Publikace

Článek

10.1016/j.ejc.2021.103318

Katedra aplikované matematiky

We give a new characterization of biinfinite Sturmian sequences in terms of indistinguishable asymptotic pairs. Two asymptotic sequences on a full -shift are indistinguishable if the sets of occurrences of every pattern in each sequence coincide up to a finitely supported permutation. This characterization can be seen as an extension to biinfinite sequences of Pirillo’s theorem which characterizes Christoffel words. Furthermore, we provide a full characterization of indistinguishable asymptotic pairs on arbitrary alphabets using substitutions and biinfinite characteristic Sturmian sequences. The proof is based on the well-known notion of derived sequences.

Stať ve sborníku

Katedra aplikované matematiky

Mutex propagation is a form of efficient constraint propagation popularly used in AI planning to tightly approximate the reachable states from a given state. We utilize this idea in the context of Multi-Agent Path Finding (MAPF). When adapted to MAPF, mutex propagation provides stronger constraints for conflict resolution in Conflict-Based Search (CBS), a popular optimal MAPF algorithm, and provides it with the ability to identify and reason with symmetries in MAPF.

Článek

10.1063/5.0011201

Katedra aplikované matematiky

We study an infinite one-dimensional Ising spin chain where each particle interacts only with its nearest neighbours and is in contact with a heat bath with temperature decaying hyperbolically along the chain. The time evolution of the magnetization (spin expectation value) is governed by a semi-infinite Jacobi matrix. The matrix belongs to a three-parameter family of Jacobi matrices whose spectral problem turns out to be solvable in terms of the basic hypergeometric series. As a consequence, we deduce the essential properties of the corresponding orthogonal polynomials, which seem to be new. Finally, we return to the Ising model and study the time evolution of magnetization and two-spin correlations.

Článek

10.1016/j.jnt.2019.10.027

Katedra aplikované matematiky

We study Möbius transformations (also known as linear fractional transformations) of quadratic numbers. We construct explicit upper and lower bounds on the period of the continued fraction expansion of a transformed number as a function of the period of the continued fraction expansion of the original number. We provide examples that show that the bound is sharp.

Článek

10.1016/j.geomphys.2019.103493

Katedra aplikované matematiky

We consider integrable Hamiltonian systems in three degrees of freedom near an elliptic equilibrium in 1:1:−2 resonance. The integrability originates from averaging along the periodic motion of the quadratic part and an imposed rotational symmetry about the vertical axis. Introducing a detuning parameter we find a rich bifurcation diagram, containing three parabolas of Hamiltonian Hopf bifurcations that join at the origin. We describe the monodromy of the resulting ramified 3-torus bundle as variation of the detuning parameter lets the system pass through 1:1:−2 resonance

Článek

10.1007/s10994-017-5682-0

Katedra teoretické informatiky
Katedra aplikované matematiky

Recent meta-learning approaches are oriented towards algorithm selection, optimization or recommendation of existing algorithms. In this article we show how data-tailored algorithms can be constructed from building blocks on small data sub-samples. Building blocks, typically weak learners, are optimized and evolved into data-tailored hierarchical ensembles. Good-performing algorithms discovered by evolutionary algorithm can be reused on data sets of comparable complexity. Furthermore, these algorithms can be scaled up to model large data sets. We demonstrate how one particular template (simple ensemble of fast sigmoidal regression models) outperforms state-of-the-art approaches on the Airline data set. Evolved hierarchical ensembles can therefore be beneficial as algorithmic building blocks in meta-learning, including meta-learning at scale.

Mgr. Alexander Kovalenko, Ph.D.

doc. Ing. Ivan Šimeček, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Práce se zabývá analýzou dat z laser-plasmového urychlovače částic ve spolupráci s vědeckou institucí ELI Beamlines. V rámci práce byl navržen proces předpřipravení dat a vyvinut generativní model simulující průběh fyzikálních experimentů. Model je podmíněn vektorem parametrů experimentu a generuje obrazová data zobrazující energetické spektrum paprsku urychlených elektronů. Vyvinutý model lze využít jako částečnou náhradu skutečných experimentů, které jsou časově i finančně nákladné. Rovněž jej lze použít jako simulaci skutečných experimentů pro různé optimalizační metody. Práce definuje proces trénování i testování kandidátních modelů se třemi různými architekturami a na základě čtyř hyperparametrů. Výsledný model dokáže generovat data rychlostí 1.8 obrázků za sekundu a byl vyhodnocen na základě řady metrik včetně expertního názoru vědců jako věrohodný způsob simulace průběhu accelerace elektronů.

