Theses (KIV)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Možnosti užití multimodální vektorové reprezentace dat v oblasti personalizované medicíny(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Košan, Pavel; Klečková Jana, doc. Dr. Ing.; Kryl Martin, Ing.Tato diplomová práce se věnuje problematice multimodálních vektorových reprezentací dat. V teoretické části jsou popsány principy reprezentace dat ve vektorovém prostoru a přístupy k vytváření multimodálních vektorových reprezentací pomocí metod hlubokého učení. Dále je představena personalizovaná medicína a možnosti využití multimodálních AI modelů v této oblasti. Praktická část práce se zaměřuje na návrh a implementaci aplikace pro predikci funkčního výstupu pacienta s cévní mozkovou příhodou (CMP) a porovnání s jinými historickými případy. Aplikace využívá model, který kombinuje klinická tabulková data a 3D CT perfuzní skeny mozku. Řešení může být využito např. pro plánování rehabilitace pacienta.
Item Efektivní adaptace velkých jazykových modelů na české úlohy(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-06-19) Hejman, Jakub; Konopík Miloslav, Ing. Ph.D.; Šmíd Jakub, Ing.Tato diplomová práce zkoumá adaptaci velkých jazykových modelů na úlohách zpracování přirozeného jazyka v češtině. Pozornost je věnována praktické použitelnosti velkých jazykových modelů pro vybrané české úlohy a na přístupy k efektivní adaptaci těchto modelů. Zkoumané úlohy zahrnují klasifikaci sentimentu na datasetu filmových recenzí ČSFD, sumarizaci na datasetu SumeCzech a rozpoznávání koreferencí na CorefUD 1.1. Hlavním přístupem je fine-tuning předtrénovaných open-source LLM pomocí text-to-text přístupu. Konkrétně jsou využity modely Mistral-7B, Llama-3 a Gemma 3, za pomocí Parameter-Efficient Fine-Tuning technik Low-Rank Adaptation a přístupů založených na promptingu. Klíčový příspěvek spočívá v demonstraci efektivního trénování na hardware s omezenými zdroji pomocíQuantizedLowRankAdaptation. Experimentální výsledky dosahují nejlepších výsledků na jedné z úloh a slibného výkonu ve všech ostatních úlohách.Item Segmentace cév prasete domácího ve snímcích z výpočetní tomografie(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-15) Romová, Jana; Jiřík Miroslav, Ing. Ph.D.; Lenc Ladislav, Ing. Ph.D.Diplomová práce se zaměřuje na návrh metody segmentace cév v dutině břišní u prasete domácího a její implementaci do běžně používaného medicínského vizualizačního nástroje 3DSlicer. Využitím segmentačních metod používaných v oblasti medicínského zobrazování poskytuje důležité informace o anatomických strukturách, čímž podporuje plánování chirurgických zákroků, předoperačních a pooperačních vyšetření a studium standardní anatomie prasete domácího. Práce představuje anatomii cév v oblasti dutiny břišní. Dále se zaměřuje na různé architektury neuronových sítí, použité metriky a data sety, stejně jako na technické výzvy spojené se zobrazováním a zpracováním medicínských dat. Výsledky experimentů ukazují, že navržené modely dosahují velmi dobré kvality při řešení úlohy segmentace cév v břišní dutině. Nejlepší navržený model dosahoval během validace hodnot 0,98 pro metriku Dice koeficient a 0,97 pro metriku IoU.Item Prototyp profilovacího nástroje pro embedded software(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-09) Vondrovic, Petr; Lipka Richard, Ing. Ph.D.; Dudáček Karel, Dr. Ing.Profilování embedded softwaru je klíčové pro optimalizaci výkonu a spotřeby, avšak složité kvůli omezeným zdrojům a dostupnosti cílového hardwaru. Tato práce navrhuje a realizuje prototyp nástroje pro emulované vykonávání fragmentů řídicího kódu. Úvodní rešerše