OPUS 4 | Search

Analyse von Finanzdaten mit neuronalem Data-Mining (1999)

Timm Sebastian Langsdorf

Im heutigen Zahlungsverkehr übernehmen in zunehmendem Maße Zahlungen mit Kreditkarten eine entscheidende Rolle. Entsprechend der Verbreitung dieser Art des Zahlungsverkehrs nimmt ebenfalls der Mißbrauch mit diesem bargeldlosen Zahlungsmittel zu. Um die Verluste, die bei dem Kreditkarteninstitut auf diese Weise entstehen, so weit wie möglich einzudämmen, wird versucht, Mißbrauchstransaktionen bei der Autorisierung der Zahlungsaufforderung zu erkennen. Ziel dieser Diplomarbeit ist es zu bestimmen, in wie weit es möglich ist, illegale Transaktionen aus der Menge von Autorisierungsanfragen mit Hilfe adaptiver Algorithmen aufzudecken. Dabei sollen sowohl Methoden aus dem Bereich des Data-Mining, als auch aus den Bereichen der neuronalen Netze benutzt werden. Erschwerend bei der Mißbrauchsanalyse kommt hinzu, daß die Beurteilung der einzelnen Transaktionen in Sekundenbruchteilen abgeschlossen sein muß, um die hohe Anzahl an Autorisierungsanfragen verarbeiten zu können und den Kundenservice auf Seiten des Benutzers und des Händlers auf diese Weise zu optimieren. Weiter handelt es sich bei einem Großteil der bei der Analyse zu Verfügung stehenden Datensätze um symbolische Daten, also alpha-numerisch kodierte Werte, die stellvertretend für verschiedene Eigenschaften verwendet werden. Nur wenige der Transaktionsdaten sind analoger Natur, weisen also eine Linearität auf, die es erlaubt, "Nachbarschaften" zwischen den Daten bestimmen zu können. Damit scheidet eine reine Analyse auf Basis von neuronalen Netzwerken aus. Diese Problematik führte unter anderem zu dem verfolgten Ansatz. Als Grundlage der Analyse dienen bekannte Mißbrauchstransaktionen aus einem Zeitintervall von ungefähr einem Jahr, die jedoch aufgrund der hohen Anzahl nicht komplett als solche mit den eingehenden Transaktionen verglichen werden können, da ein sequentieller Vergleich zu viel Zeit in Anspruch nähme. Im übrigen würde durch einen einfachen Vergleich nur der schon bekannte Mißbrauch erkannt werden; eine Abstraktion der Erkenntnisse aus den Mißbrauchserfahrungen ist nicht möglich. Aus diesem Grund werden diese Mißbrauchstransaktionen mit Hilfe von Methoden aus dem Bereich des Data-Mining verallgemeinert und damit auf ein Minimum, soweit es die Verläßlichkeit dieser Datensätze zuläßt, reduziert. Desweiteren schließt sich eine Analyse der zu diesem Zeitpunkt noch nicht betrachteten analogen Daten an, um die maximale, enthaltene Information aus den Transaktionsdaten zu beziehen. Dafür werden moderne Methoden aus dem Bereich der neuronalen Netzwerke, sogenannte radiale Basisfunktionsnetze, verwendet. Da eine Mißbrauchsanalyse ohne eine entsprechende Profilanalyse unvollständig wäre, wurde abschließend mit den vorhanden Mitteln auf den zugrunde liegenden Daten in Anlehnung an die bisherige Methodik eine solche Profilauswertung und zeitabhängige Analyse realisiert. Mit dem so implementierten Modell wurde versucht, auf allgemeine Art und Weise, Verhaltens- beziehungsweise Transaktionsmuster einzuordnen und mit bei der Mißbrauchsentscheidung einfließen zu lassen. Aus den vorgestellten Analyseverfahren wurden verschiedene Klassifizierungsmodelle entwickelt, die zu guten Ergebnissen auf den Simulationsdaten führen. Es kann gezeigt werden, daß die Mißbrauchserkennung durch eine kombinierte Anwendung aus symbolischer und analoger Auswertung bestmöglich durchzuführen ist.

Bumpmapping-Verfahren und deren Weiterentwicklung (2007)

Sebastian Schäfer

Das Bumpmapping-Verfahren, eine Methode zur realistischen Darstellung rauer Oberflächen, existiert schon seit 30 Jahren, aber erst durch aktuelle Entwicklungen der Hardware lässt es sich in Echtzeitumgebungen einsetzen. Die aktuellen Verfahren ermöglichen viele darüber hinausgehende Effekte, jedoch haben sie auch mit Problemen zu kämpfen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Weiterentwicklung der Verfahren zu betrachten. In dieser Arbeit werden die Grenzen der aktuellen Bumpmapping-Algorithmen aufgezeigt und nach neuen Wegen geforscht. Das erste Verfahren erzeugt durch ein Multipassrendern fraktale Landschaften im Shader. Die darin verwendeten Methoden lassen sich für einen weiteren Algorithmus nutzen, mit dem feine Unebenheiten der Oberfläche an jedem Pixel ausgewertet werden. So können anisotrope Materialien wie gebürstete Metalle oder Mikropartikellacke simuliert werden. Den Abschluss bilden zwei neue Verfahren für prozedurale Shader. Die zu imitierende Oberfläche wird im Modell nachgebildet und per Raytracing für jeden Oberflächenpixel ausgewertet. Durch diese Methode werden viele Probleme texturbasierter Verfahren komplett umgangen.

Extraktion semantischer Informationen aus WIKI-Systemen (2006)

Sarah Voß

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Konzept zur Extraktion von semantischen Informationen aus Wiki-Systemen entwickelt. Ausgangspunkt ist die Tatsache, dass in einem Wiki-System eine Reihe von Informationen in strukturierten, semi-strukturierten oder unstrukturierten Texten vorliegen, deren Semantik nicht immer auf den ersten Blick ersichtlich ist. Daher umfasste die Analyse zum einen, welche Informationen explizit und welche implizit vorhanden sind und zum anderen, welche Beziehungen sich aus den gefundenen Informationen ableiten lassen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Beziehungen zwischen verschiedenen Seiten oder um Beziehungen zwischen Wörtern. Hierfür wurde eine Schablone definiert, die jede Information, die extrahiert werden kann, im Detail beschreibt. Dies beinhaltet sowohl die Semantik und die Datenquelle, aus der die Informationen extrahiert werden können, als auch eine Anleitung zur Extraktion und die abschließende Darstellung als XML-Element. Da aber nicht jede Information und deren Semantik sicher ist, wird zwischen sicheren und unsicheren Informationen unterschieden. Die Analyse hat allerdings ergeben, dass es eine Reihe an Informationen gibt, denen nicht automatisch eine Semantik zugewiesen werden kann. Außerdem wurden die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der verschiedenen Wiki-Systeme analysiert, die für die Entwicklung des Konzeptes notwendig waren. Im Konzept ist die Gesamtarchitektur zur Extraktion von semantischen Informationen enthalten. Zwei Hauptsystemkomponenten waren hierfür notwendig: Wrapper und Mediator. Aufgrund der Unterschiede der Wiki-Systeme, wie beispielsweise die verwendete Programmiersprache, Datenbank oder Datei und Wiki-Syntax, wurde eine Wrapper eingesetzt. Der Mediator dient hingegen als Vermittler zwischen der jeweiligen Anwendung und dem Wiki-System. Durch die prototypische Implementation des Konzeptes ist die Durchführbarkeit bewiesen, bestimmte semantische Informationen zu extrahieren und diese in eine für die Weiterverarbeitung geeignete Form zu bringen. Das heißt, bestimmte Informationen können automatisch oder halb-automatisch in eine semantische Beziehung zueinander gesetzt werden.

Unäre stochastische Automaten (2002)

Gregor Gramlich

Wir untersuchen das Verhalten von unären stochastischen endlichen Automaten mit Hilfe von Methoden der Theorie der homogenen Markovketten. Für unäre stochastische Automaten mit E-isoliertem Cutpoint lambda und n Zuständen bestimmen wir eine obere Schranke für die Größe des zyklischen Teils eines optimalen äquivalenten DFAs. Ein Ergebnis von Milani und Pighizzini zeigt bereits, dass für den zyklischen Teil des äquivalenten DFAs O(e exp(sqrt(n ln n))) Zustände ausreichen und in unendlich vielen Fällen auch Omega(eexp(sqrt(n ln n))) Zustände benötigt werden, wobei die Größe von E keine Rolle spielt. Wir zeigen die obere Schranke n exp (1/2E) für die Größe des zyklischen Teils und weisen nach, dass der optimale DFA für jedes c < 1 in unendlich vielen Fällen mehr als n exp (c/2E) viele Zustände im zyklischen Teil benötigt. Wir weisen auch nach, dass es eine unendliche Familie endlicher unärer Sprachen gibt, für die es jeweils einen PFA mit n Zuständen und 1/4-isoliertem Cutpoint gibt, während der optimale, DFA e exp(Omega x sqrt(n ln n)) Zustände im Anfangspfad benötigt.

Raytracing und Szenengraphen (2006)

Björn Schmidt

Raytracing ist ein bekanntes Verfahren zur Erzeugung fotorealistischer Bilder. Globale Beleuchtungseffekte einer 3D-Szene werden durch das Raytracing-Verfahren physikalisch korrekt dargestellt. Erst aktuelle Forschungsarbeiten ermöglichen es, das sehr rechenintensive Verfahren bei interaktiven Bildraten in Echtzeit zu berechnen. Komplexe 3D-Szenen, wie sie beispielsweise in 3D-Spielen oder Simulationen vorkommen, können durch einen Szenengraphen modelliert und animiert werden. Damit die Rendering-Ergebnisse eines Szenengraphen näher an einem realen Bild liegen, ist es erforderlich das Raytracing-Verfahren in einen Szenengraphen einzugliedern. In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten zur Integration eines Echtzeit-Raytracers in eine Szenengraph-API untersucht. Ziel dieser Diplomarbeit ist die Darstellung dynamischer Szenen bei interaktiven Bildraten unter Verwendung des Raytracing-Verfahrens auf einem herkömmlichen PC. Zunächst müssen bestehende Open Source Szenengraph-APIs und aktuelle Echtzeit-Raytracer auf ihre Eignung zur Integration hin überprüft werden. Bei der Verarbeitung dynamischer Szenen spielt die verwendete Beschleunigungsdatenstruktur des Raytracers eine entscheidende Rolle. Da eine komplette Neuerstellung der Datenstruktur in jedem Bild zuviel Zeit in Anspruch nimmt, ist eine schnelle und kostengünstige Aktualisierung erforderlich. Die in [LAM01] vorgestellte Lösung, eine Hüllkörperhierarchie (BVH) als Beschleunigungsdatenstruktur zu verwenden, fügt sich sehr gut in das Konzept eines Szenengraphen ein. Dadurch wird eine einfache Aktualisierung ermöglicht. Um das Ziel dieser Arbeit zu erreichen, ist es notwendig, die Parallelisierbarkeit des Raytracing-Verfahrens auszunutzen. Purcell zeigt in [Pur04], dass Grafikprozessoren (GPUs) neben ihrer eigentlichen Aufgabe auch für allgemeine, parallele Berechnungen wie das Raytracing verwendet werden können. Die in bisherigen Arbeiten über GPU-basiertes Raytracing entwickelten Systeme können dynamische Szenen nicht bei interaktiven Bildraten darstellen. Aus diesem Grund wird in dieser Diplomarbeit ein neues System konzipiert und implementiert, das den in [TS05] entwickelten Raytracer erweitert und in die Open Source Szenengraph-API OGRE 3D integriert. Das implementierte System ermöglicht die Darstellung statischer und dynamischer Szenen unter Verwendung einer Consumer-Grafikkarte bei interaktiven Bildraten. Durch seine Erweiterbarkeit bildet das System das Grundgerüst für ein Realtime-High-Quality-Rendering-System.

Fraktale Planetengenerierung (2006)

Jörg Homann

Wie die Diplomarbeit gezeigt hat, lassen sich zwar ganze Planeten ohne größere Verzerrungen mit Hilfe fraktaler Methoden modellieren. Allerdings stößt die Darstellungsqualität an ihre Grenzen, da sich gängige Level-of-Detail-Algorithmen, wie ROAM bzw. Röttger, nicht einfach an die durch das Surface-Refinement gegebenen Bedingungen anpassen. Insbesondere die Triangulierung durch gleichseitige Dreiecke hat sich als problematisch erwiesen. Ohne diese LOD-Techniken kann aber nur eine relativ geringe Auflösung berechnet werden. Der vorgestellte Level-of-Detail-Algorithmus stellt zwar keinen Ersatz für die obengenannten Verfahren dar. Er bietet aber eine sehr gute Grundlage, denn er schränkt einfach und dadurch sehr schnell den Bereich ein, in dem sich der Betrachter bzw. die virtuelle Kamera befindet. Dies ist vorallem auch deshalb wichtig, weil die bisher entwickelten LOD-Algorithmen nur mit vergleichsweise kleinen Flächen wirklich effizient funktionieren. Eine Kombination aus dem in der Diplomarbeit entwickelten Verfahren und einem ROAM/Röttger-ähnlichen Algorithmus würde deren jeweiligen Schwächen beheben. Die eigentliche Modellierung der Landschaft bzw. der Gebirgszüge lässt sich dagegen problemlos auch auf sphärische Körper übertragen, zumindest wenn man dafür den Plasma-Algorithmus verwendet.

Wiki-Systeme im eLearning (2006)

Rihab Osman-El Sayed

Wiki-Systeme lassen sich in den verschiedensten Anwendungsgebieten auf angenehme Weise, aufgrund ihrer Open-Source Lizenz, durch die Anreicherung entsprechender Zusatzmodule anpassen. An dieser Stelle muss jedoch bedacht werden, dass durch die Integration vermehrter Funktionen, das charakteristische Merkmal der Wiki-Systeme 'Einfachheit' an Präsenz verlieren kann. Dieses, für Wikis typische Charakteristikum ist eine nicht zu unterschätzende Stärke, da sowohl die Expansion der Enzyklopädie Wikipedia, als auch die zunehmende Anzahl bestehender Wikis im Internet geradezu Beweis dafür sind, dass keine anderen Anwendungen in diesem Verhältnis existiert haben. Würde somit das Wiki, aufgrund der Anpassung an ein vorliegendes Konzept an Einfachheit verlieren, so müssten die Beweggründe des Wiki-Einsatzes noch mal überdacht werden. Ebenso könnte in den Bereichen, in denen die Stärken von Wikis unbrauchbar sind, ein anderes System womöglich bessere Ergebnisse liefern als ein Wiki. Aus diesen Gründen sollte vor einem Wiki-Einsatz überprüft werden, ob die vorhandenen Merkmale und Funktionen eines Wikis mit den eigenen Anforderungen übereinstimmen. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Befragung hat gezeigt, das Wikis größtenteils als Präsentationsmedium, zur gemeinsamen Texterstellung und als Informationsplattform genutzt werden. Es ist deutlich geworden, dass die Integration von Wikis im Lehrbereich geeignete Anwendung findet. Auffallend war, dass zwar bei (fast) allen Befragten Schwierigkeiten aufgetreten sind und sogar erhoffte Erwartungen teilweise nicht erfüllt wurden, dennoch war der größte Teil der Befragten mit dem Wiki-Einsatz zufrieden und bewertete diesen als positiv. Die Art der aufgetretenen Schwierigkeiten und Schwachstellen zeigt, dass den Lehrenden gewisse Anleitungen und Richtlinien für einen erfolgreichen Wiki-Einsatz fehlten. Denn Informationen zum didaktischen Rahmen - in denen Wikis eingesetzt werden können - und wie Wikis eingesetzt werden sollen, waren nicht vorhanden. Somit sollen die - in dieser Arbeit - erarbeiteten Empfehlungen und Kriterien, Lehrende zu einem optimierten Wiki-Einsatz in Lehrveranstaltungen verhelfen. Außerdem sind in dieser Arbeit Vorgaben enthalten, wie Wiki-Einsätze von Lehrenden gestaltet werden können, so dass die häufig auftretenden Probleme vermieden werden können. Die erarbeiteten Empfehlungen und Kriterien sind gleichermaßen aus den positiven, wie auch aus den negativen Erfahrungen der Befragten entstanden. Insbesondere sollen die Empfehlungen und Kriterien, die von den Befragten permanent beklagten auftretenden Schwierigkeiten und Probleme verhindern. Eine Garantie jedoch, dass die Einhaltung dieser Empfehlungen und Kriterien zu einem erfolgreichen Wiki-Einsatz führen und ob keine relevanten Kriterien unbeachtet gelassen sind, kann an dieser Stelle nicht gegeben werden. Ob sich nun die Probleme, die sich mit Wiki-Einsätzen wiederholt ergeben haben, durch die Befolgung dieser Kriterien und Empfehlungen vermeiden lassen, könnte im Rahmen einer nachfolgenden Diplomarbeit untersucht werden, in der Wiki- Einsätze, begleitet werden. Weiterhin sollte im Rahmen einer weiteren Arbeit die Situation der Lernenden und die Auswirkung auf das Lernverhalten in Verbindung mit Wiki-Systemen evaluiert werden, so dass einige Thesen dieser Arbeit belegt oder gar widerlegt werden können.

Entwicklung einer ALPHA Architektur einer lokationssensitiven Puppe für die hydropneumatische Animation (2006)

Toni Perkovic

ALPHA ist die Architektur einer lokationssensitiven Puppe für hydropneumatische Animation. Es ist ein Animations-Eingabegerät. Die Puppe soll ein Objekt repräsentieren, welches animiert werden soll. Ihre Gliedmaßen, welche aus Knochen und Gelenken bestehen, sind beweglich. Sie wird an einen Computer angeschlossen und die gegenwärtige Stellung ihrer Gelenke kann mittels eines ebenfalls entwickelten Treibers von diesem Computer eingelesen werden. Des Weiteren wird erklärt was eine hydropneumatische Animation ist. Die Diplomarbeit weist die folgende Gliederung auf: • Motivation • Technische Grundlagen und State-Of-The-Art-Analyse • Anforderungsanalyse • Das eigene Konzept, die lokationssensitive Puppe (ALPHA) • Evaluation • Ausblick Die Motivation beschäftigt sich mit der Entwicklung der Filmanimation und einiger Errungenschaften in der Laufbahn der Animationstechnologischen Entwicklung. Die technischen Grundlagen beschränken sich auf die Funktionsweise von Messapparaturen, welche als Gelenkstellungssensoren fungieren können. Im Einzelnen sind das der optische Resolver, der Optoencoder und die Kombination von einem Drehpotentiometer und einem Analog/Digital-Wandler. Zur State-Of-The-Art-Analyse gehört die Erläuterung bereits entwickelter Stellungs- und Bewegungsmessender Technologien, wie das Stop-Motion-Verfahren, das Motion-Capturing, das Dinosaur-Input-Device und der Datenhandschuh. Eine Zusammenstellung der Defizite dieser Verfahren schließt dieses Kapitel ab. Die Analyse der Anforderungen an ein zu entwickelndes System ist im Kapitel Anforderungsanalyse zu finden. Zum eigenen Konzept gehört die gesamte Entwicklung einer lokationssensitiven Puppe. Die Puppe ist das Ebenbild des Skeletts eines zu animierendes Objekts. Sie besteht aus mehreren Gliedmaßen, welche an ihren Gelenken beweglich sind. Die Gelenkstellung wird von Potentiometern gemessen, dessen Signal ein A/D-Wandler empfängt. Die Umschaltung der einzelnen Messwerte erfolgt über Analog-Multiplexer. Die gesamte Steuerung der Bauteile und das Auslesen des A/D-Wandler werden durch einen Treiber über den Parallelport eines PCs gesteuert. Die Funktionsweise des Treibers und seine Implementierung werden ebenfalls in diesem Kapitel erläutert. Im Kapitel Evaluation befindet sich eine Bewertung des Konzepts und der Erfüllung der Anforderungsanalyse. Schließlich zeigt der Ausblick die Möglichkeiten der Anwendungen der Puppe und einen Blick in zukünftige Technologien.

Simulation von Prüfungsordnungen und Studiengängen mit Hilfe von Constraint-logischer Programmierung (2006)

Dereje Tewolde Habtemariam

In dieser Arbeit wurde versucht die Prüfungsordnung des Bachelorstudiengangs Informatik mit Hilfe der Constraint-logischen Programmiersprache - genauer der Programmiersprache ECLiPSe e zu simulieren und diese auf logische Fehler zu überprüfen. Hierfür wurden die beiden deklarativen Programmierparadigmen, die logische Programmierung und die Constraint-Programmierung, getrennt erläutert, da sie unterschiedliche Techniken bei der Problembehandlung einsetzen. Zunächst wurde als Grundlage die Prädikatenlogik (Kapitel 2), erarbeitet und ausführlich dargestellt. Anschließend wurde die logische Programmierung mit der, auf Prädikatenlogik basierenden, Programmiersprache Prolog erläutert (Kapitel 3). Nach der Erläuterung des logischen Teils wurde die Constraint-Programmierung (Kapitel 4) eingehend erläutert. Damit wurde eine Basis geschaffen, um die Constraint-logische Programmierung zu erläutern. Die Constraint-logische Programmierung (Kapitel 5) wurde als eine Erweiterung der logischen Programmierung um Constraints und deren Behandlung dargestellt. Dabei wurde zunächst ein allgemeiner Ansatz der Constraint-logischen Programmierung (CLP-Paradigma) erläutert. Mit der Einführung der Programmiersprache ECLiPSe, wurden alle Werkzeuge behandelt, die für die Simulation benötigt wurden. Schließlich wurde genauer auf die Modellierung des Problems und seine Implementierung in der Sprache ECLiPSe eingegangen (Kapitel 6). Grundidee der Simulation war, die Regeln der Prüfungsordnung als Constraints zu formulieren, so dass sie formal bearbeitet werden konnten. Hier wurden zwei Arten von Tests durchgeführt: • Constraint-Erfüllbarkeitsproblem: Mit dem ersten Test wurde nach eine Lösung gesucht, in der alle Constraints erfüllt sind. • Constraint-Optimierungsproblem: Hier wurde nach einer optimalen Lösung gesucht unter mehreren Kandidaten, in der alle Constraints erfüllt sind. Fazit: Die Constraint-logische Programmierung ist ein viel versprechendes Gebiet, da sie ein Mittel zur Behandlung kombinatorischer Probleme darstellt. Solche Probleme treten in vielen verschiedenen Berufsfeldern auf und lassen sich sonst nur mit großem Aufwand bewältigen. Beim Auftreten solcher Probleme kann schnell ein konzeptuelles Modell erstellt werden, das sehr einfach in ein ausführbares Programm (Design-Modell) umgewandelt wird. Programm-Modifikation ist erheblich leichter als in den prozeduralen Programmiersprachen.

Untersuchung alternativer nicht-deterministischer Lambda-Kalküle zur Implementierung der Montague-Semantik (2006)

Hermine Reichau

Refine

Author

Year of publication

Document Type

Language

Has Fulltext

Keywords

Institute

53 search hits