Práce na DSpace

Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.

Ing. Daniel Vašata, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

V této práci aplikujeme metody vysvětlitelnosti Grad-CAM++, LayerCAM a SmoothGrad na konvoluční neuronovou síť založenou na EfficicientNetV2 a doučenou na mikroskopických histologických snímcích. Tato neuronová síť predikuje průměrnou difuzivitu (MD) a frakční anizotropii (FA), původně získanou technikou difuzního tenzorového zobrazování (DTI). Cílem této práce je odhalit, které histologické vlastnosti mají vliv na zvýšení MD a FA. Naše síť dosahuje více než 98.5 % R2 na trénovací, validační i testovací množině, čímž o desítky procentních bodů překonává síť navrženou v předešlé práci. Aplikované metody vysvětlitelnosti na mikroskopické snímky se ukázaly být méně užitečné, než jsme předpokládali. Sice naznačují určitý vliv buněčných jader, nicméně detaily tohoto vztahu zůstávají i nadále nejasné.

Práce na DSpace

doc. RNDr. Dušan Knop, Ph.D.

Ing. Daniel Vašata, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Maps of elections je framework, který umožňuje vizualizovat a analyzovat sady volebních datasetů. Dosud bylo možné pracovat pouze s datasety, ve kterých měly všechny volby stejný počet kandidátů. V této práci framework rozšiřujeme o možnost současného zpracování datasetů s různými počty kandidátů. Toho dosahujeme jednak rozšířením již existující positionwise metriky, a dále zavedením a implementací tzv. feature metriky. Tyto metriky testujeme pomocí syntetických dat generovaných balíčkem Mapel.

Práce na DSpace

doc. Ing. Pavel Kordík, Ph.D.

prof. dr hab. inz. Krzysztof Goczyla
Assoc. Prof. Aleksandra Klašnja Milicevic, Ph.D.
Mgr. Ladislav Peška, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Práce na DSpace

Ing. Miroslav Čepek, Ph.D.

Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Digitální obrazové vodoznaky jsou široce používanou technikou pro ochranu duševního vlastnictví nebo ověřování digitálních médií, ale mohou mít negativní vliv na kvalitu a použitelnost obrázků. To motivuje potřebu odstraňovat vodoznaky z obrázků a hluboké učení představuje potenciální řešení. V této práci je vyvinutá metoda pro odstraňování vodoznaků pomocí hlubokého učení, včetně rešerše stávajících technik a návrhu architektury. Úspěšnost metody je vyhodnocena z hlediska přesnosti detekce vodoznaků a kvality rekonstrukce původních obrázků.

Práce na DSpace

Mgr. Petr Šimánek

doc. Ing. Kamil Dedecius, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Geostacionární meteorologické satelity jsou zdrojem globálních a častých pozorování počasí, ale nepozorují přímo srážky. V této práci zkoumáme metody odhadování a předpovídání srážek ze satelitních dat. Cílem této práce je předpovědět až 8 hodin radarových snímků srážek s vysokým rozlišením z multispektrálních satelitních snímků s větším kontextem ale menším rozlišením. Pro tento úkol jsme vyvinuli nový model hlubokého učení s využitím neuronových sítí U-Net a PhyDNet. Nazvali jsme jej WeatherFusionNet, protože slučuje tři různé způsoby zpracování satelitních dat; předpovídání budoucích satelitních snímků, odhadnutí srážek ve vstupní sekvenci a přímé použití vstupní sekvence. Pro trénování a vyzkoušení modelu na reálných datech jsme se zúčastnili NeurIPS soutěže Weather4cast 2022, která poskytuje prostorově a časově srovnané satelitní snímky a cílová radarová data. WeatherFusionNet dosáhla prvního místa v hlavní části soutěže. Dále jsme experimentovali s několika dalšími modely, zkusili zahrnout statická data do vstupu a porovnali náš model s předpovídáním přímo z radaru.

Práce na DSpace

prof. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.

Ing. Daniel Vašata, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Tato diplomová práce se zabývá implementací systému pro rozvrhování dílenských prací v autoservisu. Práce analyzuje požadavky zákazníka podle kterých, s využitím programování s omezeními, definuje model. Na základě navrženého modelu jsem implementoval řešič pomocí knihovny choco. Řešič jsem ověřil na syntetických datech a datech motivovaných praxí. Na testovaných instancích jsem provedl měření různých vlastností generovaných řešení pro testovací instance. Důraz byl kladen na univerzální použití s maximální možnou parametrizací pro potřeby jednotlivých klientů a integrací.

Práce na DSpace

Ing. Jiří Vošmik

Ing. Daniel Vašata, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Bayesovská optimalizace je globální optimalizační metoda vhodná pro hledání extrémů black-box účelových funkcí drahých na vyhodnocení. Jako modely pro aproximaci takových funkcí se často používají Gaussovské procesy. Jejich kubická časová složitost však omezuje jejich nasazení na aplikace v režimech s malým počtem dat. Tato práce poskytuje přehled moderních škálovatelných Gaussových procesů pro regresi. Experimenty provedené v rámci této práce se zabývají úlohami regrese a bayesovské optimalizace, přičemž v obou případech se využívá několik vybraných modelů založených na Gaussových procesech. Vyhodnocení se provádí pomocí více metrik, z nichž některé jsou zvláště vhodné pro pravděpodobnostní modely. Naše výsledky naznačují, že některé z modelů konzistentně překonávají ostatní v obou úkolech.

Práce na DSpace

Ing. Jan Čech, Ph.D.

Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Tato práce představuje metodu pro přenos pózy a výrazu mezi portréty. Po zadání dvou obrázků obličeje, zdrojového a cílového, navržená síť vygeneruje portrét, kde jsou póza a výraz z obrazu zdrojového obličeje přeneseny na cílovou identitu. Architektura se skládá ze dvou enkodérů a mapovací sítě, která mapuje oba vstupy do latentního prostoru sítě StyleGAN2. Ta následně vygeneruje výsledný obrázek ve vysoké kvalitě. Trénování je "self-supervised" bez potřeby označených dat. Naše metoda dokáže generovat obrázky téměř v reálném čase a umožňuje syntézu náhodných identit s nezávisle ovladatelnou pózou a výrazem.

Práce na DSpace

Ing. Karel Klouda, Ph.D.

Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Tato práce se zabývá automatickou metrickou analýzou českého sylabotonického verše, jenž je metricky otagován ve velkém korpusu básní - v Korpusu českého verše. Práce nejprve reimplementuje přístup založený na datech, který využívá program s názvem KVĚTA. Poté si metrickou analýzu namodeluje jako úlohu tagování sekvencí a řeší ji pomocí strojového učení. Je trénován model BiLSTM-CRF, který reprezentuje aktuálně nejlepší architekturu pro většinu klasických úloh tagování sekvencí. Je otestováno mnoho různých vstupních konfigurací. Ve všech experimentech jsou slabiky nebo tokeny slov na vstupu reprezentovány pomocí Word2Vec embeddingů natrénovaných na trénovacích datech. Výsledky jsou vyhodnoceny pomocí spočítání tří různých přesností predikce: přesnosti pro jednotlivé slabiky, přesnosti pro jednotlivé řádky básní a přesnosti pro celé básně. Je ukázáno, že použití modelu BiLSTM-CRF představuje velký úspěch. S nejlepšími vstupními konfiguracemi vrací BiLSTM-CRF lepší výsledky než reimplementace programu KVĚTA s predikcemi dosahujícími 99.61% přesnosti pro jednotlivé slabiky, 98.86% přesnosti pro jednotlivé řádky básní a 90.40% přesnosti pro celé básně. Nejzajímavější zjištění představuje fakt, že nejlepších výsledků je dosaženo pro vstupní sekvence reprezentují celé básně namísto jednotlivých řádků básní.

Práce na DSpace

Ing. David Bernhauer, Ph.D.

prof. Dr. Ing. Petr Kroha, CSc.

