51 research outputs found

    Recognizing hand-drawn diagrams in images

    Full text link
    Diagrams are an essential tool in any organization. They are used to create conceptual models of anything ranging from business processes to software architectures. Despite the abundance of diagram modeling tools available, the creation of conceptual models often starts by sketching on a whiteboard or paper. However, starting with a hand-drawn diagram introduces the need to eventually digitize it, so that it can be further edited in modeling tools. To reduce the effort associated with the manual digitization of diagrams, research in hand-drawn diagram recognition aims to automate this task. While there is a large body of methods for recognizing diagrams drawn on tablets, there is a notable gap for recognizing diagrams sketched on paper or whiteboard. To close this research gap, this doctoral thesis addresses the problem of recognizing hand-drawn diagrams in images. In particular, it provides the following five main contributions. First, we collect and publish a dataset of business process diagrams sketched on paper. Given that the dataset originates from conceptual modeling tasks solved by 107 participants, it has a high degree of diversity, as reflected in various drawing styles, paper types, pens, and image-capturing methods. Second, we provide an overview of the challenges in recognizing conceptual diagrams sketched on paper. We find that conceptual modeling leads to diagrams with chaotic layouts, making the recognition of edges and labels especially challenging. Third, we propose an end-to-end system for recognizing diagrams modeled with BPMN, the standard language for modeling business processes. Given an image of a hand-drawn BPMN diagram, our system produces a BPMN XML file that can be imported into process modeling tools. The system consists of an object detection neural network, which we extend with network components for recognizing edges and labels. The following two contributions are related to these components. Fourth, we present several deep learning methods for edge recognition, which recognize the drawn path and connected shapes of each arrow. Last, we describe a label recognition method that consists of three steps, one of which features a network that predicts whether a label belongs to a specific shape or edge. To demonstrate the performance of the proposed methods, we evaluate them on both our collected and the existing diagram datasets

