Detail oboru

Výpočetní technika a informatika

FITZkratka: DVI4Ak. rok: 2019/2020

Program: Výpočetní technika a informatika

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 1.1.2007Akreditace do: 31.12.2024

Profil

Cílem studijního programu je poskytnout vynikajícím absolventům magisterského studia specializované univerzitní vzdělání nejvyššího typu ve vybraných oblastech informatiky, vypočetní techniky a informačních technologií. Toto vzdělání zahrnuje také průpravu a atestaci k vědecké práci.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Analýza retinálních snímků za účelem zpřesnění diagnózy a predikce vývoje onemocnění

    Cílem práce je návrh a implementace aplikace pro zpřesnění diagnózy a predikce vývoje onemocnění. Konkrétně se bude jednat o:

    • Prostudování způsobu snímání obrazů sítnice oka a onemocnění, která se vyskytují na sítnici oka.
    • Návrh a implementace algoritmu pro detekci a lokalizaci patologických nálezů v retinálních obrazech.
    • Návrh a implementace algoritmu pro porovnání retinálních obrazů mezi sebou za účelem ověření, že se jedná o obrázech pocházející ze stejného oka totožného pacienta, a dále za účelem zjištění změny progresu onemocnění.
    • Provedení experimentů a zhodnocení dosažených výsledků.
    Očekává se účast na významných mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech. Zahraniční stáž je možná, dokonce je silně podporována. V rámci řešení bude probíhat spolupráce s oftalmologickými pracovišti Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně a Fakultní nemocnice Brno.

    Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.

  2. Automatické zpracování řeči pro bezpečnostní aplikace


    Podstatná část aktivit Skupiny zpracování řeči na FIT VUT je spojena se zpracováním řečových dat pro aplikace v bezpečnosti, zpravodajství a obraně. 

    Tématem tohoto doktorského projektu je výzkum v oblastech:

    • rozpoznávání řeči 
    • detekce klíčových slov a frází
    • rozpoznávání mluvčího
    • rozpoznávání jazyka

    s přihlédnutím k reálnému řečovému signálu (spontánní řeč, šum, rušení, rozdíly v akustickém kanálu). 

    Školitel: Černocký Jan, doc. Dr. Ing.

  3. Automatické zpracování řeči pro bezpečnostní aplikace


    Podstatná část aktivit Skupiny zpracování řeči na FIT VUT je spojena se zpracováním řečových dat pro aplikace v bezpečnosti, zpravodajství a obraně. 

    Tématem tohoto doktorského projektu je výzkum v oblastech:

    • rozpoznávání řeči 
    • detekce klíčových slov a frází
    • rozpoznávání mluvčího
    • rozpoznávání jazyka

    s přihlédnutím k reálnému řečovému signálu (spontánní řeč, šum, rušení, rozdíly v akustickém kanálu). 

    Školitel: Černocký Jan, doc. Dr. Ing.

  4. Bezpečnostní analýza řídící komunikace průmyslových sítí ICS

    Řídící systémy ICS (Industrial Control Systems) se používají pro řízení a monitorování průmyslových procesů a zařízení v oblasti energetiky, strojírenství, dopravy, apod. V minulosti tato komunikace probíhala po oddělených sériových sběrnicích, dnes dochází k přechodu nad IPv4/IPv6 a propojení na Internet.

    S tím souvisí i otázka bezpečnostního monitorování ICS komunikace, která zahrnuje jednak viditelnost komunikace v síti, a jednak analýzu monitorovacích dat v souvislosti s detekcí neobvyklých událostí jako jsou útoky na ICS komunikaci, nefunkční či špatně komunikující zařízení, apod. Narozdíl od komunikace na Internetu bezpečnostní monitorování a analýza ICS komunikace je teprve v začátcích. 

    Téma se zaměřuje převážně na zpracování monitorovacích dat pro potřebu zvýšení viditelnosti chování sítě, a dále na vývoj a použití metod pro detekci anomálií. Toto bude zkoumáno ve spolupráci s partnery výzkumného projektu IoT Monitoring and Forensics (IRONSTONE).

    Školitel: Matoušek Petr, Ing., Ph.D.

  5. Bezpečnostní monitorování komunikace IoT

    Internet věcí představuje komunikační síť propojující různé typy zařízení v domácnosti (home IoT networks) nebo v průmyslu (industrial IoT networks). Většina těchto zařízeních obsahuje jen malé či žádné zabezpečení oproti útokům z lokální sítě či z Internetu. Škody způsobené zneužitím těchto zařízení mohou být však velmi vážné. Nejde jenom o záměrný útok, ale i chybné nastavení či výpadek řídící jednotky.

    Monitorování internetu věcí je novou doménou správy sítě. Zahrnuje jak sledování chování zařízení, tak získávání dat ze senzorů, nastavování, apod. Bezpečnostní monitorování se zaměřuje na detekci útoků a anomálií v komunikaci. Tradiční metody bezpečnostního monitorování mají u IoT sítí omezené použití, neboť komunikace IoT sítí je odlišná od přenosů na Internetu. Je potřeba tyto metody rozšířit, případně zvolit jiný způsob přístupu k metadatům získaným z provozu IoT sítí.

    Cílem tématu dizertační práce je prozkoumat různé metody bezpečnostního monitorování IoT a definovat možnosti ochrany zařízení či podsítí proti běžným hrozbám. Zároveň je cílem integrovat monitorovací prvky do stávajících SIEM systémů.

    Téma je součástí projektu aplikovaného výzkumu TAČR IoT Monitoring and Forensics (IRONSTONE).

    Školitel: Matoušek Petr, Ing., Ph.D.

  6. Detekce a re-identifikace objektů v obraze a videu

    • Všesměrná detekce objektů v reálném čase
    • Re-identifikace detekovaných objektů, například v záběrech z různých kamer nebo v různém čase
    • Zaměření na stacionární dohledové kamery
    • Zaměření na zpracování dopravních scén

    Školitel: Herout Adam, prof. Ing., Ph.D.

  7. Detekce kybernetických útoků v sítích kritické infrastruktury

    Komunikační sítě kritické infrastruktury zahrnují například energetické přenosy, jejichž výpadek může mít výrazný dopad na průmysl a velké skupiny obyvatel. Jedním z hlavních úkolů kybernetické bezpečnosti je detekovat útoky na řídící komunikaci kritické infrastruktury s cílem zajistit její odolnost a spolehlivost.

    Výzkumné téma se konkrétně zaměří na automatizované monitorování řídící komunikace v energetických sítích, zajištění viditelnosti přenosů a pokročilého zpracování monitorovaných dat pro detekci kybernetických hrozeb. Při řešení se budou využívat postupy zavedené v IT sítích, které budeme aplikovat do prostředí průmyslových přenosů OT (Operational Technologies).

    Cílem práce bude popsat vzory chování různých typů kybernetických útoků, navrhnout metody a postupy pro jejich identifikaci a detekci, a ověřit jejich účinnost.

    Téma bude řešeno v rámci národního centra kompetence pro kyberkriminalitu. 

    Školitel: Matoušek Petr, Ing., Ph.D.

  8. Embedded systémy pro video/signál

    Téma je zaměřeno na algoritmy embedded zpracování obrazu, videa a/nebo signálu. Hlavním cílem je zkoumat možnosti "chytrých" a "malých" zařízení, která by měla nové vlastnosti, a  bylo možné je efektivně nasadit do aplikací vyžadujících malé, skryté, distribuované, nízkopříkonové, mechanicky nebo klimaticky namáhané jednotky schopné zpracovávat signálové vstupy. Nasazení takových jednotek je perspektivní a široké a předpokládá se i propojení do klient/server a/nebo cloud systémů. Samotné jednotky mohou být založeny na efektivním CPU/GPU/DSP, na programovatelném hardware, případně na kombinaci těchto technologií. Může se jednat i o smart kamery. Aplikace, které jsou v oblasti zájmu tohoto tématu:

    • klasifikace obrazu nebo objektů s využitím strojového učení (AI) klasicky nebo prostřednictvím hlubokých konvolučních neuronových sítí nebo podobných přístupů (například pro kontrolu kvality výrobků apod.),
    • současná analýza jednorozměrného signálu (signálů) a obrazu (například pro robustní zjištění nějakého objektu například v dopravních nebo průmyslových aplikacích),
    • moderní algoritmy zpracování videa, obrazu a/nebo signálu  s využitím "klient/server", případně "cloudu" (se zaměřením na aspekty client/server a/nebo cloud) vhodné například pro mobilní techniku a/nebo embedded systémy,
    • po dohodě je možné zpracovávat i individuálně vybrané téma, které ve výše uvedeném seznamu není, ale v principu sem patří.

    Je možnost spolupráce i na grantových projektech, zejména na nově podávaných projektech TAČR, H2020, ECSEL (potenciálně možnost stipendia či pracovního poměru).

    Školitel: Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing.

  9. Forenzní zpracování obrazu z mobilních zařízení

    Cílem práce je analýza fotografií a videosekvencí z mobilních zařízení, sestávající z(e):

    • Seznámení se všemi možnými způsoby záznamů v mobilních zařízeních, včetně různých čipů a optik.
    • Analýza těchto dat za účelem zjištění typu snímače a optiky pouze na základě obrazových informací, včetně možnosti porovnání snímků, zda pocházejí ze stejného zdroje.
    • Návrh a implementace aplikace k výše uvedenému bodu.
    • Provedení experimentů a shrnutí dosažených výsledků.
    Očekává se účast na významných mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech. Zahraniční stáž je možná a silně podporovaná. Tato práce bude řešena v rámci spolupráce s Policií ČR.

    Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.

  10. Generování poškození do syntetických otisků prstů a analýza jejich kvality

    Cílem práce je generování různých poškození do syntetických otisků prstů a analýza jejich kvality. Práce bude sestávat z(e):

    • Seznámení se s biometrickým rozpoznáváním otisků prstů, dále s generátory syntetických otisků prstů, různými poškozeními, která se mohou v otisku prstu objevit, a metodami stanovení kvality otisku prstu.
    • Návrh a implementace algoritmů pro vkládání (simulování) různých druhů poškození do syntetických otisků prstů.
    • Návrh a implementace vlastních metod stanovení kvality otisku prstů, ideálně v kombinaci s existujícími metodami.
    • Provedení experimentů a shrnutí dosažených výsledků.
    Očekává se účast na významných mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech. Zahraniční stáž je možná a silně podporovaná. Tato práce bude řešena v rámci spolupráce s Policií ČR.

    Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.

  11. Inteligentní inspekce a měření dutin válcového průřezu s predikcí změn stavu

    Cílem této disertační práce je návrh a implementace softwaru pro vyhodnocování naměřených dat dutin válcového průřezu. Na základě naměřených dat vytvoří aplikace počítačový model dutiny, ve kterém pak bude hledat poškozená či jinak problematická místa. Systém bude schopen na základě minulých měření predikovat vývoj tohoto místa v budoucnu, za stejných podmínek užívání zařízení obsahujícího měřenou dutinu válcového průřezu (např. hlaveň vojenských zbraní). Zařízení je k dispozici + lze osadit dalšími senzory dle požadavků. Výzkum může být rozdělen do následujících etap:

    • Prostudování teorie snímání dutin válcového průřezu (konkrétně hlavní vojenské techniky).
    • Návrh metod pro snímání a získávání dat.
    • Návrh a implementace algoritmu pro vygenerování počítačového modelu na základě naměřených dat.
    • Návrh a implementace algoritmu pro analýzu počítačového modelu a automatického vyhodnocení poškozeného povrchu či problematického místa.
    • Návrh a implementace inteligentního algoritmu pro predikci dalšího vývoje poškozeného povrchu či problematického místa na základě historie naměřených dat.
    • Provedení experimentů a zhodnocení dosažených výsledků.
    Očekává se účast na významných mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech. Zahraniční stáž je možná a je silně podporována. Spolupráce bude v oblasti vojenské techniky s relevantními partnery.

    Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.

  12. Měření vizuální kvality obrazu a videa

    Projekt se zabývá metrikami pro odhad vizuální kvality obrazu a videa. Cílem práce je výzkum nových metod, které by odstranily některé nedostatky existujících metrik zejména s ohledem na vlastnosti vizuálního vnímání člověka. V úvahu přicházejí např. problémy z oblasti vjemu HDR obrazu a využití přídavných informací (metadata, 3D, atd.) o testovaných scénách pomocí metod strojového učení (např. neuronových sítí).


    Školitel: Čadík Martin, doc. Ing., Ph.D.

  13. Metody zpracování obrazu pomocí neuronových sítí

    Projekt se zabývá pokročilými metodami zpracování a editace obrazu. Cílem práce je výzkum nových metod s využitím strojového učení, zejména hlubokých konvolučních neuronových sítí. 

    • Kontakt: http://cadik.posvete.cz/
    • Možnost spolupráce a stáže se špičkovými laboratořemi (Adobe Research, USA, MPII Saarbrücken, Německo, Disney Research Curych, Švýcarsko, INRIA Bordeaux, Francie)

    Školitel: Čadík Martin, doc. Ing., Ph.D.

  14. Modelování taktického chování s využitím strojového učení a expertních znalostí

    Přesná simulace taktického chování člověka vyžaduje dostupnost modelu lidského rozhodovacího procesu. Náplní tezí bude výzkum škálovatelných architektur modelů chování kombinujících přístupy strojového učení a doménové expertní znalosti pro spektrum požadavků na chování v různých taktických scénářích. Důležitým aspektem návrhového procesu bude ladění a validace modelu taktického rozhodování.

    Školitel: Chudý Peter, doc. Ing., Ph.D., MBA

  15. Moderní metody počítačového vidění

    • Použití moderních a slibných přístupů v počítačovém vidění, zejména metody strojového učení a konvolučních neuronových sítí
    • Identifikace zajímavých otevřených problémů
    • Návrh netradičních modifikací existujících přístupů
    • Experimentální vyhodnocení, využití existujících datových sad a pořizování nových

    Školitel: Herout Adam, prof. Ing., Ph.D.

  16. Nekonvenční modelování a analýza systémů odolných proti poruchám

    Na současné systémy jsou kladeny stále větší nároky nejen z hlediska flexibility a efektivity jejich běhu na moderních výpočetních platformách, ale také z hlediska jejich činnosti a služeb, které poskytují a způsobu jejich řízení. Cílem řešení tématu je zejména:

    • analyzovat současný stav poznání v oblasti modelování a analýzy systémů odolných proti poruchám a vyhodnocování jejich spolehlivostních ukazatelů, identifikovat problémy a omezení spojené s použitím konvenčních metod a navrhnout jejich možná řešení,
    • zvolit, za podmínek ztěžujících či znemožňujících použití konvenčních prostředků a metod, nekonvenční prostředky a metody vhodné pro modelování a analýzu systémů odolných proti poruchám a vyhodnocování jejich spolehlivostních ukazatelů a dopadů jejich selhání na okolí,
    • navrhnout řešení vedoucí ke zvýšení spolehlivosti zvolené třídy systémů a toto řešení ověřit na vhodně zvolených případových studiích,
    • vyhodnotit vliv navrženého řešení na spolehlivost, provést rozbor jeho vlastností a porovnat s existujícími přístupy.

    Implicitně se předpokládá orientace projektu na číslicové elektronické systémy, nicméně téma je možno dále orientovat/specializovat, např. do oblastí systémů založených na procesorech a/nebo programovatelných zařízeních typu FPGA, zařízení rekonfigurovatelných za běhu, či elektro-mechanických (cyber-physical) systémů, spolehlivosti technického vybavení, základního programového vybavení (firmware), vrstvy operačního systému, aplikační vrstvy apod.

    Školitel: Strnadel Josef, Ing., Ph.D.

  17. Neuronové reprezentace v mnohojazyčném modelování řeči

    V jádru současných metod hlubokého strojového učení leží spojité vektorové reprezentace, které si neuronové sítě samy budují během trénování. Ačkoli empiricky dosahují neuronové sítě často vynikajících výsledků, znalosti a pochopení získaných reprezentací jsou nedostatečné. Úkolem této disertační práce bude studovat neuronové reprezentace pro jednotky textu a řeči různého rozsahu (od fonémů a písmen až po proslovy a dokumenty) a reprezentace získané pro izolované úlohy i více úloh současně (multi-tasking): 

    • Systematická studie neuronových struktur pro modelování řeči a textu v multimodálních a multilingválních prostředích.
    • Výzkum hierarchií neuronových reprezentací, jejich srozumitelnosti pro lidské uživatele a trénování v realistických podmínkách neideálních a nekoherentních dat.

    Školitel: Burget Lukáš, doc. Ing., Ph.D.

  18. Nové algoritmy počítačové grafiky

    Tématem jsou algoritmy počítačové grafiky a syntézy obrazu. Hlavním cílem je zkoumat nové a moderní algoritmy počítačové grafiky, související datové struktury, související otázky získávání a zpracování 3D modelů a další aspekty algoritmů tak, aby bylo lépe rozumět jejich vlastnostem a možnostem, zlepšovat a připravovat nové. Předpokládá se práce v jazyce C, C++, C#, assembleru, případě i jiných jazycích. Bude-li zájem, je možno pracovat i na paralelních CPU jádrech x86/64, ARM, Xeon PHI, GPU apod. v OpenCL, CUDA, v FPGA ve VHDL, případně i jinak. Možné algoritmy zahrnují:

    • zobrazování pomocí vybraných grafických metod (ray tracing, photon mapping, přímé zobrazování "point cloud" apod.),
    • zpracování a zobrazování "lightfield" obrazů, jejich pořizování, případně komprese,
    • rekonstrukce 3D scény z obrazů a/nebo videa, případně fúzí s jinými senzory, jako je například LIDAR,
    • moderní algoritmy geometrie vhodné pro aplikaci v oblasti počítačové grafiky, případně i 3D tisku, 
    • nastupující algoritmy syntézy 3D obrazu, holografie, aplikace algoritmů vlnkové, frekvenční a/nebo obdobné transformace.

    Po dohodě je možné zpracovávat i individuálně vybrané algoritmy, které ve výše uvedeném seznamu nejsou, ale patří do dané tématiky.

    Je možnost spolupráce i na grantových projektech, zejména na nově podávaných projektech TAČR, H2020, ECSEL (možnost stipendia či pracovního poměru).

    Školitel: Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing.