Katedra aplikované matematiky

Tato práce se zabývá výzkumem modelů získávání informací, nejmodernějších technik vnoření slov (word embedding) a jejich možným využitím pro vícejazyčné vyhledávání. Moderní přístupy k vícejazyčnému vyhledávání, které staví na word embedding technikách, většinou pracují s~urči\-tou transformací, která převádí reprezentace slov z jednoho jazyka do druhého. Cílem této práce je zkoumat model, který s touto transformací nepracuje a namísto toho rovnou získává závislosti mezi překlady. Nad tímto modelem by pak měl být vystavěn prototyp webového vyhledávače. Práce v tomto dostála všem očekáváním a výsledný model byl schopný reprezentovat dvojjazyčné překlady napřímo bez použití jakékoliv transformace. Toho bylo dosaženo s využitím paralelně přeložených dokumentů Evropské Unie, které byly pro oba jazyky spojeny na úrovni odstavců. Prototyp vyhledávače poté fungoval na základě naučených reprezentací jednotlivých slov, vyvozených z tohoto modelu.

Práce na DSpace

prof. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.

doc. Ing. Pavel Hrabák, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

V této práci se zabývám návrhem hierarchického systému koordinace agentů určeného pro simulaci evakuace. V práci rozeznávám dva typy agentů. Řídící agenti navzájem komunikují pomocí algoritmu konfliktového prohledávání a odvádějí své roje do bezpečné oblasti, zatímco agenti následníci následují svého řídícího agenta. Představím několik modelů, které se liší jak chováním řídících agentů vůči svým rojům, tak chováním agentů následníků, co se týče pokusu o samostatnou evakuaci. V práci provádím experimenty, jejichž výsledky ukáží, jak úspěšnost evakuace ovlivňují parametry chování agentů. Výsledky těchto experimentů poukáží na výhody komunikace mezi řídícími agenty, problémy, které mohou při evakuaci nastat a jejich závislost na nevhodném chování agentů.

Práce na DSpace

Mgr. Vojtěch Rybář

Ing. Daniel Vašata, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

V bakalářské práci podáváme přehled využití strojového učení ve výpočetní dynamice tekutin. Implementovali jsme nejmodernější grafovou neuronovou síť pro simulaci proudění vzduchu kolem profilu křídla ve 2D. Trénujeme model na nižších rychlostech a úhlech náběhu, následně extrapolujeme na vyšší. Natrénovali jsme model, který extrapoluje s malou chybou přesnosti a zůstává stabilní po dlouhý počet simulačních kroků.

Práce na DSpace

doc. RNDr. Ing. Marcel Jiřina, Ph.D.

Ing. Tomáš Kalvoda, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Cílem této práce je navrhnout kamerový systém, který snímá pneumatiky projíždějících vozidel a ze záznamu dále získává vzorky pneumatik ve standardizované podobě. Jsou prozkoumány existující systémy určené pro snímání vzorků pneumatik a je navržen nový kamerový systém, který pořizuje záznam vozidel na světelné křižovatce a vzorky jejich pneumatik rozvinuje do podoby pásu. Pro nalezení lokace pneumatiky ve snímku je využita konvoluční neuronová síť. Kamerový systém byl nasazen v reálném provozu na více světelných křižovatkách. Kamera správně nasnímá vzorek pneumatiky u 78 % vozidel. Implementované algoritmy strojového vidění naleznou vzorek pneumatiky v 89 % případů. Implementovaný kamerový systém lze využít pro sběr velkého množství vzorků pneumatik, které by jinak bylo nepraktické a nákladné získat. Využití těchto dat je například ve forenzní analýze pro spárování vzorku vozidla se zanechanou stopou.

