|
|
Image Deblurring in Demanding Conditions
Kotera, Jan ; Šroubek, Filip (vedoucí práce) ; Portilla, Javier (oponent) ; Jiřík, Radovan (oponent)
Název: Nestandardní úlohy v odstranění rozmazání obrazu Autor: Jan Kotera Pracoviště: Ústav teorie informace a automatizace Akademie věd České republiky Vedoucí: Doc. Ing. Filip Šroubek, Ph.D., DSc., Ústav teorie informace a automati- zace Akademie věd České republiky Abstract: Odstranění rozmazání obrazu je jednou ze standardních úloh zpracování obrazu. Není-li znám přesný způsob rozmazání a je třeba ho odhadnout z rozmazaného obrázku, nazývá se takové odstranění rozmazání slepé a jedná se o těžší úlohu. Tato práce se zabývá dvěma problémy, které se objevují ve slepém odstranění rozmazání. V první části práce uvažujeme obvyklý konvoluční model rozmazání obrazu a navrhu- jeme způsob, jak zvýšit odolnost metody proti jevům, které tento model porušují, jako jsou například přepaly obrazu. Takové jevy způsobují velikou nepřesnost odhadu roz- mazání a následně špatnou kvalitu výsledného obrazu. Navržený přístup je založen na použití velmi flexibilní ARD distribuce pro chybu konvolučního modelu a metody variačního Bayese pro odhad rozmazání, díky čemuž je natolik obecný, že dokáže au- tomaticky identifikovat oblasti obrazu, které konvoluční model porušují, aniž by bylo nutné předvídat konkrétní příčiny takového porušení. Většina slepých metod pro odstranění rozmazání vyžaduje...
|
|
|
Použití gyroskopů a akcelerometrů k doostření fotografií pořízených mobilním telefonem
Šindelář, Ondřej ; Šroubek, Filip (vedoucí práce) ; Wilkie, Alexander (oponent)
Fotografování s dlouhou expozicí z ruky s sebou nese problém rozmazání fotografie, které se těžko odstraňuje bez dodatečných informací. Cílem této práce bylo využít pohybových senzorů obsažených v moderních mobilních telefonech typu smartphone k zjištění přesného pohybu senzoru fotoaparátu během expozice a následně se pokusit pomocí těchto dat fotografii zaostřit. Byl navržen systém s dekonvolucí pomocí masky získané z naměřených dat gyroskopu a návrh byl implementován na platformě Android a ověřen na testovacím mobilním telefonu.
|
|
|
Deconvolution fluorescence microscopy of yeast cells
Štec, Tomáš ; Plášek, Jaromír (vedoucí práce) ; Heřman, Petr (oponent)
Název práce: Využití dekonvoluce v digitální fluorescenční mikroskopii kvasinek Autor: Tomáš Štec Katedra/ústav: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Jarmoír Plášek, CSc., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Fluorescenční mikroskopie představuje rychlou a levnou alternativu k po- kročilejším metodám zobrazování jako jsou konfokální a elektronová mikroskopie. Snímaný obraz je však zatížen velkou mírou zkreslení. Pomocí počítačového zpraco- vání obrazu - dekonvoluce, lze do značné míry eliminovat zkreslení obrazu, čím se umožní rekonstrukce třírozměrné podoby snímaných objektů. V této práci je pod- robně prozkoumána dekonvoluční procedura programu NIS Elements AR, která je následně aplikována na rekonstrukci třírozměrné podoby kvasinek Saccharomyces cerevisiae barvených calcofluorem, s cílem charakterizovat změny vzhledu bunkové stěny v průběhu stárnutí. S rostoucím věkem kvasinky se na povrchu objevují ne- rovnosti, ke konci života dochází i k praskání bunkové stěny. Klíčová slova: fluorescence, mikroskopie, dekonvoluce, NIS Elements AR, calcof- luor, kvasinky, bunková stěna, stárnutí
|
|
|
Studium kinematiky rozpadů top-antitopových párů v experimentu Atlas
Berta, Peter ; Kvita, Jiří (vedoucí práce) ; Soustružník, Karel (oponent)
V předložené práci se zabývám měřením spektra rozdělení impulzů top kvarků produkovaných přes top-antitopové páry v proton-protonových srážkách na urychlovači LHC s těžišťovou energií 7 TeV. Analýza je provedena v rámci experimentu ATLAS. V rozpadovém kanále s jedním leptonem jsem provedl studie na simulovaných událostech, které byly potřebné k obdržení výsledného spektra ze skutečných dat. Popisuji základy výběru top-antitopových eventů z důvodu přítomnosti velkého pozadí. Zkoumám efektivitu zrekonstruování top-antitopových párů pomocí detekce a asociace produktů rozpadů s kinematickou hypotézou top-antitopových párů. Studuji dekonvoluci změřeného spektra, což převážně odstraní efekty rozlišení. Na závěr ukazuji změřené spektrum rozdělení impulzů top kvarků obdržené v rámci mé analýzy.
|
|
|
Image Deblurring in Demanding Conditions
Kotera, Jan ; Šroubek, Filip (vedoucí práce) ; Portilla, Javier (oponent) ; Jiřík, Radovan (oponent)
Název: Nestandardní úlohy v odstranění rozmazání obrazu Autor: Jan Kotera Pracoviště: Ústav teorie informace a automatizace Akademie věd České republiky Vedoucí: Doc. Ing. Filip Šroubek, Ph.D., DSc., Ústav teorie informace a automati- zace Akademie věd České republiky Abstract: Odstranění rozmazání obrazu je jednou ze standardních úloh zpracování obrazu. Není-li znám přesný způsob rozmazání a je třeba ho odhadnout z rozmazaného obrázku, nazývá se takové odstranění rozmazání slepé a jedná se o těžší úlohu. Tato práce se zabývá dvěma problémy, které se objevují ve slepém odstranění rozmazání. V první části práce uvažujeme obvyklý konvoluční model rozmazání obrazu a navrhu- jeme způsob, jak zvýšit odolnost metody proti jevům, které tento model porušují, jako jsou například přepaly obrazu. Takové jevy způsobují velikou nepřesnost odhadu roz- mazání a následně špatnou kvalitu výsledného obrazu. Navržený přístup je založen na použití velmi flexibilní ARD distribuce pro chybu konvolučního modelu a metody variačního Bayese pro odhad rozmazání, díky čemuž je natolik obecný, že dokáže au- tomaticky identifikovat oblasti obrazu, které konvoluční model porušují, aniž by bylo nutné předvídat konkrétní příčiny takového porušení. Většina slepých metod pro odstranění rozmazání vyžaduje...
|
|
|
Demosaicing as an ill-posed inverse problem
Mariničová, Veronika ; Šroubek, Filip (vedoucí práce) ; Hnětynková, Iveta (oponent)
Digitální fotoaparáty snímají barvu scény pouze částečně. Konkrétně je pro každý pixel naměřena jen jedna ze tří barevných komponent - červená, modrá, nebo zelená. Chybějící barevné komponenty musejí být odhadnuty. Tomuto procesu se říká Bayerova interpolace. Bayerova interpolace může být řešena samostatně jako jeden krok procesu restaurace obrazu. V tomto případě se může stát, že jakékoliv artefakty a chyby ve výpočtu se přenesou do dalšího kroku a mohou být v důsledku toho zvýrazněny. Druhou možností je pokusit se vyřešit několik degradací najednou. V tomto případě nežádoucí efekt přenášení chyby nenastává. V této práci popisujeme jedno konkrétní sdružené řešení, které vedle Bayerovy interpolace řeší i odstranění šumu, dekonvoluci a zvýšení rozlišení formou konvexního optimalizačního problému. Shrnujeme používané metody pro Bayerovu interpolaci a porovnáváme výsledky našeho řešení s několika vybranými metodami.
|
|
|
Image Restoration Based on Convolutional Neural Networks
Svoboda, Pavel ; Baláž, Teodor (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
A merit of this thesis is to introduce a unified image restoration approach based on a convolutional neural network which is to some degree degradation type independent. Convolutional neural network models were trained for two different tasks, a motion deblurring of license plate images and a removal of artifacts related to lossy image compression. The capabilities of such models are studied from two main perspectives. Firstly, how well the model can restore an image compared to the state-of-the-art methods. Secondly, what is the model's ability to handle several ranges of the same degradation type. An idea of the unified end-to-end approach is based on a recent development of neural networks and related deep learning in a field of computer vision. The existing hand-engineered methods of image restoration are often highly specialized for a given degradation type and in fact, define state of the art in several image restoration tasks. The end-to-end approach allows to directly train the required model on specifically corrupted images, and, further, to restore various levels of corruption with a single model. For motion deblurring, the end-to-end mapping model derived from models used in computer vision is deployed. Compression artifacts are restored with similar end-to-end based model further enhanced using specialized objective functions together with a network skip architecture. A direct comparison of the convolutional network based models and engineered methods shows that the data-driven approach provides beyond state-of-the-art results with a high ability to generalize over different levels of degradations. Based on the achieved results, this work presents the convolutional neural network based methods suggesting a possibility having the unified approach used for wide range of image restoration tasks.
|
|
|
Bioinformatical analysis of the complex multidimensional microscopy datasets
Backová, Lenka ; Černý, Jan (vedoucí práce) ; Čapek, Martin (oponent)
Mikroskopia je odbor, ktorý je súčasťou biologických vied a ich histórie. Rast tohto odboru, vznik nových revolučných technológií, so sebou prináša nové výzvy. Príprava vzoriek, obsluha mikroskopu a spracovanie biologických obrazových dát sa stávajú ne- ustále náročnejšími a vyžadujú medzidisciplinárnu expertízu špecifickú pre dané oblasti. Dnešné mikroskopické technológie generujú obrovské množstvo dát, často v terabajtoch, vďaka čomu sa analýza biologických obrazových dát stáva výpočtovo náročná. K analýze je potrebná znalosť počítačového videnia, mikroskopických technológií a skúmaných bio- logických systémov. K dispozícii sú nástroje v rôznorodej škále, od open-source riešení, ktoré pokrývajú veľké množstvo úkonov, k proprietárnym softwarom zameraným na je- den úkon. Analytici by sa mali orientovať v možnostiach spracovania a v úkonoch, ktoré plánujú vykonať, aby vybrali najlepšie nástroje. Úkony potrebné vykonať závisia od po- žadovaného výsledku a technológie, ktorá bola použitá na získanie obrazových dát. Medzi možné úkony patrí dekonvolúcia, segmentácia a registrácia dát. Neustále vznikajú nové prístupy a algoritmy na analýzu, vďaka čomu je analýza obrazových dát zložitá. Táto práca sa zaoberá rôznymi mikroskopickými technológiami so zameraním na light sheet fluorescence mikroskopiu,...
|
|
|
Pokročilé metody perfuzní analýzy v MRI
Macíček, Ondřej ; Frollo, Ivan (oponent) ; Mikl, Michal (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato doktorská práce se zabývá problematikou kvantitativní analýzy pomocí MRI a použití exogenní kontrastní látky. Jedná se o dvě metody, Dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) a Dynamic susceptibility contrast MRI (DSC-MRI), které jsou většinou zpracovávány samostatně. Jedná se o unikátní metody, které poskytují cenné informace, avšak nejsou odbornou veřejností dostatečně přijímány kvůli nespolehlivosti odhadů parametrů a nejsou tak běžně používány ve vyšetřovacích protokolech. Tato dizertační práce si klade za cíl zlepšit spolehlivost metody DCE a odhady parametrů DSC. Práce se zejména zaměřuje na řešení problému kvantifikace při extravazaci kontrastní látky v DSC analýze a dále na nestabilitu DCE odhadů v případě použití pokročilých DCE farmakokinetických modelů s větším počtem parametrů. S použitím nových přístupů zpracování z literatury pro zpracování simultánně měřených DCE a DSC dat je možno odhadnout nové parametry vyšetřované tkáně - relaxivitu vaskulárního a intersticiálního prostoru. Pro tuto metodiku byl původně použit 2CXM model. V této práci je tato metodika testována s dalšími typy modelů, přičemž je kladen důraz na jejich spolehlivost v rámci spojení DCE a DSC. Bylo zjištěno, že model ATH je pro tento účel vhodnější než 2CXM. Metoda byla rozšířena o alternující dekonvoluci a dále na plně simultánní DCE-DSC odhad. Algoritmus byl testován na umělých a reálných datech. Výsledky analýz ukazují, že navržený dekonvoluční postup zlepšuje přesnost odhadu jak DCE, tak i DSC parametrů v porovnání se sekvenčním odhadem a zvyšuje tak významně potenciál a spolehlivost DCE a DSC metod.
|
|
|
Deconvolution fluorescence microscopy of yeast cells
Štec, Tomáš ; Plášek, Jaromír (vedoucí práce) ; Heřman, Petr (oponent)
Název práce: Využití dekonvoluce v digitální fluorescenční mikroskopii kvasinek Autor: Tomáš Štec Katedra/ústav: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Jarmoír Plášek, CSc., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Fluorescenční mikroskopie představuje rychlou a levnou alternativu k po- kročilejším metodám zobrazování jako jsou konfokální a elektronová mikroskopie. Snímaný obraz je však zatížen velkou mírou zkreslení. Pomocí počítačového zpraco- vání obrazu - dekonvoluce, lze do značné míry eliminovat zkreslení obrazu, čím se umožní rekonstrukce třírozměrné podoby snímaných objektů. V této práci je pod- robně prozkoumána dekonvoluční procedura programu NIS Elements AR, která je následně aplikována na rekonstrukci třírozměrné podoby kvasinek Saccharomyces cerevisiae barvených calcofluorem, s cílem charakterizovat změny vzhledu bunkové stěny v průběhu stárnutí. S rostoucím věkem kvasinky se na povrchu objevují ne- rovnosti, ke konci života dochází i k praskání bunkové stěny. Klíčová slova: fluorescence, mikroskopie, dekonvoluce, NIS Elements AR, calcof- luor, kvasinky, bunková stěna, stárnutí
|
host ::
RSS.