studijní program

Teleinformatics

Fakulta: FEKTZkratka: DKA-TLIAk. rok: 2020/2021

Typ studijního programu: doktorský

Kód studijního programu: P0714D060012

Udělovaný akademický titul: Ph.D.

Jazyk výuky: angličtina

Akreditace: 28.5.2019 - 27.5.2029

Forma studia

Kombinované studium

Standardní doba studia

4 roky

Garant programu

Rada studijního programu

Oblasti vzdělávání

Oblast Téma Podíl [%]
Elektrotechnika Bez tematického okruhu 100

Cíle studia

Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat teoretické znalosti získané jak studiem vybraných kurzů, tak vlastní tvůrčí činností. Tyto poznatky je schopni efektivně využití při následném návrhu vlastních a inovátorských řešení v rámci dalšího experimentálního vývoje a aplikačního výzkumu. Důraz je tak kladen na získání jak teoretických, tak i praktických dovedností, dále samostatnost v rozhodování, formulování vědecko-výzkumných hypotéz pro přípravu projektů základního až aplikovaného výzkumu, schopnost hodnocení výsledků a jejich prezentace ve formě vědeckých textů a prezentací před vědeckou komunitou.

Profil absolventa

Doktorský studijní program "Teleinformatics" je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů, kteří budou mít hluboké znalosti principů a technik využívaných v komunikačních a datových drátových i bezdrátových sítích a s tím souvisejících oblastí jako je i vlastní sběr, zpracování a zpětná reprezentace užitečných uživatelských dat na úrovni aplikační vrstvy. Hlavní části studia tvoří oblasti teoretické informatiky a komunikační techniky. Absolvent má široké znalosti komunikačních a informačních technologií, datových přenosů a jejich zabezpečení. Absolvent se orientuje v operačních systémech, počítačových jazycích a databázových systémech, jejich užití včetně návrhu vhodného software a uživatelských aplikací. Je schopen navrhovat nová technologická řešení komunikačních zařízení a informačních systémů určených pro pokročilý přenos informací.

Charakteristika profesí

Absolventi programu "Teleinformatics" se uplatňují zejména ve výzkumných, vývojových a projekčních týmech, v oblasti odborné činnosti ve výrobních nebo obchodních organizacích, v akademické sféře a v dalších institucích zabývajících se vědou, výzkumem, vývojem a inovacemi, ve všech oblastech společnosti, kde dochází k aplikaci a využití komunikačních systémů a přenosu informace datovými sítěmi.
Uplatnění naši absolventi nalézají zejména při analýze, návrhu, tvorbě nebo správě komplexních systémů pro přenos a zpracování dat, a také při programování, integraci, podpoře, údržbě nebo prodeji těchto systémů.

Podmínky splnění

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Student si zapíše a vykoná zkoušky z povinných předmětů, minimálně dvou povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtina pro doktorandy, Řešení inovačních zadání, Vědecké publikování od A do Z).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat. Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti mikroelektroniky, elektrotechnologie, fyziky materiálů, nanotechnologií, elektrotechniky, elektroniky, teorie obvodů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertační práci se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Vytváření studijních plánů

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Analogové obvody obsahující prvky neceločíselného řádu

    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, přeladitelných oscilátorů či dalších obvodů. Pozornost je třeba věnovat i dalším možným způsobům realizace fraktálních obvodů, např. využití struktur s rozprostřenými parametry (RC-EDP), počítačovému modelování přírodních a biologických látek a struktur a také matematickému popisu.

    Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.

  2. Analýza obrazů a obrazovych sekvencí pořízených dronem

    Téma je zaměřeno na pokročilou analýzu statického i dynamického obrazového obsahu pořízeného drony. Cílem je zkoumat možnosti extrakce specifických oblastí zájmu, autonomního vyhledávání cílů a navádění dronu pro realizaci specifických úloh, jako je mapování terénu, systematické vyhledávání objektů a podobně.

    Školitel: Říha Kamil, doc. Ing., Ph.D.

  3. Analýza vlastností elektrických filtrů v proudovém módu

    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.