Práce na DSpace

Ing. Jakub Novák

Ing. Miroslav Čepek, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Práce porovnává algoritmy určené k segmentaci objektu v obraze. Porovnány jsou tři algoritmy řadící se do kategorie superpixels (felzenszwalb, SLIC a quickshift), dva zástupci active contour models (snakes a level sets), random walker, region adjacency graphs a Otsu prahování. K tomuto účelu jsou zmapovány defekty objevující se v průmyslu. Nad defekty je vytvořena obecnější kategorizace. Následně jsou z každé kategorie vybrány dvě vady. Na první vadě je nalezena vhodná kombinace parametrů. U hledání jsou zohledněny efekty různého předzpracování a reprezentace snímku pomocí odlišných barevných prostorů. S nalezenými parametry je provedena segmentace druhé vady. Tak je otestována schopnost generalizace a vhodnost použití algoritmu pro vady dané kategorie. Úspěšnost segmentace je měřena metrikou IOU. Úspěšnější algoritmy dosáhly průměrného IOU měřeného přes všechny snímky jedné vady 90 %. U testu generalizace bylo v některých případech dosaženo průměrného IOU 53 %.

Práce na DSpace

Mgr. Alexander Kovalenko, Ph.D.

doc. Ing. Kamil Dedecius, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Jednou z mnoha úloh CERN cloud manažerů je zajistit požadovaný výpočetní výkon všem uživatelům dané vědecké komunity. Toho je dosaženo pečlivě nastaveným statickým alarming systémem nad výkonostními metrikami infrastruktury. Pro dosažení maximální efektivity cloudové infrastruktury a ulehčení práce cloud operátorům jsme vytvořili plně automatizovaný systém pro detekci anomálií, který využívá metody nesupervizovaného učení nad časovými řadami. Konkrétně používá kombinaci tradičních metod strojového učení (Isolation forest) a metod hlubokého učení (Gated recurrent unit/Long short-term memory autoencodery). Tato práce zahrnuje popis monitorovací infrastruktury CERNU, formulaci problému, design systému pro detekci anomálií, použité modely, tvorbu datasetu a porovnání výsledků implementovaných modelů vůči aktuálnímu alarming systému.

Práce na DSpace

Mgr. Alexander Kovalenko, Ph.D.

doc. Ing. Pavel Kordík, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Vzhledem k tomu, že kvadratická složitost mechanizmu vnímaní architektury Transformer způsobuje velké náklady na zpracování dlouhých posloupností, cílem dané práce je prozkoumat lineární varianty architektury a implementovat několik nových metod.

Práce na DSpace

prof. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.

Ing. Daniel Vašata, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Předmětem této diplomové práce je problematika líné kompilace v klasickém plánování. V teoretické části práce jsou nejprve shrnuty základní informace o klasickém plánování, definovány důležité pojmy klasické reprezentace plánovacích problémů a představeny základní algoritmy pro jejich řešení, zejména prohledávání plánovacího stavového prostoru a techniky využívající plánovací graf. Poslední sekce se věnuje převodu plánování na problém výrokové splnitelnosti (SAT). Na základě zjištění z teoretické části byla navržena metoda pro línou kompilaci plánovacích problémů do SAT, při které na rozdíl od klasické kompilace dochází k postupnému vytváření a úpravám formule výrokové logiky. V rámci praktické části práce byl implementován plánovač využívající dvě varianty kompilace -- navrženou metodu pro línou kompilaci a kompilaci klasickou. Plánovač byl testován na úlohách ze soutěže IPC (International Planning Competition). Experimenty se zaměřovaly na vyhodnocení úspěšnosti plánovače s línou kompilací a porovnání výsledků s plánovačem využívajícím klasický způsob kompilace. Celkem bylo využito 79 problémů různé obtížnosti ze čtyř domén, 63 z nich dokázal plánovač s línou kompilací vyřešit rychleji než plánovač s klasickou kompilací. Provedené experimenty poukázaly na výhody a možné nevýhody líné kompilace. Výsledky experimentů naznačují, že využití líné kompilace má potenciál ke zlepšení výkonu plánovače.

