|
|
Segmentation of multiple sclerosis lesions using deep neural networks
Sasko, Dominik ; Myška, Vojtěch (oponent) ; Kolařík, Martin (vedoucí práce)
This master thesis focused on automatic segmentation of Multiple Sclerosis (MS) lesions on MRI images. We tested the latest methods of segmentation using Deep Neural Networks and compared the approaches of weight initialization by transfer learning and self-supervised learning. The automatic segmentation of MS lesions is a very challenging task, primarily due to the high imbalance of the dataset (brain scans usually contain only a small amount of damaged tissue). Another challenge is a manual annotation of these lesions, as two different doctors can mark other parts of the brain as damaged and the Dice Coefficient of these annotations is approximately 0.86, which further underlines the complexity of this task. The possibility of simplifying the annotation process by automatization could improve the lesion load determination and might lead to better diagnostic of each individual patient. Our goal was to propose two techniques that use transfer learning to pre-train weights to later improve the performance of existing segmentation models. The theoretical part describes the division of artificial intelligence, machine learning and deep neural networks and their use in image segmentation. Afterwards, the work provides a description of Multiple Sclerosis, its types, symptoms, diagnosis and treatment. The practical part begins with data preprocessing. Firstly, brain scans were adjusted to the same resolution with the same voxel size. This was needed due to the usage of three different datasets, in which the scans had been created by devices from different manufacturers. One dataset also included the skull, therefore it was necessary to remove it by an FSL tool, leaving only the patient's brain in the scan. The preprocessed data were 3D scans (FLAIR, T1 and T2 modalities), which were cut into individual 2D slices and used as an input for the neural network with encoder-decoder architecture. The whole dataset consisted a total of 6,720 slices with a resolution of 192 x 192 pixels for training (after removing slices where the mask was empty). Loss function was Combo loss (combination of Dice Loss with modified Cross-Entropy). The first technique was to use the pre-trained weights from the ImageNet dataset on encoder in U-Net network, with and without locked encoder weights, respectively, and compare the results with random weight initialization. In this case, we used only the FLAIR modality. Transfer learning has proven to increase the metrics from approximately 0.4 to 0.6. The difference between encoder with and without locked weights was about 0.02. The second proposed technique was to use a self-supervised context encoder with Generative Adversarial Networks (GAN) to pre-train the weights. This network used all three modalities also with the empty slices (23,040 slices in total). The purpose of GAN was to recreate the brain image, which was covered by a checkerboard. Weights learned during this training were later loaded for the encoder to apply to our segmentation problem. The following experiment did not show any improvement, with a DSC value of 0.29 and 0.09, with and without a locked encoder, respectively. Such a decrease in performance might have been caused by the use of weights pre-trained on two distant problems (segmentation and self-supervised context encoder) or by difficulty of the task considering the hugely unbalanced dataset.
|
|
|
Detekce pohybujících se objektů ve videu s využitím neuronových sítí
Mikulský, Petr ; Sikora, Pavel (oponent) ; Myška, Vojtěch (vedoucí práce)
Tato diplomová práce řeší detekci pohybujících se objektů ve videu s využitím neuronových sítí. Cílem práce byla detekce účastníků silničního provozu na video záznamech. Pro praktické řešení práce byl použit předtrénovaný detekční model YOLOv5. V rámci řešení byla vypracována vlastní datová množina ze záběrů dopravní komunikace s třídami: osobní automobil, autobus, dodávkový automobil, motocykl a kamion. Celkově finální podoba datové množiny čítá 5404 snímků a 6467 anotovaných objektů. Dotrénovaný model YOLOv5 dosáhl na testovací množině úspěšnosti detekce vozidel mAP 0,995, preciznosti 0,995 a úplnosti odhadu predikce 0,986. V závěru jsou popsány kroky, které vedly ke konečné podobě vlastního datasetu.
