Vysoké učení technické v Brně

Nejnovější přírůstky:
2019-01-07
14:47
Zvýšení rozlišení perfúzního zobrazování magnetickou rezonancí pomocí komprimovaného snímání
Mangová, Marie ; Polec,, Jaroslav (oponent) ; Šmídl, Václav (oponent) ; Rajmic, Pavel (vedoucí práce)
Perfúzní zobrazování v magnetické rezonanci je lékařská diagnostická metoda, která vyžaduje vysoké prostorové i časové rozlišení. Toto vysoké rozlišení je důležité proto, aby bylo možné zachytit dynamiku nitrožilně podané kontrastní látky, která se pro měření perfúze používá. Magnetická rezonance má však svá fyzikální omezení, která nedovolují dosáhnutí současně vysokého časového i prostorového rozlišení. Práce se zabývá komprimovaným snímáním, které umožňuje rekonstrukci obrazu i z relativně malého počtu naměřených dat (pod Nyquistovým kritériem), zatímco rozlišení potřebné k perfúzní analýze se zvýší. Toho lze dosáhnout pomocí vhodně navržených apriorních informací o snímaných datech a sestavení modelu. Rekonstrukce pak probíhá jako optimalizační problém. Dizertační práce přináší několik nových rekonstrukčních modelů, dále navrhuje metodu, jak zmenšit vychýlenost těchto odhadů, a zkoumá vliv komprimovaného snímání na perfúzní parametry. Celá práce je zakončena rozšířením komprimovaného snímání na trojrozměrná data, u kterých je rovněž popsán vliv rekonstrukce na perfúzní parametry. Celkově práce ukazuje, že díky komprimovanému snímání je možné zvýšit buď časové rozlišení při ponechání prostorového rozlišení, nebo při ponechání časového rozlišení lze zvýšit prostorové rozlišení.

Úplný záznam
2019-01-07
14:47
Text Mining Based on Artificial Intelligence Methods
Povoda, Lukáš ; Tučková,, Jana (oponent) ; Brezany, Peter (oponent) ; Burget, Radim (vedoucí práce)
This work deals with the problem of text mining which is becoming more popular due to exponential growth of the data in electronic form. The work explores contemporary methods and their improvement using optimization methods, as well as the problem of text data understanding in general. The work addresses the problem in three ways: using traditional methods and their optimizations, using Big Data in train phase and abstraction through the minimization of language-dependent parts, and introduction of the new method based on the deep learning which is closer to how human reads and understands text data. The main aim of the dissertation was to propose a method for machine understanding of unstructured text data. The method was experimentally verified by classification of text data on 5 different languages – Czech, English, German, Spanish and Chinese. This demonstrates possible application to different languages families. Validation on the Yelp evaluation database achieve accuracy higher by 0.5% than current methods.

Úplný záznam
2019-01-07
14:47
Trénovatelné metody pro automatické zpracování biomedicínských obrazů
Uher, Václav ; Tučková,, Jana (oponent) ; Brezany, Peter (oponent) ; Burget, Radim (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá možnostmi automatické segmentace biomedicínských obrazů. Pro 3D segmentaci obrazu byla navržena metoda využívající hluboké učení. V~práci jsou řešeny problémy návrhu sítě, paměťové optimalizace metody a následné složení výsledného obrazu. Unikátnost metody spočívá ve 3D zpracování snímku na GPU v kombinaci s~augmentací trénovacích dat a zachování rozměru výstupu s originálním snímkem. Toho je dosaženo rozdělením obrazu na menší části s překryvem a následným složením do původní velikosti. Funkčnost metody je ověřena na segmentaci lidské mozkové tkáně na snímcích z magnetické rezonance, kde překonává lidskou přesnost při porovnání odborník vs. odborník, a segmentaci buněk na řezech mozku octomilky z~elektronového mikroskopu, kde jsou překonány publikované výsledky z impaktovaného článku.

Úplný záznam
2019-01-07
14:47
Methods for Comparative Analysis of Metagenomic Data
Sedlář, Karel ; Vinař,, Tomáš (oponent) ; Lexa, Matej (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Modern research in environmental microbiology utilizes genomic data, especially sequencing of DNA, to describe microbial communities. The field studying all genetic material present in an environmental sample is referred to as metagenomics. This doctoral thesis deals with metagenomics from the perspective of bioinformatics that is unreplaceable during the data processing. In the theoretical part of this thesis, two different approaches of metagenomics are described including their main principles and weaknesses. The first approach, based on targeted sequencing, is a well-established field with a wide range of bioinformatics techniques. Yet, methods for comparison of samples from several environments can be highly improved. The approach introduced in this thesis uses unique transformation of data into a bipartite graph, where one partition is formed by taxa, while the other by samples or environments. Such a graph fully reflects qualitative as well as quantitative aspect of analyzed microbial networks. It allows a massive data reduction to provide human comprehensible visualization without affecting the automatic community detection that can found clusters of similar samples and their typical microbes. The second approach utilizes whole metagenome shotgun sequencing. This strategy is newer and the corresponding bioinformatics techniques are less developed. The main challenge lies in fast clustering of sequences, in metagenomics referred to as binning. The method introduced in this thesis utilizes a genomic signal processing approach. By thorough analysis of redundancy of genetic information stored in genomic signals, a unique technique was proposed. The technique utilizes transformation of character sequences into several variants of phase signals. Moreover, it is able to directly process nanopore sequencing data in the form of a native current signal.

Úplný záznam
2019-01-07
14:47
Zvyšování účinnosti a optimalizace výkonových pulzních měničů
Martiš, Jan ; Dudrik,, Jaroslav (oponent) ; Peroutka,, Zdeněk (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou DC/DC měničů s transformátorem (spínaných zdrojů) velkého výkonu, s důrazem na zvyšování účinnosti a jejich optimalizaci. Hlavní zaměření práce je pak na použití měniče s blokující topologií pro oblast velkých výkonů, přestože bylo v oboru výkonové elektroniky doposud tradováno, že tato topologie pro velké výkony vhodná není. Tento typ měniče byl vybrán z důvodu potenciálně lepších dosažitelných parametrů, zejména účinnosti, v porovnání s propustným měničem – u blokujícího měniče vznikají ztráty pouze na jednom magnetickém prvku (transformátoru) oproti dvěma (transformátor a tlumivka) u propustného měniče. Oproti rezonančním a kvazirezonančním měničům je blokující měnič snadno regulovatelný v plném rozsahu výstupních veličin. Aby byl tento typ měniče výhodný i pro velké výkony, byly provedeny určité inovativní obvodové modifikace a použity moderní polovodičové i pasivní součástky. Teoretická část práce je věnována optimalizaci účinnosti blokujícího měniče, založené na analytickém řešení. Provozní parametry měniče - spínací frekvence a parametry transformátoru (sycení, počty závitů) jsou obvykle voleny odhadem nebo na základě zkušenosti. Účelem této části práce však je matematicky přesné určení těchto parametrů tak, aby pro dané vstupní parametry byly dosaženy nejnižší možné celkové ztráty měniče. V určitém případě bylo možné získat výsledné explicitní vztahy čistě analyticky, v ostatních případech bylo voleno řešení posledního kroku výpočtu pomocí software. Pro ověření navrhovaných řešení a postupů byl zkonstruován funkční vzorek spínaného zdroje s blokujícím měničem o výkonu 12 kW. Zastavěný prostor bez síťového filtru je pouze přibližně 33x33x16 cm. Jsou použity polovodiče (tranzistory MOS-FET a diody) na bázi karbidu křemíku. Po oživení bylo dosaženo účinnosti DC/DC měniče 96,8 % pro plný výkon. Pro velký rozsah výstupních veličin bylo dosaženo vysoké účinnosti. V práci je zahnuto i jisté porovnání s propustným měničem stejných parametrů. Nejen z hlediska účinnosti se blokující varianta jeví jako velmi perspektivní.

Úplný záznam
2019-01-07
14:47
Constitutive Modelling of Composites with Elastomer Matrix and Fibres with Significant Bending Stiffness
Fedorova, Svitlana ; Kotoul, Michal (oponent) ; Menzel, Andreas (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Constitutive modelling of fibre reinforced solids is the focus of this work. To account for the resulting anisotropy of material, the corresponding strain energy function contains additional terms. Thus, tensile stiffness in the fibre direction is characterised by additional strain invariant and respective material constant. In this way deformation in the fibre direction is penalised. Following this logic, the model investigated in this work includes the term that penalises change in curvature in the fibre direction. The model is based on the large strain anisotropic formulation involving couple stresses, also referred to as “polar elasticity for fibre reinforced solids”. The need of such formulation arises when the size effect becomes significant. Mechanical tests are carried out to confirm the limits of applicability of the classical elasticity for constitutive description of composites with thick fibres. Classical unimaterial models fail to take into account the size affect of fibres and their bending stiffness contribution. The specific simplified model is chosen, which involves new kinematic quantities related to fibre curvature and the corresponding material stiffness parameters. In particular, additional constant k3 (associated with the fibre bending stiffness) is considered. Within the small strains framework, k3 is analytically linked to the geometric and material properties of the composite and can serve as a parameter augmenting the integral stiffness of the whole plate. The numerical tests using the updated finite element code for couple stress theory confirm the relevance of this approach. An analytical study is also carried out, extending the existing solution by Farhat and Soldatos for the fibre-reinforced plate, by including additional extra moduli into constitutive description. Solution for a pure bending problem is extended analytically for couple stress theory. Size effect of fibres is observed analytically. Verification of the new constitutive model and the updated code is carried out using new exact solution for the anisotropic couple stress continuum with the incompressibility constraint. Perfect agreement is achieved for small strain case. Large strain problem is considered by finite element method only qualitatively. Three cases of kinematic constraints on transversely isotropic material are considered in the last section: incompressibility, inextensibility and the double constraint case. They are compared with a general material formulation in which the independent elastic constants are manipulated in order to converge the solution to the “constraint” formulation solution. The problem of a thick plate under sinusoidal load is used as a test problem. The inclusion of couple stresses and additional bending stiffness constant is considered as well. The scheme of determination of the additional constant d31 is suggested by using mechanical tests combined with the analytical procedure.

Úplný záznam
2019-01-07
14:47
ANALYSIS OF IMPACT OF EXPERIMENT REALISATION ON MECHANICAL CHARACTERISTICS OF BIOMATERIALS
Slažanský, Martin ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Horný,, Lukáš (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
The dissertation thesis focuses on the plausibility of mechanical testing of soft biological tissues and on the predictive capabilities of different material models, all assessed using finite element method. The first part of the thesis is dedicated to an introduction into the problem. Next soft biological tissues related to the problem and the ways of their mechanical testing are described according to the most recent knowledge. The second part of the thesis deals with finding the optimal experimental setup using computational modelling by virtual simulation of the mechanical testing. Results have confirmed that two narrow clamps per edge as well as commonly used hooks are applicable for biaxial tension testing of different soft tissues using square shape specimens. Use of clamps is therefore a time efficient, easy and reliable alternative not inferior to hooks. The analysis focused on recommendations for the choice of type, number and size of gripping elements for different specimen size was also carried out in the thesis. The third part of the thesis examines the predictive capabilities of material models of soft tissues and their dependencies. It can be concluded that the resulting mechanical behaviour of a fitted material model depends on starting parameters and there are no “ideal” starting parameters to be used when fitting experimental data. Despite the absence of “ideal” starting parameters, the most efficient way of achieving the best approximation of experimental data from many data sets is proposed. Furthermore, it is also concluded that a constraint of the fitted parameters results in unpredictable influence on the quality of the fit. Finally, the presumption of affine and non-affine deformation of material models was analysed in order to explain the large contradictions between the structure-based constitutive models and the results of biaxial tests under different testing protocols. Although certain differences between the analysed models were found out, they were not significant enough to explain those large contradictions. Further possible areas of investigation are mentioned as the last part of the thesis.

Úplný záznam
2019-01-07
14:47
Video and Data Services Quality in the Future Broadband Multimedia Systems and Networks
Kufa, Jan ; Hudec, Róbert (oponent) ; Fliegel,, Karel (oponent) ; Kratochvíl, Tomáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on the analysis of signal processing in future broadband multimedia networks and systems, where ultra-high definition televisions (UHDTV), high frame rate (HFR) videos and stereoscopic systems (3D) are expected. These systems will enable very high source coding and compression of video, audio and data, and also very effective transmission, even in free-to-air television broadcasting (e.g. DVB-T2) or on-demand television systems (e.g. IPTV). The aim of the work is to analyse and evaluate video quality based on objective metrics and subjective tests. The work also focuses on the analysis of perceived quality in stereoscopic televisions, the coding efficiency of modern stereoscopic encoders and the influence of stereoscopic sequences on user comfort.

Úplný záznam
2018-12-07
18:08
Modulárna priestorová štruktúra z plošného materiálu: Lucca 2018
Novák, Jakub
The paper deals with the use of a flat medium for the creation of spatial modular structures. In the presented case history, structure made during Cartasia, The International Festival of Paper, Biennale of Contemporary Art, Lucca, Italy. I present the possibilities of use of carton industry products in an art project.

Úplný záznam
2018-12-07
18:08
The Typological Evolution of Residential Open Building in the 20th Century Czech Environment in the Context of European Projects
Struhařík, Daniel
Fordistický systém práce ve 20. století a nové stavební technologie započaly globalizaci a prefabrikaci. Cílem článku je analýza vybraných realizací otevřených budov. Prostřednictvím kolektivní případové studie vybraných staveb je provedena analýza zkoumaného jevu. V návaznosti na práci Le Corbusiera se v období první republiky na území Československa objevují principy otevřeného obytného domu. Jedná se o skeletové konstrukce s pásovými okny, které umožňují individuální změnu dispozice bez zásahu do nosné podstaty objektu. Na rozdíl od zemí západního bloku se tato typologie dále nerozvíjí. Odporuje totiž ideologické myšlence socializmu, která je založena na kolektivizmu a potírání individuality. Po revoluci v devadesátých letech již generace československých architektů na tyto prvorepublikové koncepty dále nenavazuje.

Úplný záznam