Práce na DSpace

Mgr. Petr Šimánek

Mgr. Petr Novák, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Pri krátkodobých predpovediach zrážok s vysokým rozlíšením z hľadiska chyby predpovede dominujú metódy hlbokého učenia. Avšak, ich operatívne používanie je obmedzené problémami s vysvetliteľnosťou dynamiky za predpoveďami. Tieto sú zároveň vyhladené a chýbajú im vysokofrekvenčné prvky v dôsledku optimalizácie pre stratové funkcie založené na strednej chybe. V tejto práci je zhrnutý náš pokrok pri riešení týchto problémov. V prvej časti predstavujeme Intensity Classification Loss na zlepšenie predpovede silných zrážok. Model je natrénovaný vytvárať sekundárny výstup predpovedajúci pravdepodobnosť zrážok s intenzitou nad 40 dBZ, ktorý sa porovnáva s binárnou skutočnosťou. Experimenty ukázali, že tento prístup pomáha predpovedať silné zrážky, ale nepredpovedá zrážky s vyššou intenzitou, ako je zvolený prah. V druhej časti experimentujeme s ručným vkladaním diferenciálnej rovnice advekcie-difúzie do PhyCell. Cieľom je vniesť lepšiu apriornú znalosť o fyzike do modelu PhyDNet, ktorý oddeľuje fyzikálnu a reziduálnu dynamiku. Výsledky naznačujú, že zatiaľ čo sa PhyCell dokáže naučiť zamýšľanú dynamiku, tréning modelu PhyDNet zostáva riadený optimalizáciou stratovej funkcie. Toto vedie k modelu s nezmenenými predikčnými vlastnosťami.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

doc. Ing. Štěpán Starosta, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Provozovatelé elektrických distribučních sítí vynakládají každoročně velké množství peněz a úsilí, aby zajistili plynulou a bezpečnou dodávku elektřiny. Nejčastějším zdrojem výpadků proudu je poškození drátů vysokého napětí zásahem vegetace, například spadaných stromů. Z toho důvodu provozovatelé provádějí údržbu a pravidelné inspekce koridorů s elektrickým vedením, především v lesích a hustě zarostlých oblastech. Tím vytváří poptávku po nenákladných a vysoce automatizovaných metodách pro průzkum ochranných pásem elektrického vedení. Cílem této práce je vytvořit robustní algoritmus pro automatickou detekci zásahů vegetace do ochranného pásma elektrického vedení pomocí bezpilotních letadel (dronů), s využitím metod z fotogrammetrie a počítačového vidění. Studie pokrývá celý pracovní postup pro inspekci ochranného pásma drátů vysokého napětí, od obsáhlých pokynů pro sběr dat, přes 3D rekonstrukci elektrického vedení, až po detekci zásahů vegetace a vizualizaci výsledků.

Práce na DSpace

doc. Ing. Pavel Kordík, Ph.D.

Prof. Abdullah Uz Tansel
doc. Mgr. Martin Nečaský, Ph.D.
doc. Ing. Tomáš Kliegr, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Práce na DSpace

prof. Ing. RNDr. Martin Holeňa, CSc.

prof. Irina Perfiljeva, CSc., dr. h. c., prof. h. c.
Assoc. prof. Neeta Nain, Ph.D.
doc. Ing. Karel Zimmermann, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Práce na DSpace

Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.

Ing. Daniel Vašata, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Automatické vyhodnocování kvality vozovky může být užitečné jak správním orgánům, tak i těm účastníkům silničního provozu, kteří vyhledávají vozovky s kvalitním povrchem pro co největší potěšení z jízdy. Tato práce se zabývá návrhem modelu, který klasifikuje obrázky silnic do pěti kvalitativních kategorií na základě jejich celkového vzhledu. V práci prezentujeme nový ručně anotovaný dataset, obsahující fotografie ze služby Google Street View. Anotace datasetu byla navržena pro motorkáře, ale může být použita i pro jiné účastníky silničního provozu. Experimentovali jsme jak s předučenými konvolučními neuronovými sítěmi, jako jsou MobileNet či DenseNet, tak s vlastními architekturami konvolučních neuronových sítí. Dále jsme vyzkoušeli různé techniky předzpracování dat, např. odstraňování stínů či kontrastně-limitní adaptabilní histogramovou ekvalizací (CLAHE). Námi navrhovaný klasifikační model využívá CLAHE a na testovací sadě dosahuje 71% přesnosti. Vizuální kontrola ukázala, že navrhovaný model je i s touto přesností využitelný za účelem, pro který byl navržen.

Práce na DSpace

Ing. Mgr. Ladislava Smítková Janků, Ph.D.

prof. RNDr. Tomáš Skopal, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato práce přispívá k výzkumu automatizovaného interiérového designu návrhem a implementací nového systému. Proces designu je rozdělen na plánování funkčních zón pomocí simulovaného žíháni a na aranžování nábytku genetickým algoritmem. Výsledky obou algoritmů jsou dotaženy gradientním sestupem. Systém dokáže splnit požadavky od uživatele na tvar místnosti, její funkce a použitý nábytek. Experimenty ukazují schopnost systému navrhnout interiér různě tvarovaných místností s různým výběrem kusů nábytku.

Práce na DSpace

RNDr. Petr Olšák

Katedra počítačových systémů

Zaměřením této bakalářské práce je oblast interaktivních prvků a multimédií ve formátu PDF, obzvlášť pak ve spojitosti s TeXem. Kromě analýzy a diskuze toho, co specifikuje norma formátu PDF nebo co implementují existující TeXové balíčky, bylo zaměření práce také praktické - otestování co doopravdy funguje v dnešních PDF prohlížečích. Jak se ukázalo, tak interaktivních a multimediálních možností nabízí formát PDF celou řadu. Špatná je ale jejich podpora v PDF prohlížečích, která v této oblasti silně zaostává. Výjimkou je de facto referenční prohlížeč Acrobat a jím inspirovaný prohlížeč Foxit. Jsou ale i open-source prohlížeče (Evince, Okular), které mohou být pro některá využití, např. prezentace, naprosto vyhovující. Na základě všech získaných znalostí byl poté vytvořen balíček pro nový TeXový formát OpTeX. Ten implementuje v oblasti TeXu smysluplné a zároveň v praxi funkční interaktivní prvky a multimédia. Balíček je veřejný a volně dostupný. Výsledný balíček nabízí v oblasti multimédií možnosti vkládání audia, videa a 3D děl. V oblasti interaktivity pak například komplexně řeší akce, události nebo animované přechody.

Práce na DSpace

Ing. Jakub Novák

Ing. Mgr. Ladislava Smítková Janků, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato práce se zabývá měřením rozměrů bižuterních kamenů na základě počítačového vidění a zpracování obrazu. Kvalita bižuterních šatonů je kontrolována pomocí velikosti kružnice opsané, kružnice vepsané, kružnice vepsané tabulce diamantu, míry vyleštěnosti a vyosení středu diamantu. V rámci vlastní realizace byly sestaveny tři snímací soustavy z monochromatické kamery, telecentrického objektivu, koaxiálního světla a specifických difuzorů na světla kruhová a pruhová. Byly implementovány čtyři algoritmy, které využívají Canny-Otsu detektor, Otsuovo prahování a watershed algoritmus segmentace. Algoritmy měří velikosti kružnic s přesností 0,0098 mm, odchylka velikostí stejných kamenů v závislosti na poloze ve snímku se pohybuje v rozmezí 0,0028 mm až 0,0040 mm.

Práce na DSpace

prof. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.

Dr. techn. Ing. Jan Legerský

Katedra aplikované matematiky

Tato bakalářská práce zkoumá současné přístupy k přesným řešením problému multi-agentní kolektivní konstrukce, s důrazem na tří-rozměrné struktury, postavené agenty přenášejícími v mřížce bloky, za předpokladu přítomnosti gravitace. Zobecnění v současné době nejrychlejšího přesného modelu je navrženo, s použitím smíšeného celočíselného lineárního programování, k přizpůsobení se různému trvání kroků agentů. Uplatnění navrženého modelu je použito v kombinaci s řešičem k přesné optimalizaci stavebního plánování uživatelem navržených struktur. Výsledek je vizualizován v Minecraftu, za použití programu postaveného na Malmo API. Série experimetů je provedena na několika malých instancích, k naměření relativního snížení doby stavění vzhledem k jednokrokovým krokům agentů. Výsledky ukazují na výrazné snížení doby stavění při délkách kroků použitých pro vizualizaci v Minecraftu.

Práce na DSpace

Ing. Jakub Novák

Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Práce se zabývá automatizovanou detekcí a klasifikací vad na skleněných tyčích. Jsou analyzována předchozí řešení podobných problémů a popsán vlastní postup, v rámci kterého byly navrženy čtyři snímací soustavy využívající pokročilých optických prvků a osvětlení. Dále byly upraveny a rozšířeny analyzované metody detekce a klasifikace vad. Druhá z nich, využívající model založený na moderní architektuře Faster R-CNN, detekuje správně na jednom z datasetů 83 % vad a správně klasifikuje 77 % z nich.

