende Kompetenzen zu st{\"a}rken.},
  language  = {de}
}
@book{OPUS4-7534,
  title     = {Process design for natural scientists},
  series = {Communications in computer and information science ; 500},
  journal   = {Communications in computer and information science ; 500},
  editor    = {Lambrecht, Anna-Lena and Margaria, Tizian},
  publisher = {Springer},
  address   = {Wiesbaden},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  pages     = {X, 251},
  year      = {2014},
  abstract  = {This book presents an agile and model-driven approach to manage scientific workflows. The approach is based on the Extreme Model Driven Design (XMDD) paradigm and aims at simplifying and automating the complex data analysis processes carried out by scientists in their day-to-day work. Besides documenting the impact the workflow modeling might have on the work of natural scientists, this book serves three major purposes: 1. It acts as a primer for practitioners who are interested to learn how to think in terms of services and workflows when facing domain-specific scientific processes. 2. It provides interesting material for readers already familiar with this kind of tools, because it introduces systematically both the technologies used in each case study and the basic concepts behind them. 3. As the addressed thematic field becomes increasingly relevant for lectures in both computer science and experimental sciences, it also provides helpful material for teachers that plan similar courses.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wust2015,
  author    = {Wust, Johannes},
  title     = {Mixed workload managment for in-memory databases},
  pages     = {VIII, 167},
  year      = {2015},
  language  = {en}
}
@article{Teske2014,
  author    = {Teske, Daniel},
  title     = {Geocoder accuracy ranking},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {161 -- 174},
  year      = {2014},
  abstract  = {Finding an address on a map is sometimes tricky: the chosen map application may be unfamiliar with the enclosed region. There are several geocoders on the market, they have different databases and algorithms to compute the query. Consequently, the geocoding results differ in their quality. Fortunately the geocoders provide a rich set of metadata. The workflow described in this paper compares this metadata with the aim to find out which geocoder is offering the best-fitting coordinate for a given address.},
  language  = {en}
}
@article{Sens2014,
  author    = {Sens, Henriette},
  title     = {Web-Based map generalization tools put to the test: a jABC workflow},
  series = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {175 -- 185},
  year      = {2014},
  abstract  = {Geometric generalization is a fundamental concept in the digital mapping process. An increasing amount of spatial data is provided on the web as well as a range of tools to process it. This jABC workflow is used for the automatic testing of web-based generalization services like mapshaper.org by executing its functionality, overlaying both datasets before and after the transformation and displaying them visually in a .tif file. Mostly Web Services and command line tools are used to build an environment where ESRI shapefiles can be uploaded, processed through a chosen generalization service and finally visualized in Irfanview.},
  language  = {en}
}
@article{Noack2014,
  author    = {Noack, Franziska},
  title     = {CREADED: Colored-Relief application for digital elevation data},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {186 -- 199},
  year      = {2014},
  abstract  = {In the geoinformatics field, remote sensing data is often used for analyzing the characteristics of the current investigation area. This includes DEMs, which are simple raster grids containing grey scales representing the respective elevation values. The project CREADED that is presented in this paper aims at making these monochrome raster images more significant and more intuitively interpretable. For this purpose, an executable interactive model for creating a colored and relief-shaded Digital Elevation Model (DEM) has been designed using the jABC framework. The process is based on standard jABC-SIBs and SIBs that provide specific GIS functions, which are available as Web services, command line tools and scripts.},
  language  = {en}
}
@article{Respondek2014,
  author    = {Respondek, Tobias},
  title     = {A workflow for computing potential areas for wind turbines},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  pages     = {200 -- 215},
  year      = {2014},
  abstract  = {This paper describes the implementation of a workflow model for service-oriented computing of potential areas for wind turbines in jABC. By implementing a re-executable model the manual effort of a multi-criteria site analysis can be reduced. The aim is to determine the shift of typical geoprocessing tools of geographic information systems (GIS) from the desktop to the web. The analysis is based on a vector data set and mainly uses web services of the "Center for Spatial Information Science and Systems" (CSISS). This paper discusses effort, benefits and problems associated with the use of the web services.},
  language  = {en}
}
@article{Scheele2014,
  author    = {Scheele, Lasse},
