Reakčně-transportní chemicko-inženýrské systémy a jejich dynamické chování,
modelování a řízení chemických a biotechnologických procesů
Původní výsledky výzkumu a vývoje vytvořené na
Ústavu počítačové a řídicí techniky VŠCHT v Praze
dosažené v souvislosti s řešením
výzkumného záměru MSM 6046137306



2012




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Vyšata O, Procházka A:
EEG multichannel browser
Digital signal processing, segmentation, multichannel data extraction, PCA Software Navod Data

S1

ABSTRACT: EEG multichannel browser in basic configurations (reference, transversal and longintudal) with possible digital filtration and evaluation of the first main component. The graphical user interface allows automatic segmentation and data selection for further processing.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Procházka A, Vyšata O, Mareš J:
Neural Networks in Pattern Recognition
Digital signal processing, neural networks, confusion analysis, accuracy Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The algorithm allows classification of feature column vectors for known target values assigning each vector to one of two categories. Results include evaluation of accuracy, optimal criterion value for data separation, confusion matrix and ROC curves for comparison of results obtained.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Procházka A, Vyšata O, Mareš J:
ROC and Confusion Analysis
Biomedical signal processing, confusion analysis, sensitivity, specificity, accuracy Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The algorithm allows statistical comparison of two sets of features acqured for negative and positive population including graphical output of their histograms and evaluation of the optimal criterion function to distinquish individuals belonging to negative and positive classes with the highest accuracy. Evaluated and plotted outputs include also ROC curves, sensitivity and specificityvalues and the accuracy plot. The proposed method is based upon confusion analysis. The algorithm is written in the MATLAB environment.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Hanta V., Poživil J., Friess K.:
Digital Processing of Noised Experimental Sorption Data using Savitzky-Golay filter
Gravimetric vapor sorption, digital processing of experimental data, Savitzky-Golay filter, direct search optimization methods, program system MATLAB Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The software project is focused on computer processing of experimental sorption data. The data were obtained using a camera system that scans deviations of the gravimetric measurement system reference point. Experimental data in the form of two curves (pressure and sorption) are loaded in addition with random noise and errors due to dynamics of the scales and measuring chamber. Before data processing it is necessary to eliminate random noise and unwanted vibrations of the quartz scales. The used sorption model is corrected on own dynamics of the measurement system. Parameters of sorption kinetics are calculated from smoothed and corrected pressure and sorption data using nonlinear multidimensional optimization.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Hanta V., Morávková L.:
Numerical Processing of Ternary Liquid Experimental Data
Excess molar volume; ternary liquid mixture; ternary data fitting; least squares method; Matlab, Optimization Toolbox Software Navod Data

S1

ABSTRACT: Matlab program Ternar2 carries out fitting of excess molar volumes values for ternary liqiud mixtures. The values of excess volumes were calculated from the experimental data of mixture densities and densities of pure components. The modified Redlich-Kister equation is used for data fitting. This data model can optionally contain different numbers of binary and ternary constants. The optimization is performed using the least squares method in computational environment of the Matlab system with help of Optimization Toolbox functions.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Cejnar P.:
Mass Spectrum Analysis and Data Conversion Tool
Mass spectrometry, smoothing, peak labeling, peak clustering, batch processing Software Navod Data

S1

ABSTRACT: Mass Spectrum Analysis and Data Conversion Tool is a batch-processing tool for extraction and analysis of mass spectrometry data supporting several data formats. The tool processes the spectrum including cropping, smoothing, identifying the peaks and peak clusters and exporting the data to simple text format files for later processing. The software is intended for processing mass spectrometry data from long-term experiments with the intention of studying ongoing changes in the samples.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Cejnar P., Kučková Š.:
R-software multiMS-toolbox
Statistics, mass spectrometry, principal component analysis, peak matching Software Navod Data

S1

ABSTRACT: MultiMS-toolbox is a software toolbox for statistic software R to efficiently search for differences in mass-spectrometry samples from long-term experiments (several runs per sample). The toolbox allows you to match peaks and peak clusters in the spectra among sample files, run a principal component analysis, export most important PCA components and draw their most important peaks, component factors or the most important changes of peak intensities or peak areas.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Finkeová J.:
Makro DART-Orbitrap
Zpracování dat; hmotnostní spektrometrie; metabolomický fingerprint Software Navod Data

S1

ABSTRAKT: Makro DART-Orbitrap_DATA_makro_V5.xlsm je určeno pro zpracování dat měření, která jsou podle daných pravidel uložena v sešitu programu Microsoft Excel verze 2003 nebo 2007. Makro slouží pro výběr specifických iontů z komplexních metabolomických fingerprintů získaných pomocí techniky hmotnostní spektrometrie v otevřeném prostoru (přístroje: DART-TOFMS, DART-Orbitrap-MS).



