|
Acceleration of Object Detection Using Classifiers
Juránek, Roman ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
Detection of objects in computer vision is a complex task. One of most popular and well explored approaches is the use of statistical classifiers and scanning windows. In this approach, classifiers learned by AdaBoost algorithm (or some modification) are often used as they achieve low error rates, high detection rates and they are suitable for detection in real-time applications. Object detection run-time which uses such classifiers can be implemented by various methods and properties of underlying architecture can be used for speed-up of the detection. For the purpose of acceleration, graphics hardware, multi-core architectures, SIMD or other means can be used. The detection is often implemented on programmable hardware. The contribution of this thesis is to introduce an optimization technique which enhances object detection performance with respect to an user defined cost function. The optimization balances computations of previously learned classifiers between two or more run-time implementations in order to minimize the cost function. The optimization method is verified on a basic example -- division of a classifier to a pre-processing unit implemented in FPGA, and a post-processing unit in standard PC.
|
|
Optimalizace testu digitálního obvodu multifunkčními prvky
Stareček, Lukáš ; Gramatová, Elena (oponent) ; Kubátová, Hana (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá možností optimalizace testu číslicových obvodů pomocí multifunkčních logických hradel. Nejdůležitější částí práce je vysvětlení samotného principu optimalizace, který je popsán také formálními matematickými prostředky. Na základě tohoto popisu je v práci prezentováno několik možností využití. Ukázána je optimalizace testovatelnosti obdobná metodě vkládání testovacích bodů a jednoduchá metodika založena na základě SCOAP. Těžištěm práce je však metodika, která byla vytvořena pro optimalizaci testu obvodu. Ta byla implementována v podobě softwarových nástrojů. V práci jsou následně prezentovány výsledky použití těchto nástrojů na úloze snížení počtu testovacích vektorů se zachováním pokrytí poruch pro různé obvody včetně testovací sady ISCAS 85. Část práce je věnována také různým principům a technologiím tvorby multifunkčních logických hradel. Některá vybraná hradla z těchto technologií jsou podrobena simulacím elektronických vlastností ve SPICE. Na základě principů prezentované metodiky a výsledků simulací multifunkčních hradel je také provedena analýza a rozbor různých problémů jako je platnost testu modifikovaného obvodu a vhodnost jednotlivých technologií multifunkčních hradel pro danou metodiku. Výsledky analýz a provedených experimentů je potvrzeno, že pomocí multifunkčních hradel lze optimalizovat diagnostické vlastnosti obvodu takovým způsobem, aby došlo k požadovaným úpravám parametrů výsledných testů obvodů při minimálních dopadech na kvalitu a věrohodnost těchto testů.
|
|
Grammars with Restricted Derivation Trees
Koutný, Jiří ; Janoušek, Jan (oponent) ; Vojnar, Tomáš (oponent) ; Meduna, Alexandr (vedoucí práce)
This doctoral thesis studies theoretical properties of grammars with restricted derivation trees. After presenting the state of the art concerning this investigation area, the research is focused on the three main kinds of the restrictions placed upon the derivation trees. First, it introduces completely new investigation area represented by cut-based restriction and examines the generative power of the grammars restricted in this way. Second, it investigates several new properties of path-based restriction placed upon the derivation trees. Specifically, it studies the impact of erasing productions on the generative power of grammars with restricted path and introduces two corresponding normal forms. Then, it describes a new relation between grammars with restricted path and some pseudoknots. Next, it presents a counterargument to the generative power of grammars with controlled path that has been considered as well-known so far. Finally, it introduces a generalization of path-based restriction to not just one but several paths. The model generalized in this way is studied, namely its pumping, closure, and parsing properties.
|
|
Point to Line Mappings and Other Line Parameterizations not only for Hough Transform
Havel, Jiří ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Lefevre, Sebastien (oponent) ; Herout, Adam (vedoucí práce)
This works focuses on the Hough transform (HT). The HT is mostly used for the detection of lines or curves, but was also generalized for detection of arbitrary shapes. The main theme of this work are line parameterizations, especially the Point-to-Line mappings. These parameterizations share the property, that a point in the image maps onto a line in the parameter space. This work presents proofs of some properties of PTLMs, notably the existence of a practical pair of PTLMs for line detection and the effect of a convolution in the image space on the contents of the parameter space. Two realtime implementations of HT are presented in this work. Both accelerate HT using graphical hardware. One uses GPGPU API CUDA and the other the rendering API OpenGL. As an application of the line detection, this work describes part of the detection of checkerboard marker usable for the augmented reality.
|
|
Navigace mobilních robotů
Rozman, Jaroslav ; Matoušek,, Václav (oponent) ; Šolc, František (oponent) ; Zbořil, František (vedoucí práce)
Mobilní robotika je v posledních letech velice diskutované a rozšířené téma. Souvisí to především se stále se zdokonalující výpočetní technikou, která tak umožňuje vyvíjet stále složitější a dokonalejší roboty. Cílem tohoto snažení je vytvořit robota, schopného se autonomně pohybovat ve zvoleném prostředí. Pro tento úkol je nutné, aby si robot vytvořil mapu, ve které bude svůj pohyb plánovat. V současné době se za standard v mapování považují pravděpodobnostní algoritmy založené na metodě SLAM. Tato disertační práce se zabývá návrhem plánovacího algoritmu právě pro metodu SLAM. Popisuje plánování pohybu pro robota vybaveného dvojicí kamer, tzv. stereokamerou, umístěnou na pohyblivé platformě. Plánování pohybu je navržené s ohledem na použití algoritmů, které budou v obraze ze stereokamery vyhledávat význačné body a z těch pak pomocí triangulace tvořit mapu, nebo také model prostředí. Přínos práce by se dal rozdělit do tří částí. V první je popsán způsob vyznačování plochy, ve které pak bude robot plánovat svůj pohyb. Druhá část se zabývá samotným plánováním pohybu robota v této mapě. Bere při tom v úvahu vlastnosti algoritmu SLAM a snaží se tedy toto plánování navrhnout tak, aby vytvořená mapa byla co nejpřesnější. Ve třetí části je pak popsán pohyb platformy, která nese kamery. V této části se využívá toho, že robot může svými kamerami sledovat i jiná místa, než jsou ta ve směru jeho pohybu. To mu umožní prozkoumat mnohem větší prostor bez přílišné ztráty informace o své přesné poloze.
|
|
On-line Data Analysis Based on Visual Codebooks
Beran, Vítězslav ; Honec, Jozef (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This work introduces the new adaptable method for on-line video searching in real-time based on visual codebook. The new method addresses the high computational efficiency and retrieval performance when used on on-line data. The method originates in procedures utilized by static visual codebook techniques. These standard procedures are modified to be able to adapt to changing data. The procedures, that improve the new method adaptability, are dynamic inverse document frequency, adaptable visual codebook and flowing inverted index. The developed adaptable method was evaluated and the presented results show how the adaptable method outperforms the static approaches when evaluating on the video searching tasks. The new adaptable method is based on introduced flowing window concept that defines the ways of selection of data, both for system adaptation and for processing. Together with the concept, the mathematical background is defined to find the best configuration when applying the concept to some new method. The practical application of the adaptable method is particularly in the video processing systems where significant changes of the data domain, unknown in advance, is expected. The method is applicable in embedded systems monitoring and analyzing the broadcasted TV on-line signals in real-time.
|
|
Synchronous Formal Systems Based on Grammars and Transducers
Horáček, Petr ; Janoušek, Jan (oponent) ; Yamamura,, Akihito (oponent) ; Meduna, Alexandr (vedoucí práce)
This doctoral thesis studies synchronous formal systems based on grammars and transducers, investigating both theoretical properties and practical application perspectives. It introduces new concepts and definitions building upon the well-known principles of regulated rewriting and synchronization. An alternate approach to synchronization of context-free grammars is proposed, based on linked rules. This principle is extended to regulated grammars such as scattered context grammars and matrix grammars. Moreover, based on a similar principle, a new type of transducer called the rule-restricted transducer is introduced as a system consisting of a finite automaton and context-free grammar. New theoretical results regarding the generative and accepting power are presented. The last part of the thesis studies linguistically-oriented application perspectives, focusing on natural language translation. The main advantages of the new models are discussed and compared, using select case studies from Czech, English, and Japanese to illustrate.
|
|
Sharing Local Information for Faster Scanning-Window Object Detection
Hradiš, Michal ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Matas, Jiří (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This thesis aims to improve existing scanning-window object detectors by exploiting information shared among neighboring image windows. This goal is realized by two novel methods which are build on the ideas of Wald's Sequential Probability Ratio Test and WaldBoost. Early non-Maxima Suppression moves non-maxima suppression decisions from a post-processing step to an early classification phase in order to make the decisions as soon as possible and thus avoid normally wasted computations. Neighborhood suppression enhances existing detectors with an ability to suppress evaluation at overlapping positions. The proposed methods are applicable to a wide range of detectors. Experiments show that both methods provide significantly better speed-precision trade-off compared to state-of-the-art WaldBoost detectors which process image windows independently. Additionally, the thesis presents results of extensive experiments which evaluate commonly used image features in several detection tasks and scenarios.
|
|
Semi - analytické výpočty a spojitá simulace
Kopřiva, Jan ; Kubátová, Hana (oponent) ; Novitzká,, Valerie (oponent) ; Kunovský, Jiří (vedoucí práce)
Práce se zabývá urychlením a zpřesněním numerických výpočtů, především pak úloh z oblasti diferenciálního počtu. Zmíněné vlastnosti jsou charakteristické pro skupinu výpočtů nazývaných semi-analytické. Jednou z možností urychlení výpočtu obyčejných diferenciálních rovnic je paralelizace. Předkládaná paralelizace je založena na transformaci numerického řešení do aritmetiky zbytkových tříd, která je rozšířena o výpočty s pohyblivou čárkou. Součástí práce je i nový algoritmus pro součin celých čísel a jeho následnou redukci zvoleným modulem. Vzhledem k aplikacím v diferenciálním počtu jsou v práci popsány upravené integrační metody - Eulerova, Runge - Kutta a Taylorova s využitím aritmetiky zbytkových tříd. V závěru jsou také nástíněny další možnosti rozšíření a urychlení popsané aritmetiky.
|
|
OPTIMIZATION OF ALGORITHMS AND DATA STRUCTURES FOR REGULAR EXPRESSION MATCHING USING FPGA TECHNOLOGY
Kaštil, Jan ; Plíva, Zdeněk (oponent) ; Vlček, Karel (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
This thesis deals with fast regular expression matching using FPGA. Regular expression matching in high speed computer networks is computationally intensive operation used mostly in the field of the computer network security and in the field of monitoring of the network traffic. Current solutions do not achieve throughput required by modern networks with respect to all requirements placed on the matching unit. Innovative hardware architectures implemented in FPGA or ASIC have the highest throughput. This thesis describes two new architectures suitable for the FPGA and ASIC implementation. The basic idea of these architectures is to use perfect hash function to implement transitional function of deterministic finite automaton. Also, architecture that allows the user to introduce small probability of errors into the matching process in order to reduce memory requirement of the matching unit was introduced. The thesis contains analysis of the effect of these errors to overall reliability of the system and compares it to the reliability of currently used approach. The measurement of properties of regular expressions used in analysis of the traffic in modern computer networks was performed in the thesis. The analysis implies that most of the used regular expressions are suitable for the implementation by proposed architectures. To guarantee high throughput of the matching unit new algorithms for alphabet transformation is proposed. The algorithm allows to transform the automaton to accept several input characters per one transition. The main advantage of the proposed algorithm over currently used solutions is that it does not have any limitation over the number of characters that are accepted at once. Implemented architectures were compared with the current state of the art algorithm and 200MB memory reduction was achieve
|
host ::
