004 Datenverarbeitung; Informatik
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We present a graph-based framework for post processing filters, called GrIP, providing the possibility of arranging and connecting compatible filters in a directed, acyclic graph for realtime image manipulation. This means that the construction of whole filter graphs is possible through an external interface, avoiding the necessity of a recompilation cycle after changes in post processing. Filter graphs are implemented as XML files containing a collection of filter nodes with their parameters as well as linkage (dependency) information. Implemented methods include (but are not restricted to) depth of field, depth darkening and an implementation of screen space shadows, all applicable in real-time, with manipulable parameterizations.
In dieser Arbeit wird eine Methode zur Darstellung und Generierung von natürlich wirkendem Bewuchs auf besonders großen Arealen und unter Berücksichtigung ökologischer Faktoren vorgestellt. Die Generierung und Visualisierung von Bewuchs ist aufgrund der Komplexität biologischer Systeme und des Detailreichtums von Pflanzenmodellen ein herausforderndes Gebiet der Computergrafik und ermöglicht es, den Realismus von Landschaftsvisualisierungen erheblich zu steigern. Aufbauend auf [DMS06] wird bei Silva der Bewuchs so generiert, dass die zur Darstellung benötigten Wang-Kacheln und die mit ihnen assoziierten Teilverteilungen wiederverwendet werden können. Dazu wird ein Verfahren vorgestellt, um Poisson Disk Verteilungen mit variablen Radien auf nahtlosen Wang-Kachelmengen ohne rechenintensive globale Optimierung zu erzeugen. Durch die Einbeziehung von Nachbarschaften und frei konfigurierbaren Generierungspipelines können beliebige abiotische und biotische Faktoren bei der Bewuchsgenerierung berücksichtigt werden. Die durch Silva auf Wang-Kacheln erzeugten Pflanzenverteilungen ermöglichen, die darauf aufgebauten beschleunigenden Datenstrukturen bei der Visualisierung wieder zu verwenden. Durch Multi-Level Instancing und eine Schachtelung von Kd-Bäumen ist eine Visualisierung von großen bewachsenen Arealen mit geringen Renderzeiten und geringem Memoryfootprint von Hunderten Quadratkilometern Größe möglich.
In diesem Beitrag wird der interaktive Volumenrenderer Volt für die NVIDIA CUDA Architektur vorgestellt. Die Beschleunigung wird durch das Ausnutzen der technischen Eigenschaften des CUDA Device, durch die Partitionierung des Algorithmus und durch die asynchrone Ausführung des CUDA Kernels erreicht. Parallelität wird auf dem Host, auf dem Device und zwischen Host und Device genutzt. Es wird dargestellt, wie die Berechnungen durch den gezielten Einsatz der Ressourcen effizient durchgeführt werden. Die Ergebnisse werden zurückkopiert, so dass der Kernel nicht auf dem zur Anzeige bestimmten Device ausgeführt werden muss. Synchronisation der CUDA Threads ist nicht notwendig.
This contribution describes an optical laser-based user interaction system designed for virtual reality (VR) environments. The project's objective is to realize a 6-DoF user input device for interaction with VR applications running in CAVE-type visualization environments with flat projections walls. In case of a back-projection VR system, in contrast to optical tracking systems, no camera has to be placed within the visualization environment. Instead, cameras observe patterns of laser beam projections from behind the screens. These patterns are emitted by a hand-held input device. The system is robust with respect to partial occlusion of the laser pattern. An inertial measurement unit is integrated into the device in order to improve robustness and precision.
Nowadays Field Programmable Gate Arrays (FPGA) are used in many fields of research, e.g. to create prototypes of hardware or in applications where hardware functionality has to be changed more frequently. Boolean circuits, which can be implemented by FPGAs are the compiled result of hardware description languages such as Verilog or VHDL. Odin II is a tool, which supports developers in the research of FPGA based applications and FPGA architecture exploration by providing a framework for compilation and verification. In combination with the tools ABC, T-VPACK and VPR, Odin II is part of a CAD flow, which compiles Verilog source code that targets specific hardware resources. This paper describes the development of a graphical user interface as part of Odin II. The goal is to visualize the results of these tools in order to explore the changing structure during the compilation and optimization processes, which can be helpful to research new FPGA architectures and improve the workflow.
Having multiple talkers on a bus system rises the bandwidth on this bus. To monitor the communication on a bus, tools that constantly read the bus are needed. This report shows an implementation of a monitoring system for the CAN bus utilizing the Altera DE2 development board. The Biomedical Institute of the University of New Brunswick is currently developing together with different partners a prosthetic limb device, the UNB hand. Communication in this device is done via two CAN buses, which operate at a bit-rate of 1 Mbit/s. The developed monitoring system has been completely designed in Verilog HDL. It monitors the CAN bus in real-time and allows monitoring of different modules as well as of the overall load. The calculated data is displayed on the built-in LCD and also transmitted via UART to a PC. A sample receiver programmed in C is also given. The evaluation of this system has been done by using the Microchip CAN Bus Analyzer Tool connected to the GPIO port of the development board that simulates CAN communication.
Fuzzelarbeit: Identifizierung unbekannter Sicherheitslücken und Software-Fehler durch Fuzzing
(2011)
Fuzzing als toolgestützte Identifizierung von Sicherheitslücken wird in der Regel im letzten Stadium der Softwareentwicklung zum Einsatz kommen. Es eignet sich zur Suche nach Sicherheitslücken in jeder Art Software. Die Robustheit der untersuchten Zielsoftware wird beim Fuzzing mit zielgerichteten, unvorhergesehenen Eingabedaten überprüft. Der Fuzzing-Prozess wird im Artikel beschrieben, ebenso die Taxometrie von Fuzzern, die in "dumme" und "intelligente" Fuzzer eingeteilt werden. Die Identifizierung von Sicherheitslücken oder Fehlern in der Zielsoftware erfolgt durch ein umfassendes Monitoring (Debugger, Profiler, Tracker). Die meist große Zahl identifizierter Schwachstellen und Verwundbarkeiten macht eine Bewertung jeder einzelnen erforderlich, weil in der Regel aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht alle behoben werden können. Als wichtige Bewertungsparameter werden genannt: Erkennbarkeit für Dritte, Reproduzierbarkeit, Ausnutzbarkeit, benötigte Zugriffsrechte und generierbarer Schaden. Im Internet werden etwa 300 Tools angeboten. Die Qualität eines Fuzzers lässt sich jedoch nicht pauschal angeben. Die Wirksamkeit und Eignung eines Fuzzers hängen von der Zielsoftware und den individuellen Anforderungen des Testers ab.
Novel Automated Three-Dimensional Genome Scanning Based on the Nuclear Architecture of Telomeres
(2011)
Segmentierung von 3D-Daten
(2011)
Die vorliegende Arbeit wird im Rahmen eines Projektes des Fraunhofer Instituts IAIS erstellt. Hier geht es um die Entwicklung eines neuen 3D-Laserscanners. Basierend auf diesem 3D-Laserscanner soll eine Sicherheits-Anwendung realisiert werden. Für eine Softwarekomponente - die Segmentierung von 3D-Daten - wird der Stand der Forschung untersucht und es werden drei Segmentierungs-Verfahren ausgewählt und implementiert. Der RANSAC-Algorithmus wird zur Detektion von Ebenen eingesetzt. In dieser Arbeit wird er um ein Abbruchkriterium erweitert, welches die Gesamtlaufzeit bei der Segmentierung von mehreren Ebenen verringert.
Despite perfect functioning of its internal components, a robot can be unsuccessful in performing its tasks because of unforeseen situations. These situations occur when the behavior of the objects in the robot’s environment deviates from its expected values. For robots, such deviations are exhibited in the form of unknown external faults which prohibit them from performing their tasks successfully. In this work we propose to use naive physics knowledge to reason about such faults in the robotics domain. We propose an approach that uses naive physics concepts to find information about the situations which result in a detected unknown fault. The naive physics knowledge is represented by the physical properties of objects which are formalized in a logical framework. The proposed approach applies a qualitative version of physical laws to these properties for reasoning about the detected fault. By interpreting the reasoning results the robot finds the information about the situations which can cause the fault. We apply the proposed approach to the scenarios in which a robot performs manipulation tasks of picking and placing objects. Results of this application show that naive physics holds great promise for reasoning about unknown ex- ternal faults in robotics.