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Mareš J., Crha J.:
Software for Robotic Manipulator Control
Robotic manipulator control, 3-D reconstruction, MINDSTORM NXT Software Navod Data

S1

ABSTRACT: Robotic automation and manipulation is often used in industry. Robots are made for specific operations which are simple, repeating and dangerous for humans. This application (including simple user interface) provides connection and control of robotic arm with 5 degrees of freedom (using MATLAB environment).



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Nachtigalová I.:
Measurement Uncertainty Evaluation Using Monte Carlo Method
Measurement uncertainty; propagation of distributions; Monte Carlo Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) provides internationally agreed approaches and recommendations for the evaluation of uncertainty in metrology. One of these approaches is the one based on the principle of propagation of distributions which can be implemented numerically using Monte Carlo method. So for use in testing and metrological laboratories, the evaluation procedure of this method was realized using popularly held standard spreadsheet software.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Nachtigalová I., Suchánek M.:
Uncertainty Analysis
Uncertainty in calibration; Monte Carlo; bilinear regression Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The new definition of calibration in International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM 3) changes the statistical evaluation of calibration data. In chemical metrology, the situation is so complicated that there is no single standard amount of substance. The software (spreadsheet template) therefore automates the statistical evaluation of the data according to the new definition of calibration using Monte Carlo and bilinear regression, and allows to work in testing and metrological laboratories with linear two-parameters calibration models that assume uncertainty both on the axis of quantity values that intended to be measured, and on the axis of corresponding indications.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Slavíková P., Mudrová M., Moravec H.:
Geostatistic Computational Methods in Image Processing of Nanotubes
Kriging, geostatistics, image processing, nanotubes Software Navod Data

S1

ABSTRACT: Kriging is proved and commonly used computational method in geological research based on probability. Presented project transfers this probability based approach to image processing of nanotubes evaluation as a one of tested segmentation methods. Kriging was transformed to functional programme and is ready to use in image processing. This project was developed in MathWorks Matlab environment and Image Processing Toolbox is required.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Švihlík J.:
Matlab m-fles for the Estimation of Non-Gaussian Noise Sample Moments in Wavelet Domain Using the Moment Generating Function
Astronomical images, noise modelling Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The presented pack of m-files contains several functions for modeling of noise in astronomical and multimedia images. For its favorable properties, we exploit the undecimated wavelet representation. Usually, the noise analysis of the studied imaging system is carried out in the spatial domain. However, noise in astronomical data is non-Gaussian, and thus the noise model parameters need to be estimated directly in the wavelet domain. We derive equations for estimating the sample moments for non-Gaussian noise in the wavelet domain. We consider that the sample moments in the spatial domain are known from the noise analysis and that the model parameters are estimated by using the method of moments.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Buchta J., Vovsík J.:
Simulace jednoduchých průmyslových zařízení v aplikaci InTouch
Matematické modelování, simulace technologických procesů, řízení technologických procesů, vizualizace, uživatelské rozhraní Software Navod Data

S1

ABSTRAKT: Vytvořená aplikace simuluje a současně vizualizuje chování technologických zařízení typu nádoba se vstupy a výstupy jako jsou nádrže, reaktory nebo výměníky tepla na základě univerzálního matematického modelu těchto jednoduchých průmyslových zařízení modifikovatelného podle zvoleného zařízení. Je použit dynamický model se soustředěnými parametry - soustava obyčejných diferenciálních rovnic -, který je řešen jednokrokovou metodou typu Runge-Kutta 4. řádu. Aplikace je implementována jako průvodce v prostředí Wonderware InTouch, které patří mezi programy typu SCADA/HMI sloužící k přehlednému grafickému znázornění stavu průmyslových zařízení a pro zobrazování průběhu veličin při řízení procesů. Vytvořený program může sloužit k ověřování regulačních algoritmů na daných zařízeních nebo výuce navrhování řídicích systémů bez nutnosti odvozování matematických modelů a znalosti numerických metod pro jejich řešení.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Čampulka K., Vovsík J.:
Grafické uživatelské rozhraní pro tvorbu procesních grafů
Grafické uživatelské rozhraní, vizualizace, graf, procesní data Software Navod Data