  4. Bezpečnost v konvergovaných sítích

    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 (Softwarově definované sítě) 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 nebo SCILAB, využívat se bude pravděpodobně alespoň jeden z jazyků VHDL, C, Java, evoluční algoritmy, v případě zájmu vývojový systém FPGA.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  5. Časově-prostorová analýza a syntéza zvukového pole

    Metoda časově-prostorové analýzy ukazuje kumulativní vývoj zvukového pole jako funkci směru intenzity zvuku formou prostorové impulsní odezvy. Aplikacemi této metody je např. analýza akustiky poslechových prostorů, odhad směru přicházejícího zvuku a další. Časově-prostorová syntéza naopak umožňuje percepčně založenou reprodukci 3D zvukového pole pro filmovou a mutimediální produkci, virtuální a rozšířenou realitu nebo 360-stupňová videa. Cílem disertační práce výzkum a vývoj metod snímání zvukového pole pomocí mikrofonních polí a jejich následné syntézy pro specifické reprodukční systémy.

    Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  6. Elastické optické sítě na kritické infrastruktuře

    Fixní rozdělení kanálového rozestupu mezi jednotlivými datovými toky se ukazuje jako nedostačující technika. S rozvojem softwarově definovaných sítí se vyskytuje nový trend v přerozdělování spektra tzv. elastické optické sítě. Tyto sítě pružně reagují na vytíženost daného spoje a prediktivně definují rozdělení spektra. S přerozdělováním spektra dochází k blokaci jednotlivých rozhraní vlivem problematiky přiřazování vlnové délky RWA a sdílení spektra RSA z/do přístupových sítí. Elastické optické sítě mohou také tvořit základ pro distribuci kvantových klíčů na krátké vzdálenosti.

    Školitel: Horváth Tomáš, Ing., Ph.D.

  7. Elektrické fantomy emulující impedance přírodních materiálů

    Práce je zaměřena na návrh a popis analogových obvodů – fantomů, kterými jsou emulovány elektrické impedanční vlastnosti vzorků přírodních materiálů. Tyto fantomy jsou založeny na využití fraktálního počtu, přičemž při jejich realizaci jsou využívány zejména pasivní prvky s fraktálním řádem impedance (prvky s tzv. konstantní fází impedance) a jejich vhodné transformace a kombinace. Budou zkoumány metody měření impedancí emulovaných materiálů. Součástí práce bude i návrh podkladů pro výrobu vzorků fantomů ve vybrané technologii.

    Školitel: Kubánek David, Ing., Ph.D.

  8. Elektrické fantomy popisující fraktální impedanční chování reálných systémů

    Téma se zaměřuje na problematiku syntézy a popisu analogových obvodů – fantomů, kterými jsou emulovány a v čase uchovány elektrické vlastnosti systémů/vzorků analyzovaných především metodou impedanční spektroskopie. Popis těchto fantomů je založen na využití fraktálního počtu, kdy při jejich fyzické realizaci jsou využívány zejména pasivní prvky fraktálního řádu a jejich vhodné transformace a kombinace, což je oblast, která dosud nebyla dostatečně prozkoumána. Význam takových fantomů pro budoucí výzkum spočívá v možnosti explicitně porovnat vhodnost vlastních měřicích technik využívaných pro charakterizaci materiálů.

    Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.

  9. Elektronicky konfigurovatelné analogové obvody

    Téma je zaměřeno na návrh dvojbranů, zejména pak filtračních obvodů či např. oscilátorů s možností externí elektronické změny významných parametrů obvodu či v případě filtru i typu kmitočtové odezvy. Předpokládá se i návrh struktur s prvky neceločíselného řádu. Pro tyto účely budou využity především již existující aktivní prvky, popř. budou navrženy jejich modifikované varianty. Předkládají se simulace nejen s jednoduchými modely, ale i s modely na tranzistorové úrovni. Při experimentálním ověřování budou práce zaměřeny především na behaviorální modelování.

    Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.

  10. Konvergované sítě s omezenou šířkou pásma

    Konvergované sítě s omezenou šířkou pásma vyžadují výzkum alternativ zvýšení jejich propustnosti. Jedná se o řešení problémů spojených s širokopásmovým datovým přenosem, který je ve své části omezen zúženým pásmem - problém úzkého hrdla. Seznamte se s existujícími možnostmi řešení a následně navrhněte, modelujte a na platformě NetCOPE implementujte systém nový. Uvažujte jak řešení založená na QoS, tak také na kompresních algoritmech a jejich kombinacích. Předpokládány jsou znalosti z oblasti IP sítí, QoS, modelování v Matlabu a Simulinku, programování v jazycích VHDL, popř. Verilog. Vámi navržený systém porovnejte s existujícími a specifikujte jeho přednosti.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  11. Kvantová distribuce klíčů v telekomunikačních sítích

