|
|
Location-aware data transfers scheduling for distributed virtual walkthrough applications.
Přibyl, Jaroslav ; Sochor, Jiří (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Důležitou součástí aplikací procházení distribuovanou virtuální scénou je proces plánování přenosu dat. Jeho hlavním úkolem je zajištění efektivního přenosu dat a maximální kvality renderovaného obrazu. Největší vliv na kvalitu renderované scény mají omezení síťového připojení. Tyto omezení lze redukovat pomocí multi-resolution reprezentace dat scény, určováním priorit stahování jednotlivých částí scény, a přednačítáním dat. Pokročilé metody pro určování priorit a přednačítání částí scény jsou založeny na predikci pohybu uživatele vycházející z matematického popisu jeho pohybu. Tyto metody jsou schopny predikovat následující pozici uživatele jen v krátké vzdálenosti od jeho aktuální polohy. V případě náhlých, ale pravidelných změn směru pohybu uživatele jsou tyto metody nedostatečné co do přesnosti i délky predikce. V této práci je navrhnut komplexní přístup k řešení plánování přenosu dat splňující i tyto požadavky. Navrhované řešení využívá predikci pohybu uživatele založenou na znalostech k určení priority stahování dat i předstahování částí scény. Provedené experimenty nad testovacími daty ukazují, že navržené schéma plánování přenosu dat umožňuje dosažení vyšší efektivity přenosu dat a vyšší kvality renderovaného obrazu během průchodu testovací scénou.
|
|
|
On-line Data Analysis Based on Visual Codebooks
Beran, Vítězslav ; Honec, Jozef (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Práce představuje novou adaptabilní metodu pro on-line vyhledávání videa v reálném čase pomocí vizuálních slovníků. Nová metoda se zaměřuje na nízkou výpočetní náročnost a přesnost vyhledání při on-line použití. Metoda vychází z technik využitých u statických vizuálních slovníků. Tyto běžné techniky jsou upraveny tak, aby byly schopné se adaptovat na proměnlivá data. Postupy, které toto u nové metody řeší, jsou - dynamická inverzní frekvence dokumentů, adaptabilní vizuální slovník a proměnlivý invertovaný index. Navržený postup byl vyhodnocen na úloze vyhledávání videa a prezentované výsledky ukazují, jaké vlastnosti má adaptabilní metoda ve srovnání se statickým přístupem. Nová adaptabilní metoda je založena na konceptu plovoucího okna, který definuje, jakým způsobem se vybírají data pro adaptaci a ke zpracování. Společně s konceptem je definován i matematický aparát, který umožňuje vyhodnotit, jak koncept nejlépe využít pro různé metody zpracování videa. Praktické využití adaptabilní metody je konkrétně u systémů pro zpracování videa, kde se očekává změna v charakteru vizuálních dat nebo tam, kde není předem známo, jakého charakteru vizuální data budou.
|
|
|
Design and Applications of Special-Purpose Two-Dimensional Visual Markers
Zachariáš, Michal ; Sojka, Eduard (referee) ; Ftáčnik,, Milan (referee) ; Herout, Adam (advisor)
Současné vizuální markerové systémy mají jednu zásadní nevýhodu oproti tzv. markerless přístupům - pohyb kamery je omezen na oblast pokrytou markery. V každém snímku musí být marker dostatečně velký, aby jej bylo možné identifikovat a vypočítat pozici a rotaci kamery. Zároveň musí být dostatečně malý, aby se celý (nebo alespoň jeho podstatná část) vešel do záběru kamery. Avšak tyto požadavky jsou protichůdné. Tato práce nabízí řešení tohoto problému za pomoci konceptu Marker Fields. Jde o strukturu, jejíž přítomnost je možné v obraze kamery snadno detekovat a identifikovat část, na kterou se kamera právě dívá, a to na základě jakékoli (malé) podoblasti s definovanou velikostí. Aby bylo možné podoblasti identifikovat zblízka i zdálky, nejsou od sebe odděleny, ale do velké míry se překrývají. V této práci jsou vysvětleny různé implementace konceptu marker fields, spolu s jejich zamýšleným použitím a výhodami a nevýhodami. Jako důkaz použitelnosti marker fields v reálném světě, se druhá největší část této práce věnuje popisu jejich reálných aplikací.
|
|
|
Vehicle Speed Measurement Using Stereo Camera Pair
Najman, Pavel ; Sojka, Eduard (referee) ; Guillemaut, Jean-Yves (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Tato práce se snaží najít odpověď na otázku, zda je v současnosti možné autonomně měřit rychlost vozidel pomocí stereoskopické měřící metody s průměrnou chybou v rozmezí 1 km/h, maximální chybou v rozmezí 3 km/h a směrodatnou odchylkou v rozmezí 1 km/h. Tyto rozsahy chyb jsou založené na požadavcích organizace OIML, jejichž doporučení jsou základem metrologických legislativ mnoha zemí. Pro zodpovězení této otázky je zformulována hypotéza, která je následně testována. Metoda, která využívá stereo kameru pro měření rychlosti vozidel je navržena a experimentálně vyhodnocena. Výsledky pokusů ukazují, že navržená metoda překonává výsledky dosavadních metod. Průměrná chyba měření je přibližně 0.05 km/h, směrodatná odchylka chyby je menší než 0.20 km/h a maximální absolutní hodnota chyby je menší než 0.75 km/h. Tyto výsledky jsou v požadovaném rozmezí a potvrzují tedy testovanou hypotézu.
