|
|
Residue Number System Based Building Blocks for Applications in Digital Signal Processing
Younes, Dina ; Brzobohatý, Jaromír (referee) ; Vlček, Čestmír (referee) ; Šteffan, Pavel (advisor)
Předkládaná disertační práce se zabývá návrhem základních bloků v systému zbytkových tříd pro zvýšení výkonu aplikací určených pro digitální zpracování signálů (DSP). Systém zbytkových tříd (RNS) je neváhová číselná soustava, jež umožňuje provádět paralelizovatelné, vysokorychlostní, bezpečné a proti chybám odolné aritmetické operace, které jsou zpracovávány bez přenosu mezi řády. Tyto vlastnosti jej činí značně perspektivním pro použití v DSP aplikacích náročných na výpočetní výkon a odolných proti chybám. Typický RNS systém se skládá ze tří hlavních částí: převodníku z binárního kódu do RNS, který počítá ekvivalent vstupních binárních hodnot v systému zbytkových tříd, dále jsou to paralelně řazené RNS aritmetické jednotky, které provádějí aritmetické operace s operandy již převedenými do RNS. Poslední část pak tvoří převodník z RNS do binárního kódu, který převádí výsledek zpět do výchozího binárního kódu. Hlavním cílem této disertační práce bylo navrhnout nové struktury základních bloků výše zmiňovaného systému zbytkových tříd, které mohou být využity v aplikacích DSP. Tato disertační práce předkládá zlepšení a návrhy nových struktur komponent RNS, simulaci a také ověření jejich funkčnosti prostřednictvím implementace v obvodech FPGA. Kromě návrhů nové struktury základních komponentů RNS je prezentován také podrobný výzkum různých sad modulů, který je srovnává a determinuje nejefektivnější sadu pro různé dynamické rozsahy. Dalším z klíčových přínosů disertační práce je objevení a ověření podmínky určující výběr optimální sady modulů, která umožňuje zvýšit výkonnost aplikací DSP. Dále byla navržena aplikace pro zpracování obrazu využívající RNS, která má vůči klasické binární implementanci nižší spotřebu a vyšší maximální pracovní frekvenci. V závěru práce byla vyhodnocena hlavní kritéria při rozhodování, zda je vhodnější pro danou aplikaci využít binární číselnou soustavu nebo RNS.
|
|
|
Accelerated sensor data analysis using an embedded system with a graphics processing unit
Maczkó, Adam ; Myška, Vojtěch (referee) ; Tomašov, Adrián (advisor)
The thesis deals with two main goals, namely the acceleration of data analysis and the subsequent visualization of this data. The purpose is to speed up the supplied application so that it is suitable for protecting optical infrastructures through real-time analysis of polarization state changes and visualization of its outputs. The thesis describes topics that are important in terms of accelerating computations on the graphics processor, particularly principles of parallelism, parallel programming, processes, threads, and parallel architectures. In addition, the thesis describes the capabilities of the Jetson Nano platform. The output of the thesis is an application that is capable of performing computations on the graphics processor and has a web interface for visualizing the analyzed data. The PyTorch library was used for acceleration on the graphics processor. Visualisation was achieved through the React framework in conjunction with the react-spectrogram and ApexCharts libraries.
|
|
|
On Parallel Processing in Formal Models: Jumping Automata and Normal Forms
Kocman, Radim ; Černá, Ivana (referee) ; Janoušek, Jan (referee) ; Meduna, Alexandr (advisor)
Tato disertační práce představuje a zkoumá nové možnosti paralelního zpracování ve formálních modelech. Zaměřuje se přitom především na paralelní verze skákajících konečných automatů a na normální formy gramatik se zajímavými paralelními vlastnostmi. První část práce popisuje motivaci pro studium paralelního zpracování ve formálních modelech a stručně představuje skákající modely a normální formy gramatik a gramatických systémů. Jsou zde také upřesněny cíle prezentovaného výzkumu. Druhá část práce je zaměřena na prezentaci nových výsledků v oblasti skákajících konečných automatů. Jako první je zde přestaven n-paralelní skákající konečný automat, který rozšiřuje původní model skákajícího konečného automatu a podporu většího množství čtecích hlav. Práce následně studuje sílu tohoto modelu ve dvou rozdílných skákajících módech. Následuje představení dvojitě skákajících konečných automatů, u kterých jsou zkoumány pokročilé skákající módy využívající dvě čtecí hlavy. Kromě síly těchto modelů jsou zde zkoumány i uzávěrové vlastnosti příslušných tříd jazyků. Jako poslední jsou v této části představeny skákající 5'->3' Watson-Crick konečné automaty, které kombinují skákající chování s biologií inspirovanými Watson-Crick konečnými automaty. Opět je zde zkoumána síla tohoto modelu a to i s uvážením rozličných omezujících podmínek. Třetí část práce je zaměřena na prezentaci nových výsledků v oblasti CD gramatických systémů. Jsou zde prezentovaný dva typy transformací, které dokáží převést libovolnou obecnou gramatiku na dvoukomponentový obecný CD gramatický systém velmi redukované a zjednodušené formy. Kromě této významné redukce a zjednodušení prezentuje práce i několik dalších užitečných vlastností souvisejících s těmito systémy. V poslední části textu jsou pak nastíněny možné oblasti využití představených modelů a normálních forem. Práce je následně uzavřena souhrnem dosažených výsledků a závěrečnými poznámkami k dalšímu směřování výzkumu.
|
|
|
Image Segmentation On CPU/GPU
Bravenec, Tomáš
This article is focused on using graphical processing units for parallel data processing, specifically on image processing. Main focus of this thesis is determining time difference in image processing using graphical processing unit and classic approach on processor. Another focus is accessing webcam and processing of captured frames.
|
|
|
Semantic Enrichment Component
Doležal, Jan ; Otrusina, Lubomír (referee) ; Dytrych, Jaroslav (advisor)
This master's thesis describes Semantic Enrichment Component (SEC), that searches entities (e.g., persons or places) in the input text document and returns information about them. The goals of this component are to create a single interface for named entity recognition tools, to enable parallel document processing, to save memory while using the knowledge base, and to speed up access to its content. To achieve these goals, the output of the named entity recognition tools in the text was specified, the tool for storing the preprocessed knowledge base into the shared memory was implemented, and the client-server scheme was used to create the component.
|
|
|
3D Model Voxelization Using GPU for Further Processing
Brída, Ján ; Milet, Tomáš (referee) ; Španěl, Michal (advisor)
This thesis focuses on the analysis of the latest techniques for surface and solid binary voxelization of 3D models. It briefly describes current trends in this problematics and identifies a suitable method with an aim to parallelize the given solution on GPUs. It concretely explains the implementation process of the selected algorithm described in the paper Fast Parallel Surface and Solid Voxelization on GPUs , which produces a sparse voxel octree. The results are very close to those of the original authors. A new solution for extracting a smooth isosurface from this structure based on Marching Cubes is presented as well, providing up to 98 % reduction of the traversed cubes in higher resolutions. The resulting implementation is a framework usable for further voxel scene processing.
|
|
|
Image segmentation on GPU
Bravenec, Tomáš ; Mego, Roman (referee) ; Frýza, Tomáš (advisor)
Bachelor thesis is focused on using graphical processing units for parallel data processing, specifically on image processing. Main focus of this thesis is determining time difference in image processing using graphical processing unit and classic approach on processor. Another focus is accessing webcam and processing of captured frames.
|
|
|
Automatic Machine Learning Methods for Multimedia Data Analysis
Mašek, Jan ; Chromý, Erik (referee) ; Vozňák, Miroslav (referee) ; Burget, Radim (advisor)
The quality and efficient processing of increasing amount of multimedia data is nowadays becoming increasingly needed to obtain some knowledge of this data. The thesis deals with a research, implementation, optimization and the experimental verification of automatic machine learning methods for multimedia data analysis. Created approach achieves higher accuracy in comparison with common methods, when applied on selected examples. Selected results were published in journals with impact factor [1, 2]. For these reasons special parallel computing methods were created in this work. These methods use massively parallel hardware to save electric energy and computing time and for achieving better result while solving problems. Computations which usually take days can be computed in minutes using new optimized methods. The functionality of created methods was verified on selected problems: artery detection from ultrasound images with further classifying of artery disease, the buildings detection from aerial images for obtaining geographical coordinates, the detection of materials contained in meteorite from CT images, the processing of huge databases of structured data, the classification of metallurgical materials with using laser induced breakdown spectroscopy and the automatic classification of emotions from texts.
|
|
|
Signal processing using parallel mathematical operations
Polášek, Jaromír ; Ležák, Petr (referee) ; Mžourek, Zdeněk (advisor)
This Bachelor thesis deals with the acceleration of function calculations, using parallel computing mediated by NVDIA graphics cards via CUDA technology. The theoretical part describes the general principles of parallel computing and the basic characteristics and parameters of graphics cards NVDIA. The theoretical part also deals with basic principles of CUDA technology. End of the theoretical part focuses on FFTW and cuFFT libraries. The practical part deals with the comparison of the performance between GPU and CPU functions filter2D and Canny and practical possibilities of accelerating fast convolution calculation. The practical part also describes sample code that was used to compare the performance between GPU and CPU. The results of this program are then plotted and evaluated.
|
|
|
Use of optical cable properties for geolocation in the Internet
Chmelař, Jakub ; Verner, Lukáš (referee) ; Komosný, Dan (advisor)
This thesis deals with the IP geolocation which estimates the geographic location of hosts in the Internet network. The knowledge of geographic location can be used both for targeting specific services and information, such as advertisement or weather forecast, and for better utilization of transport network because it is possible to serve content from sources which are located closer to client. The main topic of this thesis is the Speed of Internet geolocation method (SOI), which is an active method based on measurement of latency in network. The theoretical part of the thesis explains how to perform these measurements and briefly describes a few more active geolocation methods. The practical part includes full description of SOI implementation created using Python programming language. This implementation was subsequently used to accomplish a sequence of measurements which allowed accuracy comparison with other geolocation methods. The final part of this thesis evaluates results of these measurements and offers a few possible changes which could improve accuracy of described implementation.
|
guest ::
