|
|
Modern Optimization Methods for Interpolation of Missing Sections in Audio Signals
Mokrý, Ondřej ; Kowalski, Matthieu (referee) ; Koldovský, Zbyněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
Poškození audio signálů je v praxi běžným, avšak nežádoucím faktem. Ke ztrátě informace může dojít nevhodným záznamem (nízký vzorkovací kmitočet či dynamický rozsah), chybou přenosu (výpadek vzorků), poškozením média či z důvodu rušení. Odstraňování takových poruch je možné pomocí inverzních úloh. Tato práce se konkrétně zaměřuje na situaci, kdy jsou úseky audio signálu o délce v řádu desítek milisekund zcela ztraceny a cílem je chybějící vzorky interpolovat na základě kontextu a vhodného modelu signálu. První část dizertační práce se věnuje metodám konvexní i nekonvexní optimalizace, které hledají řešení interpolační úlohy na základě předpokladu řídkosti časově-kmitočtového spektra. Obecný základ i některé algoritmy jsou převzaté z literatury a přizpůsobené interpolační úloze, řada modifikací a experimentálních přístupů je originální. Druhá část práce je zaměřena na využití nezáporné faktorizace matic, s níž lze sestavit pravděpodobnostní model spektrogramu signálu a tento využít pro jeho interpolaci. Z tohoto modelu pak vychází úspěšný rekonstrukční algoritmus, k němuž jsou v této práci odvozeny dvě alternativní metody. Závěr práce se věnuje rozsáhlému experimentálnímu ověření funkčnosti metod na skupině hudebních signálů. S využitím objektivních ukazatelů kvality interpolovaného signálu je ukázáno, že v jednotlivých třídách metod vedou navržené modifikace ke znatelnému zlepšení kvality či zlepšení konvergence oproti metodám základním. V rámci studovaného rozsahu poškození pak zejména algoritmy využívající faktorizace konkurují současným nejlepším metodám pro interpolaci chybějících úseků audio signálu.
|
|
|
Audio Signal Declipping and Dequantization Using Sparsity-Based Methods
Záviška, Pavel ; Šroubek,, Filip (referee) ; Koldovský,, Zbyněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
Audio signály jsou náchylné k různým typům poškození, přičemž jedním z nejčastějších a nejproblematičtějších druhů poškození je clipping. Tato dizertační práce se zaměřuje na rekonstrukci zvukových signálů poškozených nelineárním zkreslením s hlavním zaměřením na declipping a dekvantizaci a popisuje vědecký přínos v této oblasti s využitím metod založených na řídké reprezentaci. První část dizertační práce se zabývá problematikou declippingu a představuje několik přístupů založených na řídkých reprezentacích signálů. Součástí je jak originální výzkum, tak i převzaté algoritmy, které však byly v rámci této práce reimplementovány nebo modifikovány. Kvalita výstupů rekonstrukčních algoritmů je vyhodnocena jak pomocí ukazatele SDR, tak i s využitím percepčně založených metrik. V další části se práce zaměřuje na zakomponování psychoakustiky do problému declippingu pomocí váhování transformačních koeficientů s třemi navrženými způsoby konstrukce vah. Je zde dokázáno, že při správně zvolených vahách je možné výrazně zlepšit kvalitu rekonstrukce a vyrovnat se tak nejlepším algoritmům při zachování nízké výpočetní náročnosti. V poslední části práce je pozornost je také věnována metodám umožňujícím odchylku ve spolehlivé části signálu. V tomto směru práce zkoumá percepční vliv prostého nahrazení těchto spolehlivých vzorků, identifikuje jeho hlavní nevýhody a následně představuje metody, které kompenzují negativní efekty způsobené tímto nahrazením. Je ukázáno, že s využitím těchto technik je možné bez významného navýšení výpočetní náročnosti výrazně zlepšit dosaženou kvalitu rekonstrukce. Vybrané algoritmy jsou rovněž aplikovány na problém audio dekvantizace. Součástí práce jsou repozitáře obsahující implementace všech představených metod.
|
|
|
Inverse problems in computational heat transfer with phase change
Kamarýt, Petr ; Mauder, Tomáš (referee) ; Klimeš, Lubomír (advisor)
This diploma thesis deals with inverse problems in heat transfer with phase change. The first chapter focuses on heat transfer mechanisms including phase change. Second chapter deals with computational solution of heat transfer problems. In the third chapter the inverse problem for heat flux estimation is formulated. Fourth chapter is description of methods, implemented by the author, for computational solution of both direct and inverse heat transfer problems. Solution of inverse problem are obtained by the sequential method and artificial neural networks. Two heat flux types were selected: continuous, piecewise linear and discontinuous, piecewise constant. Obtained result for both cases are comparable. In case of discontinuous heat flux, results are worse than in continuous case.
|
|
|
Inverse problems in computational heat transfer with phase change
Kamarýt, Petr ; Mauder, Tomáš (referee) ; Klimeš, Lubomír (advisor)
This diploma thesis deals with inverse problems in heat transfer with phase change. The first chapter focuses on heat transfer mechanisms including phase change. Second chapter deals with computational solution of heat transfer problems. In the third chapter the inverse problem for heat flux estimation is formulated. Fourth chapter is description of methods, implemented by the author, for computational solution of both direct and inverse heat transfer problems. Solution of inverse problem are obtained by the sequential method and artificial neural networks. Two heat flux types were selected: continuous, piecewise linear and discontinuous, piecewise constant. Obtained result for both cases are comparable. In case of discontinuous heat flux, results are worse than in continuous case.
|
|
|
Audio Signal Declipping and Dequantization Using Sparsity-Based Methods
Záviška, Pavel ; Šroubek,, Filip (referee) ; Koldovský,, Zbyněk (referee) ; Rajmic, Pavel (advisor)
Audio signály jsou náchylné k různým typům poškození, přičemž jedním z nejčastějších a nejproblematičtějších druhů poškození je clipping. Tato dizertační práce se zaměřuje na rekonstrukci zvukových signálů poškozených nelineárním zkreslením s hlavním zaměřením na declipping a dekvantizaci a popisuje vědecký přínos v této oblasti s využitím metod založených na řídké reprezentaci. První část dizertační práce se zabývá problematikou declippingu a představuje několik přístupů založených na řídkých reprezentacích signálů. Součástí je jak originální výzkum, tak i převzaté algoritmy, které však byly v rámci této práce reimplementovány nebo modifikovány. Kvalita výstupů rekonstrukčních algoritmů je vyhodnocena jak pomocí ukazatele SDR, tak i s využitím percepčně založených metrik. V další části se práce zaměřuje na zakomponování psychoakustiky do problému declippingu pomocí váhování transformačních koeficientů s třemi navrženými způsoby konstrukce vah. Je zde dokázáno, že při správně zvolených vahách je možné výrazně zlepšit kvalitu rekonstrukce a vyrovnat se tak nejlepším algoritmům při zachování nízké výpočetní náročnosti. V poslední části práce je pozornost je také věnována metodám umožňujícím odchylku ve spolehlivé části signálu. V tomto směru práce zkoumá percepční vliv prostého nahrazení těchto spolehlivých vzorků, identifikuje jeho hlavní nevýhody a následně představuje metody, které kompenzují negativní efekty způsobené tímto nahrazením. Je ukázáno, že s využitím těchto technik je možné bez významného navýšení výpočetní náročnosti výrazně zlepšit dosaženou kvalitu rekonstrukce. Vybrané algoritmy jsou rovněž aplikovány na problém audio dekvantizace. Součástí práce jsou repozitáře obsahující implementace všech představených metod.
|
|
|
Mathematical modelling and computational methods in applied sciences and engineering - Modelling 2019
Blaheta, Radim ; Starý, Jiří ; Sysala, Stanislav
Modelling 2019 is an international conference on Mathematical Modelling and Computational Methods in Applied Sciences and Engineering held in\nOlomouc, Czech Republic, in September 16 - 20, 2019. It aims to be a forum for an exchange of ideas, insights and experiences in different areas\nof mathematical modelling. It includes the fundamental formulation and analysis of mathematical models, the development of numerical methods and exploitation of capabilities of the contemporary high-performance computers or applications of mathematical modelling.\nThis conference belongs to a series of conferences previously held in Roznov in 2014 and 2009, in Pilsen in 2005 and 2001, and in Prague in 1998 and 1994. During the period of 25 years, the focus of the conference has been substantially enlarged. Besides the topics aiming at the development\nof numerical methods and analysis of mathematical models described by the partial differential equations, the conference relates to the inverse\nproblems, quantification of uncertainties in the input data, machine learning and exploitation of high-performance computing systems of petaflops and pre-exaflops performance. Increased attention is devoted to challenging industrial problems and collaboration with industry.
|
|
| |
|
| |
|
| |
guest ::