|
|
|
Scalable Multisensor 3D Reconstruction Framework
Šolony, Marek ; Kneip, Laurent (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Realistické 3D modely prostředí jsou užitečné v mnoha oborech, od inspekce přírodních struktur nebo budov, navigace robotů a tvorby map až po filmový průmysl při zaměřování scény nebo pro integraci speciálních efektů. Je běžné při snímání takové scény použít různých typů senzorů, jako například monokulární, stereoskopické nebo sférické kamery nebo 360° laserové skenery, pro dosažení velkého pokrytí scény. Výhoda laserových skenerů a sférických kamer spočívá právě v zachycení celého okolí jako jeden celistvý snímek. Použitím konvenčních monokulárních kamer lze naproti tomu snadno pokrýt zastíněné části scény nebo zachytit detaily. Proces 3D rekonstrukce sestává ze tří kroků: snímání, zpracování dat a registrace a zpřesnění rekonstrukce. Přínos této disertační práce je podrobná analýza metod registrace obrazu ze sférických a planárních kamer a implementace unifikovaného systému sensorů a měření pro 3D rekonstrukci, jež umožňuje rekonstrukci ze všech dostupných dat. Hlavní výhodou navržené unifikované reprezentace je, že umožňuje společně optimalizovat všechny pózy sensorů a bodů scény aplikací nelineárních optimalizačních metod. Tím dosahuje lepší přesnosti rekonstrukce aniž by se výrazně zvýšily výpočetní nároky.
|
|
|
Accelerated Sparse Matrix Operations in Nonlinear Least Squares Solvers
Polok, Lukáš ; Hartley, Richard (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Smrž, Pavel (advisor)
Tato práce se zaměřuje na datové struktury pro reprezentaci řídkých blokových matic a s nimi spojených výpočetních algoritmů, jež jsem navrhl. Řídké blokové matice se vyskytují při řešení mnoha dílčích problémů jako například při řešení metody nejmenších čtverců. Nelineární metoda nejmenších čtverců (NLS) je často aplikována v robotice pro řešení problému lokalizace robota (SLAM) nebo v příbuzných úlohách 3D rekonstrukce v počítačovém vidění (BA), (SfM). Problémy konečných elementů (FEM) a parciálních diferenciálních rovnic (PDE) v oboru fyzikálních simulací můžou také mít blokovou strukturu. Většina existujících implementací řídké lineární algebry používají řídké matice s granularitou jednotlivých elementů a jen několik málo podporuje řídké blokové matice. To může být způsobeno složitostí blokových formátů, jež snižuje rychlost výpočtů, pokud bloky nejsou dost velké. Některé ze specializovaných NLS optimalizátorů v robotice a počítačovém vidění používají blokové matice jako interní reprezentaci, aby snížily cenu sestavování řídkých matic, ale nakonec tuto reprezentaci převedou na elementovou řídkou matici pro implementaci k řešení systémů rovnic. Existující implementace pro řídké blokové matice se většinou soustředí na jedinou operaci, často násobení matice vektorem. Řešení navržené v této disertaci pokrývá širší spektrum funkcí: implementovány jsou funkce pro efektivní sestavení řídké blokové matice, násobení matice vektorem nebo jinou maticí a nechybí ani řešení trojúhelníkových systémů nebo Choleského faktorizace. Tyto funkce mohou být snadno použity ke řešení systémů lineárních rovnic pomocí analytických nebo iterativních metod nebo k výpočtu vlastních čísel. Jsou zde popsány rychlé algoritmy pro hlavní procesor (CPU) i pro grafické akcelerátory (GPU). Navrhované algoritmy jsou integrovány v knihovně SLAM++ , jež řeší problém nelineárních nejmenších čtverců se zaměřením na problémy v robotice a počítačovém vidění. Je provedeno vyhodnocení na standardních datasetech kde navrhované metody dosahují výrazně lepších výsledků než dosavadní metody popsané v literatuře -- a to bez kompromisů v přesnosti či obecnosti řešení.