  19. Plánování a synchronizace na vícejádrových platformách

    Vícejádrová (angl. multi-core) řešení představují trend současných výpočetních architektur a aplikací, a to především kvůli omezení škálovatelnosti nynějších technologií mj. vlivem jejich příkonu a tepelného vyzařování. Z úrovně aplikace je nutno co nejvíce využít paralelismu a omezit synchronizaci pomocí vhodných mechanismů plánování na dostupných jádrech s cílem splnit daná aplikačně specifická omezení týkající se např. spotřeby energie, kvality poskytovaných služeb, výpočetního výkonu, spolehlivosti či včasnosti reakcí. Cílem řešení tématu je zejména:

    • analyzovat současný stav v oblasti vícejádrových architektur a principů tvorby programů (uživatelských aplikací a jejich řídicích vrstev založených na "klasických" operačních systémech typu Android / Linux, Windows, iOS nebo specializovaných uC/OS -II, FreeRTOS apod.) běžících na těchto architekturách,
    • identifikovat současné problémy z pohledu škálovatelnosti vícejádrových architektur a programů, které na nich mají běžet,
    • navrhnout řešení vedoucí ke zlepšení škálovatelnosti vícejádrových architektur a/nebo programů určených k běhu ve vícejádrovém prostředí,
    • vyhodnotit vliv navrženého řešení na škálovatelnost.

    Téma je možno orientovat různými směry, např. do oblasti optimalizace návrhu vícejádrových systémů, návrhu samočinných adaptivních / rekonfigurovatelných systémů, plánování úloh / komunikace či operačních systémů pro vícejádrové architektury. Řešení projektu, zejména pak praktické ověření navrženého řešení, je možno stavět jak na "konvenčních" vícejádrových architekturách ARM Cortex-A9, Intel / AMD tak např. na specializovaných Xilinx Zynq 7000, Altera FPGA či SoC Microsemi Smartfusion2.

    Školitel: Strnadel Josef, Ing., Ph.D.

  20. Počítačové vidění ve sledování dopravy

    • Výzkum a vývoj algoritmů počítačového vidění.
    • Zaměření na video z dohledových kamer v dopravě.
    • Výzkum algoritmů s minimálním uživatelským vstupem.
    • Pořizování a syntéza vhodných datových sad.
    • Implementace experimentálních prototypů
    • Návrh a prototypování aplikací.

    Školitel: Herout Adam, prof. Ing., Ph.D.

  21. Pokročilé metody syntézy obrazu

    Projekt se zabývá pokročilými metodami syntézy obrazu. Cílem práce je výzkum nových metod pro fotorealistické (fyzikálně založené) i nefotorealistické (NPR) simulace světelné interakce ve scéně. Předpokládá se intenzivní spolupráce a stáže na špičkových institucích a firmách v oboru (Adobe, USA, MPII Saarbrücken, Německo, Disney Curych, Švýcarsko, INRIA Bordeaux, Francie).

    Školitel: Čadík Martin, doc. Ing., Ph.D.

  22. Pokročilé metody výpočetní fotografie

    Projekt se zabývá pokročilými metodami výpočetní fotografie. Cílem práce je výzkum nových metod pro výpočetní fotografii, což zahrnuje zejména softwarové řešení, které může být případně dále kombinováno s novou optikou a dalším hardware. Mezi oblasti výzkumu patří zpracování HDR obrazu a videa, převod barevného obrazu na černobílý, spektrální obraz, atd.


    Školitel: Čadík Martin, doc. Ing., Ph.D.

  23. Problematika spolehlivosti systémů řízených operačními systémy

    Na současné operační systémy (OS) jsou kladeny stále větší nároky nejen z hlediska flexibility a efektivity jejich běhu na moderních výpočetních platformách, ale také z hlediska spolehlivosti činnosti jejich jader a služeb, které poskytují aplikační vrstvě. Cílem řešení tématu je zejména:

    • analyzovat současný stav v oblasti spolehlivosti jader OS a služeb OS,
    • identifikovat (z pohledu spolehlivosti) negativní vlivy a jejich dopad na spolehlivost aplikační vrstvy,
    • navrhnout řešení vedoucí ke zvýšení spolehlivosti jader a služeb OS,
    • vyhodnotit vliv navrženého řešení na spolehlivost jader/služeb OS a činnosti aplikační vrstvy.

    Téma je možno orientovat různými směry, např. do oblasti nízkopříkonových aplikací/OS či aplikací/OS určených k běhu na vestavných platformách či na více jádrech. Z hlediska operačních systémů je možno stavět na škále "konvenčních" OS typu Unix, Linux, Android, Windows, iOS či specializovaných OS typu QNX, uC/OS-I(II, III), FreeRTOS, MQX apod.

    Školitel: Strnadel Josef, Ing., Ph.D.

