Master's Thesis

Converting an image to pixel art

Final Thesis 2.03 MB

Author of thesis: Ing. Tomáš Kurtin

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Martin Čadík, Ph.D.

Reviewer: Ing. Tomáš Polášek

Abstract:

The goal of this thesis is to create an web application, into which the user would upload any image (photo, drawing,...) and the application returns them representation of the input as a pixel art (downscaled version of theirs image made by pixels). This result can the user modify in the app however they want, or modify the generation parameters and generate a new image. The work started with research of existing approaches of conversion to pixel art. Then it devote itself to the implementation and comparison of the approaches to tell which of them excels at what thing. Then the results were tested by users who compared them and after small tuning the web application was ready to be used.

Keywords:

Pixel art, image conversion, web application

Date of defence

23.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm C.

Topics for thesis defence

  1. V rámci uživatelské studie uvádíte, že se barevné téma webové stránky (světlé/tmavé) měnilo automaticky na základě nastavení systému uživatele. Může barva pozadí a okolní kontrast webu ovlivnit lidské vnímání barevné věrnosti a detailu u generovaného pixel artu? Prováděl jste logování těchto metrik a následnou analýzu, zda mělo zvolené téma statistický vliv na preference uživatelů?
  2. Na straně 46 uvádíte, že rozdíl mezi celkovou volbou vlevo (2034) a vpravo (1874) je zanedbatelný. Jak jste k tomuto závěru došel? Výsledky naznačují, že se respondenti podvědomě vyhýbali volbě vpravo. Jakým způsobem byste korektně určil, zda jde o statisticky signifikantní odchylku? Jak byste výsledky testu a případné vyhýbání pravému vzorku vysvětlil? Např. z hlediska UX, psychologie vnímání, či problém v generování srovnávacích párů.

Language of thesis

English

Faculty

Department

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Application Development (NADE)

Composition of Committee

prof. RNDr. Alexandr Meduna, CSc. (předseda)
doc. RNDr. Jitka Kreslíková, CSc. (místopředseda)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hynek, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pluskal, Ph.D. (člen)
Ing. Marta Jaroš, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Martin Čadík, Ph.D.

Student implementoval několik metod pro převod obrazu na pixel art, které následně vyhodnotil v uživatelském experimentu. Pro zpřístupnění těchto metod širší veřejnosti vytvořil také webovou aplikaci. Celkově považuji předloženou práci za práci průměrné kvality. 

Evaluation criteria Verbal classification
Information about assignment

Zadání této diplomové práce považuji za průměrně náročné. Jednalo se zejména o implementaci metod na základě publikovaných vědeckých článků. Student také vytvořil webovou aplikaci pro snadné využití implementovaných metod a metody vyhodnotil v uživatelském experimentu. S dosaženými výsledky jsem spokojen.  

Activity during solution, consultations, communication

Práce byla dokončena v řádném termínu a její obsah byl částečně konzultován s vedoucím. 

Publication activity, awards
Work with literature

Student pracoval s literaturou dodanou vedoucím práce a sám si dohledával relevantní zdroje. 

Activity during solution, consultations, communication

Student pracoval velmi samostatně a byl průměrně aktivní v průběhu celého řešení. Na konzultace přicházel připraven, dohodnutá hlášení o postupu práce ne vždy vyplnil, ale dohodnuté termíny dodržoval. 

Points proposed by supervisor: 75

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Tomáš Polášek

Práce se zabývá aktuálním tématem automatického převodu obrazu na pixel art. Textová část nejprve uvádí čtenáře do teoretického základu problematiky, představuje vybrané algoritmy a popisuje jejich implementaci. Podstatná část textu je věnována analýze výsledků. Kvantitativní vyhodnocení se zaměřuje na časovou složitost, kvalitativní stránka je podložena rozsáhlou uživatelskou studií se 46 respondenty.


Realizační výstupy jsou plně funkční. Kromě výše uvedených formálních a typografických nedostatků zprávy však vnímám jako zásadní problém otázku správnosti interpretace výsledků uživatelské studie. Autor v textu přechází statistická fakta s vágním komentářem, přestože data vykazují anomálie. I přes tyto výhrady a vzhledem k nespornému praktickému přínosu a rozsahu uživatelské studie navrhuji hodnotit práci stupněm dobře / C.

Evaluation criteria Verbal classification Points Max. points
The extent to which the requirements of the assignment have been met

Evaluation level: assignment fulfilled

Zadání bylo splněno ve všech bodech. Student nad rámec základního textu naimplementoval funkční webovou aplikaci, provedl uživatelskou studii a vytvořil jednoduchý grafický editor výsledků přímo v prohlížeči.

Extent of the technical report

Evaluation level: is within the usual extent

Rozsah technické zprávy je v obvyklém rozmezí. V několika případech jsou však strany ponechány převážně prázdné z důvodu zalomení velkých objektů (např. str. 18, 33 nebo 36).