|
|
|
Acceleration of Object Detection Using Classifiers
Juránek, Roman ; Kälviäinen, Heikki (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Detekce objektů v počítačovém vidění je složítá úloha. Velmi populární a rozšířená metoda pro detekci je využití statistických klasifikátorů a skenovacích oken. Pro učení kalsifikátorů se často používá algoritmus AdaBoost (nebo jeho modifikace), protože dosahuje vysoké úspěšnosti detekce, nízkého počtu chybných detekcí a je vhodný pro detekci v reálném čase. Implementaci detekce objektů je možné provést různými způsoby a lze využít vlastnosti konkrétní architektury, pro urychlení detekce. Pro akceleraci je možné využít grafické procesory, vícejádrové architektury, SIMD instrukce, nebo programovatelný hardware. Tato práce představuje metodu optimalizace, která vylepšuje výkon detekce objektů s ohledem na cenovou funkci zadanou uživatelem. Metoda rozděluje předem natrénovaný klasifikátor do několika různých implementací, tak aby celková cena klasifikace byla minimalizována. Metoda je verifikována na základním experimentu, kdy je klasifikátor rozdělen do předzpracovací jednotku v FPGA a do jednotky ve standardním PC.
|
|
|
Image Restoration Based on Convolutional Neural Networks
Svoboda, Pavel ; Baláž, Teodor (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Tématem práce je použití konvolučních neuronových sítí pro obecnou restauraci obrazu. Ta se typicky provádí za pomoci specializovaných metod pro konkrétní typ poškození. Model konvoluční sítě zde představuje jednotný přístup, který je aplikován na dva různé typy degradace obrazu, pohybem rozmazané snímky registračních značek a artefakty vznikající vysokou kompresí. Na modely konvolučních sítí je nahlíženo ze dvou úhlů. A to jak dobře si konvoluční sítě vedou v porovnání se současnými metodami pro restauraci konkrétního typu poškození a jak velký rozsah poškození je právě jeden model ještě schopen zpracovat. Klasické metody jsou charakteristické svým úzkým zaměřením na konkrétní typ poškození. Díky své specializaci tyto metody dosahují velmi dobrých výsledků a reprezentují tak dosažené poznání v oboru. Naproti tomu je představena myšlenka jednotného přístupu, tedy mapování poškozeného obrazu přímo na restaurovaný obraz. Ta je primárně ovlivněna současným vývojem konvolučních neuronových sítí a jejich hlubokého učení v počítačovém vidění. Právě učením konvoluční sítě lze jednoduše získat model zaměřený na konkrétní typ poškození. Ten je současně nezřídka schopen pokrýt širokou škálu úrovní konkrétního poškození. V práci je představena metoda přímého mapování z rozmazaného na ostrý obraz pro restauraci pohybem rozmazaných snímků. Ta je odvozena od modelů využívaných v počítačovém vidění pro sémantickou segmentaci obrazu. V případě odstranění kompresních artefaktů je tento přístup rozšířen o specifické učení modelu a různé modifikace samotné architektury sítě. Modely konvolučních sítí v porovnání s tradičními metodami dosahují kvalitativně lepších výsledků. Zároveň se zde představené modely jednoduše vypořádají s širokým rozsahem konkrétního poškození. Ukazuje se tak, že právě modely konvolučních sítí by mohly reprezentovat jednotný přístup pro restauraci různých typů poškozeni.
|
|
|
HUMAN ACTION RECOGNITION IN VIDEO
Řezníček, Ivo ; Baláž, Teodor (referee) ; Sojka, Eduard (referee) ; Zemčík, Pavel (advisor)
Tato disertační práce se zabývá vylepšením systémů pro rozpoznávání činností člověka. Současný stav vědění v této oblasti jest prezentován. Toto zahrnuje způsoby získávání digitálních obrazů a videí společně se způsoby reprezentace těchto entit za použití počítače. Dále jest prezentováno jak jsou použity extraktory příznakových vektorů a extraktory pros- torově-časových příznakových vektorů a způsoby přípravy těchto dat pro další zpracování. Příkladem následného zpracování jsou klasifikační metody. Pro zpracování se obecně obvykle používají části videa s proměnlivou délkou. Hlavní přínos této práce je vyřčená hypotéza o optimální délce analýzy video sekvence, kdy kvalita řešení je porovnatelná s řešením bez restrikce délky videosekvence. Algoritmus pro ověření této hypotézy jest navržen, implementován a otestován. Hypotéza byla experimentálně ověřena za použití tohoto algoritmu. Při hledání optimální délky bylo též dosaženo jistého zlepšení kvality klasifikace. Experimenty, výsledky a budoucí využití této práce jsou taktéž prezentovány.
|
|
|
Identification of Vehicles in the Images of Traffic Situations
Petyovský, Petr ; Sojka, Eduard (referee) ; Železný, Miloš (referee) ; Horák, Karel (advisor)
The aim of this thesis is to propose methods for obtaining the additional vehicle parameters from the real-world traffic situations images and including existing information of the license plate and localization of the vehicle in the scene. The task is to use an existing installation of the camera systems based on data obtained from these devices to propose a new method of extraction of other vehicle's parameters. Solutions can be divided into two groups: 1. Methods for obtaining the features and methods of data evaluation which will lead to a vehicle's type identification based on a single image of the vehicle. 2. Methods for obtaining data of the vehicle's shape based on image sequence of passing vehicle.
|
guest ::