|
|
|
Detekce pohybujících se objektů ve videu s využitím neuronových sítí pomocí Android aplikace
Mikulec, Vojtěch ; Kiac, Martin (oponent) ; Myška, Vojtěch (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá zrealizováním funkčního řešení problematiky klasifikace účastníků dopravního provozu pomocí mobilních zařízení s operačním systémem Android. Cílem je vytvořit Android aplikaci, která klasifikuje vozidla v reálném čase za použití zadní kamery a ukládá časové značky klasifikace. Testování probíhá převážně na vlastní, různě modifikované datové množině. Je natrénováno celkem pět modelů a změřeno zatížení hardwaru při použití každého z nich. Nejlepší přesnosti klasifikace dosahuje předtrénovaný model sítě MobileNet, který je dotrénován o 6 tříd – 62,33 %. Výsledky jsou shrnuty a v závěru je formulováno, jakým způsobem je možné rychleji a přesněji analyzovat dopravní data.
|
|
|
Language-Independent Text Classifier Based On Recurrent Neural Networks
Myska, Vojtech
This paper deals with a proposal of language independent text classifiers based on recurrent neural networks. They work at a character level thus they do not require any text preprocessing. The classifiers have been trained and evaluated on a multilingual data set that is privately collected from film review databases. It contains Czech (Slovak), English, German and Spanish language subset. The resulting accuracy of the proposed language independent classifiers base on the recurrent neural networks in polarity sentiment analysis task is 78.55%.
|
|
|
Interaktivní vyhledávání v on-line archivu obrazových a audiovizuálních děl
Kuře, Dominik ; Myška, Vojtěch (oponent) ; Schimmel, Jiří (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na vývoj webové aplikace, jenž slouží jako archiv pro audiovizuální díla, která jsou opatřena klíčovými slovy. Aplikace pracuje s již vytvořenou databází a serverem, na kterém se tato díla nachází. Databáze byla autorovi předána vedoucím práce. V archivu lze vyhledávat konkrétní díla pomocí vyhledávací lišty a několika druhů filtrů, které jsou vázány na informace o každém díle. Výsledky vyhledávání i databáze jako celek jsou ve vytvořené aplikaci reprezentovány grafy, které se podle stavu aplikace dynamicky mění. Jednotlivá díla lze na stránce přehrávat a na základě shod v klíčových slovech je pro každé dílo vytvořen seznam podobných videí. Aplikace byla realizována pomocí systému Node.js, knihovny React, databáze MariaDB a dalších technologií. Jazykem programu je převážně JavaScript, rozšířený o nemalé množství knihoven, díky kterým je možné ve všech oblastech vývoje tento jazyk používat jako primární. Text bakalářské práce je rozdělen na dvě části. V teoretické části jsou veškeré potřebné technologie a knihovny popsány. Důraz byl kladen zejména na ty části daných knihoven, které jsou v aplikaci opravdu používané. Kromě technologií nutných pro realizaci aplikace jsou také zmíněny knihovny, systémy a rozšíření, které práci programátora ulehčí, např. automatickým formátováním a zálohováním kódu, ukládáním kódu do verzí, přidáním statických datových typů do JavaScriptu pomocí TypeScriptu atd. Přečtení teoretické práce by mělo umožnit čtenáři nahlédnout do základů programování aplikací pro webové prohlížeče. V praktické části je potom rozebrán reálný vývoj takové aplikace od úplného začátku. Aplikace zprostředkovává komunikaci mezi čtyřmi servery - front-end, back-end, databázový server a server obsahující audiovizuální díla. Bakalářská práce se také zabývá možností ovládání prohlížeče pomocí interaktivních ovladačů.
|
|
|
Vytvoření Bluetooth dataloggeru pro záznam a zpracování naměřených dat
Vaverka, Jan ; Myška, Vojtěch (oponent) ; Dejdar, Petr (vedoucí práce)
První část této práce se věnuje dataloggerům a jejich využití v dnešním světě. Ve druhé částí se práce zabývá mikrokontroléry, které se využívají jako řídící jednotky pro dataloggery. Byly popsány jednotlivé periferní zařízení MCU a rovněž jejich komunikační rozhraní. Další část je věnovaná Bluetooth Low Energy, které se využívá k přenosu naměřených dat k uživateli. Na základě získaných znalostí byl proveden výběr mikrokontroléru a senzorů. Z vybraných komponentů byl sestrojen a naprogramován datalogger, který bude měřit vlastnosti kvasu během kvašení ovoce. Na závěr byla vytvořená mobilní aplikace pro stahování dat z dataloggeru a následné zobrazení dat v grafech.
|
|
|
Image segmentation using graph neural networks
Boszorád, Matej ; Kolařík, Martin (oponent) ; Myška, Vojtěch (vedoucí práce)
This diploma thesis describes and implements the design of a graph neural network usedfor 2D segmentation of neural structure. The first chapter of the thesis briefly introduces the problem of segmentation. In this chapter, segmentation techniques are divided according to the principles of the methods they use. Each type of technique contains the essence of this category as well as a description of one representative. The second chapter of the diploma thesis explains graph neural networks (GNN for short). Here, the thesis divides graph neural networks in general and describes recurrent graph neural networks(RGNN for short) and graph autoencoders, that can be used for image segmentation, in more detail. The specific image segmentation solution is based on the message passing method in RGNN, which can replace convolution masks in convolutional neural networks.RGNN also provides a simpler multilayer perceptron topology. The second type of graph neural networks characterised in the thesis are graph autoencoders, which use various methods for better encoding of graph vertices into Euclidean space. The last part ofthe diploma thesis deals with the analysis of the problem, the proposal of its specific solution and the evaluation of results. The purpose of the practical part of the work was the implementation of GNN for image data segmentation. The advantage of using neural networks is the ability to solve different types of segmentation by changing training data. RGNN with messaging passing and node2vec were used as implementation GNNf or segmentation problem. RGNN training was performed on graphics cards provided bythe school and Google Colaboratory. Learning RGNN using node2vec was very memory intensive and therefore it was necessary to train on a processor with an operating memory larger than 12GB. As part of the RGNN optimization, learning was tested using various loss functions, changing topology and learning parameters. A tree structure method was developed to use node2vec to improve segmentation, but the results did not confirman improvement for a small number of iterations. The best outcomes of the practical implementation were evaluated by comparing the tested data with the convolutional neural network U-Net. It is possible to state comparable results to the U-Net network, but further testing is needed to compare these neural networks. The result of the thesisis the use of RGNN as a modern solution to the problem of image segmentation and providing a foundation for further research.
|
|
|
Vyhledávač optimální cesty městské hromadné dopravy s architekturou klient-server
Brát, Daniel ; Hošek, Jiří (oponent) ; Myška, Vojtěch (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá návrhem programu s architekturou klient-server pro hledání cesty v sítích městské hromadné dopravy. V rámci teoretického úvodu je popsán problém obchodního cestujícího a jsou zmíněny metody jeho řešení. Následuje teoretický návrh samotného programu. Další kapitola se věnuje konkrétně vybraným technologiím pro realizaci práce. Poslední pak už pojednává o samotné realizaci práce. Dosažené výsledky jsou pak hodnoceny v závěru.
|
|
|
Rekurentní neuronové sítě pro klasifikaci textů
Myška, Vojtěch ; Kolařík, Martin (oponent) ; Povoda, Lukáš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem neuronových sítí pro klasifikaci pozitivních a negativních textů. Vývoj probíhal v programovacím jazyce Python. Návrh modelů hlubokých neuronových sítí byl proveden pomocí vysokoúrovňového API Keras využívající knihovnu pro numerické výpočty TensorFlow. Výpočetní operace byly provedeny pomocí GPU využívající CUDA architekturu. Výstupem práce je jazykově nezávislý model neuronových sítí umožňující klasifikaci textů na úrovni znaků. Vzorky byly úspěšně klasifikovány až v 93,64% případů. Trénovací a testovací data byla poskytnuta vícejazyčnou a Yelp databází. Simulace byly provedeny na 1200000 anglických, 12000 českých, německých a španělských textů.
|
|
|
Manažer hesel s architekturou klient-server
Myška, Vojtěch ; Burda, Karel (oponent) ; Ležák, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá implementací manažeru hesel s architekturou klient-server. Základem práce je návrh uživatelského rozhraní klientské části, používaných klíčů, vzdálených metod, serveru a jeho databáze, výběr použitých technologií a programovacího jazyku. Následuje část pojednávající o implementaci návrhu manažeru hesel.
|
host ::
RSS.