|
|
Classification on unbalanced data
Hlosta, Martin ; Popelínský, Lubomír (referee) ; Štěpánková,, Olga (referee) ; Zendulka, Jaroslav (advisor)
Tématem této disertační práce je klasifikace daty s nevyváženými daty. Jedná se o oblast strojového, jejímž cílem je řešit problémy, které plynou z toho, že jedna ze tříd je v datech zastoupena výrazně méně než třída druhá. Minoritní třída má často větší význam a tradiční metody upřednostňující majoritní třídu nedosahují dobrých výsledků na třídě minoritní. Dvě aplikační domény motivovaly výzkum a vedly na identifikaci dvou specifických, dosud neřešených problémů. V první z nich vedlo omezení kladené na minimální požadovanou přesnost na minoritní třídě v počítačové bezpečnosti na formulaci úlohy klasifikace s omezením. Navrhl jsem metodu, která kombinuje upravenou verzi logistické regrese a stochastické algoritmy, které vždy vylepšily výsledky logistické regrese.Druhou je doména analýzy učení (Learning Analytics), která motivovala definici problému predikce splnění cíle, jenž má specifikovaný termín splnění. Byl představen koncept sebe-učení (Self-Learning), kdy trénování modelu probíhá díky jedincům, kteří tento cíl splní předčasně. Díky malému počtu jedinců splňujících úlohu na začátku je problém silně nevyvážený, ale nevyváženost klesá směrem k termínu splnění. Na problému identifikace rizikových studentů distanční univerzity bylo ukázáno, že (1) takový koncept dává lepší výsledky než specifikovaná základna (baseline), (2) a že metody pro vypořádání se s nevyvážeností, které neberou v potaz informaci o doméně, nevedly k velkým zlepšením. Evaluace ukázala, že metody založené na znalosti domény v rozšířené verzi pro Self-Learning vylepšily klasifikaci více než běžné metody pro vypořádání se s nevyvážeností a že znalost příčiny nevyváženosti může vést k lepším výsledkům.
|
|
|
Chatbot Based on Artificial Neural Networks
Červíček, Petr ; Novotný, Ondřej (referee) ; Szőke, Igor (advisor)
The thesis pursues the implementation of the chatbot based on neural networks. It uses Long short term memory networks, which remember long-term dependencies. Chatbot was implemented in Python with superstructure Keras and is based on sequence-to-sequence. Chatbot was also tested by BLEU and given to users, who chatted with the chatbot. For a better understanding of the given problematics, there is simple description of the chatbot history and used technologies.
|
|
|
Intelligent Energy-Savings and Process Improvement Strategies in Energy-Intensive Industries
Teng, Sin Yong ; Professor, Ponnambalam Sivalinga Govindarajan, (referee) ; Pavlas, Martin (referee) ; Máša, Vítězslav (advisor)
S tím, jak se neustále vyvíjejí nové technologie pro energeticky náročná průmyslová odvětví, stávající zařízení postupně zaostávají v efektivitě a produktivitě. Tvrdá konkurence na trhu a legislativa v oblasti životního prostředí nutí tato tradiční zařízení k ukončení provozu a k odstavení. Zlepšování procesu a projekty modernizace jsou zásadní v udržování provozních výkonů těchto zařízení. Současné přístupy pro zlepšování procesů jsou hlavně: integrace procesů, optimalizace procesů a intenzifikace procesů. Obecně se v těchto oblastech využívá matematické optimalizace, zkušeností řešitele a provozní heuristiky. Tyto přístupy slouží jako základ pro zlepšování procesů. Avšak, jejich výkon lze dále zlepšit pomocí moderní výpočtové inteligence. Účelem této práce je tudíž aplikace pokročilých technik umělé inteligence a strojového učení za účelem zlepšování procesů v energeticky náročných průmyslových procesech. V této práci je využit přístup, který řeší tento problém simulací průmyslových systémů a přispívá následujícím: (i)Aplikace techniky strojového učení, která zahrnuje jednorázové učení a neuro-evoluci pro modelování a optimalizaci jednotlivých jednotek na základě dat. (ii) Aplikace redukce dimenze (např. Analýza hlavních komponent, autoendkodér) pro vícekriteriální optimalizaci procesu s více jednotkami. (iii) Návrh nového nástroje pro analýzu problematických částí systému za účelem jejich odstranění (bottleneck tree analysis – BOTA). Bylo také navrženo rozšíření nástroje, které umožňuje řešit vícerozměrné problémy pomocí přístupu založeného na datech. (iv) Prokázání účinnosti simulací Monte-Carlo, neuronové sítě a rozhodovacích stromů pro rozhodování při integraci nové technologie procesu do stávajících procesů. (v) Porovnání techniky HTM (Hierarchical Temporal Memory) a duální optimalizace s několika prediktivními nástroji pro podporu managementu provozu v reálném čase. (vi) Implementace umělé neuronové sítě v rámci rozhraní pro konvenční procesní graf (P-graf). (vii) Zdůraznění budoucnosti umělé inteligence a procesního inženýrství v biosystémech prostřednictvím komerčně založeného paradigmatu multi-omics.
