Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Bachelor's Thesis
Author of thesis: Bc. Alex Marinica
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: prof. Ing. Adam Herout, Ph.D.
Reviewer: Ing. Markéta Juránková, Ph.D.
This thesis addresses the quantitative assessment of the pupillary light reflex using a smart- phone. Smartphone pupillometry is presented as an intermediate approach between two currently used methods of pupil assessment: penlight examination of the pupillary reflex andspecializedpupillometry. Thefirstcontributionofthethesisisacustomdatasetconsist- ing of 92 recordings from 43 volunteers, with 1,984 annotated training frames. The second contribution is PupilIrisNet, a lightweight convolutional model trained and validated on the created dataset. In cross-validation, it achieves mean errors of 2.87 px for pupil center local- ization, 3.38 px for iris center localization, a mean absolute error of 3.31 px for radii, and a pupil-to-iris ratio error of 0.0480. The third contribution is an iOS application that guides the user during the video recording of pupillary response, controls the camera and torch, evaluates recording quality, displays the pupil-diameter time series together with derived metrics, and enables their export into a formatted report. The results are reported with respect to the limitations arising from dataset size, acquisition variability, and validation scope.
pupillary light reflex, quantitative pupillometry, smartphone pupillometry, iOS, pupil detection, recording quality
Date of defence
18.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
B
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 a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B.
Topics for thesis defence
Language of thesis
English
Faculty
Fakulta informačních technologií
Department
Department of Computer Graphics and Multimedia
Study programme
Information Technology (BIT)
Composition of Committee
prof. Dr. Ing. Jan Černocký (předseda) doc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D. (místopředseda) Ing. Jiří Hynek, Ph.D. (člen) RNDr. Marek Rychlý, Ph.D. (člen) Ing. Vojtěch Havlena, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportprof. Ing. Adam Herout, Ph.D.
Řešitel byl nadstandardně motivovaný a aktivní při řešení a má svá očekávání ohledně nasazení své aplikace. V některých případech řešitel volil postupy spíše podle své intuice než podle zaběhlých postupů v oboru a/nebo rad vedoucího.
Zadání vzešlo z vlastní iniciativy a podnikatelského/inovátorského nadšení řešitele. Řešitel vytvořil aplikaci pro měření pupilárního reflexu, která může sloužit pro "diagnostiku" některých medicínských stavů. Vytvořené řešení využívá algoritmy strojového učení/počítačového vidění a toto technologické jádro zapouzdřuje do vizuálně atraktivního a dobře použitelného uživatelského rozhraní.
Řešitel nastudoval prameny z oblasti počítačového vidění a strojového učení a také z oblasti návrhu a vývoje mobilních aplikací.
Řešitel pracoval hodně samostatně a konzultací využíval obvykle až po několikanásobném upomenutí ze strany vedoucího. V řešení se hodně spoléhal na vlastní intuici a znalosti a v přijímání rad (i třeba dobrých) nebyl příliš aktivní.
Řešitel ani při dokončování práce a psaní technické zprávy příliš aktivně nevyhledával a nepřijímal rady vedoucího.
Řešitel prezentoval svoji práci na Excel@FIT a zúčstnil se fakultní aktivity BoosterChallenge.
Řešitel má ambici vytovřené řešení prakticky nasadit a pokud možno komercializovat.
Grade proposed by supervisor: C
Reviewer’s reportIng. Markéta Juránková, Ph.D.
Student si vybral náročnější téma, kde musel vyvinout jak aplikaci s uživatelským rozhraním, tak natrénovat model pro extrakci dat vhodných pro vyhodnocení pupilárních metrik na mobilním zařízení. Zatímco aplikace dosahuje velmi vysoké úrovně, část zaměřená na počítačové vidění úplně neprokazuje studentovo hluboké porozumění dané problematice. Z těchto důvodů navrhuji výslednou známku C.
Evaluation level: more difficult assignment
Zadání hodnotím jako obtížnější, protože cílem práce bylo nejen natrénování specializovaného modelu pro měření pupilárního reflexu, ale také vývoj aplikace pro snímání a vyhodnocení dat.
Práce je vhodně strukturovaná a jednotlivé kapitoly na sebe přirozeně navazují. Pochopitelnost pro čtenáře je však v některých technických pasážích snížena nepřehlednými rovnicemi s proměnnými, které nejsou v textu dostatečně popsány (např. rovnice pro GeomScore na str. 24), a velkým množstvím konstant bez bližšího vysvětlení jejich hodnot.
Dále student v celé práci používá u některých metrik absolutní hodnoty (typicky chyba lokalizace středu zornice či duhovky kolem 3 px) bez uvedení jejich vztahu k velikosti duhovky. Čtenář tak nemá možnost posoudit, zda se jedná o chybu významnou, či zanedbatelnou.
Rovněž v textu zůstávají některé nevysvětlené části (jak se používá anotovaná orientace zornice a duhovky? jak dobře model klasifikuje mrknutí a pravolevou orientaci? a jiné).
Po jazykové stránce je práce na vysoké úrovni. Drobné výhrady mám k referencování obrázků a tabulek, z nichž některé nejsou v textu zmíněny (např. tabulky 2.1, 3.1, 4.1 a 5.1), a k použití nečíslovaných rovnic.
Realizační výstup práce lze rozdělit do dvou částí: 1) příprava datasetu a trénování vlastního modelu pro extrakci dat potřebných k měření pupilárního reflexu a 2) vývoj iOS aplikace pro záznam a vyhodnocení videodat. Zatímco výsledná aplikace je kvalitně zpracovaná, část zaměřená na počítačové vidění obsahuje několik nedostatků.
Za nejvýznamnější považuji způsob přípravy trénovacích dat. Nevidím jasný přínos trénování heatmap pro lokalizaci zornice a duhovky v situaci, kdy jsou oči ve všech vzorcích vystředěny. Jaké přesnosti by bylo dosaženo při použití jednoduchého odhadu středu oka jako středu snímku?
Chybí také srovnání se standardními metodami pro měření pupilárních metrik, přestože byly v práci zmíněny. I když jejich nasazení na mobilním zařízení nemusí být prakticky realizovatelné, kvalitativní porovnání s navrženým řešením by bylo přínosné.
Výhradu mám také k metodice vyhodnocování. Student zvolil váženou výslednou metriku, přičemž jednotlivé varianty byly vyhodnocovány na různých bězích trénování. Standardní postup je: 1) zvolit si vhodnou fixní metriku, 2) najít vhodné parametry trénování a vhodné váhy pro jednotlivé části loss funkce. Student však zafixoval trénovací část a následně upravoval váhy výsledného skóre.
Za plus naopak považuji vytvořenou datovou sadu.
Práce v této chvíli není využitelná, pokud by však student na ní chtěl dále pracovat, mohla by sloužit jako dobrý odrazový můstek.
Evaluation level: assignment fulfilled
Drobná výhrada se vztahuje k prezentačním materiálům vyžadovaným v bodu 9 zadání (plakát a video), které jsem v odevzdaných souborech nenašla. Tuto skutečnost však považuji za velmi marginální nedostatek.
Evaluation level: is within the usual extent
Práce je v obvyklém rozsahu, závěr je na straně 49.
Student pracuje s relevantními zdroji z oblasti medicíny i počítačového vidění. Při řešení se vydal vlastní cestou a převzaté prvky řádně cituje. Drobné výhrady mám k některým formálním nedostatkům v citacích. Jako příklad zde uvádím poznámky pod čarou 2 a 5, které místo standardní vědecké citace odkazují na arXiv.
Grade proposed by reviewer: C
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová