KASPAR, P. Zpracování signálů z moderních mikroskopů pro lokální charakterizaci materiálů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2013.
S rostoucím počtem mikroskopických technik, které zasahují do nejrůznějších oblastí života a technik urychlujících přípravu vzorků, rostou i nároky na zpracování a analýzu dosažených obrazů. S tím souvisí i částečná automatizace vyhodnocování údajů. Existují ovšem moderní mikroskopy, které stále odolávají snahám po jednoduché detekci artefaktů a jejich následnému odstranění. Někdy totiž není jasné, co je užitečná informace a co artefakt, vzniklý při registraci snímku. Proto se musel diplomant nejprve hlouběji seznámit s optickými a elektrickými charakteristikami materiálů, které byly v další etapě východiskem pro zpracování signálů, a i s činností dvou mikroskopů používaných na Ústavu fyziky FEKT, tj. kombinací AFM a SNOM a s mikroskopem SEM. Tuto přípravnou část, která tvoří úvod do diplomové práce zvládl velmi dobře. Hlavním cílem práce však bylo vytvoření pracoviště, které by umožnilo provést detekci artefaktů pomocí lokálních extrémů a transplantační metoda eliminace artefaktů. Ta, na rozdíl od použití některých šumových filtrů, umožní díky své konstrukci eliminovat narušení celého obrazu. Navíc, pokud není povrch vzorku příliš členitý, dosahuje velmi dobrých výsledků za poměrně krátkou výpočetní dobu. Ukázalo se, že vytváření hranové reprezentace, kterou se poté intenzivně zabýval, je důležitá především pro další možnosti automatického zpracování obrazů a jejich vyhodnocování. Pomocí ní je možné stanovit hranice zrn či jiných objektů v leštěných leptaných metalografických obrazech s vysokým rozlišením, a následně jim přiřadit příslušné hodnoty sledovaných fyzikálních veličin. Potvrdilo se, že detekce a eliminace artefaktů a následný výpočet hranové reprezentace závisejí značně na povrchu snímaného vzorku a jeho materiálu. Změnou členitosti povrchu nebo rozsáhlým defektem v materiálu se přitom mění efektivita těchto postupů. To vedlo k závěru, že pro potřeby ideálního zpracování obrazů bude nezbytné přizpůsobovat průběžně algoritmus ke každému vzorku. Tento závěr ukázal, že anorganické vzorky s relativně pravidelnou strukturou zrn, je možné poloautomaticky zpracovat, což se bohužel nedaří v případě obrazů z objemových biologických vzorků. Ty jsou svou podstatou většinou nehomogenní, anizotropní a často i nelineární. Zde by bylo pravděpodobně možné dosáhnout výsledek s určitou mírou užitečnosti, ale v důsledku komplexnosti informace efektivita použitého algoritmu klesá. Jedná se tedy o komplexní problém, a jedinou metodou nelze dojít k uspokojivému cíli. Ač bylo dosaženo dobrých výsledků pro dané obrazy s relativně krátkou dob výpočtu, pro širší aplikovatelnost algoritmu bude třeba věnovat další úsilí k rozvoji prozatím vytvořených postupů. Předkládaná diplomová práce Bc. Pavla Kaspara splnila výborně zadání, ukázala na problémy, které bude ještě nutné řešit. Je aktuální z hlediska současného stavu vědy a má dopad do oblasti kontroly kvality optoelektronických součástek, případně do biomedicínckých oborů.
Předložená diplomová práce o celkovém počtu 61 stran se zabývá zpracováním signálů z moderních mikroskopů pro lokální charakterizaci materiálů. Práce sestává celkem ze třech hlavních kapitol a 25 podkapitol. Student ve své práci dle zadání stručně popsal funkci mikroskopů od optických až po elektronové. Zabýval se také některými vlastnostmi pevných látek. Neuvádí také do souvislosti, proč vybral zrovna tyto konkrétní vlastnosti a jak souvisejí s mikroskopií. V hlavní části práce se zabýval detekcí artefaktů v obrazech a detekcí hran. Naprogramovaný software má bohužel několik slabých míst. Není intuitivně ovládatelný, nemá žádnou nápovědu a při spuštění výpočtu s ukázkovým obrázkem, Matlab ohlásil několik chyb a program ukončil. Velice kladně hodnotím metodu lokálního odstranění artefaktů pomocí obrazových implantátů. Jedná se o zajímavou a použitelnou metodu. Bohužel student neuvádí, zda je autorem této metody, nebo ji pouze aplikoval. Předpokládám tedy, že je jejím autorem. V rámci detekce hran student optimalizuje některé známé postupy, nicméně opět neuvádí, zda je autorem těchto optimalizací. Pokud jde o formální stránku, mám některé drobné výhrady. Obrázky nejsou vždy kvalitní, každý obrázek je popsán jinou velikostí a jiným typem písma. U uvedených rovnic občas chybí vysvětlení, co znamenají použité proměnné. U tvrzení občas chybí citace, takže není jisté, zda jde o závěry autora, nebo je převzal. Student by měl rovněž věnovat více pozornosti slohové úpravě práce. Předložená diplomová práce představuje relativně dobře zpracované inženýrské dílo a splňuje požadavky zadání ve všech bodech. Práce je napsána v řádném sledu kapitol počínaje potřebnými teoretickými poznatky, s pokračováním ve vlastním návrhu metod, algoritmů a programového vybavení, až po vyhodnocení experimentálně získaných snímků.
eVSKP id 65476