Práce na DSpace

Ing. Jakub Novák

Dr.-Ing. Martin Novotný

Katedra číslicového návrhu

Cílem práce je vytvoření hardwarového přípravku pro zacílení pohledu průmyslové kamery, aby bylo možné získat vyšší rozlišení v zvolené oblasti zájmu. Zvoleným řešením bylo využití dvou kamer. Jedna je přehledová a druhá detailní, jejíž pohled je směrován pomocí zrcadla nakláněného v dvou osách. Vytvořené řešení umožňuje zacílit na hledaný objekt z přehledové kamery a získat jeho detail ve větším rozlišení druhou kamerou. Hlavním výsledkem práce je vytvořený hardwarový přípravek a jeho firmware k ovládání náklonu zrcadla.

Práce na DSpace

doc. Ing. Štěpán Starosta, Ph.D.

doc. Ing. Ivan Šimeček, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato diplomová práce se zabývá výběrem vhodných technologií pro vytváření interaktivních grafických ukázek výstupů z výpočtů a využitím navrženého řešení při implementaci modelových příkladů určených pro podporu výuky matematických předmětů. První část práce je věnována analýze dostupných vykreslovacích systémů. Následně je sestaven seznam modelových příkladů vhodných pro interaktivní ukázky při výuce. Poté se práce věnuje výběru vhodného vykreslovacího systému, návrhu a implementaci webové aplikace s jednotlivými ukázkami, jejímu testování a zkušebnímu nasazení. Výstupem práce je hotová webová aplikace implementovaná s využitím knihovny Plotly, která zahrnuje modelové příklady jako vykreslení aproximace funkce pomocí Taylorova polynomu nebo vizualizaci Lagrangeovy metody. Aplikace podporuje jednoduché přidávání nových vizualizací a jejich propojení se systémem pro podporu výuky MARAST.

Práce na DSpace

doc. Ing. Štěpán Starosta, Ph.D.

doc. Ing. Jan Janoušek, Ph.D.

Katedra teoretické informatiky

V této práci je podrobně popsáno několik algoritmů řešících problémy z matematického oboru kombinatorika na slovech. Součástí práce je i jejich implementace v svobodném a otevřeném počítačovém algebraickém systému SageMath za účelem jejich integrace do téhož systému. Mezi zkoumané algoritmy patří: klasifikace rostoucích písmenek morfismu, rozhodování se, zda morfismus je prostý, hledání zjednodušení morfismu, hledání všech nekonečných opakování v D0L systému a hledání všech podřetězců (kratší než zadaná délka) slov jazyka PD0L systému. Dále je v práci diskutován problém rozhodování se, zda morfimus D0L systému je prostý na množině podřetězců slov jazyka toho systému. Není obecně známo, zda tento problém jde rozhodnout, což v této práci není vyřešeno, ale je zde uvedeno, proč je to netriviální problém a kde některé z možných způsobů jeho řešení selžou.

Práce na DSpace

doc. Ing. Kamil Dedecius, Ph.D.

Ing. Ondřej Tichý, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Tato závěrečná práce se věnuje problému distribuovaného Baysovského sekvenčního odhadu neznámých stavů stavových modelů s neznámými kovariačními maticemi šumu procesu i měření. Tento problém je velmi častý v reálných případech, kde specifické informace o kovariačních maticích šumu pro jednotlivé senzory nemusí být dostupné. Řešení navržené v této práci je postavené na teorii variačního Bayese, ta je využitá jak k odhadu stavů, tak i k odhadu kovariační matice šumu měření. Z důvodu zlepšení sdílíme jak měření, tak i posteriorní odhady mezi sousedními uzly v síti. Práce zároveň ukazuje způsob optimalizace kovariační matice procesního šumu.

Práce na DSpace

doc. RNDr. Ing. Marcel Jiřina, Ph.D.

Ing. Vojtěch Franc, Ph.D.; prof. Michał Choraś, Ph.D.; dr. inž. Mariusz Topolski

Katedra aplikované matematiky

Práce na DSpace