Browse
Recent Submissions
- ItemAutomatické umísťování popisu bodových dat(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Bobák, Petr; Čadík, Martin; Gröller, Eduard; Viola, IvanAutomatické umísťování popisu je klíčovým aspektem vizualizace dat. Popis je zásadní pro zvýšení srozumitelnosti a čitelnosti vizuálních reprezentací napříč různými oblastmi, jako jsou kartografie, lékařské zobrazování a krizový management. Popisek, v plurálu popis, v tomto kontextu odkazuje na textovou nebo symbolickou anotaci, která identifikuje nebo vysvětluje konkrétní bodový prvek v rámci vizualizace, jako je název města na mapě, hodnota měření na lékařském snímku nebo pozice defibrilátoru v situační mapě pro krizový managment integrovaného záchranného systému. Tato disertace si klade za cíl prohloubit tuto oblast vývojem nových metod, které řeší inherentní výzvy spojené s umísťováním interního a externího popisu v komplexních vizualizacích. Interní popis spočívá v umístění textových nebo symbolických anotací poblíž bodových prvků uvnitř hranic vizualizace. Externí popis naopak odkazuje na umístění mimo hlavní vizualizaci, kde jsou bodové prvky propojeny s příslušným popisem pomocí čar. Náš výzkum se zaměřuje na tři klíčové oblasti: dosažení časově stabilního a vizuálně koherentního umístění popisu na okraji vizualizace, využití strojového učení ke zvýšení úplnosti popisu a optimalizaci umístění popisu s využitím percepčních poznatků. Disertace poskytuje komplexní přehled stávajících přístupů, který identifikuje významné mezery v řešení dynamických vizualizací a udržování vizuální koherence. Literární přehled také ukazuje, že kvalita umístění popisu není zcela a přesně definována a mnohé kartografické doporučení se spoléhají na zažité postupy spíše než na empirické studie s uživateli. Na základě těchto poznatků jsme představili nové optimalizační metody umísťování popisu na okraj dynamických panoramatických vizualizací, které minimalizují pohyb popisu a snižují kognitivní zátěž uživatele. Experimentální výsledky demonstrují signifikantní zlepšení vizuální koherence popisu bez negativního vlivu na jeho čitelnost nebo jednoznačnost. V kontextu interního umísťování popisu jsme prozkoumali význam hlubokého posilovaného učení a na tomto základě jsme představili novou metodu, která výrazně zlepšuje úplnost popisu, zejména v hustých a komplexních vizualizacích. Dále jsme uspořádali percepční studii, která identifikuje uživatelsky preferované pozice popisu kolem význačných bodů, zpochybňuje konvenční doporučení a vyzdvihuje důležitost zohlednění uživatelských preferencí při umísťování popisu. Naše následná studie zabývající se preferovanou hustotou popisu, což je téma v existující literatuře zřídka zkoumané, dále potvrzuje, že integrace percepčních poznatků do procesu umísťování popisu výrazně zlepšuje celkový uživatelský zážitek, což vede k intuitivnějším a přehlednějším vizualizacím. Ačkoli představené metody poskytují podstatná zlepšení oproti stávajícím technikám, je potřeba zmínit také jejich limitace, jako je komplexní implementace optimalizační metody umísťování popisu v dynamických vizualizacích a výpočetní náročnost umísťování popisu s využitím posilovaného učení. Budoucí směry výzkumu zahrnují vývoj smíšených modelů umísťování popisů pro 3D vizualizace, optimalizaci výpočetní efektivity a další prohlubovaní znalostí o vnímání popisu uživatelem.
- ItemFlexibilní a událostmi řízená datová cesta(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Kučera, Jan; Kořenek, Jan; Vozňák, Miroslav; Barbette, TomDisertační práce se zabývá tématem monitorování a bezpečnosti vysokorychlostních počítačových sítí. Zaměřuje se na optimalizaci aplikací pro bezpečnostní monitorování sítě pomocí programovatelné datové cesty. Využívá specifických vlastností síťového provozu, flexibility programovatelnosti datové cesty a implementuje řadu hardwarových architektur a algoritmů odpovídajících požadovanému zpracování síťového provozu. V rámci práce byl navržen nový koncept flexibilní akcelerace monitorování sítě a detekce škodlivého provozu založený na těžkých tocích, přístup událostmi řízené detekce významných shluků síťového provozu a specifická agregace síťového provozu založená na principu klouzavého okna a extrakce příznaků pro ochranu proti DDoS útokům. Vytvořené architektury využívají pravděpodobnostní datové struktury a techniky pro dosažení vysoké míry úspěšnosti detekce, vysoké propustnosti a nízkých nároků na hardwarové zdroje. Navržené přístupy jsou demonstrovány pro tři různé aplikace: (1) monitorování sítě na bázi síťových toků, (2) vestavěná detekce síťových událostí a (3) potlačení DDoS útoků v reálném čase. Výsledky výzkumu přináší významné zlepšení v oblasti bezpečnostního monitorování sítě. Řízená předfiltrace paketů značně snižuje množství síťového provozu, který musí být nutně analyzován, a dosahuje tak vyšší propustnosti. Přístup založený na událostmi řízené detekci událostí řeší problémy se škálovatelností aplikací a snižuje režii komunikace mezi datovou a řídicí cestou. Ve srovnání s ostatními state-of-the-art přístupy redukuje množství řídicí komunikace o více než dva řády. Představené implementační výsledky práce jsou navíc integrovány jako součást systému DDoS Protector, což je akcelerované řešení ochrany proti DDoS, které bylo jako výsledek výzkumu komercializováno a v současné době chrání českou akademickou síť.
- ItemKroky ke zlepšení metod počítačového vidění pro analýzu dopravy(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Špaňhel, Jakub; Herout, Adam; Sablatnig, Robert; Šikudová, ElenaRostoucí urbanizace a zvyšující se počet vozidel na silnicích přetěžují tradiční systémy řízení dopravy na hranici jejich možností. Řešení nabízejí inteligentní dopravní systémy (ITS), které využívají pokročilé technologie ke zvýšení plynulosti a bezpečnosti dopravy. Zásadní oblastí, kterou je třeba zlepšit, však zůstává robustnost metod počítačového vidění v rámci ITS, které jsou nezbytné pro analýzu dopravy. Tato práce přispívá k této oblasti, konkrétně se zaměřuje na přesné (fine-grained) rozpoznávání vozidel, reidentifikaci vozidel, rozpoznávání registračních značek a monokulární měření rychlosti vozidel. Bylo představeno několik nových datových sad, vysoce ceněných výzkumnou komunitou, které rozšiřují hodnocení a zkoumání v každé z výše uvedených oblastí. Hlavní přínosy lze shrnout následovně: Nové technicky augmentace pro přesné rozpoznávání vozidel & rozšíření dříve publikované datové sady. Nová metoda agregace vizuálních znaků pro re-identifikaci vozidel & datová sada. Inovativní přístup k rozpoznávání registračních značek pomocí zarovnání registrační značky a holistického rozpoznávání & tři publikované datové sady. Největší datová sada pro měření rychlosti vozidel & stanovení výchozího vyhodnocení s dostupnými metodami vizuálního meření rychlosti. Klíčová zjištění této práce prokazují významné zvýšení přesnosti, účinnosti a robustnosti metod počítačového vidění aplikovaných na analýzu dopravy. Přínosy tohoto výzkumu byly oceněny na nejvýznamnějších konferencích a v časopisech v oblasti ITS a stanovují nové standardy pro budoucí práci. Tím, že tato práce posunula současný stav ITS a přispěla cennými zdroji pro probíhající výzkum, představuje zásadní krok směrem k udržitelnějším, efektivnějším a inteligentnějším dopravním systémům. Má důsledky pro řízení dopravy a širší společenský cíl vytvořit citlivější a přizpůsobivější městské prostředí.
- ItemAutomatická kalibrace dohledové kamery pozorováním rigidních objektů(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Bartl, Vojtěch; Herout, Adam; Buchholz, Michael; Hurtík, PetrTato práce je zaměřena na automatickou kalibraci kamery na základě vícečetných pozorování libovolných rigidních předmětů. Na základě pozorování rigidních objektů pohybujících se ve společné rovině jsme schopni kalibrovat kameru vzhledem ke společné rovině, a tak jsme schopni provádět měření ve scéně. Objekty v rovině obrazu jsou detekovány a klasifikovány a význačné body na těchto objektech jsou lokalizovány. Motivací bylo použití těchto metod v dopravním prostředí, proto naše "objekty" jsou nejčastěji vozidla. Navrhujeme tři různé metody, které jsou schopny vypočítat kalibraci kamery na základě těchto lokalizovaných význačných bodů v rovině obrazu s jediným omezením - musí být známy 3D modely, ale ty mohou být známy kalibračnímu systému ještě před samotnou kalibrací. Proces kalibrace kamery je pak plně automatický a žádné další informace nejsou již potřeba. Na rozdíl od předchozích aktuálních metod pro automatickou kalibraci kamery, navržené metody jsou schopny odhadnout všechny parametry kamery (včetně ohniskové vzdálenosti). Vytvořili jsme rovněž nový dataset BrnoCarPark , který obsahuje záznamy různých scén a detekovaná vozidla spolu s lokalizovanými význačnými body. K dispozici jsou měření vzdáleností ve scénách, která mohou být přepočítány pomocí vypočtených parametrů kalibrace kamery. Všechny navrhované metody překonávají současné aktuální metody. Vyhodnotili jsme naše metody na zkonstruovaném datasetu a také dalším datasetu BrnoCompSpeed . Také jsme provedli experimenty na syntetických datech, které prokazují stabilitu a použitelnost navrhovaných metod.
- ItemNumerická metoda vyššího řádu v modelování a řízení(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií, ) Veigend, Petr; Šátek, Václav; Horák, David; Schirrer, AlexanderSystémy pro řízení a regulaci jsou používány téměř ve všech průmyslových oblastech. Pro jejich modelování se často používají diferenciální rovnice, které popisují dynamické chování těchto systémů a umožňují je detailněji analyzovat z hlediska přesnosti, stability, výkonu a reakcí těchto systémů v reálném čase. V této oblasti se běžně nepoužívají metody vyšších řádů, protože vykonávají velké množství operací. Tato práce zkoumá numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic s použitím metody s proměnným řádem a proměnnou velikostí kroku, která je založena na Taylorově řadě. Metoda je navržena jak pro lineární, tak pro nelineární problémy a jsou implementovány její optimalizace pro snížení výpočetního času bez degradace jejích vlastností. Pozitivní vlastnosti metody jsou demonstrovány na sadě příkladů z technické praxe. Výsledky práce ukazují, že metoda založena na Taylorově řadě může být použita v oblasti řízení a regulace a má lepší vlastnosti než běžně používané metody.