    Cognitive Maps

    Get PDF
    undefine

    Wissensbasierte Prozesskonfiguration im Bauwesen

    Get PDF
    Das Ziel der Prozesskonfiguration besteht darin, typische Bauprozesse wie Planungsprozesse, Ausführungsprozesse, Steuerungs- und Entscheidungsprozesse zu unterstützen. Infolgedessen bilden die Prozesse und der Einsatz von Prozessmodellen für verschiedene Aufgabenbereiche im Bauwesen die Grundlage für die computerunterstützte Bearbeitung von Bauvorhaben. Die Bauprozessmodelle werden meistens in einer semi-formalen Sprache dargestellt. Das erlaubt die weitere Formalisierung zum Zweck der intelligenten Konfiguration der Prozesse. Das bedeutet, dass die Prozesse auf Basis des formal beschriebenen Prozesswissens konfiguriert, zusammengestellt und instanziiert werden können. Solche Prozesse sind besonders aktuell im Bereich des Risikomanagements, das in den letzten Jahren im Bauwesen an Bedeutung gewonnen hat. Die Prozesse sollen bei der Suche nach einem alternativen Ablauf im Fall einer Prozessstörung ad-hoc konfiguriert und zur Verfügung gestellt werden. Dies kann semi-automatisch mit Einsatz wissensbasierter Methoden realisiert werden. Die Prozesse im Bauwesen bergen diverse spezielle Eigenschaften in sich, die die Problematik der typischen Konfigurationsvorgehensweise sichtbar werden lassen. Wesentliche Merkmale der Bauprozesse sind der durchgängige Informationsfluss und der hohe Kommunikationsbedarf zwischen allen Beteiligten im Bauprojekt. Das impliziert Anforderungen an eine effektive Interoperabilität innerhalb des Bauprojekts. In einem signifikant großen Projekt wie beispielsweise dem Flughafenbau, bei dem sich die Baustelle auf tausenden Hektar Fläche erstreckt und mehrere Dutzende Baufirmen involviert sind, die über unterschiedliche Software und Baudatenmodelle und Standards verfügen, ist die Koordination sowie ein effektiver Informationsaustausch und als Folge die Prozesskonfiguration gravierend erschwert. Dementsprechend spielt die Anwendung einer übergeordneten Struktur, die die Heterogenität der verteilten Umgebung einkapselt, eine bedeutende Rolle. Des Weiteren bringt ein ontologiebasierter Ansatz wesentliche Vorteile bei der Betrachtung der existierenden Problematik. Ontologie ist eine explizite, formale Spezifikation einer gemeinsamen Konzeptualisierung (Gruber 1993). Darunter kann eine konzeptuelle Formalisierung von Wissensbereichen und Begriffssystemen verstanden werden. Mittels Ontologie kann Wissen verteilt werden, was eine verbesserte Interoperabilität in komplexen Systemen mit vielen heterogenen Ressourcen, wie beispielsweise Bauwesensystemen, gewährleistet. Anwendungsbereiche der Ontologie sind Kommunikation und Repräsentation sowie Wiederverwendung von Wissen. Die Ontologie wird in der Regel in Form einer Taxonomie dargestellt. Solche Konstrukte ermöglichen es, Struktur in ein heterogenes Umfeld zu bringen. So kann eine allgemeine bereichsübergreifende Ontologie, eine Top-Level Ontology, eine übergeordnete Baustruktur gut abbilden. Potenziell ermöglicht eine Ontologie die Analyse des Domänenwissens auf semantischer Basis, wie Schlussfolgerung, Konsistenzprüfung und gezielte Suche. Die Flexibilität bei der Konfiguration wird durch die regelbasierte Anwendung unterstützt. Darüber hinaus können intelligente Lösungen durch Anwendung verschiedener Baustrategien, die den Prozessablauf optimieren, erzielt werden. Die Prozesse, Ontologien und Regeln können verschiedene Arten von Wissen abbilden und als Kombination eine effiziente, wissensbasierte Prozesskonfiguration ermöglichen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf dem Schließen der Prozesskonfigurationslücke, in dem eine Kombination aus Prozessen, Prozesskonfiguration, Ontologien und Regeln präsentiert wird. Dabei zählt zu den wichtigsten Beiträgen der Arbeit, Interoperabilität innerhalb des Bauprojekts voran zu bringen, eine unternehmensübergreifende, übergeordnete ontologische Struktur für die effektive Zusammenarbeit in den verteilten Bauumgebungen zu erarbeiten und eine intelligente Prozesskonfiguration und -rekonfiguration zu gewährleisten

    “The Bard meets the Doctor” – Computergestützte Identifikation intertextueller Shakespearebezüge in der Science Fiction-Serie Dr. Who.

    Get PDF
    A single abstract from the DHd-2019 Book of Abstracts.Sofern eine editorische Arbeit an dieser Publikation stattgefunden hat, dann bestand diese aus der Eliminierung von Bindestrichen in Überschriften, die aufgrund fehlerhafter Silbentrennung entstanden sind, der Vereinheitlichung von Namen der Autor*innen in das Schema "Nachname, Vorname" und/oder der Trennung von Überschrift und Unterüberschrift durch die Setzung eines Punktes, sofern notwendig

