05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
Permanent URI for this collectionhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/6
Browse
220 results
Search Results
Item Open Access Interactive visualizations for multivariate weather data on smartwatches(2024) Rohwer, Jakob MoritzDer Markt für Smartwatches wächst schnell und birgt viel Potenzial. Doch der kleine Bildschirm der Geräte stellt Entwickler vor neue Herausforderungen, wenn es um Visualisierung geht. Das gilt insbesondere für komplexere Darstellungen. Für Wetterdaten gibt es viele komplexere Möglichkeiten der Visualisierung, sei es der Temperaturverlauf dargestellt als Diagramm oder die Luftfeuchtigkeit als Fortschrittsanzeige. In dieser Arbeit wird die neue Wetterapplikation WeDaVis vorgestellt, welche neue Arten der Visualisierung für Wetterdaten benutzt. Wie die Ergebnisse unserer Studie gezeigt haben, präferierten die Teilnehmer keine bestimmte Art der Datenrepräsentation, sondern stattdessen hingen die Präferenzen von der Art der Wetterinformation ab. Teilnehmer präferierten die Visualisierungen von WeDaVis bei eher ungewöhnlicheren Daten, wie zum Beispiel der Windstärke oder dem Luftdruck. Textbasierte Darstellungen wurden präferiert, wenn es um bekanntere Informationen, wie die Temperatur, ging. Weitere Ergebnisse der Studie zeigten, dass Möglichkeiten der Interaktion visualisiert werden sollten, denn sonst hatten die Teilnehmer Probleme, diese wahrzunehmen. Da sich die Interessen der Teilnehmer für verschiedene Wetterinformationen unterschieden, sollten Applikationen dementsprechend anpassbar sein, und sollten ungefähr sechs Datenrepräsentationen auf einem Bildschirm anzeigen. Da das Forschungsgebiet der Wetterinformationen relativ neu ist, strebte dieses Projekt an, zu dieser Forschung beizutragen, indem wir versucht haben, eine möglichst effiziente Wetterapplikation zu entwickeln, die auf die Benutzung auf der Smartwatch abgestimmt ist.Item Open Access Classifying physical exercises and counting repetitions using three-dimensional pose estimation(2023) Wallmann, JonasResistance training is known to increase physical and mental health but requires a lot of knowledge and experience to be done effectively and safely. Personal trainers and physiotherapists provide their knowledge to athletes but their profession requires a lot of learning and experience, thus making their services often not affordable to the general public. Automating certain aspects of their work will make their services more available to the general population and therefore lead to more safe and more effective athletes. The first steps of automating personal training lie in observing a subject train and understanding their performed workout. This provides the basics for future work of automating providing feedback on exercise execution and improving their training regimes. In order to do so, we developed a proof-of-concept program, that uses a two-dimensional camera video as an input to classify what exercise a user performs and automatically counts the number of performed repetitions, in real-time. It should work without imposing requirements in the camera perspective or needing to know what exercise will be performed in advance. This is achieved by using a three-dimensional pose estimation model and defining a rule-based algorithm, that considers the position and angle of joints that characterize the performed exercises We evaluate our proof-of-concept program using videos of subjects performing squats and push-ups in order to understand the accuracy in a real-world scenario. Our program achieved an overall accuracy of 95.57% for the squats and 93.69% for the push-up evaluation.Item Open Access Informelle Sicherheitsanalyse der Sequent Tech Identitäts- und Zugriffsmanagementkomponente(2022) Vatic, AmelDie IAM-Komponente wurde von Sequent Tech Inc. für ihre E-Voting-Anwendung entwickelt und anschließend als eigenständige Software-Komponente veröffentlicht. Sie bietet Funktionalität zur Authentifizierung und Autorisierung von Benutzern in einem Anwendungssystem. In dieser Arbeit wird eine informelle Sicherheitsanalyse der IAM-Komponente und der in der Komponente definierten Authentifizierungsprotokolle angefertigt. Die Authentifizierungsprotokolle legen dabei jeweils fest, wie sich die Benutzer bei der IAM-Komponente authentisieren müssen. Die Grundlage dieser Analyse bildet dabei eine ausführliche Beschreibung dieser Komponente und ihrer Authentifizierungsprotokolle, die im Rahmen dieser Arbeit ebenfalls angefertigt wird. Von besonderer Interesse ist dabei das Single-Sign-On Authentifizierungsprotokoll SmartLink. Nachdem wir die Beschreibung angefertigt haben, werden die IAM-Komponente und ihre Authentifizierungsprotokolle informell analysiert. Dabei beginnen wir mit der Identifikation der Annahmen und der Angreifermodelle, die für die Sicherheitsanalyse zu Grunde gelegt werden. Die drei Sicherheitsziele, die in von der IAM-Komponente erfüllt werden müssen sind dabei Authentifizierung, Autorisierung und Session Integrity. In der darauffolgenden Sicherheitsanalyse werden die Komponente und die Authentifizierungsprotokolle bezüglich allen Sicherheitsdefinitionen überprüft.Item Open Access Visuelle Unterstützung bei der Planung der Bildentwicklung in Lateinformationschoreografien(2023) Schmierer, FabianDas Gebiet der Visualisierung von Teamsportdaten wächst in den letzten Jahren stetig. Grund dafür sind die steigende Popularität und Kommerzialisierung von Sportarten wie Fußball. Für Randsportarten existieren indes jedoch kaum digitale Lösungen. Eine dieser Sportarten ist der Lateinformationstanz. In dieser Arbeit soll deswegen ein digitales Werkzeug entwickelt werden, mit dem Choreografien für Lateinformationen erstellt, analysiert und mit den Tänzern kommuniziert werden können. Der Fokus liegt hierbei insbesondere auf der Erstellung von Bildern einer Choreografie und der Bildentwicklung. Dieser Prozess wird bisher nur von einfachen Programmen unterstützt, mit welchen man die Positionen der Tänzer in einem Koordinatensystem einzeichnet und dies dann in einer 2D- oder 3D-Ansicht betrachtet. In Zusammenarbeit mit drei Formationstrainern wurden deshalb Anforderungen erhoben, die ein Programm zur Bildentwicklung erfüllen sollte. Anschließend wurden die Anforderungen in einem webbasierten Prototypen implementiert. Der Prototyp wurde daraufhin in einer qualitativen Studie mit vier Domänenexperten evaluiert. Hierbei stellte sich heraus, dass Choreografien mit dem Prototyp ohne großen Aufwand editiert und analysiert werden können. Als positive Merkmale wurden insbesondere die gewählten visuellen Kodierungen und die Möglichkeiten zur Analyse der Choreografie von den Teilnehmern hervorgehoben. Die Spezifikation von Bildübergängen, das visuelle Erkennen von Kollisionen und die Erstellung von Posen im 3D-Modus wurden ebenfalls gelobt. Jedoch brauchen diese Funktionen Überarbeitungen im Bereich des Interaktionsdesigns. Eine Zeitleiste, bestehend aus Takten mit jeweils acht Schlägen, in der die zeitliche Verordnung der Bilder eingetragen ist, wurde als zu vereinfacht bezeichnet. Basierend auf dem Feedback wurden abschließend neun Designrichtlinien herausgearbeitet, welche für digitale Werkzeuge zur Bildentwicklung angewandt werden können.Item Open Access Fully-polynomial-time approximation schemes for the Euclidean shortest path problem(2024) Schneewind, AxelThe shortest path problem is a well-studied problem in computer-science. For transport networks, there exist natural graph representations and highly efficient algorithms that can compute shortest paths on millions of nodes within milliseconds. In contrast, computing shortest paths in space (e.g. in R^2) poses some challenges. Shortest path computations in space have applications in robotics, naval routing or video games. As shortest paths in a continuum are hard to compute (with the Euclidean shortest-path problem in 3D even proven to be NP-hard), approximations can be necessary to obtain acceptable runtimes. In this thesis, an approximation scheme is studied that guarantees solutions with cost at most (1+ε) times the optimum. It uses a triangulation of the domain and, given ε, construct a discretization. By performing a Dijkstra search, one can then approximate shortest paths with the given quality guarantee. This scheme is implemented and its practicality evaluated on larger instances.Item Open Access Effects of paraphrasing and demographic metadata on NLI classification performance(2023) Marx Larre, MiguelNative language identification (NLI) refers to the task of automatically deducing the native language (L1) of a document's author, when the document is written in a second language (L2). Documents stem from different sources, but recently more documents are altered before publication through paraphrasing methods. This alteration changes the content, grammar, and style of the document, which inherently obfuscates the L1 of the author. In addition, the demographic metadata of the author, such as age and gender, may influence the performance with which an author's L1 may be detected. In this thesis, two corpora which provide necessary demographic metadata, the International Corpus of Learner English (ICLE) and the \textsc{Trustpilot} corpus, are used to analyze the impact of paraphrasing and demographic factors in the context of NLI tasks. To analyze the effect of paraphrasing on a document, new versions of both corpora are created, which contain paraphrased versions of the documents contained. The effect is inspected using two state-of-the-art NLI systems to perform the task, while the results were analyzed using a regression analysis in combination with dominance analysis (DA). Paraphrasing was found to have a substantial influence in performance of NLI tasks, regardless of corpus, classifier, or paraphrasing method. The usual influence of demographic factors on NLI tasks could not be confirmed in this thesis. Regression analysis and DA allowed for a more profound analysis of the results, which allowed for findings regarding the influence of specific L1s on performance of NLI tasks.Item Open Access Beschreibung und Analyse der W3C Browser Push APIs(2024) Lüers, AlinaDie W3C Push API bietet die Möglichkeit der asynchronen Kommunikation zwischen einem Browser und einem Anwendungsserver. Der Anwendungsserver kann Push Nachrichten an einen Push Service senden. Der Push Service speichert die Nachricht bis der Browser erreichbar ist oder die Nachricht verfällt. Wenn der Browser die Push Nachricht erhält, wird die Push Nachricht an den Service Worker weitergeleitet, der die Nachricht verarbeitet und gegebenenfalls dem Nutzer anzeigt. In dieser Arbeit wird die W3C Push API zunächst abstrakt beschrieben und darauf aufbauend eine informelle Sicherheitsanalyse durchgeführt. Dafür werden zunächst die der Analyse zu Grunde liegenden Angreifermodelle und Annahmen definiert. Anschließend werden die Sicherheitsziele Vertraulichkeit, Privacy, Verfügbarkeit, Authentifizierung, Autorisierung und Session Integrität untersucht. In der Analyse konnten dabei keine neuen, gravierenden Sicherheitsprobleme festgestellt werden. Anschließend wird die Implementierung der Push API in Firefox näher betrachtet. Dabei wird der Push Service autopush beschrieben und es werden die zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen aufgezählt.Item Open Access Augmented reality to improve electroencephalography (EEG) cap preparation(2024) Bocksch, YannikEEG (Electroencephalography) cap preparation requires a significant amount of time before actual measurements can be performed. It takes even longer for EEG caps that need some form of conductive gel or saltwater to decrease contact impedance between the electrodes and the scalp. In this thesis, several methods for detecting electrodes in a camera image and identifying detected electrodes are developed and evaluated for performance and reliability. Additionally, an application is developed that leverages augmented reality to visualize important values, like the impedance of electrodes, directly in the view of the operator. The proposed application runs on the Microsoft Hololens 2 that is used by the operator to overlay a visualization of impedance values of the electrodes over the electrodes themselves, which lets the operator see those values immediately. This reduces the time required to look at a separate device that shows impedance values and locate electrodes on the cap that require additional preparation. However, the identification of electrodes from the camera image does not work reliably enough with the proposed methods, and several ArUco markers, placed in predefined locations on the EEG cap, are used for aligning the virtual representation of the electrodes with the real electrodes.Item Open Access Visueller Vergleich von Tänzer-Trajektorien in Lateinformationschoreographien(2023) Riedlinger, AlexanderIn der Welt des Sports hat die Visualisierung von Mannschaftssportdaten in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Grund dafür ist die zunehmende Popularität und Kommerzialisierung des Sports. Fast 1,5 Milliarden fußballinteressierte verfolgten im vergangenen Winter das Finale der Fußballweltmeisterschaft in Katar 1. Sport erlebt eine nie dagewesene Relevanz. Sportvisualisierungen finden im Sport ein breites Publikum und werden in der privaten Analyse am Stammtisch ebenso eingesetzt wie im Training durch das Trainerteam. Im Lateinformationstanz ist diese Form der Analyse jedoch noch unterentwickelt und es gibt kaum Lösungen für den Vergleich der Trajektorien einer Tanzformation. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Werkzeug zur visuellen Vergleichsanalyse von Tänzer-Trajektorien in Lateinformationschoreographien zu entwickeln. Damit sollen Trainerinnen und Trainer unterstützt werden, Abweichungen von definierten Positionen innerhalb der Formationsbilder und Asynchronität der getanzten Choreographie schnell zu erkennen, um die Leistung der Tänzerinnen und Tänzer gezielt zu verbessern. In Zusammenarbeit mit Formationstrainerinnen und -trainern wird ein dreistufiger Prozess zur Extraktion, Transformation und Visualisierung von Trajektorien in einem webbasierten Prototyp entwickelt. Die verwendeten Visualisierungen und die Benutzbarkeit des Prototyps wurden in einer Anwendungsfallanalyse untersucht und die Grenzen und Herausforderungen dieses Ansatzes diskutiert. Die Ergebnisse sollen nicht nur als Grundlage für weitere Forschung dienen, sondern auch die Wahrnehmung und Entwicklung des Lateinformationstanzes fördern.Item Open Access Hochperformante Auflösung kleiner Referenzen in verteilten Systemen(2023) Waimer, JoelBereits mit dem Aufkommen erster Filesharing-Systeme wurde die Entwicklung effektiver Verfahren zum Auffinden von mittels global eindeutiger Referenzen bezeichneter Datenobjekte in Peer-to-Peer-Systemen intensiv diskutiert und vorangetrieben, mit dem Ergebnis zahlreicher konkret ausgearbeiteter Lösungsansätze. Unbeachtet geblieben ist dabei jedoch der, für Filesharing-Systeme nicht lohnenswerte, für kleinere verteilte Datenspeichersysteme aber durchaus vorteilhafte Einsatz kleiner Referenzen, in der, aufgrund neuer Fortschritte im Bereich der Speicherdichte, damit einhergehenden dünnen Besetzung dieser kleinen Adressräume, durch welche allerdings die den Verfahren zueigenen Garantien bezüglich der benötigten Anzahl an Schritten zur Auflösung einer Referenz innerhalb des Systems stark verzerrt werden und sich die je Auflösung nötige Laufzeit vergrößert. Diese Arbeit beleuchtet zunächst die Grundlagen der mit der Auflösung von Datenreferenzen in verteilten Speichersystemen einhergehenden Problematiken, beschreibt die beiden Verfahren Chord [SMK+01] und Koorde [KK03] und misst anschließend deren Leistungsfähigkeit in dünn besetzten Adressräumen, unter der Verwendung kleiner Referenzen; mit den Messungen kann schließlich die Vermutung eines negativen Einflusses der dünnen Besetztheit des Adressraums auf die benötigte Laufzeit je Auflösung bestätigt werden. Eingegangen wurde hierbei auch auf mögliche Gegenmaßnahmen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der beiden Verfahren, wobei hier die Verbindung der beiden untersuchten Verfahren mit einer Abwandlung des beim Distance-Halving-Netzwerk [NW03] eingesetzten Initialisierungsverfahrens zu einer nahezu gleichmäßigen Aufteilung des Adressraumes auf die einzelnen Knoten hier großes Potential besitzt, da so einer Entartung der Pfadlänge je Auflösung entgegengewirkt werden kann; zudem zeigten sich in den Messungen stark ungünstige Auswirkungen einer naiven, iterativen Implementierung des Chord-Verfahrens gegenüber Koorde.