mapuje techniky profilování a analýzu WCET/WCEC. Text dále porovnává nástroje pro konkolické testování a emulaci. Výsledné řešení kombinuje konkolické testování, traceování a analýzu v prostředí Visual Studio Code. Nástroj umožňuje efektivní profilování vybraných částí embedded softwaru bez nutnosti nasazení na cílové zařízení a může sloužit jako základ pro další rozvoj v oblasti testování a analýzy embedded systémů.Item Využití velkých jazykových modelů pro vyhledávání informací(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-06-19) Vlček, Lukáš; Král Pavel, prof. Ing. Ph.D.; Martínek Jiří, Ing. Ph.D.Tato práce se zaměřuje na klíčové problémy velkých jazykových modelů a navrhuje dva nové systémy kombinující velké jazykové modely s externími datovými zdroji pro řešení komplexních úloh v oblasti získávání informací. První systém je navržený na odpovídání uživatelských dotazů na základě nestrukturovaných dat a využívá architekturu retrieval-augmented generation doplněnou o hybridní systém vyhledávání dokumentů kombinující sémantickou a lexikální podobnost. Nalezené dokumenty se poté seřadí pomocí cross-encoderu. Při vyhodnocení na benchmarku TriviaQA dosáhl tento systém úplnosti 0,78 a správnosti odpovědi 0,71.
Druhý systém je zaměřen na generování databázových dotazů na základě uživatelského vstupu a znalosti struktury databáze. Systém využívá velké jazykové modely pro automatizovanou analýzu dat a klasifikaci jejich typu, dále zahrnuje iterativní mechanismus založený na automatické zpětné vazbě, díky kterému dokáže dosahovat lepších výsledků. Na náročné datové sadě BEAVER dosáhl úplnosti získávání tabulek 0.58 a přesnosti získaných výsledků 0.12.Item Webová aplikace pro rezervaci a správu profilů klastru RPi(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-09) Ulrych, Jan; Otta Maxmilián, Ing. Ph.D.; Daněk Jakub, Ing.Cílem této diplomové práce je vytvořit webovou aplikaci pro správu a rezervaci profilů klastru Raspberry Pi. Hlavním předmětem této aplikace je především automatická instalace těchto profilů na klastr na základě rezervací vytvořených uživateli. To má usnadnit přístup ke klastru širšímu okruhu uživatelů a především snížit časovou zátěž spojenou s manuální instalací. V práci jsou formalizovány požadavky na aplikaci a na základě těchto požadavků je pak aplikace navrhnuta a implementována. Zvolené řešení je následně různými způsoby otestováno a zhodnoceno.Item Multi-modální rozpoznávání historických pojmenovaných entit(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Trefil, Jiří; Král Pavel, prof. Ing. Ph.D.; Lenc Ladislav, Ing. Ph.D.Tato diplomová práce se zabývá multimodálním rozpoznáváním pojmenovaných entit. Práce vysvětluje problematiku v této oblasti, časté problémy spojené při zpracování přirozeného jazyka a také důvody, proč se touto úlohou zabývat. Dále představuje tři datové sady z této domény, dvě veřejně dostupné a jednu vlastnoručně vytvořenou. První dvě zmíněné sady vznikly kolekcí tweetů ze sociální sítě Twitter, třetí datová sada byla vytvořena ze souboru pěti knih o historii českoněmeckého území. Většina výzkumu v této oblasti se soustředila výlučně na textovou modalitu. Multimodální rozpoznávání nabývá v poslední době na popularitě, zejména díky velkému objemu dat a jejich dostupnosti. Cílem této práce je zjistit, zda multimodální přístup rozpoznávání pojmenovaných entit přinese lepší výsledky než jejich unimodální zpracování. Jsou navrženy tři unikátní architektury neuronových sítí, které používají specializované moduly na zpracování textu a obrázků. Během této práce vzniklo celkem 23 unikátních topologií, které používají zejména rekurentní neuronové sítě a transformer architekturu. Použity byly také Velké jazykové modely, konkrétně GPT-4o a Llama 3.1. Experimenty prokázaly, že multimodální zpracování v některých případech pomůže zvýšit úspěšnost rozpoznáváníItem Vizualizace výsledků detekcí procesních anti-vzorů(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-15) Šmucr, Adam; Pícha Petr, Ing.; Lipka Richard, Ing. Ph.D.Nástrojová sada SPADe slouží k dolování a správě dat ze softwarových projektů za účelem detekce špatných praktik v oblasti procesního řízení. Tato diplomová práce si klade za cíl navrhnout a realizovat její rozšíření, které zajistí konfigurovatelnou a informačně vypovídající vizualizaci výsledků detekcí. Pro dosažení cílů práce byly analyzovány metody vizualizace v kontextu projektových dat, architektura nástroje SPADe a proces, jakým je detekce prováděna. Na základě této analýzy bylo navrženo rozšíření nástrojové sady umožňující uživatelskou definici vizualizací a jejich zobrazení spolu s výsledky detekce, přičemž návrh byl následně implementován. Pro vybrané špatné praktiky byly vytvořeny konkrétní vizualizační návrhy, které byly následně vloženy do systému. V závěru byla funkcionalita a uživatelská přívětivost nového řešení ověřena pomocí sady testů.Item Knihovna pro efektivní přenos dat mezi mikroslužbami(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-15) Šlechta, Jakub; Bláha Jan, Ing.; Lipka Richard, Ing. Ph.D.Tato diplomová práce se zabývá problematikou komunikace mezi mikroslužbami v distribuovaných systémech. V rámci práce byly popsány principy architektury mikroslužeb a analyzovány existující komunikační protokoly z hlediska jejich výhod, nevýhod a vhodnosti pro různé typy aplikací. Na základě provedené analýzy byl navržen vlastní komunikační protokol, který využívá technologii Protocol Buffers k efektivní serializaci a validaci dat s cílem snížit paměťové nároky přenášených zpráv. Součástí práce byl vývoj podpůrné knihovny založené na gRPC, která umožňuje snadné nasazení nového protokolu a nabízí uživatelům flexibilitu při nastavení parametrů komunikace.Item Datová vrstva generátoru dokumentů(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-13) Šavel, David; Přibyl Petr, Ing.; Zíma Martin, Ing. Ph.D.Diplomová práce se zabývá návrhem a realizací softwarového řešení, které bude plnit funkci datové vrstvy generátoru dokumentů. Cílem je vytvořit nový softwarový produkt, či upravit a použít již existující řešení třetí strany, který umožňuje extrakci dat z různých datových zdrojů, provádění transformací nad načtenými daty a jejich následný export do výstupního formátu zpracovatelného generátorem dokumentů. Zadavatelem je CCA Group a.s. V úvodní fázi práce bylo vyžadováno důkladně zanalyzovat stávající řešení zadavatele a seznámit se s implementací generátoru dokumentů podle uživatelských šablon. V další části práce jsou specifikovány požadavky zadavatele na řešení zastávající datovou vrstvu generátoru dokumentů. V následující části práce je zdůvodněn výběr varianty implementace vlastní aplikace místo použití již existujícího řešení třetí strany. Dále je popsán návrh a implementace nového softwarového produktu. Na závěr je popsán průběh testování implementovaného řešení a v diskuzi jsou zhodnoceny dosažené výsledky a navržené řešení.Item Architektonické úpravy online systému pro neurorehabilitace(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-06-19) Jakubašek, Martin; Mouček Roman, doc. Ing. Ph.D.; Daněk Jakub, Ing.Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací nové architektury šablony pro úkoly vytvářené v Unity, používané v BrainIn pro online neurorehabilitaci. Cílem bylo nahradit existující neudržované a nejednotné šablony jednotným řešením, které je dlouhodobě udržitelné, rozšiřitelné a snadno integrovatelné do nových úkolů. Výsledná šablona je distribuována jako samostatný plugin, který definuje jasně oddělené vrstvy, rozhraní a konfigurace potřebné pro bezproblémovou integraci. Správnost a použitelnost navrženého řešení byla ověřena migrací tří různých úkolů z dřívějších verzí šablon do nové architektury.Item Nástroj pro generování GUI testů s využitím LLM(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-15) Holický, Petr; Lipka Richard, Ing. Ph.D.; Herout Pavel, doc. Ing. Ph.D.Tato diplomová práce je zaměřená na tvorbu uživatelsky přívětivé aplikace, která umožní i nezkušenému uživateli snadno a efektivně vytvářet softwarové testy, konkrétně testy pro grafická rozhraní. Výsledná aplikace je schopná využívat různé LLM pro automatické generování testů. Vygenerované testy umožňuje následně zhodnotit a výsledek přehledně prezentovat uživateli. Pokud výsledný test není validní, aplikace nabízí možnost předat daný test zpět LLM, který se pokusí test opravit na základě nalezené chyby. Tento proces zajistí, že i nezaučený uživatel dokáže vytvořit validní testy, aniž by musel mít technické znalosti pro tvorbu testů. Výsledná aplikace byla otestována několika uživateli, jak těmi s technickými znalostmi pro tvorbu testů, tak i nezkušenými uživateli a vylepšena na základě jejich zpětné vazby.Item Systém pro administrativní podporu správy lokální sítě(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Brožek, Martin; Pešička Ladislav, Ing. Ph.D.; Mouček Roman, doc. Ing. Ph.D.Tato práce představuje návrh a implementaci vlastního softwarového systému pro podporu provozu IT na fakultě univerzity se zaměřením na hlášení problémů a správu inventáře. Práce se zaměřuje na omezení stávajících pracovních postupů, které se opírají o nejednotné nástroje a omezený přístup k centrálním systémům. Tím, že aplikace umožňuje integraci se systémem správy majetku univerzity prostřednictvím řízených importů dat, zpřístupňuje inventární údaje prostřednictvím za\-bez\-pe\-če\-né\-ho webového rozhraní přístupného příslušným uživatelům. Systém je postaven na architektuře klient-server s využitím technologií Spring Boot a React s důrazem na udržovatelnost, bezpečnost a rozšiřitelnost. Zavádí centralizované sledování problémů, skenování položek, synchronizaci dat prostřednictvím řízených migrací. Výsledná platforma zvyšuje transparentnost, snižuje manuální náročnost a poskytuje základ pro efektivnější a škálovatelné procesy podpory IT.Item Detekce zrcadlové symetrie v 3D geometrických modelech proměnných v čase(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Gregor, Vít; Kolingerová Ivana, prof. Dr. Ing.; Poór Vítek, Ing.Tato diplomová práce se věnuje zkoumání zrcadlové symetrie objektů měnících se v čase. V první části jsou analyzovány různé metody, které lze používat pro detekci zrcadlové symetrie. Následně jsou navrženy tři scénáře, podle kterých se navrhují metody pro detekci symetrie v objektech měnících se v čase. Pro následnou práci se používá metoda založená na diferencovatelné míře symetrie. První scénář spočívá v prostém nasazení použité metody na každý snímek sekvence zvlášť. Druhý scénář pracuje uvnitř použitého detektoru symetrie, kde zvýhodňuje určité kandidátní roviny oproti ostatním. Třetí scénář pracuje s nasazením použité metody pouze na některé snímky, a dopočítává ostatní přibližným způsobem, jako je například interpolace.Item Optimalizace zobrazení částicového systému(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-15) Drdák, Alexander; Vaněček Petr, Ing. Ph.D.; König Alexander, Ing.Navzdory neustálému nárůstu výpočetního výkonu moderního hardwaru zůstává optimalizace opakovaně diskutovaným tématem v oblasti počítačové grafiky - zejména s nedávným nástupem technik, jako je generování snímků (frame generation). Cílem této práce je popsat různé optimalizační přístupy k zobrazování částicových systémů spolu s moderním přehodnocením starších benchmarků hodnotících efektivitu jednotlivých metod v grafických API relevantních pro tyto vizualizace. Byl vyvinut benchmarkovací framework, ve kterém byly některé ze zmiňovaných optimalizačních technik implementovány. Práce se rovněž zabývá potenciálem použití ořezaných částic, přičemž výsledky těctho pokusů jsou smíšené.Item Detekce anomálií v datech z knih limitních objednávek(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Zappe, Dominik; Pospíšil Jan, doc. Ing. Ph.D.; Konopík Miloslav, Ing. Ph.D.Moderní finanční trhy jsou rychlé, komplexní a stále častěji se stávají cílem sofistikovaných forem manipulace. Tato práce se zaměřuje na detekci anomálií v časových řadách odvozených z knih limitních objednávek s cílem rozpoznat manipulativní chování zvané spoofing. Vzhledem k absenci anotovaných dat jsou použity metody strojového učení bez učitele aplikované na reálná historická data. V práci je implementováno šest metod - izolační les, lokální faktor odlehlosti, jednotřídní SVM, plně propojený autoenkodér, konvoluční autoenkodér a transformer autoenkodér. Modely jsou evaluovány pomocí méně známých metrik Excess Mass a Mass Volume, přičemž nejlépe si vedou modely izolační les a transformer. Kombinací nejvýkonnějších modelů vznikl robustní nástroj schopný odhalit podezřelé chování bez ruční anotace. Navržené řešení efektivně identifikuje rizikové oblasti pro následnou expertní analýzu a představuje tak praktický přínos pro detekci nelegálních praktik na finančních trzích.Item Využití metod počítačového vidění ve videozáznamech pro detekci a klasifikaci návěstidel na českých železnicích(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Schnurpfeil, Daniel; Mautner Pavel, Ing. Ph.D.; Lenc Ladislav, Ing. Ph.D.Automatické rozpoznávání železničních signálů je důležitou součástí pro zvýšení bezpečnosti v železničních dopravních systémech. Práce se zaměřuje na automatizovanou vizuální detekci a klasifikaci železničních návěstidel v rámci českého železničního systému s využitím kombinace tradičních technik počítačového vidění a moderních architektur hlubokého učení. Vícestupňový přístup integruje modely YOLO a RT-DETR pro detekci signálů, CNN pro klasifikaci stavu. Výzkum zavádí poloautomatickou anotační pipeline pro videa z vlakové kabiny, která výrazně zvyšuje efektivitu vytváření datových sad. Experimentální výsledky ukazují, že železniční signály lze detekovat s vysokým F1 skóre 0,9095. Vyvinutý systém dokáže rozlišit kritické stavy návěstidel včetně návěstí stůj, jeď, výstraha a různých ukazatelů nastavení rychlosti. Tato práce by mohla poskytovat základ mozku asistenčních systémů pro strojvedoucí, které by mohly omezit lidské chyby a zvýšit provozní spolehlivost na českých železnicích.Item Burzovní simulátor pro trh řízený limitními objednávkami(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Kimlová, Vladimíra; Pospíšil Jan, doc. Ing. Ph.D.; Mouček Roman, doc. Ing. Ph.D.Rychlost, anonymita a komplexní interakce účastníků činí z finančních trhů extrémně náročné prostředí pro analýzu i regulaci. Tato práce představuje simulační platformu pro modelování trhu řízeného limitními objednávkami, s důrazem na realističnost, modulární rozšiřitelnost a systematické testování obchodních strategií. Základem systému je realistický párovací algoritmus a implementace obchodních agentů včetně modelu manipulativního chování. Architektura simulátoru je optimalizována na nízkou latenci, vysokou propustnost a flexibilní konfiguraci tržních podmínek. Experimentální simulace potvrzují schopnost systému věrně reprodukovat dynamiku trhu a odhalovat dopady manipulace na jeho stabilitu a efektivitu. Výsledné řešení poskytuje efektivní nástroj pro výzkum mikrostruktury finančních trhů, algoritmického obchodování a detekce podvodných praktik.Item Analýza difuzních vlastností bílé hmoty v kontextu vybraných mozkových tumorů(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Kukrál, Martin; Mouček Roman, doc. Ing. Ph.D.; Kohout Josef, doc. Ing. Ph.D.Nádory mozku, zejména gliomy představující většinu maligních případů, jsou spojeny s vysokou mortalitou a zůstávají subjektem multidisciplinárního výzkumu.Tato diplomová práce zkoumá změny difuzních vlastností bílé hmoty v okolí gliomů pomocí veřejně dostupného UCSF-PDGM datasetu a otevřeného softwarového řešení. Po registraci difuzně vážených snímků a vytvoření oblastí zájmu v okolí tumorů a edémů byly vypočteny difuzní vlastnosti pomocí DTI a CSD modelů.Tyto charakteristiky jsou následně zredukovány užitím nelineární redukce dimenze s optimalizovanými hyperparametry a analyzovány metodami shlukové analýzy s cílem odhalit skryté vzorce. Konzistentní shluky byly nalezeny v peritumorálních difuzních vlastnostech, přičemž následná analýza odhalila slabou asociaci s věkem pacientů, středně silnou až slabou souvislost s pohlavím a velmi slabou souvislost s celkovým přežitím. Výsledky naznačují jemné, ale pozorovatelné vzorce v peritumorálních difuzních vlastnostech bílé hmoty, jejichž klinický význam vyžaduje další výzkum.Item Software pro neurorehabilitace(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-14) Kment, Tomáš; Mouček Roman, doc. Ing. Ph.D.; Průcha Jaroslav, doc. PhDr. Ing. Ph.D. et Ph.D.Tato diplomová práce představuje vývoj modulárního systému pro neurorehabilitaci, který kombinuje technologii rozhraní mozek-počítač (BCI) s reálným zpracováním EEG signálů, virtuálním rozhraním vytvořeným v Unity a řízením robotické paže. Hlavním cílem je umožnit detekci záměru pohybu u osob s poruchou hybnosti v reálném čase a podpořit rehabilitaci prostřednictvím interaktivní a motivující zpětné vazby.
Systém je postaven na platformě OpenBCI pro snímání EEG a softwaru FourMotors pro robotickou asistenci. V rámci strukturovaného rehabilitačního scénáře byl vytvořena vlastní datová sada a na získaná data byly aplikovány pokročilé metody předzpracování - filtrování, odstranění artefaktů a normalizace - za účelem zvýšení kvality signálu. Bylo otestováno několik klasifikačních metod: konvoluční neuronová síť (CNN) pracující s nezpracovanými EEG daty, vícevrstvý perceptron (MLP) využívající extrahované příznaky jako csp a pásmový výkon, a dále metaklasifikátor kombinující oba přístupy.
Offline testování prokázalo dobré výsledky při klasifikaci specifické pro jednotlivé uživatele, zatímco v reálném čase systém vykazoval nízkou latenci vhodnou pro interaktivní využití. Hlavní výzvou však zůstává zobecnění modelu na nové uživatele. Systém i přes určitá omezení v oblasti integrace, demonstruje proveditelnost uzavřené smyčky neurorehabilitace pomocí BCI a poukazuje na klíčové oblasti dalšího výzkumu, zejména zlepšení přesnosti u nových uživatelů a optimalizaci zpětné vazby ze strany robotického zařízení.
Tato práce přináší praktický a rozšiřitelný základ pro budoucí aplikace v oblasti neurorehabilitace, který spojuje klinickou relevanci s technickou inovací.
