|
|
Computational methods in single molecule localization microscopy
Ovesný, Martin ; Hagen, Guy Michael (advisor) ; Plášek, Jaromír (referee) ; Fliegel, Karel (referee)
Computational methods in single molecule localization microscopy Abstract Fluorescence microscopy is one of the chief tools used in biomedical research as it is a non invasive, non destructive, and highly specific imaging method. Unfortunately, an optical microscope is a diffraction limited system. Maximum achievable spatial resolution is approximately 250 nm laterally and 500 nm axially. Since most of the structures in cells researchers are interested in are smaller than that, increasing resolution is of prime importance. In recent years, several methods for imaging beyond the diffraction barrier have been developed. One of them is single molecule localization microscopy, a powerful method reported to resolve details as small as 5 nm. This approach to fluorescence microscopy is very computationally intensive. Developing methods to analyze single molecule data and to obtain super-resolution images are the topics of this thesis. In localization microscopy, a super-resolution image is reconstructed from a long sequence of conventional images of sparsely distributed single photoswitchable molecules that need to be sys- tematically localized with sub-diffraction precision. We designed, implemented, and experimentally verified a set of methods for automated processing, analysis and visualization of data acquired...
|
|
|
Modern audio signal restoration methods
Kalník, Jan ; Mangová, Marie (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
This bachelor thesis deals with modern methods of audio signal inpainting. Main methods used will be sparse signal representations. Those will be implemented into MATLAB software using LTFAT and UNLocBoX toolboxes. Next we would like to accomplish the best results with the audio inpainting and then compare these results as well as subjectively as objectively.
|
|
|
Methods for increasing bit-depth in images
Záviška, Pavel ; Koldovský, Zbyněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
The goal of this bachelor thesis is the application of an issue of sparse representations on the task of increasing bit-depth in images. Standard methods for bit-depth expansion are described, subsequently a method using sparse representation of an image signal is introduced. Methods are programmed in the Matlab enviroment. The results of the methods implemented are compared by using PSNR, SSIM objective indexes and subjectively using an online questionnaire.
|
|
|
Inpainting of Missing Audio Signal Samples
Mach, Václav ; Polec,, Jaroslav (referee) ; Koldovský,, Zdeněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
V oblasti zpracování signálů se v současné době čím dál více využívají tzv. řídké reprezentace signálů, tzn. že daný signál je možné vyjádřit přesně či velmi dobře aproximovat lineární kombinací velmi malého počtu vektorů ze zvoleného reprezentačního systému. Tato práce se zabývá využitím řídkých reprezentací pro rekonstrukci poškozených zvukových záznamů, ať už historických nebo nově vzniklých. Především historické zvukové nahrávky trpí zarušením jako praskání nebo šum. Krátkodobé poškození zvukových nahrávek bylo doposud řešeno interpolačními technikami, zejména pomocí autoregresního modelování. V nedávné době byl představen algoritmus s názvem Audio Inpainting, který řeší doplňování chybějících vzorků ve zvukovém signálu pomocí řídkých reprezentací. Zmíněný algoritmus využívá tzv. hladové algoritmy pro řešení optimalizačních úloh. Cílem této práce je porovnání dosavadních interpolačních metod s technikou Audio Inpaintingu. Navíc, k řešení optimalizačních úloh jsou využívány algoritmy založené na l1-relaxaci, a to jak ve formě analyzujícího, tak i syntetizujícího modelu. Především se jedná o proximální algoritmy. Tyto algoritmy pracují jak s jednotlivými koeficienty samostatně, tak s koeficienty v závislosti na jejich okolí, tzv. strukturovaná řídkost. Strukturovaná řídkost je dále využita taky pro odšumování zvukových nahrávek. Jednotlivé algoritmy jsou v praktické části zhodnoceny z hlediska nastavení parametrů pro optimální poměr rekonstrukce vs. výpočetní čas. Všechny algoritmy popsané v práci jsou na praktických příkladech porovnány pomocí objektivních metod odstupu signálu od šumu (SNR) a PEMO-Q. Na závěr je úspěšnost rekonstrukce poškozených zvukových signálů vyhodnocena.
|
guest ::