Presentation level of the technical report

Celková struktura technické zprávy vhodně uvádí čtenáře do problematiky. Dále představuje jednotlivé přístupy pixelizace, jejich implementaci a metody vyhodnocení. V závěru práce jsou představeny výsledky uživatelské studie a jejich analýza. Kvalitu zprávy však snižují následující problémy:

  • Některé sekce jsou velmi krátké a působí nedokončeným dojmem (např. sekce 3.3.1 na str. 15 nebo sekce 4.4.6 na str. 27 ).
  • Odkaz na GitHub uvedený přímo v textu na straně 21 vede na chybu 404 – pravděpodobně proto, že odkazovaný repozitář zůstal privátní. Odkazy tohoto typu by navíc měly být formátovány jako standardní citace nebo poznámky pod čarou.
  • Z tabulky 4.1 na str. 22 není jasné, co přesně znamená sloupec „Size“ (zda jde o rozměr vstupu, výstupu, či nejdelší strany) a u hodnot chybí jednotka (px).
  • Naměřenou časovou složitost (např. kapitola 4) by bylo mnohem názornější vizualizovat pomocí grafů než pouze rozsáhlými tabulkami.
  • U dvou klíčových metod (sekce 4.4 a 4.5) tabulky s naměřenými časy zcela chybí. Jejich hodnoty jsou pouze vágně naznačeny v textu jako „minutes or even more than an hour“. Bylo by vhodnější uvést alespoň omezené množství experimentálních dat.
  • V kapitole vyhodnocení (např. str. 46) je redundantní uvádět pro stejná data detailní tabulku i graf – číselné hodnoty bylo možné vepsat přímo k jednotlivým sloupcům.
  • V kapitole 7 (Best Results Overview) postrádám u výsledných pixel artů srovnání s původními vstupními obrázky.
70 100
Formal preparation of a technical report

Typografická a jazyková úroveň textu je průměrná. Technická zpráva obsahuje drobné gramatické chyby, překlepy a neformální či neobratná slovní spojení v anglickém i českém textu (např. „an web application“, „results can the user modify“, „taky ho i rád tvoří“, chybějící mezera v „Correction3.6.1“, nebo „so tat I can see“).

V textu se objevuje nekonzistentní kapitalizace a použití názvů (např. „line-art“ na str. 8 versus „line art“ na str. 19, případně „Make your own sprites“ na str. 16 versus „Make Your Own Sprites“ na str. 15). Sekce 3.5 na straně 16 působí typograficky nesourodě kvůli nadbytečnému střídání různých typů písma. Namísto názvu kapitoly „Speed Testing“ by bylo vhodnější použít exaktnější termín, např. „Profiling“ nebo „Time Complexity Analysis“. Z technického pohledu by bylo rovněž vhodnější exportovat diagramy a schémata (např. vizualizaci na str. 53) ve vektorovém formátu namísto rastrového, aby při zvětšení nedocházelo k rozmazání.

70 100
Work with literature

Student zakládá svou práci na metodách, které jsou řádně podloženy vědeckými články. Zdroje jsou citovány a je zřejmé, které části jsou převzaté. Práce s literaturou má však několik podstatných nedostatků:

  • Vyskytuje se zde nekonzistentní kombinování standardních bibliografických citací a poznámek pod čarou. Například komerční obrázek z platformy Freepik je řádně citován v sekci References (zdroj [20]), zatímco zásadní vědecký článek a teoretický podklad metody SLIC je na str. 12 uveden jako poznámka pod čarou (a následně duplikován pod číslem [2] v referencích). Podobný problém se opakuje u metody MCDA na straně 13.
  • Velké množství položek v seznamu literatury tvoří pouhé odkazy na zdrojové obrázky z Pixabay použité pro testování. Tyto odkazy měly být systematicky uspořádány do tabulky v příloze práce, což by ponechalo seznam literatury více reprezentativní.
  • Některé bibliografické záznamy jsou nekompletní – např. u autorovy vlastní bakalářské práce v referenci [12] chybí typografické určení fakulty a uvádí „Master's Thesis“ namísto „Bachelor's Thesis“.
60 100
Realisation output

Programové moduly vytvořené v rámci řešení práce zahrnují hlavní webovou aplikaci, rozhraní pro uživatelskou studii a Jupyter notebook pro statistickou analýzu dat. Zdrojové kódy jsou dostatečně komentovány. Jádro práce, tedy samotná implementace testovaných metod převodu obrazu, je plně funkční. Podle mého názoru byly všechny externí knihovny a materiály využity v souladu s licenčními podmínkami a autorským právem.

70 100
Usability of results

Využitelnost výsledků spočívá primárně v ucelené implementaci vybraných algoritmů pixelizace do jednoho prostředí a v provedení rozsáhlé uživatelské studie. Práci a shromážděná data lze využít jako výchozí bod pro další výzkum.

The difficulty of the assignment

Evaluation level: moderately difficult assignment

Zadání práce považuji za průměrně obtížné. Téma v sobě spojuje nutnost studia algoritmů počítačové grafiky pro redukci barev a rozlišení, implementaci aplikace a sběr dat od uživatelů.

Topics for thesis defence:
  1. V rámci uživatelské studie uvádíte, že se barevné téma webové stránky (světlé/tmavé) měnilo automaticky na základě nastavení systému uživatele. Může barva pozadí a okolní kontrast webu ovlivnit lidské vnímání barevné věrnosti a detailu u generovaného pixel artu? Prováděl jste logování těchto metrik a následnou analýzu, zda mělo zvolené téma statistický vliv na preference uživatelů?
  2. Na straně 46 uvádíte, že rozdíl mezi celkovou volbou vlevo (2034) a vpravo (1874) je zanedbatelný. Jak jste k tomuto závěru došel? Výsledky naznačují, že se respondenti podvědomě vyhýbali volbě vpravo. Jakým způsobem byste korektně určil, zda jde o statisticky signifikantní odchylku? Jak byste výsledky testu a případné vyhýbání pravému vzorku vysvětlil? Např. z hlediska UX, psychologie vnímání, či problém v generování srovnávacích párů.
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová