Inovácia vzdelávania v číslicovom spracovaní obrazu, v biometrii a v strojovom učení a neurónových sieťach

Basic informations

Thematic area: komisia č. 3 pre obsahovú integráciu a diverzifikáciu vysokoškolského štúdia

Project name (Slovak): Inovácia vzdelávania v číslicovom spracovaní obrazu, v biometrii a v strojovom učení a neurónových sieťach

Project name (English): Education Innovation in Digital Image Processing, Biometrics, Machine Learning and Neural Networks

Start of project: 2014

End of project: 2016

Condition of project: Ukončený

Project number: 010STU-4/2014

Project leader: prof. Ing. Jarmila Pavlovičová, PhD.

University: Slovenská technická univerzita v Bratislave

Department: Fakulta elektrotechniky a informatiky

Anotácia originálnych výsledkov riešenia projektu v slovenskom jazyku

Vybudované laboratórium biometrie a spracovania obrazu (BIOLAB) poskytuje podmienky pre študentov v študijných programoch Telekomunikácie, Aplikovaná informatika a Kybernetika a Robotika na prácu na cvičeniach, projektoch a seminároch, ako aj na bakalárskych, diplomových a dizertačných prácach  a s tým súvisiaci výskum.

Vybavenie BIOLABu:

·         dva senzory na snímanie obrazu Kinect na účely detekcie (postava, pozícia hlavy), čiastočne aj rozpoznávanie tvárí (2D, príp. aj 3D), rozpoznávanie znakovej reči

·         notebook na snímanie obrazov tvárí pre výpočtovo náročné úlohy spracovania obrazu, výpočtov strojového učenia a neurónových sietí (extrakcia príznakov, klasifikácia)

·         dva počítače (PC+monitor) a 1 multifunkčné zariadenie z dotácie projektu KEGA. 

·         Image Acquisition a Neural Networks a Fuzzy Logic Toolbox pre Matlab, školská verzia

  Ďalšia výpočtová technika  (1 server, 3 notebooky, 12 PC s monitormi, 10 webových kamier a 2 tlačiarne) a didaktická technika (magnetická tabuľa a plátno) umožňujúce riešenie výpočtovo náročných úloh spracovania obrazu a videa, výpočtov strojového učenia a neurónových sietí (extrakcia príznakov, klasifikácia) bola financovaná z projektu: Operačný program Výskum a vývoj, spolufinancovaný z Európskeho fondu regionálneho rozvoja a štátneho rozpočtu.

Z projektu Nadácie Tatrabanky BioDaT sme doplnili kameru na snímanie dúhovky Guppy F-038B NIR, Allied Vision Technology s príslušenstvom (objektív Tamron 25 mm, držiak pre kameru, statív, bodové svetlo Latab spot light).

V rámci projektu VEGA 1/0529/13 (zodpovedný riešiteľ prof. Oravec) boli do Biolabu doplnené Toolboxy pre Matlab:- Neural Network Toolbox, Signal Processing Toolbox, Fuzzy Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox a Image Processing Toolbox.

Webová stránka laboratória bola vytvorená na adrese:  http://ilearn.fei.stuba.sk/. Zahŕňa informácie o obsahu predmetov a o výskume v korešpondujúcej oblasti – študentské projekty (Bc. projekty. diplomové práce, dizertačné práce, tímové projekty –riešené aj úspešne ukončené) a publikácie riešiteľov projektu.

  Študijné materiály pre predmety zaradené do študijných programov v odboroch Telekomunikácie a Aplikovaná informatika a Robotika a Kybernetika:

Skriptum: Číslicové spracovanie obrazu, (elektronické vydanie - CD publikácia)

Učebné texty: Strojové učenie a neurónové siete, (elektronické vydanie - CD publikácia).

 Monografia: Biometria, rozpoznávanie  ľudských tvárí, (elektronické vydanie - CD publikácia).

