2023
Browse
Recent Submissions
- ItemDetekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Novosadová, Michaela; Rajmic, Pavel; Róka, Rastislav; Dostál, OttoDetekce hran v obraze je jednou z nejdůležitějších technik v oblasti digitálního zpracování obrazu. Bývá používána, mimo jiné, jako první krok segmentace obrazu. I proto stále zůstává v oblasti zájmu vědců, kteří se snaží vyvíjet stále lepší detekční přístupy. Hlavním cílem této práce je nalezení vhodné metody detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace. Navržená metoda je založená na řídkém modelování, a její hlavní část je formulována jako konvexní optimalizační problém, který je řešen pomocí proximálních algoritmů. Pro definici optimalizačního problému se předpokládá, že signál může být modelován jako přeparametrizovaný po částech polynomiální signál, který se skládá z disjunktních segmentů. Počet těchto segmentů je výrazně menší než je počet vzorků signálu, což vybízí k použití řídkosti. Návrh vhodného optimalizačního problému nejdříve probíhá na jednorozměrných signálech, jelikož implementace a porovnání jednotlivých algoritmů je pro jednorozměrné signály výrazně jednodušší a časově méně náročná, než pro dvojrozměrné. První část práce se věnuje představení základní teorie z oblasti zpracování signálu, řídkosti, konvexní optimalizace a proximálních algoritmů, a dále prezentuje průřez používanými metodami pro hranovou detekci v obraze. Druhá část práce se zaměřuje na návrh a následné vyhodnocení jednotlivých optimalizačních problémů pro segmentaci jednorozměrných syntetických signálů, které jsou poškozeny šumem. Vyhodnocení je provedeno jak z pohledu přesnosti detekce skoků tak i odšumění. Poslední část práce je věnována rozšíření nejlépe fungujícího přístupu k detekci skoků v jednorozměrném signálu pro použití na detekci hran v obraze. V této části je navržený přístup testován na standardizovaném datasetu obrázků, který obsahuje manuálně označené hrany od několika subjektů. Výsledky navržené metody jsou vyhodnoceny pomocí precision-recall křivek a jejich maximálního F skóre a následně porovnány s ostatními metodami hranové detekce.
- ItemNová metoda zpracování signálů ze snímače absolutní pozice(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Dvořák, Vojtěch; Fujcik, Lukáš; Husák, Miroslav; Maschke, JanPráce je věnována vývoji a implementaci nové metody výpočtu pozice ze signálů snímače absolutní pozice Vernierova typu. Nová metoda byla vyvinuta pro zvýšení spolehlivosti určení pozice v aplikacích, kdy se vlastnosti snímače pozice mění vlivem okolního prostředí či stárnutím v průběhu života. V první části textu práce jsou představeny doposud využívané metody výpočtu pozice a identifikovány jejich limity, především vzhledem ke změně charakteristik snímače. Následně je odvozena nová metoda, detailně analyzována z hlediska robustnosti a přesnosti výpočtu pozice a představena referenční implementace do cílového obvodu FPGA. V závěru práce jsou uvedeny testy, které byly provedeny pro ověření funkčnosti a vlastností nové metody ve vzorové aplikaci, kde tato metoda našla své uplatnění.
- ItemDetekce P vlny v patologických signálech EKG(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Šaclová, Lucie; Vítek, Martin; Černý, Martin; Tkacz, EwarystDůležitou součástí hodnocení elektrokardiogramu (EKG) a následné detekce srdečních patologií, zejména v dlouhodobém monitorování, je detekce vln P. Výsledky detekce vln P umožňují získat ze záznamu EKG více informací o srdeční činnosti. Podle správně detekovaných pozic vln P je možné detekovat a odlišit patologie, které současné programy používané v medicínské praxi identifikovat neumožňují (např. atrioventrikulární blok 1., 2. a 3. stupně, cestující pacemaker, Wolffův-Parkinsonův-Whiteův syndrom). Tato dizertační práce představuje novou metodu detekce vln P v záznamech EKG během fyziologické a zejména patologické srdeční činnosti. Metoda je založena na fázorové transformaci, inovativních pravidlech detekce a identifikaci možných patologií zpřesňující detekci vln P. Dalším důležitým výsledkem práce je vytvoření dvou veřejně dostupných databází záznamů EKG s obsahem patologií a anotovanými vlnami P. Dizertační práce je rozdělena na teoretickou část a soubor publikací představující příspěvek autora v oblasti detekce vlny P.
- ItemAccess and Backhaul Solutions for Cellular-Enabled Industrial Wearables(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Saafi, Salwa; Hošek, Jiří; Bečvář, Zdeněk; Tölli, AnttiSmartphones are no longer the only portable devices changing the lives and daily routines of today’s digitally connected consumers. Smart glasses, watches, headsets, cameras, bands, trackers, monitors, and scanners are all examples of hands-free inherently mobile wearable devices that enable the emerging consumer and industrial applications. Similarly to customers who are ready to embrace life-changing experiences with new devices, companies and industries are also employing smart helpers and intelligent assistant systems to improve the efficiency of their automated processes and the productivity and safety of their workers. Not limited to the employment of smart helpers, the industrial digital transformation relies heavily on the deployment of communication infrastructures that utilize efficient cellular technologies to meet the dissimilar requirements of industrial applications. Motivated by these intelligent assistant systems and communication technologies, this dissertation focuses on the role of wearable technology and cellular connectivity in enabling the automation of vertical domains. Aiming to address the current technology gap behind cellular-enabled industrial wearables, the present work is dedicated to assessing the applicability of cellular connectivity to industrial wearables and developing efficient access and backhaul solutions for the support of the requirements of emerging industrial applications. The following outline of this dissertation is built around the main objectives as highlighted above and presents the main outcomes of this work, which include (i) a concise technology review capturing the evolution of the recent solutions proposed by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) for wearable devices and communications, (ii) an introduction to novel categories of industrial wearable applications with mid-end requirements that fall in-between the two extremes of high-end and low-end Fifth-Generation (5G) service classes, (iii) an assessment of the applicability of the emerging Reduced-Capability New Radio (NR RedCap) technology to the newly introduced wearable applications, (iv) an extension of the RedCap wearable communications with Device-to-Device (D2D) and Supplementary Uplink (SUL) capabilities for enhanced access network performance, (v) a cost-efficient backhaul selection solution based on Markov Decision Processes (MDPs) for time-sensitive wearable applications in an integrated terrestrial and non-terrestrial communication scenario, and (vi) a data-driven Artificial Intelligence (AI)-aided approach for the management of complex industrial networks with dissimilar device capabilities, communication solutions, and application requirements. A set of simulation and analytical models is developed to assess the relevant key performance indicators as part of the above contributions. Beyond indicating the need for technology improvement demanded by the efficient integration of wearable devices into cellular networks and the satisfaction of industrial application requirements, the numerical results reported in this dissertation confirm the network performance enhancements achieved by the access and backhaul solutions contributed in this work.
- ItemNÁVRH, TECHNOLOGIE DEPOZICE A CHARAKTERIZACE OPTICKÝCH TENKÝCH VRSTEV PRO SPECIÁLNÍ APLIKACE(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Oulehla, Jindřich; Sobola, Dinara; Kozák,, Martin; Žídek,, KarelFyzikální jevy vyplývající z optiky tenkých vrstev jsou známé již několik století. To nejstarší, co lze považovat za moderní optiku tenkých vrstev, byl objev jevu, kterému dnes říkáme Newtonovy kroužky. Vysvětlení tohoto jevu je dnes považováno za velmi prosté, totiž že jde o interferenci světla na tenké vrstvě o proměnné tloušťce. Ovšem ve své době se jednalo o jev, jehož vysvětlení (spolu s dalšími pozorováními Isaaca Newtona) nebylo vzhledem k úrovni rozvoje optiky možné po dalších 150 let. Pro odvětví optiky tenkých vrstev byla významná především práce Augustina Jeana Fresnela, který zkombinoval výsledky Youngova experimentu s dvojitou štěrbinou a Huygensovy představy o šíření světla do jedné teorie difrakce. Fresnelovy zákony, kterými se řídí amplituda a fáze světla odraženého nebo prošlého přes rozhraní jsou zásadní. Tyto znalosti spolu s objevy jeho současníků (např. Siméon Denis Poisson) a následovníků (zejména James Clerk Maxwell) tvoří základní teorii optiky tenkých vrstev. Technologie tenkých optický vrstev zaznamenala velký rozvoj ve třicátých letech minulého století. Ačkoli principy naprašování pocházejí již z poloviny devatenáctého století a principy vakuového napařování přibližně z přelomu století devatenáctého a dvacátého, nebyly tyto techniky považovány za užitečné výrobní postupy zejména kvůli nedostatku vhodných čerpacích systémů. Byl to až výzkum v oblasti difuzních vývěv (olejů) na začátku třicátých let, který tyto techniky učinil užitečnými. Od té doby došlo k významnému technologickému rozvoji těchto technik, zejména ke konci minulého století. Ve stejné době se začaly objevovat nové požadavky na vlastnosti optických tenkých vrstev. Bylo žádoucí, aby splňovaly nejen požadavky na propustnost, odrazivost a nízkou absorpci, ale také například na odolnost vůči laserovému záření o velkých intenzitách. V oblasti technologie optiky tenkých vrstev je tak stále prostor pro další vývoj nejen v hledání nových materiálů nebo technologických postupů, ale také ve speciálních aplikacích postupů již zavedených.