Expertensysteme für den Einsatz von Subroutinenpaketen

In dieser Arbeit wird ein Expertensystem vorgestellt, das einen Benutzer beim Einsatz der Bildverarbeitungssoftware SPIDER unterstützt. Ferner wird allgemein erläutert, wie Expertensysteme zur Kontrolle des Einsatzes von Subroutinenpaketen verwendet werden können. Es wird eine Expertensystem-Schale vorgestellt, welche das Erstellen von solchen Expertensystemen vereinheitlicht und vereinfacht. Vorwort zur Originaldissertation Zum Gelingen der vorliegenden Dissertation haben verschiedene Leute auf die eine oder andere Art beigetragen. An erster Stelle möchte ich Herrn Prof. Dr. H. Bunke für die Leitung dieser Arbeit danken. Von ihm stammt die Idee zur Entwicklung eines Exper­ tensystems für das Subroutinenpaket SPIDER. Er hat mir in vielen Gesprächen zahl­ reiche Anregungen gegeben und Hinweise auf relevante Literatur vermittelt. Auch hat er sich die Mühe genommen, die Entwürfe zur vorliegenden Arbeit durchzulesen und zu kommentieren. Der Firma Nixdorf Computer AG Schweiz danke ich für die Zurverfügungstellung der verwendeten Hardware (Computersystem Targon 131 mit Peripherie) und Software (TWAICE, IF/Prolog, UNIX, usw.). Ganz besonders möchte ich den Herren Dr. M. Grosser und W. Sonderegger danken, die meine Kontaktpersonen waren und meine Fragen und Probleme stets wohlwollend entgegennahmen und an die entsprechenden Spezialisten weiterleiteten. Dank gebührt auch Herrn R. Schreier (Elektrowatt Bern), auf dessen Vermittlung hin ein erster Kontakt zu Nixdorf zustande kam.

1.0 Einleitung.- 1.1 Zur Aufgabenstellung.- 1.2 Verwandte Arbeiten.- 1.3 Vorgehen und Aufbau der Arbeit.- 1.4 Verallgemeinerungsmöglichkeit.- 2.0 Bildverarbeitung und Bildanalyse.- 2.1 Kurze Einführung in die Bildverarbeitung und Bildanalyse.- 2.2 SPIDER - ein Software-Paket für Bildverarbeitung und Bildanalyse.- 3.0 Expertensysteme.- 3.1 Kurze Einführung in das Gebiet der Expertensysteme.- 3.2 Die Expertensystem-Schale TWAICE.- 4.0 Das Expertensystem SPICE.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Konzept von SPICE.- 4.3 Systemspezifikation von SPICE.- 4.4 Detailbeschreibung der Wissensbasis.- 4.5 Implementation von SPICE.- 4.6 Implementation der Wissensbasis von SPICE.- 4.7 Diverse Bemerkungen zu SPICE.- 5.0 Anwendungsbeispiele von SPICE.- 5.1 Lokalisieren von Münzen.- 5.2 Verbessern einer Elektronenmikroskopaufnahme.- 5.3 Finden von Elementen in elektrischen Schaltplänen.- 5.4 Konturen von einfachen Körpern.- 5.5 Konturen in Bildern aus der realen Welt.- 5.6 Abschliessende Bemerkungen zu den Anwendungsbeispielen.- 6.0 Die Expertensystem-Schale KESPES.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Konzept von KESPES.- 6.3 Systemspezifikation von KESPES.- 6.4 Implementation von KESPES.- 6.5 Erstellen eines SPES mit Hilfe von KESPES.- 6.6 Zusammenfassung und diverse Bemerkungen zu KESPES.- 7.0 Schlussfolgerungen und Ausblick.- 7.1 Zusammenfassung.- 7.2 Erfahrungen mit TWAICE.- 7.3 Allgemeine Anwendbarkeit von KESPES.- 7.4 Erzeugen eines compilierbaren Programms in einem SPES.- 7.5 Bemerkungen zu SPICE.- 7.6 Vergleich von SPICE mit FIVIS.- 8.0 Literatur.- Anhang A. Übersicht über die in SPIDER enthaltenen Verfahren.- A.1 Bildvorverarbeitung.- A.2 Linien-orientierte Bildsegmentierung und -beschreibung.- A.3 Regionen-orientierte Bildsegmentierung und -beschreibung.- A.4 Texturbasierte Bildverarbeitung.-A.5 Hilfsfunktionen und Diverses.- Anhang B. Ergänzungen zur Beschreibung von SPICE.- B.1 Zerlegung von Zwischenzielen in Schritte.- B.2 Liste der unterstützten Algorithmen und der zugehörigen SPIDER-Subroutinen.- Anhang C. Anleitung für den Einsatz von SPICE.- C.1 Benutzeranleitung.- C.1.1 Vorbereitungen.- C.I.2 Arbeiten mit SPICE.- C.2 Hinweise für den Systembetreuer.- Anhang D. Beispiele von Sessionen mit SPICE.- D.1 Im Laienmodus durchgeführte Session für das Münzen-Beispiel.- D.2 Session für das DNS-Beispiel (Auszug).- D.3 Session für das Schaltplan-Beispiel (Auszug).- D.4 Session für das Szenen-Beispiel (Auszug).- D.5 Session für das Brücken-Beispiel (Auszug).- Lebenslauf.- Sachwortverzeichnis.