Výsledky výskumu v rozpoznávaní ľudských tvárí,  rozpoznávaní na základe ucha a v klasifikácii medicínskych obrazov ponúkame širokej odbornej verejnosti, ale aj študentom 3. stupňa štúdia. Vďaka svojmu rozsiahlemu teoretickému úvodu je  monografia vhodná aj ako doplnková literatúra pre študentov 2. stupňa štúdia.

Description of original results of the project in English

Established Laboratory for biometry and image processing (BIOLAB) provides good conditions for students to work on exercises, projects and seminars as well as on final Bb. Msc. And PhD. theses and scientific tasks in study programmes Telecommunications, Applied Informatics and Cybernetics.

BIOLAB equipment:

From KEGA grant:

two sensors for image acquisition Kinect for object detection (person, head position, hand and fingers position), partially face recognition (2D, 3D) and sign language recognition

notebook for face image acquisition for computationally demanding tasks in image processing, in machine learning and neural networks (feature extraction and classification)

two PC with monitors and one multifunctional device

Image Acquisition and Neural Networks and Fuzzy Logic Toolbox for Matlab, for education

From EU grant EFRR Operational programme in research and development and budget of Ministry of Education: computational equipment (1 server, 3 notebooks, 12 PC with monitors, 10 web cameras and 2 printers) and didactic technic (magnetic board and projection screen) that enable to solve computationally demanding tasks in image and video processing, machine learning and neural networks processing (feature extraction and classification)

In project of Tatrabanka Foundation BioDaT we were able to acquire camera for iris scanning Guppy F-038B NIR, Allied Vision Technology with equipment.

In the frame of project VEGA – Grant Agency of Ministry of Education (responsible: prof. Oravec) we bought licenses of Neural Network Toolbox, Signal Processing Toolbox, Fuzzy Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox and Image Processing Toolbox for Matlab

Webpage of the laboratory was created on the link: http://ilearn.fei.stuba.sk/ and contains the information about study subjects and research in corresponding areas  - students projects (solved and successfully  defended), scientific results of project members.

Study materials for subjects of study programs Telecommunications, Applied Informatics and Cybernetics:

·         Study material: Digital Image Processing (CD-version) for Master degree programs

·         Study material: Machine Learning and Neural Networks (CD-version) for Master degree programs

·         Monography: Biometry, Face Recognition (CD-version)

Scientific results in face recognition, ear recognition and medical images classification are offered to technical community, but also to doctoral students. Because of its wide theoretical introduction, the book is suitable also as additional study material for master students of mentioned subjects.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Pumped for the entire period of the project	9 141,00	0,00

List of project outcomes for the entire solution

Publishing activity

Category code	Specific output, name (ISBN, number of pages a i.)
ADM	Beniak, Marián (45%); Pavlovičová, Jarmila (45%); Loderer, Marek (10%): Minimal Gabor filter bank for face features localization. 2014 ISSN 1828-6003, Scopus
ADC	Omelina, Ľuboš (49%); Jansen, Bart (5%); Bonnechére, Bruno (5%); Oravec, Miloš (18%); Pavlovičová, Jarmila (18%); Van Sint, Jan Serge (5%): Interaction Detection with Depth Sensing and Body Tracking Cameras in Physical Rehabilitation. 2016 ISSN 0026-1270
AFC	Kajan, Michal (10%); Oravec, Miloš (45%); Pavlovičová, Jarmila (35%); Kurilová, Veronika (10%); Behlilović, Narcis (0%); Bojić, Iva (0%): Determination of bright lesions in fundus images. 2016 Zagreb : University of Zagreb, 2016. ISBN 978-953-184-221-1 ISSN 1334-2630
AFD	Oravec, Miloš (20%); Pavlovičová, Jarmila (20%); Sopiak, Dominik (25%); Jirka, Vojtěch (5%); Loderer, Marek (12%); Lehota, Ľuboš (3%); Vodička, Marek (3%); Fačkovec, Matej (3%); Mihalik, Matej (3%); Tomík, Martin (3%); Gerát, Jozef (3%); Chandra, Aniruddha (0%); Tothová, Anna (0%): Mobile ear recognition application. 2016 Bratislava : Slovak University of Technology in Bratislava, 2016. ISBN 978-1-4673-9555-7, WoS
AFD	Lesay, Boris (20%); Pavlovičová, Jarmila (50%); Oravec, Miloš (20%); Kurilová, Veronika (10%); Chandra, Aniruddha (0%); Tothová, Anna (0%): Optic disc localization in fundus image. 2016 Bratislava : Slovak University of Technology in Bratislava, 2016. ISBN 978-1-4673-9554-0, WoS
AFD	POLÁČEK Tomáš - PAVLOVIČOVÁ, Jarmila, Object detection on images captured by CCD-camera, In Redžúr 2016 [elektronický zdroj] : 10th International workshop on multimedia and signal processing. Bratislava, Slovakia. May 24, 2016. 1. ed. Bratislava : Nakladateľstvo STU, 2016, CD-ROM, S. 15-18. ISBN 978-80-227-4560-4.
AFD	KOMORNÝ, Jakub - KURILOVÁ, Veronika - PAVLOVIČOVÁ, Jarmila. (2016) Image enhancement for diagnostics in ophthalmology. In Redžúr 2016 [elektronický zdroj] : 10th International workshop on multimedia and signal processing. Bratislava, Slovakia. May 24, 2016. 1. ed. Bratislava : Nakladateľstvo STU, 2016, CD-ROM, S. 19-22. ISBN 978-80-227-4560-4.
AFC	Kajan, Slavomír (50%); Pernecký, Daniel (50%): Gesture recognition of American sing language using kinect. 2016 Rijeka : Faculty of Engineering University of Rijeka, 2016. ISSN 1849-0662
AFC	Kajan, Slavomír (50%); Pernecký, Daniel (50%): Comparison of MLP network and grammatical evolution in modeling of nonlinear dynamic system. 2016 Rijeka : Faculty of Engineering University of Rijeka, 2016. ISSN 1849-0662
AFC	Jirka, Vojtěch (30%); Oravec, Miloš (30%); Pavlovičová, Jarmila (30%); Féder, Matej (10%); Božek, Mouthuy J. (0%); Čepko, J. (0%): Experiments with automatic training-sample selection using self-organizing map. 2014 Bratislava : Nakladateľstvo STU, 2014. ISBN 978-80-227-4162-0
AFC	Loderer, Marek (40%); Pavlovičová, Jarmila (20%); Féder, Matej (20%); Oravec, Miloš (20%); Behlilovic, N. (0%); Bozek-Mouthuy, J. (0%): Data dimension reduction in training strategy for face recognition system. 2014 Zagreb : University of Zagreb, 2014. ISBN 978-953-184-191-7
AFC	Pavlovičová, Jarmila (95%); Pavlovič, Matej (5%): Frequency characteristics visualization in Z-plane. 2015 Praha : University of Chemistry and Technology, 2015. ISBN 978-80-7080-936-5 ISSN 2336-1662
AFC	Kajan, Slavomír (70%); Pernecký, Daniel (20%); Hammad, Amir (10%): Hand gesture recognition using multilayer perceptron network. 2015 Praha : University of Chemistry and Technology, 2015. ISBN 978-80-7080-936-5 ISSN 2336-1662
AFC	Kajan, Slavomír (70%); Hypiusová, Mária (30%): Design of robust MIMO control using genetic algorithm. 2015 Praha : University of Chemistry and Technology, 2015. ISBN 978-80-7080-936-5 ISSN 2336-1662
AFC	Kajan, Slavomír (70%); Pernecký, Daniel (20%); Goga, Jozef (10%): Application of neural network in medical diagnostics. 2015 Praha : University of Chemistry and Technology, 2015. ISBN 978-80-7080-936-5 ISSN 2336-1662
AFC	Oravec, Miloš (25%); Sopiak, Dominik (25%); Jirka, Vojtěch (25%); Pavlovičová, Jarmila (20%); Budiak, Mark (5%); Abhayaratne, C. (0%); Barkowsky, M. (0%): Clustering algorithms for face recognition based on client-server architecture. 2015 London : City University London, 2015. ISBN 978-1-4673-8352-3, WoS
AFC	Loderer, Marek (30%); Pavlovičová, Jarmila (30%); Oravec, Miloš (30%); Mazanec, Ján (10%); Abhayaratne, C. (0%); Barkowsky, M. (0%): Face parts importance in face and expression recognition. 2015 London : City University London, 2015. ISBN 978-1-4673-8352-3, WoS
AFC	Kurilová, Veronika (30%); Pavlovičová, Jarmila (30%); Oravec, Miloš (20%); Rakár, Radoslav (10%); Marček, Igor (10%); Abhayaratne, C. (0%); Barkowsky, M. (0%): Retinal blood vessels extraction using morphological operations. 2015 London : City University London, 2015. ISBN 978-1-4673-8352-3, WoS
AFC	Beniak, Marián (60%); Loderer, Marek (20%); Pavlovičová, Jarmila (20%); Božek, Mouthuy J. (0%); Čepko, J. (0%): Optimal Gabor filter bank selection for face features localization. 2014 Bratislava : Nakladateľstvo STU, 2014. ISBN 978-80-227-4162-0
AFC	Loderer, Marek (50%); Pavlovičová, Jarmila (50%): Optimization of LBP parameters. 2014 Zagreb : University of Zagreb, 2014. ISBN 978-953-184-199-3, WoS
AFC	Jirka, Vojtěch (25%); Féder, Matej (25%); Pavlovičová, Jarmila (25%); Oravec, Miloš (25%): Face recognition system with automatic training samples selection using self-organizing map. 2014 Zagreb : University of Zagreb, 2014. ISBN 978-953-184-199-3, WoS
AFC	Dominik Sopiak, Miloš Oravec, Jarmila Pavlovičová, Zuzana Bukovčíková, Monika Dittingerová, Alexandra Biľanská, Mária Novotná, Jozef Gontkovič:Generating Face Images Based on 3D Morphable Model, 2016, 12th International Conference on Natural Computation, Fuzzy Systems and Knowledge Discovery (ICNC-FSKD), Aug.2016, Changsha, China, ISBN 978-1-5090-4093-3, pp.58-62, WoS
AFD	Oravec, Miloš ; Sopiak, Dominik ; Jirka, Vojtěch; Božek, Mouthuy J.; Conci, Aura: Face recognition on mobile devices based on client-server architecture. 2015 Bratislava : Nakladateľstvo STU, 2015. ISBN 978-80-227-4346-4
DAI	Ban, Jozef, Ing., PhD.: Rozpoznávanie ľudských tvárí, dizertačná práca, FEI STU Bratislava, 2014
DAI	Féder Matej, Ing., PhD.: Návrh metód extrakcie príznakov a klasifikácie dát v biometrii, dizertačná práca, FEI STU Bratislava, 2015
DAI	Beniak Marián, Detekcia a lokalizácia ľudských tvárí, i, dizertačná práca, FEI STU Bratislava, 2016
AAB	Marek Loderer, Jarmila Pavlovičová: Biometria, Rozpoznávanie ľudských tvárí, monografia, 113 strán, Náklad 100 ks, FELIA s.r.o.www.felia.sk, 2016, ISBN 978-80-89824-06-9
DAI	Ľuboš Omelina: Vizuálne rozpoznávanie a identifikácia jednotlivca, Dizertačná práca, FEI STU Bratislava, 2016, ((školiteľ:Oravec)

Replications

Category Name	Specific name
1 - citácie v zahraničných publikáciách registrované v citačných indexoch Web of Science a v databáze SCOPUS	Omelina, Ľ.; Jansen, B; Bonnechére, B; Oravec, M; Pavlovičová, J; Van Sint, Jan S.: Interaction Detection with Depth Sensing and Body Tracking Cameras in Physical Rehabilitation. 2016 ISSN 0026-1270
3 - citácie v zahraničných publikáciách neregistrované v citačných indexoch	Loderer, M. - Pavlovičová, J. - Féder, M. - Oravec, M. (2014) Data Dimension Reduction in Training Strategy for Face Recognition System. In 21th International Conference on Systems, Signals and Image Processing IWSSIP 2014. 12.-15. May, Dubrovnik, Croatia, pp. 263-266, ISSN 2157-8672, ISBN 978-953-184-191-7
1 - citácie v zahraničných publikáciách registrované v citačných indexoch Web of Science a v databáze SCOPUS	Loderer, M., Pavlovičová, J.(2014): Optimization of LBP Parameters, 56th International Symposium ELMAR-2014, 10-12 September 2014, Zadar, Croatia, pp. 111-114, ISBN 978-953-184-199-3
1 - citácie v zahraničných publikáciách registrované v citačných indexoch Web of Science a v databáze SCOPUS	Loderer, M., Pavlovičová, J.(2014): Optimization of LBP Parameters, 56th International Symposium ELMAR-2014, 10-12 September 2014, Zadar, Croatia, pp. 111-114, ISBN 978-953-184-199-3
1 - citácie v zahraničných publikáciách registrované v citačných indexoch Web of Science a v databáze SCOPUS	Jirka, V., Féder, M., Pavlovičová, J., Oravec, M.(2014): Face Recognition System with Automatic Training Samples Selection Using Self-organizing Map, 56th International Symposium ELMAR-2014, 10-12 September 2014, Zadar, Croatia, pp. 23-26, ISBN 978-953-184-199-3
1 - citácie v zahraničných publikáciách registrované v citačných indexoch Web of Science a v databáze SCOPUS	Jirka, V., Féder, M., Pavlovičová, J., Oravec, M.(2014): Face Recognition System with Automatic Training Samples Selection Using Self-organizing Map, 56th International Symposium ELMAR-2014, 10-12 September 2014, Zadar, Croatia, pp. 23-26, ISBN 978-953-184-199-3
1 - citácie v zahraničných publikáciách registrované v citačných indexoch Web of Science a v databáze SCOPUS	Jirka, V., Féder, M., Pavlovičová, J., Oravec, M.(2014): Face Recognition System with Automatic Training Samples Selection Using Self-organizing Map, 56th International Symposium ELMAR-2014, 10-12 September 2014, Zadar, Croatia, pp. 23-26, ISBN 978-953-184-199-3
1 - citácie v zahraničných publikáciách registrované v citačných indexoch Web of Science a v databáze SCOPUS	Jirka, V., Féder, M., Pavlovičová, J., Oravec, M.(2014): Face Recognition System with Automatic Training Samples Selection Using Self-organizing Map, 56th International Symposium ELMAR-2014, 10-12 September 2014, Zadar, Croatia, pp. 23-26, ISBN 978-953-184-199-3

Other outcomes (eg e-learning, websites, virtual laboratory, training, courses, workshops and the like.)

Output name	Description of output	Link
webová stránka	webová stránka BIOLABu - informácie o obsahu predmetov - online študijné materiály a o výskume v korešpondujúcej oblasti – študentské projekty (Bc. projekty. diplomové práce, dizertačné práce, tímové projekty –riešené aj úspešne ukončené), publikácie riešiteľov projektu a ďalšie zaujímavé linky.	http://ilearn.fei.stuba.sk/

Final evaluation of the commission KEGA

Splnil ciele výborne.