Ing. Jakub Novák

Závěrečné práce

Bakalářské práce

Automatické vyhodnocení úkolů dětí předškolního věku pomocí obrazové analytiky

Autor
Adam Formánek
Rok
2021
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
doc. Ing. Štěpán Starosta, Ph.D.
Anotace
Práce se zabývá automatickým vyhodnocením rozložení stavebnice projektu iSophi SMART pomocí tabletu. Nejdříve je navržena metodika měření tak, aby uživatel viděl na displej tabletu, měl prostor na manipulaci se stavebnicí a zároveň, aby tablet viděl na snímanou plochu. Poté je navržen algoritmus využívající tradičních metod zpracování obrazu, jako jsou mean-shift filtrace, barevná segmentace a marker-controlled watershed segmentace, pro zisk informace o stavebnici ze snímku. Algoritmus je nakonec implementován v podobě serverové aplikace, která na vstupu přijímá obrázek a požadavek na vyhodnocení. Snímek se zpracuje a ze získaných informací a referenčního řešení se vyhodnotí výsledek. Navržené řešení bylo otestováno při dvou světelných podmínkách na 116 snímcích. Při denním světle je úspěšnost validace 84,48 % a při osvětlení žárovkou v místnosti 88,79 %.

Možnosti a limitace tvorby 3D modelu reálného objektu s vyžitím dostupných hloubkových senzorů

Autor
Filip Čacký
Rok
2022
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
doc. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.
Anotace
Tato práce se zabývá zmapováním limitujících faktorů tvorby mračen bodů a meření vzdálenosti pomocí běžně dostupných hloubkových kamer. Byl zkoumán vliv incidenčního úhlu, vzdálenosti měření, tvaru objektu, velikosti objektu a povrchových charakteristik na třech zařízeních, využívajících principy Time-of-Flight, pasivního stereo vidění a aktivního stereo vidění. Porovnaná zařízení jsou Basler ToF, OAK-D-Lite a Intel RealSense D415. Testy odhalily silné a slabé stránky každého zařízení. Kamera Basler ToF má nejlepší strukturální rozlišení, ale je snadno ovlivnitelná povrchovou úpravou měřených objektů. Přesnost hloubky a strukturální rozlišení kamery Intel RealSense D415 jsou srovnatelné s Basler ToF, ale nejsou tak snadno ovlivněny povrchovou úpravou. OAK-D-Lite postrádá strukturální rozlišení potřebné pro přesnou rekonstrukci 3D objektů, ale zdá se být dobrou volbou pro použití ve vizuálně různorodých prostředí pro přibližný odhad hloubky scény. Výsledky provedených experimentů jsou využitelné jako podklad pro studie proveditelnosti projektů strojového vidění s využitím hloubkových kamer.

Snímání a následná detekce a klasifikace vad čokoládových forem

Autor
David Kramný
Rok
2022
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
Mgr. Jan Spěvák, Ph.D.
Anotace
Předmětem bakalářské práce je snímání a následná detekce a klasifikace vad čokoládových forem používaných k výrobě čokoládových bonbónů apod. Pro akvizici snímků je navržena snímací soustava využívající řádkovou kameru, osvětlení v temné poli a osvětlení ve světlém poli. Detekční algoritmus je založen na hranové detekci. Vady jsou klasifikovány do dvou skupin, dle testu jímž byly odhaleny. Detekované vady okrajů dutin (první skupina) jsou správně detekovány v 78 % případů. Povrchové vady (druhá skupina) byly správně detekovány v 76 % případů.

Snímání a následná detekce a klasifikace vad skleněných tyčí

Autor
Matěj Latka
Rok
2021
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.
Anotace
Práce se zabývá automatizovanou detekcí a klasifikací vad na skleněných tyčích. Jsou analyzována předchozí řešení podobných problémů a popsán vlastní postup, v rámci kterého byly navrženy čtyři snímací soustavy využívající pokročilých optických prvků a osvětlení. Dále byly upraveny a rozšířeny analyzované metody detekce a klasifikace vad. Druhá z nich, využívající model založený na moderní architektuře Faster R-CNN, detekuje správně na jednom z datasetů 83 % vad a správně klasifikuje 77 % z nich.

Obrazová detekce a extrakce informací z dokladů

Autor
Matyáš Rousek
Rok
2020
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
Ing. Mgr. Ladislava Smítková Janků, Ph.D.
Anotace
Práce se zabývá ziskem textových informací z fotografií osobních dokladů. Je navržen a implementován postup využívající konvoluční neuronové sítě U-Net natrénované na tvorbu segmentační masky pro zisk dokladu z reálné scény. V rámci nalezeného dokladu jsou vyříznuty oblasti s textem, v nichž je text blíže lokalizován na základě barvy a je přečten knihovnou Tesseract. Na testovací sadě 48 fotografií dokladů je dosaženo přesnosti 98,4 % správně přečtených znaků a pokrytí 92,6 %. Přínosem práce je extrakce textových informací i z fotografií dokladů vyskytujících se v obrazově komplikované scéně.

Systém pro automatizovanou detekci vad ve spojení s metodami nedestruktivního testování

Autor
Adam Maleček
Rok
2020
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
doc. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.
Anotace
Tato práce se zabývá automatizovaným detekováním indikací vad na dílech testovaných metodami nedestruktivního testování, konkrétně magnetickou práškovou metodou. Jsou analyzována předchozí řešení daného problému a popsán vlastní návrh. V rámci vlastního návrhu je sestavena snímací soustava, přizpůsobena zmíněné metodě testování. Dále je navržen algoritmus detekce vad využívající moderních R-CNN metod. Při implementaci je využit systém Detectron2 od firmy Facebook a na trénovacím datasetu o 27 snímcích a testovacím datasetu o 10 snímcích detekuje model 83 % všech pravých indikací, přičemž každý pátý snímek detekuje chybně.

Optimalizace využití tradičních segmentačních algoritmů pro úlohy detekce defektů v průmyslu

Autor
Jiří Szkandera
Rok
2022
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
Ing. Miroslav Čepek, Ph.D.
Anotace
Práce porovnává algoritmy určené k segmentaci objektu v obraze. Porovnány jsou tři algoritmy řadící se do kategorie superpixels (felzenszwalb, SLIC a quickshift), dva zástupci active contour models (snakes a level sets), random walker, region adjacency graphs a Otsu prahování. K tomuto účelu jsou zmapovány defekty objevující se v průmyslu. Nad defekty je vytvořena obecnější kategorizace. Následně jsou z každé kategorie vybrány dvě vady. Na první vadě je nalezena vhodná kombinace parametrů. U hledání jsou zohledněny efekty různého předzpracování a reprezentace snímku pomocí odlišných barevných prostorů. S nalezenými parametry je provedena segmentace druhé vady. Tak je otestována schopnost generalizace a vhodnost použití algoritmu pro vady dané kategorie. Úspěšnost segmentace je měřena metrikou IOU. Úspěšnější algoritmy dosáhly průměrného IOU měřeného přes všechny snímky jedné vady 90 %. U testu generalizace bylo v některých případech dosaženo průměrného IOU 53 %.

Měření letových vlastností šípu vysokorychlostní kamerou

Autor
Matěj Jech
Rok
2021
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
Mgr. Jan Spěvák, Ph.D.
Anotace
Práce se zabývá měřením vlivu lukostřelecké techniky na let šípu. Využívá vysokorychlostních kamer pro analýzu střelcovy techniky. Pohyby střelce přímo ovlivňují trajektorii šípu, která je naznačena jeho výslednou polohou v terči. Za pomoci vysokorychlostní kamery jsou nasnímány ruce v okamžiku vypouštění tětivy. Poté jsou využity metody zpracování obrazu k získání poloh prstů z těchto snímků. Ke každému nahranému výstřelu je zaznamenán korespondující zásah v terči pomocí kartézského souřadného systému s počátkem uprostřed terče. Je potvrzeno, že příčinou zásahů velmi vzdálených od středu terče je příliš malá vzdálenost ukazováčku a prostředníčku, že vyšší horizontální vzdálenost ruky od pozice kotvení vede k zásahům v levé části terče a nakonec, že nižší míra rotace vede k zásahům pod úrovní soustřelu a naopak.

Měření rozměrů a tvarů bižuterních diamantů

Autor
Justýna Frommová
Rok
2021
Typ
Bakalářská práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
Ing. Mgr. Ladislava Smítková Janků, Ph.D.
Anotace
Tato práce se zabývá měřením rozměrů bižuterních kamenů na základě počítačového vidění a zpracování obrazu. Kvalita bižuterních šatonů je kontrolována pomocí velikosti kružnice opsané, kružnice vepsané, kružnice vepsané tabulce diamantu, míry vyleštěnosti a vyosení středu diamantu. V rámci vlastní realizace byly sestaveny tři snímací soustavy z monochromatické kamery, telecentrického objektivu, koaxiálního světla a specifických difuzorů na světla kruhová a pruhová. Byly implementovány čtyři algoritmy, které využívají Canny-Otsu detektor, Otsuovo prahování a watershed algoritmus segmentace. Algoritmy měří velikosti kružnic s přesností 0,0098 mm, odchylka velikostí stejných kamenů v závislosti na poloze ve snímku se pohybuje v rozmezí 0,0028 mm až 0,0040 mm.

Diplomové práce

Revitalizace diagnostického nástroje v medicíně

Autor
Petra Krnáčová
Rok
2018
Typ
Diplomová práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
doc. RNDr. Ing. Marcel Jiřina, Ph.D.
Anotace
Táto diplomovaná práca sa zaoberá revitalizáciou programu DITHYRON určeného na diagnostiku porúch štítnej žľazy, ktorý vznikol v 90. rokoch minulého storočia pre operačný systém MS-DOS, do formy modulu modernej webovej aplikácie Alma Diagnostics. V rámci práce je uvedená podrobná analýza nedostatkov historickej implementácie, ktoré neumožňovali program v súčasnosti používať, rozširovať a vylepšovať. V práci sú zároveň analyzované existujúce aplikácie na pomoc s diagnostikou ochorení a problémy, ktoré limitujú ich rozšírenie. S využitím týchto informácii je navrhnutý a následné implementovaný modul na pomoc s diagnostikou porúch štítnej žľazy.

Hardwarový přípravek pro přesné zacílení pohledu kamery v místnosti

Autor
Zuzana Jiránková
Rok
2021
Typ
Diplomová práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
Dr.-Ing. Martin Novotný
Anotace
Cílem práce je vytvoření hardwarového přípravku pro zacílení pohledu průmyslové kamery, aby bylo možné získat vyšší rozlišení v zvolené oblasti zájmu. Zvoleným řešením bylo využití dvou kamer. Jedna je přehledová a druhá detailní, jejíž pohled je směrován pomocí zrcadla nakláněného v dvou osách. Vytvořené řešení umožňuje zacílit na hledaný objekt z přehledové kamery a získat jeho detail ve větším rozlišení druhou kamerou. Hlavním výsledkem práce je vytvořený hardwarový přípravek a jeho firmware k ovládání náklonu zrcadla.

Detekce a analýza částic proteinů v obrazech z optického mikroskopu

Autor
Petr Wudi
Rok
2020
Typ
Diplomová práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Anotace
Tato práce se zabývá automatizovanou detekcí částic proteinů na snímku z mikroskopu, jejichž rozložení je následně analyzováno. Práce obsahuje analýzu exisujících řešení zabývajících se podobnými problémy a podrobnější popis vybraných metod zpracování obrazu. Tyto metody byly implementovány v jazyce Java a použity pro návrh algoritmu schopného detekovat na snímku jednotlivé částice. Různé kombinace metod byly testovány na reálných datech a porovnány s manuálně anotovanými daty. Pozice částic nalezené nejlepšími algoritmy sloužily jako vstup pro vybrané metody prostorové analýzy.

Android aplikace na detekci onemocnění

Autor
Danny Dočekalů
Rok
2019
Typ
Diplomová práce
Vedoucí
Ing. Jakub Novák
Oponenti
doc. Ing. Ivan Šimeček, Ph.D.
Anotace
Diplomová práce se zabývá návrhem a implementací Android mobilní aplikace pro podporu rozhodování lékařů. Je provedena rešerše stávajících zdravotnických a analytických nástrojů a také analýza webové aplikace Alma Diagnostics, na jejímž základě mobilní aplikace vznikla, a která poskytuje relevantní data pomocí architektonického stylu REST. Práce dále analyzuje zdravotnické datové standardy a zabývá se možností jejich využití.