Cílem studia je příprava špičkových vědeckých osobností, které budou zvládat řešení složitých vědeckých a technických úloh v oblasti informačních technologií v telekomunikacích. Cílem je naučit absolventy metodám vědecké práce, prohloubit teoretické znalosti v oblasti vyšší matematiky a fyziky a poskytnout studentům teoretické, experimentální a praktické znalosti v oboru teleinformatiky.

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.

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.

prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.

1. Adaptivní metody zvýraznění řeči využívající intenzitní sondu

   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.

2. 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.

3. Detekce poruch výslovnosti v mluvené řeči

   Disertační práce je zaměřena na analýzu řečového signálu s poruchami výslovností a automatickou detekci poruch výslovnosti v mluvené řeči. Součástí práce bude analýza jednotlivých poruch výslovnosti ve spolupráci s logopedickými odborníky, analýza vlivu poruch výslovnosti na sledované parametry řečového signálu a výběr nejvhodnějších parametrů pro automatizované vyhodnocení.

   Školitel: Sysel Petr, doc. Ing., Ph.D.

4. Efektivní využití IP sítí v krizových situacích

   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.

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

5. Geografické směrování v bezdrátových senzorových sítích

   Bezdrátové senzorové sítě jsou rychle rozvíjející se technologií, která zasahuje do různých oblastí. Příkladem může být vojenství (monitorování bitevního pole) a životní prostředí (požáry, povodně). Náplní vědecké práce doktoranda bude výzkum geografického směrovaní v těchto sítích. Geografické směrování pracuje se znalostí pozice jednotlivých senzorů a používá se pro předání informace na zvolenou fyzickou pozici. Funkce geografického směrování bude ověřována v rozsáhlé experimentální bezdrátové senzorové síti (přibližně 500 senzorových uzlů).

   Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.

6. Návrh moderních IP sofistikovaných telematických systémů v dopravě

   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.

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

7. Návrh nových obvodových řešení s minimální konfigurací na tranzistorové úrovni

   Disertační práce je zaměřena na výzkum původních zapojení kmitočtových filtrů, oscilátorů, syntetických induktorů, atd. s minimální konfigurací pouze na tranzistorové úrovni. Cílem 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 případně experimenty.

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

8. Nové metody extrakce biologických signálů z medicínských obrazů

   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.

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

9. Optimalizace směrování ve vysokorychlostních konvergovaných sítích

   Cílem výzkumu je optimalizace směrovacích principů. Navržena bude architektura síťového prvku s prioritním směrováním. Navržen bude také originální postup, jak danou problematiku modelovat matematicky a dále jak tento matematický model implementovat . Softwarová simulace systému, který lze využít pro řízení spojovacího pole určeného pro přepojování datových jednotek bude rozšířena o realizaci hardwarové implementace, např. pomocí programovatelných logických polí vývojového systému FPGA. Získané poznatky budou zobecněny a vztaženy k teorii vysokorychlostních síťových prvků. K softwarové simulaci se předpokládá zejména program MATLAB a jazyk Visual C++.

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

10. Použití empirické dekompozice pro určení základního tónu řeči

    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.

    Školitel: Sysel Petr, doc. Ing., Ph.D.

11. 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.

12. Směrování v IP sítích

    Pravidla směrování v IP sítích způsobují porušení trojúhelníkové nerovnosti pro hodnoty zpoždění mezi komunikujícími stanicemi. Toto porušení nerovnosti způsobuje problémy pro služby v IP sítích, které pro svou činnost měří a následně využívají hodnoty komunikačního zpoždění. Práce se bude zabývat studiem příčin způsobujících porušení trojúhelníkové nerovnosti a návrhem možných řešení pro zmenšení jejich vlivu. Pro výzkum bude k dispozici celosvětová experimentální síť PlanetLab (http://www.planet-lab.org/), která má přibližně 1000 stanic rozmístěných po celém světě.

    Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.

13. Tísňové hovory v technologii Voice over IP (VoIP)

    Problémem technologie VoIP jsou tísňová volání, pokud volají není schopen podat informace o své poloze. Možným řešením je využít metody lokalizace IP stanic na základě měření komunikačního zpoždění. Práce se bude zabývat výzkumem lokalizace IP stanic v návaznosti na technologii VoIP. Pro výzkum bude k dispozici celosvětová experimentální síť PlanetLab (http://www.planet-lab.org/), která má přibližně 1000 stanic rozmístěných po celém světě.

    Školitel: Komosný Dan, prof. Ing., Ph.D.

14. Vývoj algoritmů pro správu front

    Aktivní síťové prvky dnes používají pro správu front a řízení přepínání řadu výkonných algoritmů. Úkolem je implementovat vybrané algoritmy správy front do vývojového systému vybaveného FPGA kartou, proměřit jejich výkonnost a vyvinout vlastní algoritmus řešící na vývojovém systému správu front při respektování standardního značkování používaného při řešení QoS. K řešení bude třeba znalost jazyků C a VHDL, Matlab, popř. Verilog.

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

15. Zefektivnění zabezpečení sítí standardu IEEE 802.11

    Zranitelnost standardu IEEE 802.11, metody útoků na zabezpečení a metody pro jeho zefektivnění. Problematika zabezpečení bezdrátových sítí předpokládá standardy IEEE 802.11. Podrobné seznámení s těmito standardy, popsání jednotlivých druhů zabezpečení bezdrátových sítí včetně jejich vlastností a následná teoretická analýza. Realizace útoků různými metodami na moderní zabezpečovací algoritmy, důraz bude kladen na identifikaci slabých míst protokolů 802.11. Na základě zjištění bude navrženo a otestováno zabezpečení efektivnější. Pozornost bude věnována zabezpečení kvality služeb QoS v sítích standardu 802.11. Sítě budou podrobeny zkoumání pomocí vhodných programů a simulátorů (Opnet Modeler, NS2). Zkoumány budou rovněž závislosti moderních služeb (IP telefony, přenos videa, hlasu, multimédií) na zpoždění a bude provedena celková analýza včetně optimalizace QoS.

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

16. Zpracování obrazu pro biometrické systémy

    Téma je zaměřeno na výzkum nových metod detekce a identifikace osob a jejich činnosti pomocí analýzy specifických biologických nebo behaviorálních charakteristických znaků osob obsažených v obraze a video sekvencích, se zvláštním zaměřením na detekci a měření lidské postavy v obraze, dále pak na dynamickou analýzu lidské motoriky vedoucí buď k identifikaci osob, nebo k rozpoznání činnosti, případně k detailní analýze pohybu např. u sportovců. Výzkum by měl vyústit v návrh vlastní nové metody využitelné v systémech inteligentního videa.

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