    Interaction Design Patterns und CSCL-Scripts für Videolernumgebungen

    Get PDF
    In den letzten Jahren haben Lernvideos im Bereich des informellen und formellen Lernens an Bedeutung gewonnen. Inwieweit Lernende bei der Nutzung von Videos unterstützt werden und Lehrende didaktische Szenarien umsetzen können, hängt jedoch von der eingesetzten Videolernumgebung ab. Es ist Anliegen der vorliegende Arbeit, Prinzipien des User Interface Designs sowie Komponenten und Mechanismen videobasierter Lehr-Lern-Szenarien in Bezug auf Videolernumgebungen zu identifizieren, zu beschreiben und technisch zu realisieren. Das Ziel besteht darin, Gestaltungsprinzipien in Form von Interaction Design Patterns zu erarbeiten und computergestützte videobasierte Lehr-Lern-Szenarien mit Hilfe von CSCL-Scripts durch eine geeignete Spezifikation und Formalisierung zu realisieren. Für die Erarbeitung der Interaction Design Patterns wurden 121 Videolernumgebungen hinsichtlich 50 Kategorien in einer Inhaltsanalyse empirisch untersucht und dokumentiert. Unter Berücksichtigung ähnlicher Patterns aus thematisch verwandten Pattern Languages und den Erfahrungen aus der Implementierung und dem Einsatz von Videolernumgebungen entstanden 45 Interaction Design Patterns für verbreitete Lösungen für wiederkehrende Probleme bei der Gestaltung und Entwicklung von Videolernumgebungen. Diese Patterns wurden auf Pattern Konferenzen diskutiert und im Anschluss evaluiert sowie bei der Konzeption, Entwicklung und Bewertung mehrerer Videolernumgebungen angewendet. Zudem wurde das Software Framework VI-TWO vorgestellt, mit dem sich fast alle Patterns auf einfache Weise in Web-Anwendungen realisieren lassen. Zur Spezifikation videobasierter CSCL-Scripts wurden existierende videobasierte und nicht videobasierte Scripts analysiert. Im Ergebnis unterschieden sich videobasierte CSCL-Scripts von allgemeinen CSCL-Scripts vor allem hinsichtlich der mit dem Video verknüpften oder darin verankerten Aufgaben und Aktivitäten. Videos werden dabei nicht als monolithische Einheiten, sondern als zeitkontinuierliche Medien betrachtet, in denen weitere Informationen zeitgenau verankert und Lernaktivitäten stattfinden können. Außerdem ließen sich drei Typen videobasierter CSCL-Scripts identifizieren: (1) Scripts zur Analyse und Diskussion von Videoinhalten, (2) Peer Annotation Scripts einschließlich dem Peer Assessment und (3) Jigsaw-Scripts, die das problembasierte Lernen mit Hilfe von Videos ermöglichen. Unabhängig davon variiert die Komplexität der Scripts auf drei Stufen: (1) sofern voneinander abgegrenzte zeitliche Phasen von Lernaktivitäten bestehen, (2) wenn darüber hinaus die Teilnehmer innerhalb von Gruppen Aufgaben bearbeiten (intra-group) und (3) falls außerdem Aufgaben auch gruppenübergreifend bearbeitet werden (inter-group). Auf Grundlage der Spezifikation konnte ein Datenmodell und ein Modell für die nutzerseitige Modellierung von Scripts verschiedener Komplexitätsstufen sowie Typen entwickelt und in dem CSCL-System VI-LAB realisiert werden. Diese Arbeit leistet in zweifacher Hinsicht einen Beitrag zur Forschung im Bereich E-Learning. Zum einen beschreiben die Interaction Design Patterns wiederkehrende User Interface Lösungen und stellen somit ein Hilfsmittel für Designer, Software Entwickler und Lehrende bei der Gestaltung und Implementierung von Videolernumgebungen dar. Zum anderen wurden durch die Spezifikation und softwareseitige Umsetzung videobasierter CSCL-Scripts Voraussetzungen geschaffen, die den praktischen Einsatz und die weitere Untersuchung des kollaborativen Lernens mit Videos ermöglichen.:1 Einführung 19 1.1 Motivation 19 1.2 Herausforderungen und Forschungsfragen 20 1.2.1 Interaction Design Patterns 20 1.2.2 Videobasierte CSCL-Scripts 22 1.3 Kapitelübersicht und Forschungsmethoden 