Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-TLIAk. rok: 2015/2016
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
Profil
Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat nabyté teoretické znalosti při návrhu nových telekomunikačních a informačních zařízení a systémů. Orientuje se ve zpracování akustických signálů i obrazu, v problematice signálových procesorů, digitální filtrace apod. Vyzná se v kryptografických systémech, v zabezpečení přenosu proti chybám, v synchronizaci sítí. Umí připravovat nové služby a technicky řešit problémy s tím spojené. Veškeré otázky řeší komplexně se zaměřením k vysokorychlostním multimediálním systémům.
Klíčové výsledky učení
Absolventi doktorského studia v oblasti teleinformatiky jsou schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci ve vývoji, konstrukci a provozu výzkumných a vývojových institucí, telekomunikačních výrobních firem a společností, kde tvůrčím způsobem uplatňují své znalosti a dovednosti. Absolvent umí samostatně řešit vědecké a složité technické úlohy z oblasti komunikačních a a informačních technologií. Vzhledem k šíři teoretického vzdělání je absolvent schopen se přizpůsobit požadavkům praxe v základním i aplikovaném výzkumu.
Profesní profil absolventů s příklady
Studijní obor je zaměřen na vědeckou výchovu doktorandů s hlubokými teoretickými základy konvergovaných komunikačních a informačních technologií. Hlavní části studia tvoří předměty teoretické informatiky a telekomunikační techniky. V oblasti teleinformatiky má široké znalosti komunikačních a informačních technologií, datových přenosů a jejich zabezpečení, včetně užití i návrhu software s tím spojeným. Je schopen se orientovat v operačních systémech, počítačových jazycích, databázových systémech, distribuovaných aplikacích apod. Na vysoké úrovni zvládá algoritmizaci úloh. Je schopen navrhovat nová technologická řešení telekomunikačních zařízení, informačních systémů a podpůrných služeb.
Garant
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Prvním krokem bude výzkum vlastností sondy pro měření intenzity zvuku a lokalizaci zdrojů. Dalším krokem bude prozkoumání algoritmů adaptivního potlačení šumu používaného ve dvoukanálových systémech zvýraznění řeči. Cílem je navrhnout a ověřit nový adaptivní algoritmus, který by částečně využíval směrových vlastností intenzitní sondy pro kvalitnější zvýraznění řeči.
Školitel: Sysel Petr, doc. Ing., Ph.D.
Práce je zaměřena na modelování, simulace a experimentální ověřování struktur, u nichž relace mezi odezvou a budicí veličinou obsahuje derivaci nebo integrál necelistvého řádu (tzv. fraktální struktury či obvody). Úkolem je dále návrh vhodných aplikačních možností obvodů fraktálního řádu, např. kmitočtových filtrů, rekonfigurovatelných filtrů či přeladitelných oscilátorů. Pozornost je třeba věnovat i dalším možným způsobům realizace fraktálních obvodů, např. využití struktur s rozprostřenými parametry (RC-EDP).
Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.
Neurodegenerativní onemocnění jako Parkinsonovu či Alzheimerovu nemoc je možné diagnostikovat pomocí různých klinických, genetických a paraklinických vyšetření. Mezi paraklinické metody se řadí i analýza digitalizovaného písma. Díky dnešním digitalizačním tabletům je možné vhodně kvantifikovat dynamiku pohybu, tlak na hrot pera, sklon, azimut, ale nepřímo i kognitivní funkce (je možné pozorovat pohyb ruky v momentě, kdy nepíše). Tyto parametrizační metody tak umožňují popis různých klinických příznaků neurodegenerativních onemocnění, jako je např. tremor, mikrografie, zpomalené tahy, kognitivní deficit, špatná prostorová orientace, atd. Cílem této dizertační práce je návrh metod zpracování digitalizovaného písma/kresby, pomocí kterých by bylo možné neurodegenerativní onemocnění (především Parkinsonovu nemoc a demenci) diagnostikovat, odhadnout jeho progresi a monitorovat jej v čase.
Školitel: Smékal Zdeněk, prof. Ing., CSc.
Problematika disertační práce bude zaměřena na rozvoj současných segmentačních metod pro analýzu obrazů magnetorezonanční tomografie. Na základě rešerže současných metod bude zvolena segmentační metoda vhodná pro analýzu obrazů z databáze vyšetřovaných pacientů s onemocněním mozku a následně bude provedem výzkum v oblasti patologické tkáně ve strukturních, perfúzních, difúzních, případně dalších obrazech. Téma bude řešeno ve spolupráci s FN Bohunice.
Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.
Práce je zaměřena na analýzu vlastností elektrických filtrů pracujících v proudovém módu. Cílem bude vytvořit algoritmizovatelné postupy, které vedou ke zjištění vlastností filtrů obecně zadaných pomocí schématu. Bude třeba vyhodnotit intervaly dosažitelných parametrů, jako jsou jakost, proudový přenos v propustném pásmu, dynamický rozsah při definovaném napájecím napětí, citlivosti apod. V případě hledání intervalu jakosti půjde o hledání extrémů nelineární funkce více proměnných. K tomuto budou nejprve využity matematické nástroje jako Maple nebo MathCAD, později bude navržen vlastní algoritmus. Požadavky na uchazeče: algoritmické myšlení, znalost počítačového programování, znalost teorie obvodů.
Školitel: Lattenberg Ivo, doc. Ing., Ph.D.
Mnoho metod zpracování signálů benefituje z možnosti jejich tzv. řídké reprezentace. Metody strojového učení (machine learning, data mining) umožňují vhodné reprezentace hledat z velkých objemů dat (big data) a tím zlepšit účinnost např. klasifikace, predikce apod.
