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Promotionen der Fakultät für Informatik im Jahr 2016

09.12.2016 Wild, Stefan "Enhancing Security in Managing Personal Data by Web Systems" Promotion zum Dr.-Ing. Gutachter: Prof. Dr. Martin Gaedke (Technische Universität Chemnitz), Prof. Dr. Hannes Hartenstein (Karlsruhe Institut of Technology)
Promotionsverteidigung Stefan Wild
Abstract: Web systems have become an integral part in the lives of billions of people, with social web applications taking on an increasingly important role among them. Social is a key characteristic modern web projects need to feature in order to be successful in the social age. To benefit from an improved user experience, individual persons are continually invited to reveal more and more personal data to web systems. With a rising severity of attacks on web systems, it becomes evident that their security is inadequate for the amount of personal data they accumulate. Numerous risk and threat reports indicate that social media has become a top-ranking attack target, with climbing impacts, with ramifications beyond single individuals and with a booming black market to trade compromised user accounts and leaked personal data. Attackers hereby often profit by a poor consideration of information security during design and runtime of web systems and involved applications and services. Motivated by the positive developments a solution to this problem would imply for individual persons, companies and governments, the purpose of the dissertation is to enhance the information security in managing personal data by web systems. Five research questions and a set of objectives operationalize the purpose. To holistically address these objectives with respect to the suitability of state-of-the-art technologies, the dissertation proposes a solution architecture and three dedicated research contributions. While the solution architecture establishes the foundation for a more secure management of personal data by web systems, the research contributions represent complementary components for protecting personal data against unwanted data disclosure, tampering and use without the actual data owner's intent or knowledge. These components enable seamless integration and combination, and contribute to assure quality and maintainability through relying on preexisting artifacts only. By conducting an objectives-based evaluation, this dissertation verifies to what extent the proposed solution as a whole has 1) achieved the purpose, 2) attained answers to the research questions, and 3) contributed to the overall objective of an increased protection of privacy and a reduction of personal data disclosures through attacks on web systems. The dissertation concludes with interpreting the evaluation results and providing an outlook towards future work.
04.08.2016 Speicher, Maximilian "Search Interaction Optimization: A Human-Centered Design Approach" Promotion zum Dr.-Ing. Gutachter: Prof. Dr. Martin Gaedke (Technische Universität Chemnitz), Prof. Dr. Maximilian Eibl (Technische Universität Chemnitz)
Promotionsverteidigung Anke Schneider
Abstract: Im Laufe der vergangenen 25 Jahre haben sich Suchmaschinen zu einem der wichtigsten, wenn nicht gar dem wichtigsten Zugangspunkt zum World Wide Web (WWW) entwickelt. Durch die wachsende Zahl an Dokumenten und technologischen Neuerungen wandeln sich die Bedürfnisse von sowohl Nutzern als auch Suchmaschinen ständig. Nutzer wollen mit immer besseren Suchergebnissen und Interfaces versorgt werden, während Suchmaschinen-Unternehmen Werbung platzieren müssen, um ihre Dienste kostenlos anbieten zu können. Damit geht die Notwendigkeit einher, in hohem Maße benutzbare und optimierte Suchergebnisseiten – sogenannte SERPs (search engine results pages) – für Nutzer bereitzustellen. Gängige Methoden zur Evaluierung und Optimierung von Usability sind jedoch größtenteils kostspielig oder zeitaufwändig und basieren meist auf explizitem Feedback. Sie sind somit entweder nicht effizient oder nicht effektiv, weshalb Optimierungen an Suchmaschinen-Schnittstellen häufig primär aus dem Unternehmensblickwinkel heraus durchgeführt werden. Des Weiteren sind bestehende Methoden zur Vorhersage der Relevanz von Suchergebnissen, welche größtenteils auf der Auswertung von Klicks basieren, nicht auf neuartige SERPs zugeschnitten. Basierend auf den Prinzipien des nutzerzentrierten Designs entwickeln wir einen Werkzeugkasten in Form eines ganzheitlichen Ansatzes für die oben beschriebenen Probleme: das *Search Interaction Optimization* Toolkit. Unsere Lösung stellt automatische Methoden bereit, um unternehmenszentriertem Design entgegenzuwirken und implizites Nutzerfeedback für die effiziente und effektive Evaluierung und Optimierung von Usability und insbesondere Ergebnisrelevanz nutzen zu können. Das Search Interaction Optimization Toolkit besteht aus insgesamt sechs Komponenten, welche basierend auf umfangreichen Nutzerstudien mit echten Suchmaschinen evaluiert wurden. Dabei wurde das Toolkit zur Evaluierung und Optimierung einer realen SERP herangezogen. Die Ergebnisse zeigen, dass unsere Tools in der Lage sind, auch kleine Abweichungen in der Usability korrekt zu identifizieren. Zudem haben die automatisch vorgeschlagenen Optimierungen zu einer signifikanten Verbesserung der Usability der untersuchten und überarbeiteten SERP geführt. Die Tools zur Vorhersage von Ergebnisrelevanz wurden mit Datenmengen im zweistelligen Gigabyte-Bereich evaluiert, welche von zwei realen Hotelbuchungsportalen stammen. Diese zeigen das Potential, bessere Vorhersagen zu liefern als konkurrierende Systeme, welche lediglich Klicks auf Ergebnissen betrachten.
