Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-TLIAk. rok: 2012/2013
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Profil
Doktorand se naučí tvůrčím způsobem využívat nabyté teoretické znalosti při návrhu nových telekomunikačních a informačních zařízení a systémů. Orientuje se ve zpracování akustických signálů i obrazu, v problematice signálových procesorů, digitální filtrace apod. Vyzná se v kryptografických systémech, v zabezpečení přenosu proti chybám, v synchronizaci sítí. Umí připravovat nové služby a technicky řešit problémy s tím spojené. Veškeré otázky řeší komplexně se zaměřením k vysokorychlostním multimediálním systémům.
Klíčové výsledky učení
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.
Profesní profil absolventů s příklady
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.
Garant
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
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.
Vícetónové modulace jsou dnes velice často využívaným modulačním přístupem v ADSL, VDSL, PLC, WLAN IEEE 802.11a, g, n a dalších technologiích. Ve všech výše uvedených systémech se využívá známá a dobře propracovaná modulace DMT (Discrete MultiTone), případně OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Cílem práce bude optimalizace stávajících a návrh, simulace, implementace a testování nových alternativních modulačních schémat na bázi vícetónové modulace.
Školitel: Šilhavý Pavel, doc. Ing., Ph.D.
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.
Záměrem práce bude výzkum možností využití moderních metod identifikace zdrojů hluku kombinujících akustickou holografii v blízkém poli a beamforming pro multimodální analýzu akustických polí. Součástí práce bude také porovnání výstupů těchto metod s tradičními simulačními metodami využívajícími statistické a vlnové akustiky a výzkum možností paralelizace těchto metod.
Školitel: Schimmel Jiří, doc. Ing., Ph.D.
Lidé vyjadřují své emoce na základě hlasového, pohybového a výrazového projevu apod. V dnešní době textové zprávy ve formě emailů, SMS zpráv atd. tvoří rovnocenný komunikační prostředek pro vyjádření emocí. Cílem disertační práce je návrh nové metody pro automatické rozpoznání emocí z textů. K tomu účelů je kromě databáze klíčových slov také využít sémantický význam slov a slovních spojení.
Školitel: Smékal Zdeněk, prof. Ing., CSc.
V rentgenovém snímku profilu obličeje je zapotřebí na základě určité charakteristické specifikace nalézt body, pomocí kterých se počítá návrh pro léčbu v ortodoncii. K dispozici je soubor rtg obrázků pro testování. Výsledkem práce je nalézt metodu pro přesné nalezení zájmových bodů pro automatizované zpracování v kefalometrických analýzách.
Školitel: Mišurec Jiří, prof. Ing., CSc.
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.
Cílem disertační práce je s pomocí současných nástrojů počítačového vidění a nástrojů dolování znalostí z báze dat navrhnout a ověřit algoritmy, které se budou schopny evolučně (např. s pomocí genetického programování) natrénovat obrazové procesory na člověkem danou předlohu. Problém současných metod je, že vyžadují lidskou interakci a kladou vysoké nároky na vzdělání osob, které je používají (tj. například pro lékaře bez znalosti počítačového vidění je něco podobného obtížné). Úkolem je kombinací stávajících algoritmů počítačového vidění a metod dolování znalostí z báze dat navrhnout nové algoritmy, které umožní automatizaci procesů a pomohou k řešení úloh v oblasti biomedicíny a biomedicínských dat.
Školitel: Burget Radim, prof. Ing., Ph.D.
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.
Výzkum v oblasti kryptografického zabezpečení elektronických archivů.
Školitel: Zeman Václav, doc. Ing., Ph.D.
Jako výsledek předchozích prací byl v minulosti navržen a ověřen pravděpodobnostní model umožňující předpovídat pravděpodobnost výhry soutěžení o médium v bezdrátových sítích při zohlednění odlišných přístupových parametrů kategorií služeb. Tento model však předpokládá maximální intenzitu provozu ve všech kategoriích přístupu, což nedopovídá charakteru provozu v reálných sítích. Je to zejména proto, že model nezohledňuje typické chování síťových služeb, resp. časovou proměnlivost aktuálních požadavků na síťové prostředky od různých typů přenosu jako jsou např. VoIP, HTTP, FTP, P2P apod.
Školitel: Rajmic Pavel, prof. Mgr., Ph.D.
Cílem disertační práce je využít metod genetického programování na oblast obrazové analýzy a obrazového zpracování dat. Problém automatického návrhu obrazových operátorů spočívá v nutnosti vymezení oblastí prohledávaného stavového prostoru, které nás zajímají. Zde se protikladně střetávají oblasti analýzy obrazu pomocí nízko-úrovňových příznaků a oblasti sémantického obsahu, který je v obraze vyjádřen. Úkolem je pomocí evolučních technik navrhnout automatický systém počítačového vidění, který dokáže nalézt a vydělit žádaný objekt i s uvažováním jeho sémantického významu.
Náplní doktorského studia je výzkum metod modelování a testování chování mobilních a bezdrátových sítí za účelem vypracování metodiky návrhu a optimalizace struktur mobilních a bezdrátových datových sítí při zadaných vstupních podmínkách, jako jsou datové toky (vstupní a výstupní) jednotlivých uzlů, typy provozovaných služeb a jejich požadavky.
Školitel: Novotný Vít, doc. Ing., Ph.D.
Práce se bude zabývat výzkumem syntézy (reprodukce) zvukových polí v horizontální rovině a 3D prostoru pomocí wavefield syntézy, ambisonie a metod SIRR (Spatial Impulse Response Rendering) a DirAC (Directional Audio Coding) a jejich praktickými aspekty (reálná reprodukční zařízení). Dále ze bude práce zabývat porovnáním těchto metod z hlediska věrnosti reprodukce, výpočetních nároků atd. a také zkoumáním využití těchto metod pro auralizaci zvukových signálů.