Školitel: Rajmic Pavel, prof. Mgr., Ph.D.
Práce bude věnována výzkum v oblasti bezpečnosti IP telefonie. Bude zahrnovat analýzu protokolů, zajišťujících internetovou telefonii VoIP, známých útoků, návrh a ověření nových útoků. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení eliminace či minimalizace vlivu zkoumaných útoků na VoIP provoz. Jednotlivé přístupy budou dále testovány v praktických realizacích.
Školitel: Šilhavý Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Student získá zkušenosti s analýzou stavu zabezpečení zejména operačních systémů s otevřeným zdrojovým kódem, například Linux. Náplní práce bude analyzovat hrozby a útoky na operační systémy a zabývat se zamezením těchto útoků.
Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.
Cílem je analyzovat nejnovější vývoj a trendy v oblasti konvergovaných sítí, zejména problémy ochrany proti kybernetickým útokům. Jako perspektivní se jeví vývoj v oblasti 5G mobile, SDN a navazující přenosové technologie. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh inovovaných metod obrany a ochrany, nebo metody nové. Výzkum vyžaduje přehled v oblasti sítí, zkušenosti s prací s programy MATLAB či SCILAB, případně znalost alespoň jednoho z jazyků VHDL, C, Java, vývojového systému FPGA, evolučních algoritmů, apod.
Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.
Téma je zaměřeno na problematiku zabezpečení technologií IoT, tedy smart-meterů, senzorů, komunikačních bran či tzv. nositelných zařízení. Téma obsahuje aktivity spojené s návrhem kryptografických protokolů, jejich testování a také vlastní implementaci na zařízeních s omezenými prostředky. Cílem práce je vyvinout nové metody zajištění autentičnosti a zároveň ochrany soukromí v systémech IoT a tyto metody experimentálně ověřit.
Školitel: Hajný Jan, doc. Ing., Ph.D.
Metoda časově-prostorové vizualizace zobrazuje kumulativní vývoj zvukového pole jako funkci směru dopřednou integrací energie impulsní odezvy v krátkých časových rámcích. Motivací tohoto přístupu je reprezentace zvukového pole poslechových prostorů ve formátu, který umožňuje rychlé srovnání mezi prostory a zdůrazňuje subjektivně důležité aspekty prostoru. Cílem této práce je nalézt nové objektivní metriky využívající časově-prostorovou analýzu a porovnat je se subjektivním hodnocením kvality poslechových prostorů.
Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Náplní disertační práce je analýza současného stavu a předpokládaného vývoje profilu datových toků služeb v moderních mobilních sítích současné a především nové generace. Cílem výzkumu pak bude analýza profilu služeb uživatelů a získávání informací z těchto dat. Dílčí náplní bude návrh metodiky pro hodnocení výkonnosti mobilních sítí z hlediska uživatelských aplikačních toků.
Školitel: Novotný Vít, doc. Ing., Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na problematiku chromatické (CD) a polarizační vidové disperze (PMD) v prostředí vysokorychlostních optických sítí další generace NG-ON (Next Generation-Optical Networks). Disperzní vlastnosti optických sítí jsou s nárůstem přenosových rychlostí nad 40 Gbit/s stále větším problémem, proto je třeba se jimi intenzivně zabývat v oblasti výzkumu. Práce bude směrována k novým možnostem eliminace negativních dopadů disperzních jevů na přenosové parametry optických sítí, případným kompenzačním technikám a návrhu nových modelů využívajících možnosti pokročilých modulačních formátů, koherentního příjmu a dalších progresivních technik.
Školitel: Filka Miloslav, prof. Ing., CSc.
Distribuované služby (could services) jsou moderní technologií, která umožňuje například ukládat data v síti Internet bez omezení na konkrétní servery. U distribuovaných služeb je například potřeba řešit rozložení serverů pro ukládání dat, zálohování a obnovu dat, ochranu soukromí uživatelů a zajištění škálovatelnosti a spolehlivosti.
Potřeba doplnit chybějící úsek audiosignálu je zajímavou úlohou s praktickým využitím (restaurace nahrávek, výpadky v hovorech VoIP apod.). Současné metody zvládají velmi kvalitní interpolaci signálů, které jsou v okolí chybějícího úseku stacionární a mají harmonický charakter. Studium by se zaměřovalo na vylepšení těchto metod moderními prostředky zpracování signálů, které by současné metody kvalitativně posunulo dál i pro rekonstrukci nestacionárních úseků. Práce by neměla opomenout psychoakustickou stránku problému. Spolupráce s akademií věd ve Vídni, možnost cestování.
Cílem je vytvořit efektivní strategii použití veřejných a neveřejných IP síti pro krizové řízení. Dále pak navrhnout takovou síť, která by dokázala kapacitně, ale také z hlediska odolnosti, zajistit krizovou komunikaci. Jednalo by se zejména o přenosy hlasu, dat, TVvysílání. Další částí by bylo navrhnout nové metody řízení komunikace po internetu - řídit toky informací atp. Výzkum by obsahoval také vliv topologie sítě na její stabilitu a bezpečnost, rychlost šíření virů, schopnost odolávat útokům atp. Jedním z cílů je navrhnout softwarového robota, který bude schopný monitorovat topologii sítě popřípadě internetu, dalším cílem je navrhnout systém pro výměnu souborů po internetu, ale bez jakéhokoli centrálního prvku. Systém by přitom měl být intuitivně použitelný. Řešení by mělo být bezpečné a umožnit anonymizovat odesilatele a příjemce dat. Finálním cílem je navrhnout vysoce odolnou síť vhodnou pro krizové situace a tento návrh podložit teorií.