26.07.2016 Rickert, Markus "Inhaltsbasierte Analyse und Segmentierung narrativer, audiovisueller Medien" Promotion zum Dr.-Ing. Gutachter: Prof. Dr. Maximilian Eibl (Technische Universität Chemnitz), Jun.-Prof. Dr. Marc Ritter (Technische Universität Chemnitz)
Abstract: Audiovisuelle Medien, insbesondere Filme und Fernsehsendungen, entwickelten sich innerhalb der letzten einhundert Jahre zu bedeutenden Massenmedien. Große Bestände audiovisueller Medien werden heute in Datenbanken und Mediatheken verwaltet. Eine besondere Herausforderung liegt in der Indexierung, Durchsuchung und Beschreibung der multimedialen Datenbestände. Die Segmentierung audiovisueller Medien als Teilgebiet der Videoanalyse bildet die Grundlage für verschiedene Anwendungen im Bereich Multimedia-Information-Retrieval, Content-Browsing und Video-Summarization. Insbesondere die Segmentierung in semantische Handlungsabschnitte bei narrativen Medien, die vergleichbar mit Szenen oder Sequenzen sind, gestaltet sich schwierig. Sie setzt ein besonderes Verständnis der filmischen Stilelemente voraus, die im Rahmen des Schaffensprozesses genutzt wurden, um die Handlung und Narration zu unterstützen. Die Arbeit untersucht die filmischen Stilelemente und wie sie sich im Rahmen algorithmischer Verfahren für die Analyse nutzen lassen. Hierzu wurde ein Analyse-Framework entwickelt sowie ein Verfahren zur Sequenz-Segmentierung von Filmen und Videos. Es kann gezeigt werden, dass unter Verwendung eines mehrstufigen Analyse-Prozesses und auf Basis visueller MPEG-7 Deskriptoren semantische Zusammenhänge in narrativen audiovisuellen Medien gefunden werden können, die zu einer geeigneten Sequenz-Segmentierung führen.