  title     = {Location analysis for placing artificial reefs},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {216 -- 228},
  year      = {2014},
  abstract  = {Location analyses are among the most common tasks while working with spatial data and geographic information systems. Automating the most frequently used procedures is therefore an important aspect of improving their usability. In this context, this project aims to design and implement a workflow, providing some basic tools for a location analysis. For the implementation with jABC, the workflow was applied to the problem of finding a suitable location for placing an artificial reef. For this analysis three parameters (bathymetry, slope and grain size of the ground material) were taken into account, processed, and visualized with the The Generic Mapping Tools (GMT), which were integrated into the workflow as jETI-SIBs. The implemented workflow thereby showed that the approach to combine jABC with GMT resulted in an user-centric yet user-friendly tool with high-quality cartographic outputs.},
  language  = {en}
}
@article{Holler2014,
  author    = {Holler, Robin},
  title     = {GraffDok - a graffiti documentation application},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {239 -- 251},
  year      = {2014},
  abstract  = {GraffDok is an application helping to maintain an overview over sprayed images somewhere in a city. At the time of writing it aims at vandalism rather than at beautiful photographic graffiti in an underpass. Looking at hundreds of tags and scribbles on monuments, house walls, etc. it would be interesting to not only record them in writing but even make them accessible electronically, including images. GraffDok's workflow is simple and only requires an EXIF-GPS-tagged photograph of a graffito. It automatically determines its location by using reverse geocoding with the given GPS-coordinates and the Gisgraphy WebService. While asking the user for some more meta data, GraffDok analyses the image in parallel with this and tries to detect fore- and background - before extracting the drawing lines and make them stand alone. The command line based tool ImageMagick is used here as well as for accessing EXIF data. Any meta data is written to csv-files, which will stay easily accessible and can be integrated in TeX-files as well. The latter ones are converted to PDF at the end of the workflow, containing a table about all graffiti and a summary for each - including the generated characteristic graffiti pattern image.},
  language  = {en}
}
@article{Reso2014,
  author    = {Reso, Judith},
  title     = {Protein Classification Workflow},
  series = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  editor    = {Lambrecht, Anna-Lena and Margaria, Tiziana},
  publisher = {Springer Verlag},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {65 -- 72},
  year      = {2014},
  abstract  = {The protein classification workflow described in this report enables users to get information about a novel protein sequence automatically. The information is derived by different bioinformatic analysis tools which calculate or predict features of a protein sequence. Also, databases are used to compare the novel sequence with known proteins.},
  language  = {en}
}
@article{Schulze2014,
  author    = {Schulze, Gunnar},
  title     = {Workflow for rapid metagenome analysis},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {88 -- 100},
  year      = {2014},
  abstract  = {Analyses of metagenomes in life sciences present new opportunities as well as challenges to the scientific community and call for advanced computational methods and workflows. The large amount of data collected from samples via next-generation sequencing (NGS) technologies render manual approaches to sequence comparison and annotation unsuitable. Rather, fast and efficient computational pipelines are needed to provide comprehensive statistics and summaries and enable the researcher to choose appropriate tools for more specific analyses. The workflow presented here builds upon previous pipelines designed for automated clustering and annotation of raw sequence reads obtained from next-generation sequencing technologies such as 454 and Illumina. Employing specialized algorithms, the sequence reads are processed at three different levels. First, raw reads are clustered at high similarity cutoff to yield clusters which can be exported as multifasta files for further analyses. Independently, open reading frames (ORFs) are predicted from raw reads and clustered at two strictness levels to yield sets of non-redundant sequences and ORF families. Furthermore, single ORFs are annotated by performing searches against the Pfam database},
  language  = {en}
}
@article{Vierheller2014,
  author    = {Vierheller, Janine},
  title     = {Exploratory Data Analysis},
  series = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  editor    = {Lambrecht, Anna-Lena and Margaria, Tiziana},
  publisher = {Axel Springer Verlag},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {110 -- 126},
  year      = {2014},
  abstract  = {In bioinformatics the term exploratory data analysis refers to different methods to get an overview of large biological data sets. Hence, it helps to create a framework for further analysis and hypothesis testing. The workflow facilitates this first important step of the data analysis created by high-throughput technologies. The results are different plots showing the structure of the measurements. The goal of the workflow is the automatization of the exploratory data analysis, but also the flexibility should be guaranteed. The basic tool is the free software R.},
  language  = {en}
}
@article{Schuett2014,
  author    = {Sch{\"u}tt, Christine},
  title     = {Identification of differentially expressed genes},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {127 -- 139},
  year      = {2014},
  abstract  = {With the jABC it is possible to realize workflows for numerous questions in different fields. The goal of this project was to create a workflow for the identification of differentially expressed genes. This is of special interest in biology, for it gives the opportunity to get a better insight in cellular changes due to exogenous stress, diseases and so on. With the knowledge that can be derived from the differentially expressed genes in diseased tissues, it becomes possible to find new targets for treatment.},
  language  = {en}
}
@article{Kuntzsch2014,
  author    = {Kuntzsch, Christian},
  title     = {Visualization of data transfer paths},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {140 -- 148},
  year      = {2014},
  abstract  = {A workflow for visualizing server connections using the Google Maps API was built in the jABC. It makes use of three basic services: An XML-based IP address geolocation web service, a command line tool and the Static Maps API. The result of the workflow is an URL leading to an image file of a map, showing server connections between a client and a target host.},
  language  = {en}
}
@article{Hibbe2014,
  author    = {Hibbe, Marcel},
  title     = {Spotlocator - Guess Where the Photo Was Taken!},
  series = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  editor    = {Lambrecht, Anna-Lena and Margaria, Tiziana},
  publisher = {Springer Verlag},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {149 -- 160},
  year      = {2014},
  abstract  = {Spotlocator is a game wherein people have to guess the spots of where photos were taken. The photos of a defined area for each game are from panoramio.com. They are published at http://spotlocator. drupalgardens.com with an ID. Everyone can guess the photo spots by sending a special tweet via Twitter that contains the hashtag \#spotlocator, the guessed coordinates and the ID of the photo. An evaluation is published for all tweets. The players are informed about the distance to the real photo spots and the positions are shown on a map.},
  language  = {en}
}
@article{Blaese2014,
  author    = {Blaese, Leif},
  title     = {Data mining for unidentified protein squences},
  series = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process design for natural scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {73 -- 87},
  year      = {2014},
  abstract  = {Through the use of next generation sequencing (NGS) technology, a lot of newly sequenced organisms are now available. Annotating those genes is one of the most challenging tasks in sequence biology. Here, we present an automated workflow to find homologue proteins, annotate sequences according to function and create a three-dimensional model.},
  language  = {en}
}
@article{Lis2014,
  author    = {Lis, Monika},
  title     = {Constructing a Phylogenetic Tree},
  series = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  journal   = {Process Design for Natural Scientists: an agile model-driven approach},
  number    = {500},
  editor    = {Lambrecht, Anna-Lena and Margaria, Tiziana},
  publisher = {Springer Verlag},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-662-45005-5},
  issn      = {1865-0929},
  pages     = {101 -- 109},
  year      = {2014},
  abstract  = {In this project I constructed a workflow that takes a DNA sequence as input and provides a phylogenetic tree, consisting of the input sequence and other sequences which were found during a database search. In this phylogenetic tree the sequences are arranged depending on similarities. In bioinformatics, constructing phylogenetic trees is often used to explore the evolutionary relationships of genes or organisms and to understand the mechanisms of evolution itself.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kilic2016,
  author    = {Kilic, Mukayil},
  title     = {Vernetztes Pr{\"u}fen von elektronischen Komponenten {\"u}ber das Internet},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {104, XVI},
  year      = {2016},
  language  = {de}
}
@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: <b>Establishing a performance measure based on information theory:</b> 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. <b>Transfer and development of suitable signal processing and machine learning techniques:</b> 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. <b>Implementation of the Berlin brain computer interface and realization of suitable experiments:</b> 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 \&ndash; 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}
}
@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}
}
@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}
}