Tématem doktorské práce je výzkum technik pro generování řídkých optických pulzů o výkonech desítek miliwattů až jednotek wattů a průzkum vlastností různých typů generátorů
Vývoj brzké diagnostiky neurodegenerativních onemocnění, jako jsou například Parkinsonova či Alzheimerova nemoc, směřuje k levným neinvazivním technikám, které se zaměřují na ty příznaky nemoci, které předcházejí příznakům pozdějších stádií onemocnění. Vady v řeči, a to konkrétně hypokinetická dysartrie, jsou jedním z brzkých klinických příznaků těchto nemocí. Cílem disertační práce bude pomocí pravděpodobnostních shlukovacích metod navrhnout algoritmy zpracování řečových signálů, pomocí kterých bude možné identifikovat takové hlasové charakteristiky (parametry) řečového signálu, které objektivně odlišují nemocné a zdravé jedince.
V současné době lze pouze omezeně používat veřejnou síť Internet pro komunikaci s bezpečnostními složkami, jako jsou například policie a zdravotnická záchranná služba. Důvodem je, že používané síťové technologie pro realizaci tísňové komunikace (hlas, obraz a textové zprávy) nemají potřebné vlastnosti a parametry. Jako příklad lze uvést detekci geografické polohy člověka v tísni.
Internet věcí (Internet of Things, IoT) je nový trend, který zahrnuje propojení zařízení různých typů pomocí sítě Internet. Pro tato zařízení je mimo jiné nutno řešit způsob síťové komunikace. Mezi základní aplikace Internetu věcí patří monitorování okolního prostředí, medicínské systémy, inteligentní domácnosti a přeprava osob a věcí.
Aby bylo možné zcela realizovat vizi Internet of Things (IoT), dílčí systémy, zařízení a aplikace musejí být schopné komunikovat společným jazykem. Je tedy nutné vytvořit univerzální platformu, která bude sloužit jako propojovací element pro jednotlivé komponenty nezávisle na jejich výrobci, použitém programovacím jazyku či fyzické komunikační technologii. Cílem práce tedy bude návrh multi-platformní middleware vrstvy, která bude implementována na inteligentní IoT bráně a bude poskytovat společné služby a rozhraní pro bezpečnou komunikaci, sdílení dat a řízení jednotlivých zařízení a aplikací IoT ekosystému. Jedním z klíčových úkolů bude návrh otevřeného datového modelu a univerzální syntaxe pro sdílení informací mezi zařízeními či senzory.
Školitel: Hošek Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Současné mobilní sítě začínají čelit výraznému nárůstu specifického typu datových přenosů generovaných automatizovanými zařízeními a systémy bez interakce člověka. Tento typ mobilních dat bude však ještě dominantnější v mobilních sítích budoucích generací jako jsou 4G nebo 5G sítě. Z tohoto důvodu je třeba provést důkladnou analýzu všech specifik a požadavků na provoz těchto Machine-to-Machine (M2M) služeb v mobilní síti. Bude třeba navrhnout metodiku pro optimální nastavení parametrů mobilní sítě tak, aby nebylo konzumováno neúměrné množství síťových zdrojů na jedné straně a aby se zamezilo jejich plýtvání na straně druhé. Současně musí být brána v úvahu také energetická náročnost těchto spojení, jelikož většina koncových zařízení má omezené zdroje napájení.
Téma je zaměřeno na problematiku moderních šifrovacích algoritmů a optimalizaci jejich implementace pomocí hardwarových prvků, typicky FPGA čipů. Cílem práce je nalézt algoritmy vhodné k implementaci na FPGA čipech, najít a aplikovat vhodné metody optimalizace a s jejich použitím vyvinout vlastní systém šifrování provozu ve vysokorychlostních sítích.
Kybernetická bezpečnost má za cíl řešit ochranu před útoky za účelem znehodnocení nebo zcizení informací. Zajištění kybernetické bezpečnosti je také důležité z pohledu ochrany soukromí uživatelů sítě Internet. Naproti tomu cílem útočníků je zjistit co nejvíce informací o uživatelích. Jednou z možností ochrany je kybernetickým útokům předcházet. Toho lze dosáhnout monitorováním síťové komunikace a analýzou získaných dat.
Práce bude věnována analýze stávajících systémů protichybového zabezpečení v drátových i bezdrátových přenosových systémech a návrhu alternativních přístupů protichybového zabezpečení s využitím LDPC (Low Density Parity Check) kódů. Cílem práce bude zejména uplatnění nových kódů a přístupů namísto stávajících, které zpravidla využívají CRC a RS kód s prokládáním. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto systémů.
Cílem práce je prozkoumat možnosti matematického modelování datové komunikace s ohledem na možnosti detekce neočekávaných stavů způsobených změnou charakteru provozu nebo bezpečnostním incidentem. Práce má posoudit možnosti a vhodnost jednotlivých matematických modelů pro různé typy sítí: internetové připojení domácnosti, malé i velké organizace, serverové farmy, ISP, ....
Školitel: Zeman Václav, doc. Ing., Ph.D.
V současnosti jsme svědky masivního nástupu mobilních sítích čtvrté generace. Náplní disertační práce je studium a následná analýza řídicích zpráv (signalizace) v experimentální síti na ÚTKO i v reálných mobilních sítích, průzkum příčin neúspěšných či zdlouhavých řídicích procedur a návrh technik pro lokalizaci problémů a optimalizaci mobilních sítí.
Problematika bude zaměřena na výzkum metod registrace a rekonstrukce obrazových dat pořízených optickou koherentní tomografií ve spolupráci s Medizinische Universität Wien. Součástí práce bude implementace algoritmů s využitím platformy CUDA a distribuce časově náročných algoritmů do grafické karty. Předpokládá se stáž na zahraniční univerzitě.