25 1.3.1 Kapitelübersicht 25 1.3.2 Forschungsmethoden je Kapitel 27 2 Lernen mit Videos 29 2.1 Terminologie, Einsatzfelder und Potentiale von Lernvideos 30 2.1.1 Begriffsbestimmung 30 2.1.2 Einsatzfelder und Szenarien für das Lernen mit Videos 32 2.1.3 Potentiale des Medium Video 34 2.2 Videos im Kontext kognitiver Lerntheorien 36 2.2.1 Theorie der kognitiven Last 36 2.2.2 Kognitive Theorie des Lernens mit Multimedia 38 2.3 Interaktivität audiovisueller Lernmedien 44 2.4 Lernformen 48 2.4.1 Rezeptives Lernen 49 2.4.2 Selbstgesteuertes Lernen 50 2.4.3 Kollaboratives Lernen 52 2.5 Zusammenfassung 56 3 Videolernumgebungen und Hypervideos 59 3.1 Terminologie und Modelle 60 3.1.1 Videolernumgebung 60 3.1.2 Terminologie: Video, Hypervideo und interaktives Video 62 3.1.3 Spezifikationen für Hypervideo-Dokumente 65 3.1.4 Modelle des zeitlichen Layouts 66 3.2 Human Video Interface 69 3.2.1 Gestaltungsraum von Hypervideos 70 3.2.2 Usability-Herausforderungen von Human Video Interfaces 74 3.3 Technische Herausforderungen 76 3.3.1 Download und Cache-Management / Echte Nicht-Linearität 77 3.3.2 Synchronisierung von Video und Annotationen 78 3.3.3 Adressierung und Abruf von Medienfragmenten 78 3.3.4 Deklarative Ansätze der Repräsentation von Multimedia 80 3.4 Produktion und Integration in Lernumgebungen 81 3.4.1 Produktion: Vorgehensweisen und Paradigmen 82 3.4.2 Integration in Lernumgebungen und Zusammenspiel mit Diensten im WWW 85 3.5 Zusammenfassung 87 4 Interaction Design Patterns für Videolernumgebungen 91 4.1 Einführung in Design Patterns 92 4.1.1 Design Patterns 95 4.1.2 Mustersprache 101 4.1.3 Verwandte Ansätze im Interaction Design 104 4.1.4 Verwandte Pattern Languages 106 4.2 Systematische Elaboration von Design Patterns 109 4.2.1 Stand der Forschung bzgldem Pattern Mining 110 4.2.2 Inhaltsanalyse von Videolernumgebungen 112 4.2.3 Analyse und Integration ähnlicher Muster bzwMustersprachen 128 4.2.4 Verfassen sowie Revision und Evaluation der Muster 130 4.2.5 Konstruktion der Pattern Language 135 4.3 Pattern Language für Videolernumgebungen 140 4.3.1 Struktur der Pattern Language 140 4.3.2 Angrenzende Mustersprachen 144 4.3.3 Repräsentation in einer Wissensbasis 145 4.3.4 Anwendungs- und Einsatzszenarien 148 4.3.5 Exemplarische Interaction Design Patterns 151 4.4 Zusammenfassung 168 5 Videobasierte CSCL-Scripts 171 5.1 Einführung 172 5.1.1 Hintergrund zu Scripts und CSCL-Scripts 172 5.1.2 Definition videobasierter CSCL-Scripts 175 5.1.3 Mehrwert und Potentiale 177 5.1.4 Typisierung videobasierter CSCL-Scripts 178 5.2 Spezifikation videobasierter CSCL-Scripts 184 5.2.1 Script-Komponenten 185 5.2.2 Script-Mechanismen 194 5.3 Modellierung von CSCL-Scripts 197 5.3.1 Komplexitätslevel 200 5.3.2 Verwandte Systeme und Ansätze zur Modellierung von Scripts 201 5.3.3 Konzept für eine formale Repräsentation 206 5.3.4 Konzept zur Modellierung im User Interface 209 5.4 Zusammenfassung 212 6 Realisierung von Patterns und Scripts 215 6.1 VI-TWO: JavaScript Framework für interaktive Videos 216 6.1.1 Anforderungen 217 6.1.2 Verwandte Arbeiten 219 6.1.3 Architektur von VI-TWO 222 6.1.4 Videoplayer 224 6.1.5 Videoannotationen 225 6.1.6 Makrointeraktivität in Kollektionen von Videos 229 6.1.7 Autorenwerkzeuge 232 6.2 VI-LAB: CSCL-System für videobasierte CSCL-Scripts 235 6.2.1 Anforderungen 236 6.2.2 Architektur von VI-LAB 238 6.2.3 Modellierung videobasierter CSCL-Scripts 241 6.2.4 Monitoring 244 6.3 Anwendungsbeispiele für VI-TWO und VI-LAB 246 6.3.1 Vi-Wiki 246 6.3.2 IWRM education 247 6.3.3 VI-LAB (Version 1) auf Basis von Wordpress 247 6.3.4 VI-LAB (Version 2) auf Basis von node.js 248 6.3.5 Theresienstadt explained 249 6.4 Zusammenfassung 252 7 Schlussbetrachtung 255 7.1 Beitrag der Arbeit zur Forschung 255 7.2 Kritische Würdigung 256 7.3 Ausblick 25

    Entwicklung eines Vorgehensmodells für die Evaluation der Fahrzeug-HMI in frühen Phasen der Entwicklung

    Get PDF
    Ein aktueller Trend in der Automobilindustrie ist die zunehmende Vernetzung interaktiver Systeme inner- und außerhalb des Fahrzeugs. Dies führt zu einem erhöhten Informationsfluss zwischen dem Fahrer, dem Fahrzeug sowie der Umwelt, was die Gefahr erhöht, dass sich der Fahrer von der eigentlichen Fahraufgabe ablenken lässt. Die Benutzungsschnittstelle, über die der Fahrer mit seinem Fahrzeug interagiert, sollte so gestaltet sein, dass die Ablenkung auf ein Minimum reduziert wird. In der Dissertation wird ein Vorgehensmodell vorgestellt, welches die Usability von Spezifikationen für Automotive-Informations- und -Kommunikationssysteme bereits zu Beginn der Entwicklung, in der sogenannten HMI-Konzeptphase, beurteilt. So werden spezifische Beurteilungskriterien extrahiert und ein strukturiertes Evaluations-Vorgehen wird definiert. Die Erkenntnisse leiten sich aus umfangreichen empirischen und analytischen Studien ab. Das Vorgehensmodell ist so entwickelt, dass sowohl Experten als auch methodisch unerfahrene Evaluatoren und Testleiter dieses anwenden können.A big trend in the automotive industry is the increasing interconnectedness of divergent systems both within and outside of the car. This results in an increased flow of information between the driver, the vehicle and the environment, which increases the risk of driver distraction. The driver can be distracted from the actual driving task. HMI has to be designed so that driver distraction is reduced to a minimum. There are some automotive HMI regulations, such as the NHTSA-Guidelines or DIN EN ISO 15005, which can be used to evaluate the usability and driver distraction of automotive interactive systems. On detailed analysis, however, the requirements of those guidelines and norms relate rather to interactive graphical prototypes or already implemented systems. In addition, in the automotive industry a product evaluation of HMI-Systems takes place only from the date of the HMI-Implementation-Phase. Within the HMI-Concept- and -Designphase there is no structured evaluation. At this very late stage, the elimination of identified HMIProblems is very costly and time consuming. A process model, which can determine the usability of specifications for automotive information- and communication-systems at the beginning of the development, in the so-called HMI-Concept-Phase, is presented. Specific evaluation criteria are extracted and a structured evaluation procedure will be defined. The results are derived from extensive empirical and analytic studies. The consideration of the evaluation object within the subsequent HMI-Design- and -Implementation-Phase will not take place since specific evaluation criteria for these phases have to be developed. The evaluation criteria from the HMI-Concept-Phase can not be used for HMI-Design and-Implementation-Phase. The evaluation process is defined so that experts as well as people without methodological knowledge can handle it.Ein aktueller Trend in der Automobil-Industrie ist die zunehmende Vernetzung interaktiver Systeme inner- und außerhalb des Fahrzeugs. Dies führt zu einem erhöhten Informationsfluss zwischen dem Fahrer, dem Fahrzeug sowie der Umwelt, was die Gefahr erhöht, dass sich der Fahrer von der eigentlichen Fahraufgabe ablenken lässt. Die Benutzungsschnittstelle, über die der Fahrer mit seinem Fahrzeug interagiert, sollte so gestaltet sein, dass die Ablenkung auf ein Minimum reduziert wird. Es existieren Automotive-HMI Richtlinien wie beispielsweise die NHTSA-Guidelines oder die DIN EN ISO 15005, welche herangezogen werden können, um die Benutzerfreundlichkeit interaktiver Systeme und die Ablenkung zu beurteilen. Bei der Analyse fällt jedoch auf, dass diese vielmehr bereits grafische Prototypen und implementierte Systeme fokussieren. Zudem sieht der aktuelle HMI-Entwicklungsprozess innerhalb der Automobilindustrie eine Produkt-Evaluation erst zum Zeitpunkt der HMI-Implementierungsphase vor. Innerhalb der HMI-Konzept und -Designphase findet keine strukturierte Beurteilung statt. Werden HMI-Probleme zu diesem späten Zeitpunkt identifiziert, ist eine Beseitigung kosten- und zeitintensiv. In dieser Dissertation wird ein Vorgehensmodell vorgestellt, welches die Usability von Spezifikationen für Automotive-Informations- und -Kommunikationssysteme bereits zu Beginn der Entwicklung, in der sogenannten HMI-Konzeptphase, beurteilt. So werden spezifische Beurteilungskriterien extrahiert und ein strukturiertes Evaluations-Vorgehen wird definiert. Die Erkenntnisse leiten sich aus umfangreichen empirischen und analytischen Studien ab. Die Betrachtung des Evaluations-Gegenstands innerhalb der darauffolgenden Design- und Implementierungsphase findet nicht statt, da spezifische Beurteilungskriterien entwickelt werden müssen. Die Beurteilungskriterien der HMI-Konzeptphase können nicht für die Design- und Implementierungsphase herangezogen werden. Das Vorgehensmodell ist so entwickelt, dass sowohl Experten als auch methodisch unerfahrene Evaluatoren und Testleiter dieses anwenden können