  24. Profilování zařízení a uživatelů na základě komunikačních vzorů

    Síťová komunikace v sobě zahrnuje určité vzory, které jsou ovlivněny operačním systémem a aplikací, která posílá danou komunikaci, dále četností komunikaci či chováním uživatele či procesu, který komunikaci odesílá. Na základě vybraných znaků dané komunikace (např. četnosti posílaných dat, rozložením používaných protokolů, nastavením hodnot v hlavičkách protokolů, statistickým rozložení cílových adres, apod.) se dá vytvořit tzv. profil komunikačního zařízení či uživatele. Profilování se používá například k víceúrovňové autentizaci, detekci komunikace známého zařízení či sledování neobvyklého chování. Systém pro profilování lze nasadit nejen u běžné internetové komunikace, ale i u Internetu věcí či v průmyslových sítích.

    Téma disertační práce se zaměřuje na rozvoj a využití technik pro sběr a zpracování dat pro profilování. Je možné využít klasické metody hledání otisku zařízení (device fingerprinting) založené na extrakci vlastností zařízení (features), nebo se využívá různé metody strojového učení (machine learning) s využitím klastrů, apod.

    Téma je součástí výzkumného projektu IGA Nástroje, metody a technologie ICT pro podporu konceptu smart cities, a bude se zaměřovat na problémy řešené ve spolupráci s partnery projektu.

    Školitel: Matoušek Petr, Ing., Ph.D.

  25. Prototypování řízení provozu bezpilotních létajících systémů

    Bezpečnost veřejnosti, ochrana soukromí a životního prostředí představují nejdůležitější oblasti zájmu jednotlivých vládních agentur. Rozsáhlé společenské přijetí provozu civilních bezpilotních létajících systémů (UAS) je podmíněno prokázáním jejich souladu s národními, regionálními a mezinárodními předpisy a politikami. 

    Současný výzkum je zaměřen na určení technických, správních a legislativních výzev provozu UAS. Výzkum v rámci tezí bude zacílen na vytvoření návrhu komplexního řešení řízení bezpilotních prostředků (UTM) s využitím analýzy velkých dat. Samotný návrh UTM zohlední intarakci a integraci do stávajících a budoucích systémů řízení letového provozu.

    V rámci tezí budou pro podporu realizace výzkumu zpřístupněny zdroje předních světových organizací, například ICAO a JARUS, a také součinnost s jejich vedoucími představiteli a experty.

    Školitel: Chudý Peter, doc. Ing., Ph.D., MBA

  26. Rekonstrukce poničených povrchů CD/DVD/BR/HDD pro forenzní účely

    Cílem práce je rekonstrukce poničených povrchů CD/DVD/BR/HDD, sestávající z:

    • Seznámení se všemi možnými způsoby záznamů na nosičích CD/DVD/BR/HDD.
    • Využití optického nebo elektronového mikroskopu na pracovišti ÚITS FIT VUT v Brně k nasnímání poškozených povrchů (např. rozlámané či popraskané médium), příp. na jiných pracovištích (Tescan, Thermo Fisher - FEI).
    • Návrh a implementace aplikace pro inteligentní (automatické) poskládání nasnímaných obrazů do jednoho celku.
    • Doplnění inteligentní funkce pro vyčtení obsahu nosiče po rekonstrukci, tj. rekonstrukci či záchranu dat na nosiči.
    • Provedení experimentů a shrnutí dosažených výsledků.
    Očekává se účast na významných mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech. Zahraniční stáž je možná a silně podporovaná. Tato práce bude řešena v rámci spolupráce s Policií ČR.

    Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.

  27. Systémy pro vyhnutí se překážce pro autonomní mobilitu

    S rozvojem myšlenky autonomní mobility nabývá na významu bezpečné zabránění kolize dopravního prostředku s překážkou a také eliminovace potřeby dozorování provozu samotného zařízení člověkem. Cílem tezí je vyzkoumat integrovaný opto-radio-elektronický systém schopný upozornit na okolní provoz a odhadnout vývoj trajektorie pohybu kolizních objektů. S nárůstem popularity bezpilotních létajících systémů (UAS) se spolehlivá detekce a vyhnutí se překážce stávají nevyhnutým prvkem autonomního provozu UAS za hranicí přímé viditelnosti. 

    Školitel: Chudý Peter, doc. Ing., Ph.D., MBA

  28. Umělá inteligence pro MindSphere

    Cílem práce je vytvoření umělé inteligence pro prostředí MindSphere společnosti Siemens, konkrétně:

    • Seznámení se s prostředím MindSphere společnosti Siemens a IoT.
    • Vytipování oblasti IoT a získání dat v této oblasti v rámci komunikace se společností Siemens.
    • Návrh a implementace algoritmu učení a rozhodování prostředí MindSphere ve vybrané oblasti IoT.
    • Provedení experimentů a shrnutí dosažených výsledků.
    Očekává se účast na významných mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech. Zahraniční stáž je možná a silně podporovaná. Tato práce bude řešena v rámci spolupráce se společností Siemens. Existuje zde možnost mimořádného stipendia ze spol. Siemens.

    Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.

  29. Uživatelská zkušenost a moderní uživatelská rozhraní

    • Studium a návrh pokročilých webových a mobilních uživatelských rozhraní.
    • Validace, optimalizace a uživatelské testování webových a mobilních uživatelských rozhraní.
    • Statistické zpracování dat získaných na lidských respondentech / uživatelích.
    • Návrh, vývoj a nasazení prakticky použitelného webového a/nebo mobilního systému / uživatelského rozhraní.

    Školitel: Herout Adam, prof. Ing., Ph.D.

  30. Vytvoření 3D modelu hlavy z 2D fotografií různorodého původu

    Cílem práce je vytvoření 3D modelu obličeje z 2D fotografií různorodého původu, konkrétně:

    • Seznámení se s tvorbou 3D modelu z 2D fotografií.
    • Stanovení možností - velikost a rozlišení fotografie, stáří fotografie, pozice hlavy, ČB/barevná fotografie a dalších parametrů, aby bylo možné z těchto dat 3D model vytvořit.
    • Návrh a implementace algoritmu pro určení parametrů z předchozího bodu za účelem stanovení použitelnosti vstupních dat a umožnění tvorby 3D modelu.
    • Návrh a implementace algoritmu vytvoření 3D modelu z použitelných vstupních dat.
    • Provedení experimentů a shrnutí dosažených výsledků.
    Očekává se účast na významných mezinárodních konferencích a publikování v odborných či vědeckých časopisech. Zahraniční stáž je možná a silně podporovaná. Tato práce bude řešena v rámci spolupráce s Policií ČR.

    Školitel: Drahanský Martin, prof. Ing., Ph.D.

  31. Využití nereprodukovatelnosti vlastností systémů v oblasti bezpečnosti

    Na současné systémy jsou kladeny stále větší nároky nejen z hlediska flexibility a efektivity jejich běhu na moderních výpočetních platformách, ale také z hlediska jejich bezpečnosti. Cílem řešení tématu je zejména:

    • Analyzovat a zdokumentovat příčiny výrobní variability parametrů elektronických obvodů navrhovaných a vyráběných za totožných podmínek, zdokumentovat typické problémy spojené s výrobní  variabilitou parametrů a způsoby jejich řešení.
    • Po dohodě s vedoucím zvolit konkrétní elektronický obvod (např. mikrokontrolér či FPGA), na jehož fyzických vzorcích variabilitu parametrů vhodně ověříte, demonstrujete a zdokumentujete pomocí vhodné sady experimentů.
    • Na základě výsledků experimentů navrhnout metodu praktického využití variability parametrů, např. v oblastech nereprodukovatelné identifikace fyzických vzorků, nereprodukovatelného generování náhodných čísel či nereprodukovatelného šifrování komunikace.
    • Ověřit vlastnosti metod na dostatečně velkém vzorku obvodů, shrnout je a diskutovat dosažené výsledky, případně navrhnout zlepšení vlastností metod s využitím dalších zdrojů nepřesnosti v systému.

    Téma projektu je velmi perspektivní jak z vědeckého/publikačního hlediska, tak zejména z hlediska praktického až revolučního přínosu pro oblast bezpečnosti.

    Školitel: Strnadel Josef, Ing., Ph.D.

  32. Zpracování videa, obrazu, případně signálu

    Tématem jsou algoritmy zpracování obrazu, videa a/nebo signálu. Hlavním cílem je zkoumat a do hloubky analyzovat příslušné algoritmy a hledat nové tak, aby měly nové potřebné vlastnosti, a  bylo možné je efektivně implementovat. Taková efektivní implementace může , ale nemusí být součástí práce, ale důležité je algoritmy připravit tak, aby šly efektivně zpracovávat například v CPU, v CPU s akcelerací SSE instrukcemi, v embedded systémech, v embedded systémech s FPGA, v Intel Xeon PHI, v systémech s extrémně nízkým příkonem, případně v jiném prostředí. Předpokládá se práce v jazyce C, C++, C#, assembleru, CUDA, OpenCl, případně VHDL či dalších jazycích. Důležité jsou též aplikační možnosti algoritmů s tím, že samotná aplikace může, ale nemusí být součástí řešení. Možné algoritmy/aplikace zahrnují:

    • rozpoznávání obsahu scény, případně dějů ve videosekvencích (například detekce dopravních situací, identifikace filmových scén, rozpoznání druhu akce, apod.),
    • klasifikace obrazu nebo videosekvencí s využitím strojového učení (AI) prostřednictvím hlubokých konvolučních neuronových sítí nebo podobných přístupů (například pro kontrolu kvality výrobků, vyhledání objektů nebo charakteristik scén, apod.),
    • sledování objektů (tracking) ve videu moderními metodami (například TLD, particle tracking apod.),
    • současná analýza videa a signálu (například pro zjištění souběhu výskytu nějakého objektu ve videu a současně charakteristického průběhu signálu například v "surveillance" aplikacích),
    • moderní algoritmy zpracování videa, obrazu a/nebo signálu  s využitím "klient/server", případně "cloudu" vhodné například pro mobilní techniku a/nebo embedded systémy,
    • algoritmy komprese videa a analýzy prostřednictvím frekvenční či vlnkové a transformace, nebo obdobnými postupy...

    Po dohodě je možné zpracovávat i individuálně vybrané téma, které ve výše uvedeném seznamu není, ale patří do dané tématiky.

    Je možnost spolupráce i na grantových projektech, zejména na nově podávaných projektech bezpečnostního výzkumu, H2020, SCSEL (potenciálně možnost stipendia či pracovního poměru).

    Školitel: Zemčík Pavel, prof. Dr. Ing.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

2. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
JADZkouška z jazyka anglického pro Ph.D.cs0zimníPovinnýdrzkano
2. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
JADZkouška z jazyka anglického pro Ph.D.cs0letníPovinnýdrzkano
Libovolný ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
JA6DAngličtina pro doktorandycs0zimníVolitelnýdrzkano
PDDAplikace paralelních počítačůcs0zimníVolitelnýdrzkano
IV108Bioinformatikacs0zimníVolitelnýdrzkano
FADFormální analýza programůcs0zimníVolitelnýdrzkano
MSDModelování a simulacecs0zimníVolitelnýdrzkano
MMDModerní metody zobrazování 3D scénycs0zimníVolitelnýdrzkano
MZDModerní metody zpracování řečics0zimníVolitelnýdrzkano
TIDModerní teoretická informatikacs0zimníVolitelnýdrzkano
OPDOptikacs0zimníVolitelnýdrzkano
ORIDOptimální řízení a identifikacecs0zimníVolitelnýdrzkano
PGDPočítačová grafikacs0zimníVolitelnýdrzkano
PBDPokročilé biometrické systémycs0zimníVolitelnýdrzkano
PNDPokročilé techniky návrhu číslicových systémůcs0zimníVolitelnýdrzkano
PTDPrincipy syntézy testovatelných obvodůcs0zimníVolitelnýdrzkano
DMA1Statistika. stochastické procesy, operační výzkumcs0zimníVolitelnýdrzkano
TKDTeorie kategorií v informaticecs0zimníVolitelnýdrzkano
TJDTeorie programovacích jazykůcs0zimníVolitelnýdrzkano
APDVybraná témata z analýzy a překladu jazykůcs0zimníVolitelnýdrzkano
ZZDVybrané problémy získávání znalostí z databázícs0zimníVolitelnýdrzkano
DBM1Vyšší metody zpracování a analýzy obrazůcs0zimníVolitelnýdrzkne
ZPDZpracování přirozeného jazykacs0zimníVolitelnýdrzkano
ASDZpracování řeči a audia člověkem a počítačemcs0zimníVolitelnýdrzkano
Libovolný ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
JA6DAngličtina pro doktorandycs0letníVolitelnýdrzkne
BIDBezpečnost informačních systémů a kryptografiecs0letníVolitelnýdrzkano
EUDEvoluční a neurální hardwarecs0letníVolitelnýdrzkano
EVDEvoluční výpočetní technikycs0letníVolitelnýdrzkano
ISDInteligentní systémycs0letníVolitelnýdrzkano
KRDKlasifikace a rozpoznávánícs0letníVolitelnýdrzkano
MLDMatematická logikacs0letníVolitelnýdrzkano
MIDModerní matematické metody v informaticecs0letníVolitelnýdrzkano
QB4Neuronové sítě, adaptivní a optimální filtracecs0letníVolitelnýdrzkne
SODSystémy odolné proti poruchámcs0letníVolitelnýdrzkano
TADTeorie a aplikace Petriho sítícs0letníVolitelnýdrzkano
PFTDTeorie finančních trhůcs0letníVolitelnýdrzkano
VKDVybrané kapitoly z algoritmůcs0letníVolitelnýdrzkano
VPDVybrané problémy informačních systémůcs0letníVolitelnýdrzkano
SIDVybrané problémy softwarového inženýrství a databázových systémůcs0letníVolitelnýdrzkano
VNDVysoce náročné výpočtycs0letníVolitelnýdrzkano