Cílem disertační práce je průzkum metod výkonnostního hodnocení mobilních sítí, jejich kritické posouzení z hlediska náročnosti a nákladnosti měření a návrh nových metod, které využívají v hojné míře data získaná z analýzy datových toků běžných uživatelů. Dílčím cílem je návrh nových klíčových indikátorů odrážejících současné požadavky na mobilní sítě a návrh algoritmů jejich výpočtu
Částicový filtr (particle filter) je výpočetně realizovaná technika pro sekvenční bayesovský odhad v libovolných negaussovských scénářích. Blokový částicový filtr je další varianta částicových filtrů s výrazně redukovanou složitostí. Cílem tohoto tématu je vyvinout distribuovanou verzi blokového částicového filtru a zkoumat použití blokových částicových technik v Belief Propagation procházení zpráv a/nebo v bayesovkých filtrech založených na náhodných konečných sadách, jako např. PHD (Probability Hypothesis Density) filtr nebo multi-Bernoulli filtr.
Školitel: Říha Kamil, doc. Ing., Ph.D.
Náplní doktorské práce budou koncepty, algoritmy a systémy pro modelování šíření zvuku v proměnném prostředí. Práce bude zaměřena na modelování šíření prvotních odražených zvukových vln a na smyslově založených statistických technikách pro generování pozdních odrazů a mnohonásobných odrazů zvukových vln pro pohybující se zvukový zdroj a/nebo posluchače.
Školitel: Balík Miroslav, Ing., Ph.D.
Zálohování dat je pro každý informační systém kritickým procesem. Tvorba těchto záloh by měla být časově i nákladově nenáročná a obnova dat by měla být rychlá a spolehlivá. K optimalizaci tvorby záloh a obnovy dat však v současné době neexistují dostatečně obecné matematické modely. Projektanti a správci systémů zálohování dat proto musí vycházet z empirických zkušeností a z hrubých odhadů. Cílem disertační práce je navrhnout a ověřit dostatečně obecný model tvorby záloh a obnovy dat. Pomocí tohoto modelu pak kvantitativně porovnat různé typy systémů pro zálohování dat, různé strategie zálohování a různé typy rotace paměťových úložišť. Na základě těchto porovnání nakonec pro různé scénáře stanovit obecné zásady pro projektování zálohovacích systémů.
Školitel: Burda Karel, doc. Ing., CSc.
Problematika disertační práce bude zaměřena na návrh metody nebo více metod pro analýzu magnetorezonančních obrazových dat získaných ve spolupráci s FN Bohunice. Rozvoj metod bude vycházet z rešerže současných segmentačních metod pro analýzu obrazů magnetorezonanční tomografie. Práce se dále zaměření na metody určení kvality segmentace.
Hluku ve venkovním prostředí je celosvětový problém, který přetrvává i v oblastech, kde byly použity rozsáhlé prostředky pro regulaci, hodnocení a potlačování zdrojů hluku nebo pro tvorbu protihlukových ochran. Ochrana proti hluku ve venkovním prostředí vyžaduje provádění měření v terénu, posuzování hluku ze specifických zdrojů, výpočet očekávané hladiny hluku a mapování hladin hluku. Cílem této disertační práce je výzkum nové koncepce pro trvalé monitorování a hodnocení hluku ve venkovním prostředí s identifikací zdrojů hluku a interaktivním mapováním, která bude využívat moderní bezdrátové senzorové sítě s se sledováním a vizualizací dat v reálném čase. Tématem práce bude nejen výzkum a implementace algoritmů analýzy hluku, ale také návrh hardware snímače hluku.
Neurodegenerativní onemocnění jako Parkinsonovu či Alzheimerovu nemoc je možné diagnostikovat pomocí různých klinických, genetických a paraklinických vyšetření. Mezi paraklinické metody se řadí např. akustická analýza řeči, analýza digitalizovaného písma/kresby či analýza aktivity mozku pomocí funkční magnetické rezonance. K tomu, aby bylo možné u pacientů lépe pochopit aktivaci svalstva (končetiny, hlasový trakt) pomocí impulzů vedených z mozku, je nutné simultánně zaznamenávat, korelovat a zpracovávat různé modality. Tento druh multimodální analýzy je rovněž cenným nástrojem pro komplexní popis onemocnění. Cílem této dizertační práce je vytvoření konceptu multimodální analýzy neurodegenerativních onemocnění (především Parkinsonovy nemoci), který bude založen na analýze řeči, písma/kresby a dat z fMRI. Na základě navrženého konceptu bude onemocnění diagnostikováno a monitorováno v čase.
Mnoho speciálních a náročných úloh lze formulovat jako numerické optimalizační problémy a mimojiné tím ještě zlepšit jejich úspěšnost. Např. segmentace, dekomprese, dekvantizace, klasifikace.
Telematické systémy jsou obvyklé zejména v dopravě. Výzkum telematických systémů založených na Internet protokolu bude směřovat k návrhu sofistikovaných, tedy promyšlených, formálně propracovaných a složitých metod využívajících IP systémů v různých oblastech. Předpokládají se zejména sledovací systémy, zabezpečovací systémy, systémy placení jízdného a dalších poplatků, informační systémy, interaktivní aplikace apod. Pozornost se zaměřuje na lokalizaci pomocí GPS, diagnostiku vozidel, sledování vozidel v orthomapách v reálné situaci apod. Sofistikované telematické systémy budou softwarově simulovány, optimalizovány a následně prakticky realizavány ve formě funkčních vzorků. Předpokládá se komunikace dvou automobilů bez účasti řidiče, předcházení kolizím, předávání informací o dopravě z míst, odkud automobily vyjížděly. Uvažován bude velmi přesný navigační systém založený na systému Galileo (GNSS) pro ovládání funkčních bloků automobilů (řízení).
Disertační práce je zaměřena na výzkum nových typů vysokofrekvenčních frekvenčně agilních filtrů pomocí nekonvenčních aktivních funkčních bloků. Frekvenčně agilní filtry jsou speciální rekonfigurovatelné filtry. Záměrem této práce je návrh symetrických frekvenčně agilních filtrů třídy 1 až n. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována modelováním v SPICE a ověřena experimentálním měřením.
Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.
Cílem je analýza aspektů bezpečnosti v rámci distribuovaných systémů a jejich algoritmů s důrazem na možná bezpečnostní rizika. Na podkladě získaných poznatků se předpokládá návrh nových technik zabezpečení uvažovaných systémů a jejich optimalizace. Optimalizace představuje návrh mechanizmů na zeefektivnění výpočtů popřípadě návrh technik na minimalizaci nebo odstranění negativních vlivů, které ovlivňují činnost distribuovaných systémů. Předpokládá se návrh matematických nástrojů na popis nově vzniklých mechanizmů. Navržená řešení bude nutno ověřit simulací, popřípadě experimentálně.
Disertační práce je zaměřena na výzkum nových typů analogových funkčních bloků s diferenčním napěťovým vstupem a jejich aplikace v kmitočtových filtrech, oscilátorech, syntetických induktorech, atd. Cílem je navrhnout původní koncepty funkčních bloků s diferenčními napěťovými vstupy umožňující elektronické řízení proudových či napěťových přenosů mezi jednotlivými terminály. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována modelováním v SPICE a experimentálním měřením.
Téma je zaměřeno na výzkum nových metod pro analýzu nekompletní prostorové informace obsažené v digitálních obrazech, tedy v jejich časových nebo prostorových sekvencích, případně vyplývající z geometrie dané scény.
Téma je zaměřeno na zpracování statických, dynamických nebo třírozměrných obrazů, které jsou výstupem různých lékařských akvizičních technik, jako je zejména obrazový výstup ultrazvukového vyšetření, případně snímání řezů částí těla sejmutých pomocí magnetické rezonance a podobně. Cílem je zlepšení vlastností jednotlivých snímků, jejich segmentace, rozpoznání 2D objektů, kvantifikace různých parametrů objektů, jejich časová nebo prostorová analýza, případně konstrukce 3D modelu. Výsledkem práce bude návrh vlastní metody využitelné při řešení konkrétních diagnostických problémů ve spolupráci s lékaři.
Cílem práce je výzkum nových algoritmů a přístupů vedoucích k výpočtu a určení polohy mobilního objektu v bezdrátových ad-hoc sítích. Student se bude věnovat výzkumu distribuovaných i centralizovaných přístupů, které matematicky popíše a následně i experimentálně ověří v reálné bezdrátové síti. Práce bude zaměřena na využití nové moderní technologie UWB, která zaručuje vysokou spolehlivost měření vzdálenosti mezi objekty. Součástí práce bude studium a výzkummoderních filtračních metod .
Školitel: Šimek Milan, Ing., Ph.D.
Cílem PhD studia bude provést komplexní výzkum lokalizačních metod založených na technologii UWB. Student se bude v teoretické části zabývat analýzou a experimentálním ověřením těchto metod a v praktické části své práce navrhne nové metody s ohledem na přesnou časovou synchronizaci zařízení v systému. Dále se bude také zabývat výzkumem efektivnosti metody TDoA pro aplikaci ro RTLS systémů.
Ve zvukovém systému založeném na zvukových objektech jsou různé zvukové elementy sloučeny s meta daty do zvukových objektů. Tato metadata popisují, jak má být zvukový element reprodukován posluchači, tím, že definují jeho pozici v 3D prostoru bez ohledu na daný systém ozvučení. V současné době existuje řada přístupů pro polohování zvukových objektů, zejména ambisonie, VBAP, DirAC a wavefield syntéza. Každý z nich má svoje výhody i nevýhody. Cílem této práce ja analyzovat možnosti použití těchto metod v reálných instalacích a navrhnout a otestovat nové algoritmy polohování zvukových objektů ve 3D prostoru.
Neurodegenerativní onemocnění jako Parkinsonovu či Alzheimerovu nemoc je možné diagnostikovat pomocí různých klinických, genetických a paraklinických vyšetření. Mezi paraklinické metody se řadí i akustická analýza řeči. Díky této analýze je možné např. identifikovat hypokinetickou dysartrii a objektivně kvantifikovat její klinické příznaky jako monotónnost řeči, dysprozodii, sníženou hybnost mluvidel, atd. Pomocí akustické analýzy je možné rovněž odhadnout stupeň postižení, který je klinickými neurology, psychology a logopedy popisován pomocí různých testů. Cílem této dizertační práce je návrh metod zpracování řečových signálů, pomocí kterých by bylo možné odhadovat hodnoty různých klinických testů používaných k hodnocení Parkinsonovy nemoci (např. zárazy v chůzi - FOG, unifikovanou škálu pro hodnocení Parkinsonovy nemoci - UPDRS, Addenbrookský kognitivní test ACE-R, atd.).
V současné době je moderním trendem nasazovat klasické operační systémy na dedikovaná zařízení, která mají často omezené výpočetní prostředky, nebo je zde preferována jedna systémová funkce nad jinými. Jedním z velmi používaných systémů pro tyto účely je OS Linux. Pro jeho optimalizaci existuje již několik projektů, které se například zabývají miniaturizací operačního systému nebo zvýšením výkonu pro specifické real-time aplikace.
S neustálým vývojem komunikačních technologií a koncových zařízení rostou také požadavky koncových uživatelů na kvalitu poskytované služby v mobilních sítích. Mezi dominantní aplikace v mobilních sítích budoucí generace bude patřit zejména video streaming a sociální sítě. Pro tyto specifické služby je tedy třeba navrhnout optimální nastavení klíčových parametrů sítě tak, aby byla dosažena maximální spokojenost zákazníků. Pro tento cíl bude nutné nejprve důkladně zmapovat vazby mezi síťovými proměnnými na jedné straně a subjektivním vnímáním kvality na straně druhé. Bude tedy třeba navrhnout a následně otestovat metodiku hodnocení a následné predikce celkové spokojenosti uživatelů mobilní datové služby se zaměřením primárně na službu online video streamingu YouTube.
Moderní výpočetní prostředky (CPU, GPU, APU, DSP) mají k dispozici větší počet paralelních výpočetních jednotek. Využití paralelizace je nyní standardizováno prostřednictvím OpenCL, který umožňuje paralelní programování heterogenních systémů. Současně také simulační prostředky (např. Matlab a Simulink) disponují možnostmi paralelního programování. V úvodu řešení je nutné provést analýzu možností aktuálních standardů pro paralelizaci procesů, které jsou využitelné pro základní a pokročilé metody číslicového zpracování signálů. Cílem disertační práce je návrh algoritmů metod číslicového zpracování signálů, které budou využívat možnosti paralelního programování jak během simulace, tak také ve finální implementaci pro cílový výpočetní prostředek.
Nosnou myšlenkou je využít k přenosu dat peer-to-peer komunikaci mezi zařízeními v dané lokalitě. Simulovat se bude mobilní síť přetížená při hromadných akcích, jakými jsou výstavy, havárie, koncerty atp. V takovém případě se často stává, že lidé používají na mobilním internetu stejné služby - zpravodajství, Twitter, Facebook. Návrh sítě, která se bude sama organizovat a bude možné zajistit, aby přes síť mobilního operátora danou stránku nebo informaci stáhl pouze jeden uživatel v lokalitě, mezi ostatní by se pak obsah šířil ad-hoc sítí. S rostoucím počtem zařízení by pak de facto rostla přenosová kapacita sítě. Při rozšíření přenosů i přes jiná média nebo napříč operátory bude možné přenášet i hovory.
Předmětem steganografie je skrývání zpráv, přičemž se zpráva obvykle skrývá do jiné zprávy (tzv. kontejneru). Kontejnerem může být textový dokument, obrázek, zvukový záznam apod. Stávající metody skrývání, jako je například metoda nejméně významných bitů, jsou v současné době v důsledku vysokého výpočetního výkonu cenzorů snadno detekovatelné. K eliminaci této hrozby je proto zapotřebí vyvinout steganografické metody, které budou mnohem více respektovat specifika kontejnerů. Cílem disertační práce bude do hloubky prozkoumat princip a omezení moderních metod detekce skrytých zpráv a na tomto základě navrhnout dostatečně efektivní steganografickou metodu, které by současnými detekčními metodami byla prakticky neodhalitelná. Navíc by tato metoda měla být i dostatečně robustní, aby skrytá zpráva byla čitelná i po preventivních úpravách steganogramu provedených cenzorem.
Jedním z důležitých parametrů řečového signálu je kmitočet základního tónu. Jeho určení je vzhledem k nestacionaritě řečového signálu poměrně obtížné. Empirická dekompozice (empirical mode decomposition) je moderní metoda pro analýzu nestacionárních signálů založená na rozkladu signálu do báze funkcí přizpůsobených obsahu signálu. Z rozložených funkcí je potém možné zjistit kromě jiného i okamžitý kmitočet např. pomocí Hilbertovy transformace. Náplní disertační práce bude výzkum uvedené metody detekce kmitočtu základního tónu a porovnání výsledků s ostatními známými metodami.
Práce je zaměřena na analýzu a návrh převodníků A/D a D/A pracující v proudovém módu. Cílem bude navrhnout vhodnou strukturu převodníků číslo-proud a proud-číslo bez vnitřní konverze proud-napětí a napětí-proud s ohledem na zvýšení šířky pásma oproti převodníkům pracujícím v napěťovém módu. Součástí práce je i návrh a analýza antialiasingových filtrů pracujících v proudovém módu. Při návrhu se bude vyházet ze struktur netradičních obvodových prvků jako proudové konvejory (CCI, CCII, CCIII) s jednoduchým či plovoucím výstupem, zesilovače s proudovou zpětnou vazbou (CFA), proudové zesilovače (CA), transkonduktory (OTA, BOTA, DBTA). Požadavky na uchazeče: znalost teorie obvodů, znalost simulačních programů (MicroCap, PSpice).
Řídkost a komprimované snímání přineslo nedávno revoluci do oboru zpracování signálů, včetně radarové techniky a inverzích problémů. Cílem této práce by bylo použít tyto techniky v problémech zahrnujících sítě agentů a senzorové sítě pro účely lokalizace, sledování pohybu objektu, vytváření "mapy prostředí" apod. Spolupráce s Technickou univerzitou ve Vídni.
V rámci provozovaných komunikačních sítí je jedním z hlavních požadavků maximální využití sdílených síťových prostředků. Aby provoz sdílených prostředků byl dostatečně efektivní, jsou již na úrovni transportní vrstvy provozovány mechanismy pro správu časovače opakovaného vysílání a správu plovoucího okna, které řeší případnou ztrátu segmentu a především pak množství odeslatelných datových jednotek do sítě. Na základě kritického studia a popisu vlastností stávajících algoritmů se disertační práce věnuje jejich modifikaci a návrhu vlastních řešení, která dovolují lépe využívat dostupnou šířku pásma v rámci komunikace mezi zdrojovou a cílovou entitou transportní vrstvy.
Školitel: Koton Jaroslav, prof. Ing., Ph.D.
Signály měřené či definované na grafech (abstraktní datový typ) lze považovat za zobecnění klasických signálů. Obvykle zpracováváme signály na pravidelné síti (audio v 1D, obrazy ve 2D, video ve 3D). Grafy mají větší volnost, ale zároveň je třeba přizpůsobit klasické algoritmy. Spolupráce s EPFL Lausanne, Švýcarsko.
Práce je zaměřena na možnosti simulace a emulace obecných mem-systémů (především memristorů, dále pak memkapacitorů a meminduktorů) v SPICE simulátorech, vhodných pro různé typy využití. Analyzovány budou modely a emulátory různého typu (numerické, analytické, behaviorální, fraktálního řádu) a při využití analogové i digitální techniky. Při syntéze je vhodné použít i metody automatizovaného návrhu a ověřování. Pozornost je třeba věnovat i experimentálnímu ověření vybraných řešení především v oblasti analogového zpracování signálů.
Sítě typu klient-klient, neboli peer-to-peer sítě, jsou častým prostředkem pro sdílení dat v Internetu mezi velkým počtem uživatelů. Tyto sítě se potýkají s několika problémy, kterými jsou především optimální topologie komunikujících stanic nebo zajištění konstantní dostupnosti dat. Příkladem aplikace a protokolu pro sdílení dat je BitTorrent.
Student se bude zabývat analýzou současného stavu síťových služeb operačních systémů, jako jsou například vzdálená úložiště dat a software. Práce bude zaměřena na operační systémy s otevřeným zdrojovým kódem, například Linux. Student bude provádět optimalizaci síťových služeb na základě monitorování stavu sítě Internet.
Práce je zaměřena rozbor softwarově definovaných sítí a možnosti řízení v optických sítích. Softwarově definované sítě nabízí možnost centralizované správy sítě. Cílem je maximální využití přenosové kapacity optických tras mezi uzly optických sítí se zachováním QoS bez ztráty kvality a bez výpadků. V optických sítích se tedy jedná především o řízení zisků optických zesilovačů, použití vícestavových modulací, vlnová konverze, použití FEC, správa spektra, apod. Definováním cílů tak lze zvolit optimální cestu datového toku. Práce je zaměřena rozbor softwarově definovaných sítí a možnosti řízení v optických sítích. Softwarově definované sítě nabízí možnost centralizované správy sítě. Cílem je maximální využití přenosové kapacity optických tras mezi uzly optických sítí se zachováním QoS bez ztráty kvality a bez výpadků. V optických sítích se tedy jedná především o řízení zisků optických zesilovačů, použití vícestavových modulací, vlnová konverze, použití FEC, správa spektra, apod. Definováním cílů tak lze zvolit optimální cestu datového toku. Práce je zaměřena rozbor softwarově definovaných sítí a možnosti řízení v optických sítích. Softwarově definované sítě nabízí možnost centralizované správy sítě. Cílem je maximální využití přenosové kapacity optických tras mezi uzly optických sítí se zachováním QoS bez ztráty kvality a bez výpadků. V optických sítích se tedy jedná především o řízení zisků optických zesilovačů, použití vícestavových modulací, vlnová konverze, použití FEC, správa spektra, apod. Definováním cílů tak lze zvolit optimální cestu datového toku.
Současné datové sítě se se zvyšujícími nároky na univerzalitu, výkonnost, efektivitu, spolehlivost i bezpečnost stávají stále komplexnějšími a tedy složitými jak pro samotný návrh, tak i správu. Tématem práce je průzkum současných směrů vývoje v oboru, návrh a ověření nových možností řešení datových sítí pro současné i blízké budoucí potřeby elektronické komunikace.
Správa agentní sítě může zahrnovat plánování senzorů, uvedení agentů do stavu probuzen / spící, nastavení vlastnosti snímání, nastavení charakteristiky komunikace s okolním prostředím a okolními agenty a alokaci zdrojů mezi agenty. Pomocí vhodně definované hodnotící funkce může být na tento problém pohlíženo jako optimalizační problém. Částečně pozorovatelné Markovské rozhodovací procesy (POMDP) poskytují silný rámec pro tento druh optimalizací. Cílem této práce je prozkoumat potenciál POMDP pro řízení multiagentní sítě a rozvíjet konkrétní metodu pro správu sítě s pomocí POMDP metody.
Školitel: Burget Radim, doc. Ing., Ph.D.
Existují tři hlavní přístupy zabývající se analýzou dat: v paměti, v databázi a tzv. Big Data. Součástí této práce je rozvinout stávající metod analýzy velkých objemů dat s použitím metod masivního paralelismu. Výsledky této práce budou prakticky ověřeny na datech spolupracujících společností v oboru telekomunikací (zajistí školitel). Práce se také bude opírat o spolupráci Vídeňskou univerzitou, kde je plánována stáž.
Použití neuronových sítí pro hloubkové učení (deep learning) přispělo v posledních letech k výraznému posunu mnoha oblastí, které se opírají o strojové učení - rozpoznávání obrazu, analýza textu atd. Cílem disertační práce je rozvinout existující přístupy využívající obrovské kolekce neanotovaných dat k natrénování hlubokých neuronových sítí a jejich aplikaci na vybrané problémy v projektech, kterých se školitel účastní na národní a mezinárdní úrovni.
V rámci matematického popisu je chování funkčních bloků nejčastěji vyjadřováno jako podíl polynomů celého řádu, tj. prvního, druhé až n-tého. Polynomy, resp. přenosová funkce funkčního bloku je tak vyjádřena pomocí Laplaceových operátorů s mocninami p^0, p, p^2 až p^n. Matematicky platným popisem je však i definice funkčních obvodů tzv. fraktálního řádu, kdy Laplaceův operátor je umocněn necelým číslem tj. p^a, kde 0Školitel: Koton Jaroslav, prof. Ing., Ph.D.
Základním krokem pro analýzu obrazové informace zejména pro biomedicínské použití je tzv. segmentace v obraze. Cílem této práce je vytvoření metody založené na strojovém učení, s jejichž pomocí bude možné trénování segmentace na základě předlohy. S použitím masivně paralelního hardware bude možné dělat výrazně pokročilejší přístupy, než které je možné udělat pouze s pomocí konvenčních procesorů.
Již v raných stádiích neurodegenerativních onemocnění, mezi něž patří například Parkinsonova či Alzheimerova nemoc, dochází k poruchám řeči, a například k hypokinetické dysartrii. Akustickou analýzou řeči lze identifikovat abnormality v řeči příznačné pro tento typ onemocnění a včasnou léčbou pacientům zabezpečit více let bez vážných příznaků těchto onemocnění. Cílem disertační práce bude navrhnout metody analýzy řečových signálů, které budou objektivně odhadovat stupeň postižení pomocí polytomické klasifikace založené na ordinálních regresních modelech.
Práce je zaměřena na analýzu, modelování systémů a vedení pro úzkopásmové datové přenosy po silnoproudých vedeních. Tyto přenosy jsou využitelné především pro telemetrické a řídicí systémy v energetice, Smart Home, Smart Grid sítě a dálkové odečty dat. Hlavní cíl práce je návrh nové metody pro určení topologie silnoproudé sítě se získáním aktuální přenosové funkce. Sekundárním cílem je návrh metod pro určení šumových poměrů na vedení a jejich eliminace.
Školitel: Mišurec Jiří, prof. Ing., CSc.
Vícetónové modulace jsou dnes velice často využívaným modulačním přístupem v ADSL, VDSL, PLC, DVB-T, DVB-T2, WLAN IEEE 802.11a, g, n a dalších technologiích. Ve všech výše uvedených systémech se využívá známá a dobře propracovaná modulace DMT (Discrete MultiTone), případně OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Práce bude věnována možnostem uplatnění vícetónových modulací v optických přenosových systémech.
Virtualizace operačních systémů je moderním trendem při poskytování služeb v Internetu, zejména v datových centrech. Virtualizace spolu se svými výhodami přináší i několik nedostatků, jako je například snížení výkonu virtualizovaných systémů. Toto snížení výkonu se negativně projevuje například při provozu síťových služeb. Dalším problémem je zajištění síťové bezpečnosti.
Disertační práce je zaměřena na výzkum nových diferenčních i nediferenčních analogových struktur s minimálním počtem tranzistorů. Cílem práce je návrh řešení (např. kmitočtových filtrů, oscilátorů, atd.) s vysokými pracovními kmitočty v pásmu nad 100 MHz. Funkčnost navržených zapojení bude ověřována modelováním a případně i experimentálním měřením.
Práce je zaměřena na výzkum možností využití rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) v elektronických obvodech zejména s moderními aktivními prvky (konvejory, proudové zesilovače atd.). Součástí bude zejména návrh tzv. fraktálních obvodů, které mají neceločíselný řád přenosové či imitanční funkce a které lze s RC-PRP realizovat. Očekává se nalezení nových kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických imitančních prvků a dalších obvodů s RC-PRP. Snahou bude zlepšení vlastností oproti existujícím obvodům (zmenšení rozměrů, zvýšení rychlosti odezvy, snížení spotřeby atd.) a také získání charakteristik, které nemohou být realizovány pomocí klasických prvků nebo pouze za cenu použití složitých struktur.
Školitel: Kubánek David, doc. Ing., Ph.D.
Disertační práce je zaměřena na výzkum a optimalizaci struktur analogových obvodů (kmitočtových filtrů, oscilátorů, imitačních konvertorů, atd.) pouze na tranzistorové úrovni. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti až desítek MHz. Funkčnost navržených obvodů bude ověřována modelováním v SPICE a ověřena experimentálním měřením.
Disertační práce je zaměřena na výzkum původních struktur nekonvenčních chemických aktivních funkčních bloků jako např. proudové a napěťové konvejory. Cílem práce je navrhnout nové struktury chemických proudových a napěťových konvejorů první, druhé a třetí generace či s diferenčními napěťovými či proudovými vstupy a jejich využití v měřicích systémech pro snímání základních veličin v biomedicínských systémech.
Téma je zaměřeno na problematiku bezpečnosti moderních síťových infrastruktur a služeb. Cílem je návrh efektivních metod ochrany a testování odolnosti vysokorychlostních sítí před záplavovými útoky a útoky na aplikační vrstvě ISO/OSI modelu. Součástí tématu je tvorba efektivní implementace bezpečnostních algoritmů.
Téma je zaměřeno na výzkum a vývoj nových metod testování odolnosti síťových systémů a služeb vůči extrémní zátěži a vůči záplavovým útokům typu DDoS. Cílem práce je navrhnout nové metody testování, zvolit pro ně vhodnou platformu a experimentálně návrh ověřit.