    Modellierung und Ausführung von Workflows unter Berücksichtigung mobiler Kontextinformationen

    Get PDF
    Bestehende Geschäftsmodellierungssprachen (bzw. deren Erweiterungen) besitzen Zeit-, Identität- und Aktivitäts-bezogene Kontexte bzw. Objekte zur Modellierung von Geschäftsprozessen. Zur Unterstützung eines sogenannten Context Aware Service werden ortsbezogene Kontexte benötigt, damit die Anwendung bzw. der Prozess auf Basis dessen gesteuert werden kann. Für die Integration von Ortsbezügen in Workflow-Modelle wird in vorliegender Arbeit ein Konzept auf Basis von Ortseinschränkungen entwickelt

    Ähnlichkeitsbasierte Suche in Geschäftsprozessmodelldatenbanken

    Get PDF
    Die Wiederverwendung von Prozessmodellen bietet sich zur Reduzierung des hohen Modellierungsaufwands an. Allerdings ist das Auffinden von ähnlichen Modellen in großen Modellsammlungen manuell nicht effizient möglich. Hilfreich sind daher Suchmöglichkeiten nach relevanten Modellen, die als Vorlage zur Modellierung genutzt werden können. In dieser Arbeit werden Ansätze beschrieben, um innerhalb von Prozessmodellbibliotheken nach ähnlichen Modellen und Aktivitäten zu suchen

    Definition einer Sprache zur Beschreibung von Prozessmustern zur Unterstützung agiler Softwareentwicklungsprozesse

    Get PDF
    Prozessmuster ermöglichen die modulare Modellierung und flexible Anwendung von Softwareentwicklungsprozessen. Gegenwärtige Beschreibungen von Prozessmustern weisen jedoch Mängel wie uneinheitliche und uneindeutige Beschreibungsformen und fehlende Beziehungsdefinitionen auf. Diese Mängel wirken sich nachteilig auf den effektiven Einsatz von Prozessmustern aus. In dieser Dissertation wird die Sprache PROPEL (Process Pattern Description Language) entwickelt, die Konzepte zur Beschreibung von Prozessmustern und Beziehungen zwischen Prozessmustern bereitstellt. Mit Hilfe von PROPEL können einzelne Prozessmuster modelliert und durch Definition von Beziehungen zu komplexeren Prozessmustern zusammengesetzt werden. PROPEL basiert auf der UML und verwendet daher eine Vielzahl von erprobten und weit verbreiteten Modellierungskonzepten wie Aktivitätsdiagramme wieder. Zur Erhöhung der Ausdrucksgenauigkeit wurde PROPEL um eine formale Semantik durch Abbildung der formalen Syntax auf die Domäne der Petri-Netze ergänzt. Für die Validierung der Nutzbarkeit und Handhabbarkeit von PROPEL wurde ein Prozessmusterkatalog basierend auf dem Rational Unified Process entwickelt. Durch die Darstellung verschiedener Sichten auf den Katalog kann ein Überblick auf alle vorhandenen Prozessmuster und deren Beziehungen gewährleistet werden. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Komplexität eines Prozessmodells durch Einsatz von PROPEL reduziert wird und Prozessinkonsistenzen eliminiert werden
    corecore