Záměrem disertační práce bude návrh metod multimodálního zpracování obrazů snímaných medicínskými zobrazovacími metodami. Hlavním úkolem bude potlačení šumu, zvýšení přesnosti a výtěžnosti informací. Navržené metody budou experimentálně ověřeny na obrazech snímaných MR tomografem a RTG přístroji ve Fakultní nemocnici v Brně. Téma práce bude řešeno v rámci projektů Grantové agentury České republiky 102/11/0318 a 102/12/1104.
Školitel: Gescheidtová Eva, prof. Ing., CSc.
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.
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.
Stále častěji jsou odborné veřejnosti prezentovány nové aktivní prvky, které si kladnou za cíl nahradit klasický operační zesilovač. Náplní práce je hlubší analýza a vlastní počítačem podporovaný návrh především lineárních funkčních bloků se současnými novými aktivními prvky. Cílem je pak na základě předešlých analýz aplikačních možností popis a návrh vlastních aktivních prvků, které skutečně budou mít potenciál operační zesilovač nahradit ve vysokofrekvenčních aplikacích.
Školitel: Koton Jaroslav, prof. Ing., Ph.D.
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.
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++.
Disertační práce je zaměřena na výzkum nových zapojení kmitočtových filtrů určených pro zpracování plně diferenčních signálů, a to zejména těch, které pracují v proudovém módu. Cílem práce je také výzkum návrhových metod těchto typů filtrů. Jako aktivní prvky jsou využívány zejména moderní obvody pro proudový mód, jako jsou například proudové sledovače a zesilovače, různé obvody sestávající z transkonduktančního stupně, konvejory a jejich diferenční obdoby. Funkčnost navržených zapojení bude ověřována modelováním a také experimentálním měřením.
Školitel: Jeřábek Jan, doc. Ing., Ph.D.
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.
Tématem práce je se zaměřit na přímé i nepřímé převodníky A/D. Rozebrat možnosti řešení těchto převodníků s proudovými a napěťovými konvejory, posoudit dosažitelnou rychlost a přesnost převodu a experimentálně ověřit zapojení, která mají předpoklady dosáhnout vysoké rychlosti a přesnosti převodu.
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).
V dnešní době existují metody, které umožňují bezchybný výpočet waveletové transformace signálu "segment po segmentu". Pro jednorozměrné signály to znamená umožnění jejich zpracování v reálném čase. Podobné algoritmy byly vyvinuty i pro obrazy, přestože nejsou prozatím dostatečně obecně formulovány. Cílem dizertační práce by bylo přizpůsobit tyto stávající algoritmy pro zpracování videa (tzn. 3D signál) a navrhnout vhodnou paralelizaci celé úlohy, aby bylo dosaženo co nejkratšího výpočetního času. Navržené metody by pak mohly sloužit ke zpracování, analýze nebo kompresi videosignálu v reálném čase.
Analýza přenosových cest v energetických sítích a řízení jednotlivých prvků této sítě (např. různé priority přenosu, různé objemy přenášených dat). Optimalizace metod hromadného sběru dat pro energetické sítě. Návrh inteligentního systému hromadného sběru dat v energetických sítích zapadající do systému chytrých sítí.
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.
Práce bude věnována výzkum v oblasti integrace softswitchů do konvergovaných sítí nové generace. Jedním z cílů bude vazba na TDM sítě se signalizačním systémem číslo 7 prostřednictvím IP sítě. Cílem práce bude návrh, implementace a testování protokolárního řešení. Na základě analýz budou navrženy přístupy řešení realizace těchto signalizačních systémů. Jednotlivé přístupy budou dále testovány v praktických realizacích.
Téma je zaměřeno na problematiku širokopásmových systémů přenosu dat po metalicých vedeních založených na technologiích využívajících vícetónových modulací (DMT, OFDM, ...). Do této skupiny patří například systémy komunikující po sdělovacích (xDSL) a energetických (PLC) vedeních.
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.
Cílem disertační práce je s pomocí nástrojů dolování znalostí z báze dat navrhnout a ověřit algoritmy, které se budou schopny natrénovat na člověkem danou předlohu ve třírozměrném prostoru (3D). Problém spočívá v tom, že výpočty ve třírozměrném prostoru jsou často řádově náročnější na výkon procesoru i na paměťový prostor a nelze tak použít metody zpracování v 2D prostoru. Úkolem je kombinací stávajících algoritmů počítačového vidění a metod dolování znalostí z báze dat navrhnout nové algoritmy, které umožní trénovatelnou segmentaci obrazových dat ve 3D prostoru.
Náplní doktorského studia je výzkum problematiky vlivu okolních podmínek, jako je teplota, tlak, mechanické vibrace, apod. na přenosové vlastnosti optických vláken a návrh metod a technik pro jejich využití jako senzorů různých fyzikálních veličin.
Parkinsonova nemoc se projevuje zvětšením obsahu šumu a chrapotu v řečové promluvě, monotonní prozodií a nepravidelným tempem řeči. Cílem disertační práce je návrh signifikantních příznaků, jejich optimální výběr a návrh nového metody pro automatické rozpoznání a sledování projevů Parkinsonovy nemoci.
Tato aktuální tématika je postavena na předpokladu, že pozorovaný signál je řídký v nějaké bázi (tj. má pouze několik mále nenulových koeficientů). Tento předpoklad je obvykle splněn v případě reálných obrazů, ale třeba i lokálně u audiosignálu, a proto tyto moderní metody (compressed sensing, inpainting removal, denoising, deblurring a další) mají velké uplatnění právě v této oblasti.
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.
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.