    Dnešní digitální svět je závislý na bezpečnosti dat jak během komunikace, tak ale i při ukládání dat, například v elektronickém bankovnictví, elektronickém obchodování, elektronickém zdravotnictví nebo v elektronické veřejné správě. S nástupem kvantových počítačů hrozí riziko potenciálního narušení dnešních zabezpečení. Kvantová distribuce klíčů (QKD) poskytuje způsob distribuce a sdílení tajných klíčů, které jsou nezbytné pro kryptografické protokoly. Informace je zde kódována do jednotlivých fotonů. Integrace systémů QKD do stávající síťové infrastruktury využívané pro telekomunikace je aktuální výzvou. Mezi některé další hlavní výzvy patří zvýšení frekvence vysílání klíčů, zvětšení dosahu QKD, nebo snížení komplexnosti a robustnosti stávajících řešení.

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

  12. Metody pro měření základních i odvozených parametrů datových sítí

    Cílem této práce je výzkum v oblasti měření základních parametrů datových sítí založených především na Internet protokolu (IP), jako jsou propustnost vyhodnocovaná na různých ISO/OSI modelu, jednosměrné a obousměrné zpoždění a také v oblasti složených parametrů, jako jsou např. kvalita hlasových a video služeb. To souvisí s problematikou modelování chování sítí a uživatelů v různých situacích, dlouhodobými i krátkodobými jevy, popisem systémů hromadné obsluhy, a také vlastnostmi a chováním stěžejních internetových a měřících protokolů v počítačových sítích, stejně tak jako problematikou jejich možného nastavení a bezpečnosti. Na základě analýzy dostupných nástrojů a jejich vlastností, popř. vývoje nástrojů vlastních, je očekáván návrh řešení a přístupů pro lišících se podle typu měření. Cílem je následně navržené postupy ověřit v laboratorních podmínkách i v prostředí reálných sítí.

    Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.

  13. Metody pro optimalizaci ultraširokopásmových analogových integrovaných systémů na čipu s využitím parazitních jevů tranzistorů

    Disertační práce je zaměřena na výzkum optimalizačních metod ultraširokopásmových analogových systémů libovolného celistvého a neceločíselného řádu na tranzistorové úrovni integrovaných na čipu. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů navrhnout nová obvodová řešení s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou pracující v kmitočtové oblasti jednotek GHz. Vybraná nová obvodová řešení časových zpoždění, oscilátorů, kmitočtových filtrů druhého nebo vyššího řádu, simulátorů syntetických induktorů, atd. s potenciálem na využití v 5G komunikačních systémech budou realizovány na čipu a ověřeny experimentálním měřením. Výzkum bude probíhat i ve spolupráci s Prof. Khaledem N. Salamou ze Sensors Lab, King Abdullah University of Science and Technology, SA s možností absolvování placené stáže.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

  14. Návrh chytré komunikační sítě – Smart Grid

    Cílem je vytvořit návrh optimalizované chytré komunikační sítě (Smart Grid) spojené s Internetem věcí (Internet of Things – IoT) se zaměřením na chytrá města popřípadě domácnosti. Využití moderních senzorů a ostatních prvků. Optimalizace přenosu a spolehlivosti M2M (Machine-To-Machine) a pokročilý návrh komunikační infrastruktury. Zefektivnění bezdrátových komunikačních protokolů s přihlédnutím k protokolům drátovým. Rozpracování myšlenek Průmyslu 4.0 (Industry 4.0). Předpokládají se mobilní sítě po 5G a LTE, PLC, Ethernet, NB-IoT, SigFox,,LoRaWAN. Využití simulačního nástroje Network Simulator 3 (NS3) a dalších prostředí.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  15. Nové distribuované a kvazi-distribuované optické vláknové senzorické systémy

    Práce se zaměřuje na problematiku návrhu, simulace a vývoje distribuovaných a kvazi-distribuovaných optických vláknových senzorických systémů. Jedná se o systémy, ve kterých jsou běžná jednovidová telekomunikační vlákna, mnohovidová vlákna, polymerová optická vlákna (POF), mikrostrukturální vlákna, vícejádrová vlákna, případně další speciální vlákna využívána jako senzor. Pomocí rozptylových jevů (Ramanův, Brillouinův, nebo Rayleighův rozptyl), popřípadně změn parametrů přenášeného optického signálu (změna intenzity, fáze, polarizace, atd.), lze získat informace o teplotě, vibracích a dalších fyzikálních veličinách podél optického vlákna.

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

  16. Optické vláknové zesilovače

    Pokračující růst telekomunikačních sítí je v současné době umožněn díky optickým vláknům. Společně s telekomunikačními systémy, optické zesilovače umožnily přenášet obrovské množství dat na vzdálenosti od kilometrů až po transoceanické vzdálenosti, což poskytuje kapacitu potřebnou pro současné a budoucí komunikační sítě. Optické zesilovače mají důležitou roli nejen v optických telekomunikacích, ale také v optických senzorech a mnoha dalších aplikacích. Dnes jsou běžné vláknové zesilovače dopované prvky vzácných zemin (např. Erbiem dopované vláknové zesilovače), Ramanovy zesilovače, nebo polovodičové zesilovače (SOA). Speciální typy zesilovačů, jako jsou parametrické zesilovače, nabízejí mnoho výhod, jsou však složité a drahé. Kromě samotných zesilovačů je třeba zvážit nové typy optických vláken (např. vícejádrová vlákna) a možnosti zesílení v těchto vláknech.

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

  17. Paralelizace evolučních algoritmů

    Cílem práce je výzkum v oblasti paralelizace evolučních algoritmů. Paralelizace je nedílnou součástí ke zvýšení efektivnosti evolučních algoritmů a jejich možnému využití. Výzkum by měl navázat na současné poznatky a provést výzkum vlivu zvolených parametrů a designu na výkon. Výzkum by měl být soustředěn na ostrovní modely evolučních algoritmů. Dle zvoleného postupu nutná znalost některého z programovacích jazyků, dále skriptovacího jazyka Python či Matlab. Zvolené vývojové a testovací prostředí je ponecháno volné volbě. Výsledkem by měla být prezentace a ověření dosažených výsledků.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  18. Post-kvantové kryptografické protokoly

    Téma je zaměřeno na analýzu, návrh a optimalizaci moderních post-kvantových kryptografických (PQC) protokolů, které nabízí bezpečnou alternativu vůči stávajícím protokolům založených na problémech diskrétního logaritmu a faktorizace. Výzkum lze blíže orientovat na vybraný otevřený problém jako např. hardwarová akcelerace PQC pomocí FPGA, post-kvantové blockchain technologie, post-kvantové metody ochrany soukromí, PQC na omezených zařízení atd. Předpokládá se zapojení studenta do mezinárodních a národních výzkumných projektů.

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

  19. Převodníky pro vzájemný převod A/D a D/A pracující v proudovém módu

    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).

    Školitel: Lattenberg Ivo, doc. Ing., Ph.D.

  20. Rezistivně-kapacitní prvky s rozloženými parametry a jejich využití v elektronických obvodech

    Práce je zaměřena na výzkum návrhu rezistivně-kapacitních prvků s rozloženými parametry (RC-PRP) a jejich využití v elektronických obvodech. Součástí bude zejména návrh RC-PRP realizujících impedanční funkce fraktálního, tedy neceločíselného řádu. Budou analyzovány různé druhy implementací a výrobních technologií RC-PRP. Pro vybranou technologii budou zpracovány výrobní podklady. Práce zahrnuje i návrh a ověření aplikací RC-PRP v elektronických obvodech, zejména realizujících obvodové funkce fraktálního řádu.

    Školitel: Kubánek David, Ing., Ph.D.

  21. Sekvenční stanovení kontur arteriální stěny

    Vyšetření krční tepny nasnímané v ultrazvukových videosekvencích je efektivní metodou pro detekci kardiovaskulárních onemocnění. Prostorové změny krční tepny jsou vztaženy k diagnosticky relevantním parametrům popisujícím např. elasticitu tepenné stěny. Proto je hlavním cílem této práce nalezení časově proměnné kontury krční tepny v ultrazvukové videosekvenci pomocí rozšíření metody strojového učení nazývané Gaussian proces regression, ve které je hledaná funkce reprezentována náhodným procesem, který neumožňuje explicitní parametrickou reprezentaci. Cílené sekvenční rozšíření dané metody umožní spojité sledování detailního tvaru tepenné stěny po libovolně dlouhou dobu. Řešení bude probíhat ve spolupráci s prof. F. Hlawatschem z vídeňské technické univerzity.

    Školitel: Říha Kamil, doc. Ing., Ph.D.

  22. Vyhlazovací metody pro sledování pohybu arteriální stěny

    Vyšetření krční tepny nasnímané v ultrazvukových sekvencích je efektivní metodou pro detekci kardiovaskulárních onemocnění. Cílem této práce je vývoj časově-rekursivních metod pro sledování klíčových bodů, umístěných na tepenné stěně, v ultrazvukové videosekvenci. Tyto metody budou založeny na skrytém Markovském modelu, který popisuje pohyb klíčových bodů, a vyhlazovacích metodách pro více-objektové sledování. Takto zvolený přístup umožní využít silné statistické závislosti mezi klíčovými body. Ve srovnání s aktuálně používanými metodami založenými na filtrování se při použití vyhlazovacích metod očekává vyžší přesnost získaných odhadů, na úkor vyžší výpočetní složitosti.

    Školitel: Říha Kamil, doc. Ing., Ph.D.

  23. Vysokapacitní optické přenosové systémy

    Optické přenosové systémy se v posledním desetiletí rapidně vyvíjely, aby uspokojily stále rostoucí poptávku po navyšující kapacitě. Vlnové multiplexování je dnes široce používáno pro navýšení kapacity optických vláken a další navyšování kapacity je dosaženo zvýšením přenosové rychlosti dat. Aby bylo možné splnit tyto požadavky na budoucí vysokokapacitní přenosové systémy, je nutné se zabývat několika technickými výzvami, jako jsou nové optické modulační formáty s vysokou spektrální účinností, optimalizace přijímačů schopných detekovat nové modulační formáty, zmírnění lineárních a nelineárních jevů v optických vláknech, nebo zesílení signálu s minimálním šumem.

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

  24. Využití strojového učení při modelování zvukových systémů

    Neuronové sítě a strojové učení jsou v oblasti zpracování zvukových signálů v současné době využívány při dolování dat, např. rozpoznání žánru, získávání hudebních informací z nahrávek apod., a při zpracování řeči, např. rozpoznávání slov, identifikaci mluvčího, rozpoznání emocí apod. Jejich potencionální využití je ale také v modelování zvukových systémů. Cílem disertační práce je nalezení algoritmů optimalizace parametrů digitálních hudebních efektů, algoritmů simulujících akustiku prostorů a dalších s využitím strojového učení a modelů slyšení pro trénování neuronových sítí. Výzkum bude zaměřen jednak na statickou optimalizaci parametrů systému podle analogové předlohy a jednak na dynamickou změnu parametrů v reálném čase na základě vlastností zpracovávaného zvukového signálu. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s firmami zabývajícími se vývojem SW pro zpracování zvukových signálů.

    Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  25. Výzkum bezpečnosti a ochrany soukromí v inteligentních sítích

    Téma je zaměřeno na analýzu bezpečnostních hrozeb, návrh zabezpečení pomocí moderní kryptografie a návrh optimalizace moderních kryptografických protokolů v rámci nastupujících inteligentních sítí typu Internet všeho, Internet vozidel, 5G a chytrých měst. Výzkum bude blíže zaměřen na problémy a řešení zabezpečení komunikace v decentralizovaných sítích a adaptace a implementace ochrany soukromí dat koncových uživatelů. Předpokládá se zapojení studenta do mezinárodních a národních výzkumných projektů Ústavu.

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

  26. Výzkum emulátorů akumulačních prvků neceločíselného řádu pro důvěryhodné modelování chování reálných systémů

    Disertační práce bude věnována problematice modelovaní akumulačních prvků neceločíselného řádu (-1; +1) pomocí fraktálního kalkulu. Cílem práce je s využitím parazitních jevů tranzistorů výzkum původních důvěryhodných obvodových řešení emulátorů kondenzátoru a cívky s nízkým napájecím napětím a s malou spotřebou. Vybraná nová implementace emulátorů akumulačních prvků budou použity pro modelování různých odrůd a druhů zemědělských produktů a biomedicínských systémů (zrání ovoce či zeleniny, modelování sluchového aparátu, plic a jater člověka a savců, atd.) na základě dat získaných pomocí elektrické impedanční spektroskopie. Výzkum bude rovněž prováděn ve spolupráci s prof. Khaledem N. Salamou z Sensors Lab, KSA, vědeckou a technologickou univerzitou krále Abdullaha, s možností placené stáže.

    Školitel: Herencsár Norbert, doc. Ing., Ph.D.

  27. Výzkum lehké kryptografie v IoT

    Téma je zaměřeno na analýzu, návrh a optimalizaci protokolů tzv. lehké kryptografie. Hlavním cílem výzkumu je návrh řešení pro zajištění bezpečnosti komunikace a ochrany dat v internetu věcí (IoT) u komunikací typu D2D (zařízení - zařízení) a D2I (zařízení - infrastruktura). Výzkum bude blíže zaměřen na problémy a řešení aplikované kryptografie na výpočetně a paměťově omezených zařízeních. Předpokládá se zapojení studenta do mezinárodních a národních výzkumných projektů Ústavu.

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

  28. Zabezpečení softwarově definovaných sítí

    Cílem je analyzovat bezpečnostní aspekty technologie softwarově definovaných sítí (SDN). Navržena bude optimalizace stávajících a návrh nových algoritmů proti zranitelnosti SDN. Potřebné jsou nové strategie k zabezpečení provozu kontrolní úrovně, prioritní význam bude mít zajištění kontroléru. Důležitou roli hrají vektory útoku pro systémy SDN a sdílení cest k zabezpečení virtuální síťové infrastruktury, která podporuje SDN, a poté metod, které se v současné době zvažují v ochraně sítě. Vzhledem k oddělení kontrolní úrovně od datové úrovně existuje několik částí, které musí být chráněny před útočníky. Kromě útoků na kontrolér to jsou útoky na linky, na zařízení datové úrovně a na aplikace. Aplikační sférou výzkumu budou distribuované obchodování pomocí Blockchain energetického internetu, inteligentní sítě, smart grids, microgrids, solární energetické systémy a další aktuální technologie. Předpokládá se výběr a následné užití vhodných simulačních nástrojů a dalších prostředků.

    Školitel: Škorpil Vladislav, doc. Ing., CSc.

  29. Zpracování prostorového zvukového signálu pomocí mikrofonních polí malých rozměrů

    Mikrofonní pole malých rozměrů, osazená zejména MEMS mikrofony, se v současné době používají v řadě aplikací, např. hlasových asistentech, robotech nebo při monitoringu v senzorových sítích, zejména pro svoji schopnost prostorové filtrace zvukového signálu od hluku pozadí, ale mají potenciál i při využití v multimediálních aplikacích včetně rozšířené a virtuální reality. Problémem je ovšem limitace jejich rozměrů s ohledem na schopnost prostorové filtrace na nízkých vzorkovacích kmitočtech. Cílem disertační práce je využití nových metod prostorové filtrace zvukového signálu snímaného polem mikrofonů za účelem dalšího zmenšení rozměrů polí a zvýšení rozlišení a přesnosti filtrace. Práce bude zaměřena nejen na výzkum vhodných algoritmů zpracování signálů pole, ale také na jeho mechanickou konstrukci umožňující úpravu akustických vlastností mikrofonů, zejména tvarování směrových charakteristik. Výzkum bude probíhat ve spolupráci s Fakultou dopravní ČVUT a Université du Maine Le Mans.

    Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Libovolný ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DKA-ET1Electrotechnical Materials, Material Systems and Production Processesen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-FY1Junctions and Nanostructuresen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-EE1Mathematical Modelling of Electrical Power Systemsen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-RE1Modern Electronic Circuit Designen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-ME1Modern Microelectronic Systemsen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-TK1Optimization Methods and Queuing Theoryen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-AM1Selected Chaps From Automatic Controlen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-VE1Selected Problems From Power Electronics and Electrical Drivesen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-TE1Special Measurement Methodsen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-MA1Statistics, Stochastic Processes, Operations Researchen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-JA6English for post-graduatesen4VolitelnýdrzkK - 26 / Cj - 26ano
DKA-EIZScientific Publishing A to Zen2VolitelnýdrzkK - 26 / S - 26ano
DKA-RIZSolving of Innovative Tasksen2VolitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
Libovolný ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DKA-TK2Applied Cryptographyen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-MA2Discrete Processes in Electrical Engineeringen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-ME2Microelectronic Technologiesen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-RE2Modern Digital Wireless Communicationen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-EE2New Trends and Technologies in Power System Generationen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-TE2Numerical Computations with Partial Differential Equationsen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-ET2Selected Diagnostic Methods, Reliability and Qualityen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-AM2Selected Chaps From Measuring Techniquesen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-FY2Spectroscopic Methods for Non-Destructive Diagnosticsen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-VE2Topical Issues of Electrical Machines and Apparatusen4Povinně volitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
DKA-JA6English for post-graduatesen4VolitelnýdrzkK - 26 / Cj - 26ano
DKA-CVPQuotations in a Research Worken2VolitelnýdrzkP - 26 / K - 26ano
DKA-RIZSolving of Innovative Tasksen2VolitelnýdrzkK - 39 / S - 39ano
Libovolný ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DKA-QJAEnglish for The State Doctoral Examen4PovinnýdrzkK - 3 / - 3ano