|
|
|
Reinforcement Learning for RoboCup
Bočán, Hynek ; Škoda, Petr (referee) ; Smrž, Pavel (advisor)
Goal of this thesis is creation of artificial intelligence capable of controlling robotic soccer player simulated in SimSpark environment. Agent created is expanding capabilities of existing third party agent which provides set of basic skills such as localization on the field, dribbling with the ball and omnidirectional walk. Responsibility of the created agent is to pick the best action based current state of the game. This decision making was implemented using reinforcement learning and its method Q-learning. State of the game is transformed into 2D picture with several planes. This picture is then analyzed using deep convolution neural network implemented using C++ and DeepCL library.
|
|
|
Reduction of Computation Cost in libSVM Using String Kernel Functions
Kubernát, Tomáš ; Sehnalová, Pavla (referee) ; Michlovský, Zbyněk (advisor)
The goal of this thesis was to implement four string functions into the library libSVM . Then apply series of tests with variable parameters values affecting the individual string functions using the library and string functions. Using the results of experiments the speed and success of clasification of my implementation of string functions in library libSVM was compared with the implementation of string functions in program kernels . In this thesis there are also described procedures of all tests along with measured data and their graphical representation.
|
|
|
Evolutionary Design of Image Classifier
Koči, Martin ; Bidlo, Michal (referee) ; Drahošová, Michaela (advisor)
This thesis deals with evolutionary design of image classifier with help of genetic programming, specifically with cartesian genetic programming. Thesis discribes teoretical basics of machine learing, evolutionary algorithms and genetic programming. Part of this thesis is described design of the program and its implementation. Futhermore, experiments are performed on two solved tasks for the classification of handwritten digits and the classification of cube drawings, which can be used to determine the rate of dementia in Parkinson's disease. The best designed solution for digits is with AUC of 0.95 and for cubes 0.86. Designed solutions are compared by other methods, namely convolutional neural networks (CNN) and the support vector machines (SVM). The resulting AUC for the classification of digits for both CNN and SVM is 0.99, for cubes CNN has a final AUC 0.81 and SVM 0.69. The cubes are then compared with existing solution, which resulted in AUC 0.70, so that the results of the experiments show an improvement in the method used in this thesis.
|
|
|
Generating Code from Textual Description of Functionality
Kačur, Ján ; Ondřej, Karel (referee) ; Smrž, Pavel (advisor)
The aim of this thesis was to design and implement system for code generation from textual description of functionality. In total, 2 systems were implemented. One of them served its purpose as a control prototype, the second one was the main product of this thesis. I focused on using smaller non-pre-trained models. Both systems used Transformer type model as their cores. The second system, unlike the first, used syntactic decomposition of both code and textual descriptions. Data used in both systems originated from project CodeSearchNet. Targer programming language to generate was Python. The second system achieved better quantitative results than the first one, with accuracy of 85% versus 60%. The system managed to auto-complete correct code to finish the function definition, with bigger time delay. This thesis is almost exclusively dedicated to the second system.
|
|
|
Face recognitions in images
Krhut, Miloš ; Přinosil, Jiří (referee) ; Říha, Kamil (advisor)
The master thesis deals with the topic of detecting faces in digital images. There are generally described and classified the most frequently used methods and discussed their advantages and disadvantages. More detailed is described skin color detection, eye and mouth detection and are teoretically described machine learning algorithms and detection based on Haar-classifiers. The work aims to implementation of these methods in the OpenCV library, it refers to practical application of them a finally compares different provided trained files.
|
|
|
Machine learning models for quantifying phenotypic signatures of cancer cells based on transcriptomic and epigenomic data
Koban, Martin ; PhD, Florian Halbritter, (referee) ; Mehnen, Lars (advisor)
S rozvojom techník pre efektívnu akvizíciu genomických dát sa jednou z kľúčových vedeckých výziev stala interpretácia výsledkov týchto experimentov v zmysluplnom biologickom kontexte. Táto práca sa zameriava na využitie informácií ukrytých v dobre charakterizovaných transkriptomických a epigenomických dátach z verejne dostupných zdrojov pre účely takejto interpretácie. Najskôr je vytvorený integrovaný súbor dát generovaných metódami DNase-seq a ATAC-seq, ktoré kvantifikujú chromatínovú dostupnosť. Tieto údaje sú doplnené verejne dostupnými výsledkami techniky RNA-seq pre kvantitatívne hodnotenie génovej expresie a vhodne predspracované pre ďalšiu analýzu. Pripravené dáta sú následne použité na trénovanie modelov strojového učenia (klasifikátorov) s dvomi základnými cieľmi. Po prvé za účelom augmentácie metadát prislúchajúcich k jednotlivým biologickým vzorkám v trénovacom dátovom súbore pomocou predikcie nedefinovaných anotácií. Po druhé pre anotáciu zle charakterizovaných testovacích dát (nepoužitých v trénovacej fáze) za účelom overenia generalizačnej schopnosti zostavených modelov. Dosiahnuté výsledky ukazujú, že natrénované klasifikátory sú schopné zachytiť biologicky relevantné informácie, zatiaľ čo vplyv technických artefaktov je minimalizovaný. Navrhnutý prístup je preto schopný prispieť k lepšiemu pochopeniu komplexných transkriptomických a epigenomických dát, predovšetkým v oblasti onkologického výskumu.
|
|
|
Defect detection on fiber materials using machine learning
Lang, Matěj ; Richter, Miloslav (referee) ; Honec, Peter (advisor)
Cílem této diplomové práce je automatizace detekce vad ve vláknitých materiálech. Firma SILON se již přes padesát let zabývá výrobou jemné vaty z recyklovaných PET lahví. Tato vata se následně používá ve stavebnictví, automobilovém průmyslu, ale nejčastěji v dámských hygienických potřebách a dětských plenách. Cílem firmy je produkovat co nejkvalitnější výrobek a proto je každá dávka testována v laboratoři s několika přísnými kritérii. Jednám z testů je i množství vadných vláken, jako jsou zacuchané smotky vláken, nebo nevydloužená vlákna, která jsou tvrdá a snadno se lámou. Navrhovaný systém sestává ze snímací lavice fungující jako scanner, která nasnímá vzorek vláken, který byl vložen mezi dvě skleněné desky. Byla provedena série testů s různým osvětlením, která ověřovala vlastnosti Rhodaminu, který se používá právě na rozlišení defektů od ostatních vláken. Tyto defekty mají zpravidla jinou molekulární strukturu, na kterou se barvivo chytá lépe. Protože je Rhodamin fluorescenční barvivo, je možné ho například pod UV světlem snáze rozeznat. Tento postup je využíván při manuální detekci. Při snímání kamerou je možno si vypomoci filtrem na kameře, který odfiltruje excitační světlo a propustí pouze světlo vyzářené Rhodaminem. Součástí výroby skeneru byla i tvorba ovládacího programu. Byla vytvořena vlastní knihovna pro ovládání motoru a byla upravena knihovna pro kameru. Oba systém pak bylo možno ovládat pomocí jednotného GUI, které zajišťovalo pořizování snímku celé desky. Pomocí skeneru byla nasnímána řada snímků, které bylo třeba anotovat, aby bylo možné naučit počítač rozlišovat defekty. Anotace proběhla na pixelové úrovni; každý defekt byl označen v grafickém editoru ve speciální vrstvě. Pro rozlišování byla použita umělá neuronová síť, která funguje na principu konvolucí. Tento typ sítě je navíc plně konvoluční, takže výstupem sítě je obraz, který by měl označit na tom původním vadné pixely. Výsledky naučené sítě jsou v práci prezentovány a diskutovány. Síť byla schopna se naučit rozeznávat většinu defektů a spolehlivě je umí rozeznat a segmentovat. Potíže má v současné době s detekcí rozmazaných defektů na krajích zorného pole a s defekty, jejichž hranice není tolik zřetelná na vstupních obrazech. Nutno zmínit, že zákazník má zájem o kompletní řešení scanneru i s detekčním softwarem a vývoj tohoto zařízení bude pokračovat i po závěru této diplomové práce.
|
guest ::