08.07.2016 Schneider, Anke "Farbeinflussfaktoren zur Emotionalen Bildwirkung und Ihre Bedeutung für das Retrieval von Tourismusbildern" Promotion zum Dr. rer. nat. Gutachter: Prof. Dr. Maximilian Eibl (Technische Universität Chemnitz), Prof. Dr. Peter Ohler (Technische Universität Chemnitz)
Promotionsverteidigung Anke Schneider
Abstract: Der Einsatz von Bildern in den unterschiedlichsten Bereichen ist enorm gestiegen, da Bilder die Fähigkeit haben Erlebnisse, sowie Emotionen zu erzeugen und die Phantasie anzuregen. Zudem lässt die rasante Entwicklung im Multimediabereich die Anzahl der fotografierten und gespeicherten Bilder steigen. Die Suche nach dem „besten Bild“ für z.B. eine Kampagne gestaltet sich schwierig, da die Inhalte mehrerer Bilder zu einem Thema nicht selten eine hohe Ähnlichkeit aufweisen. Die Bilder können sich allerdings sehr deutlich in ihren Low-Level Features, wie Farbton, Sättigung und Helligkeit, unterscheiden. Jedoch ist der Emotional Gap zwischen diesen Low-Level Features und der dahinter steckenden High-Level-Semantik im inhaltsbasierten Image Retrieval nur marginal untersucht. Im Fokus dieser Arbeit steht die Analyse des Einflusses der emotionalen Wirkung eines Bildes auf die Qualität der Image Retrieval Ergebnisse. Dies umfasst zum einen die Untersuchung der von Farbeigenschaften eines Bildes ausgelösten Emotionen, sowie die Evaluation der Ergebnisse einer emotionalen Bildsuche. Durch verschiedene Experimente kann gezeigt werden, dass die Helligkeit und der Farbton die emotionale Wahrnehmung eines Bildes maßgeblich beeinflussen. Anhand der Ergebnisse konnte eine emotionale Annotation von Bildern und somit die Einbindung von Emotionen in den Suchprozess ermöglicht werden. Die anschließende Evaluierung der Suchergebnisse zeigt, dass die Qualität der Ergebnisse des Image Retrievals verbessert werden konnte.
04.05.2016 Gruber, Thomas "Prozessintegrierte Dokumentation und optimierte Wiederverwendung von Simulationsmodellen der automobilen Funktionsabsicherung" Promotion zum Dr.-Ing. Gutachter: Prof. Dr. Wolfram Hardt (Technische Universität Chemnitz), Prof. Dr.-Ing. Reinhard German (Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg)
Abstract: Die Schaffung, Wahrung und Nutzung von Wissen stellt heute eine wichtige Säule für die Konkurrenzfähigkeit von Unternehmen am Markt dar. Vor diesem Hintergrund steht insbesondere die moderne Funktionsentwicklung der Automobilindustrie vor der Herausforderung immer neue, hochgradig vernetzte Fahrzeugfunktionen zu entwickeln und in immer kürzerer Zeit und immer geringeren Kosten in den Markt zu bringen. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, hat sich die modellbasierte Entwicklung mit dem Ziel der Beherrschung dieser steigenden Komplexität etabliert. Dadurch ist es möglich die Entwicklungsaufgaben auf unterschiedlichen Ebenen zu abstrahieren und eine verteilte, vernetzte Entwicklung zu realisieren. Die Entwicklung einer einzigen Funktion benötigt heute häufig mehrere hundert Personen, die in einen gemeinsamen Entwicklungsprozess integriert werden müssen. Hier fehlt es an Konzepten um den Informations- und Wissensfluss zwischen den Prozessbeteiligten sicherzustellen. In diesem Kontext entwickelt die vorliegende Arbeit einen Ansatz zur prozessintegrierten Dokumentation der in modellbasierten Entwicklungsprozessen benötigten Entwicklungsartefakte. Der Ansatz betrachtet dabei den vollständigen Informationsfluss, von der Definition benötigter Informationen, über deren automatisierte Erfassung und Verarbeitung bis zur zielgerichteten Wiederverwendung. Anschließend skizziert die Arbeit die Architektur eines Informationssystems, dass diese Durchgängigkeit in beliebigen, modellbasierten Entwicklungsprozessen ermöglicht und überträgt diese zur Validierung des Ansatzes auf einen konkreten Entwicklungsprozess der automobilen Funktionsentwicklung. Der Fokus des Ansatzes liegt dabei insbesondere auf der Integration in bestehende Entwicklungsprozesse, ohne in diese verändernd einzugreifen. Dies wird einerseits durch eine modellbasierte Beschreibung des Informationsmodells, mit Methoden wie sie im Funktionsentwicklungsprozess Anwendung finden, erreicht. Prozessbeteiligte können dadurch das Informationsmodell selbst verstehen und bei Bedarf Anpassungen vornehmen, ohne auf geschulte Experten angewiesen zu sein. Andererseits erlaubt der architektonische Ansatz einen direkten Zugriff auf bestehende Entwicklungssysteme und darin enthaltenen dokumentationsrelevanten Informationen.
17.03.2016 Wilhelm-Stein, Thomas "Information Retrieval in der Lehre - Unterstützung des Erwerbs von Praxiswissen zu IR Komponenten mittels realer Experimente und Spielemechaniken" Promotion zum Dr.-Ing. Gutachter: Prof. Dr. Maximilian Eibl (Technische Universität Chemnitz), Prof. Dr. Thomas Mandl (Universität Hildesheim)
Promotionsverteidigung Thomas Wilhelm-Stein Promotionsverteidigung Thomas Wilhelm-Stein
Abstract: Das Thema Information Retrieval hat insbesondere in der Form von Internetsuchmaschinen eine große Bedeutung erlangt. Retrievalsysteme werden für eine Vielzahl unterschiedlicher Rechercheszenarien eingesetzt, unter anderem für firmeninterne Supportdatenbanken, aber auch für die Organisation persönlicher E-Mails. Eine aktuelle Herausforderung besteht in der Bestimmung und Vorhersage der Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten dieser Retrievalsysteme, insbesondere der komplexen Wechselwirkungen zwischen ihnen. Für die Implementierung und Konfiguration der Retrievalsysteme und der Retrievalkomponenten werden Fachleute benötigt. Mithilfe der webbasierten Lernanwendung Xtrieval Web Lab können Studierenden praktisches Wissen über den Information Retrieval Prozess erwerben, indem sie Retrievalkomponenten zu einem Retrievalsystem zusammenstellen und evaluieren, ohne dafür eine Programmiersprache einsetzen zu müssen. Spielemechaniken leiten die Lernenden bei ihrem Entdeckungsprozess an, motivieren und verhindern eine Informationsüberladung durch eine Aufteilung der Lerninhalte.
11.01.2016 Strunk, Jochen "High Performance Communication Architectures for Grids of Run-Time Reconfigurable Modules on FPGAs with Host System Integration" Promotion zum Dr.-Ing. Gutachter: Prof. Dr. Wolfgang Rehm (Technische Universität Chemnitz), Prof. Dr.-Ing. Ulrich Heinkel (Technische Universität Chemnitz)
Promotionsverteidigung Jochen Strunk
05.01.2016 Küszter, Vincent "Entwicklung eines mehrbenutzerfähigen projektionsbasierten VR-Systems und Untersuchung ausgewählter Aspekte der Nutzerinteraktion" Promotion zum Dr.-Ing. Gutachter: Prof. Guido Brunnett (Technische Universität Chemnitz), Prof. Dr. Peter Ohler (Technische Universität Chemnitz)
Promotionsverteidigung Vincent Küszter
Abstract: Virtuelle Realität (VR) wird seit Jahrzehnten in Industrie und Forschung sowie im Unterhaltungssektor genutzt. Dabei sind die verwendeten VR-Systeme meist nur auf einen Nutzer ausgelegt, wobei es für andere Betrachter zu perspektivischen Verzerrungen kommt. Um mehreren Personen ein visuell gleichberechtigtes Nutzen des VR-Systems zu ermöglichen, muss jedem Nutzer eine individuelle Perspektive vermittelt werden. Es wird eine Klassifikationsschema vorgestellt, anhand dessen für verschiedene Interaktionsszenarien Anforderungen für eine derartige Hardwareumsetzung ableitbar sind. Um ausgewählte Aspekte der Mehrbenutzerinteraktionen zu untersuchen, wurde eine Prototypenplattform erstellt, mit der es möglich ist, eine möglichst vielfältige Palette von Interaktionsszenarien für zwei Nutzer umzusetzen. Eine parallel zu dieser Arbeit entstandene mehrbenutzerfähige Powerwall und eine Erweiterung dieser zu einer L-Bench wurden genutzt, um mit zwei Studien ausgewählte Aspekte der Interaktion mehrerer Benutzer in VR empirisch zu untersuchen. Dazu wurden zwei Anwendungen kreiert: ein Puzzlespiel, welches eine Informationsasymmetrie zwischen den Nutzern simuliert, sowie ein Objekteinpassungsspiel, welches die Interaktion um eine körperliche Komponente erweitert. Mit diesen wurden untersucht, welche Sichtwechselmetapher zur Auflösung der Asymmetrie besser geeignet ist.