S1

ABSTRAKT: Zobrazování procesních dat, tedy časových řad procesních veličin, je důležitým nástrojem pro analýzu průběhu řízení procesu. Zejména v oblasti řízení biotechnologických procesů je potřeba zobrazovat více různorodých veličin v jednom grafu, což je v běžných aplikacích pro tvorbu grafů obtížné z důvodu různých rozsahů veličin. Vytvořená aplikace pro přípravu grafů s grafickým uživatelským rozhraním v prostředí Matlab zobrazuje závislosti několika veličin s různými jednotkami a rozsahy na čase v jednom grafu s možností uživatelského nastavení vlastností grafu, přičemž vlastnosti grafu je možné načítat a ukládat z a do uživatelských souborů. Aplikace umožňuje komfortní import dat v datových formátech TXT, XLS, XLSX a MAT a export grafů jako obrázků ve formátech JPG, PNG a TIF.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Soušková H., Lahoda L.:
Komunikace externí maticové klávesnice s displejem pomocí mikroprocesoru HCS08
Mikroprocesor HCS08, CodeWarrior 08, externí periferie, maticová klávesnice, displej Software Navod Data

S1

ABSTRAKT: Program využívá možností mikroprocesoru HCS08 pro zpracování a vyhodnocení dat. Program komunikuje s uživatelem pomocí externí maticové klávesnice a zobrazuje zpracovávaná data na displeji. K dispozici jsou knihovny funkcí pro ovládání displeje a klávesnice a pro odesílání a příjem znaků. Práce obsahuje také schémata elektrických zapojení externích periferií, dokumentaci k programu a uživatelský manuál.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Soušková H., Zeman J.:
Měření, ukládání a vyhodnocování dat pomocí mikroprocesoru MC9S08GT60
Mikroprocesor MC9S08GT60, CodeWarrior 08, periferie, senzor teploty, senzor vlhkosti Software Navod Data

S1

ABSTRAKT: Program využívá možností mikroprocesoru MC9S08GT60 pro měření, ukládaní a vyhodnocení dat. Měřený signál je odečítán z čidel teploty a vlhkosti a z potenciometru. Data jsou zobrazována na LCD displeji a ukládána do nadřazeného PC pomocí sériové komunikace RS232. Pro každou část byl vytvořen zdrojový soubor funkcí. Zdrojové soubory jsou následně využity při konstrukci komplexního programu. Program umožňuje realizovat požadovaná měření a komunikaci s uživatelem. Práce obsahuje také dokumentaci programu a uživatelský manuál.



2011



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Procházka A, Vyšata O, Mareš J:
Geometrical Modelling of Biomedical Data
Geometrical modelling, 3D visualization, digital image processing, biomedical object modelling, orthodontics Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The software library allows evaluation of space coordinates of three dimensional objects using video records observed by two cameras located in given positions. The computational environment allows the three dimensional modelling of given objects with application of the moving body detection and modelling in the virtual reality of MATLAB environment as well.


Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Mareš J, Gráfová L, Dvořák P, Procházka A:
New Software for Wegener's Granulomatosis CT Image Analysis
Detekce hran, GUI, 3D modelování, registrace obrazů, 3D vizualizace, číslicové zpracování obrazů, analýza biomedicínských dat Software Navod Data

S1

ABSTRAKT: Navržené grafické uživatelské prostředí v programovém systému MATLAB umožňuje vizualizaci biomedicínských obrazů a paralelní srovnávání výsledků s číslicovou registrací obrazových komponent. Cílem je zlepšit možnosti včasné diagnostiky závažných onemocnění a navrhnout odpovídající léčebné postupy.


Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Hanta V, Poživil J, Friess K:
Dynamic Correction and Digital Processing of Experimental Sorption Data
Gravimetric vapour sorption; recovery, smoothing and processing of experimental data; digital signal processing; direct search optimization methods Software Navod Data

S1

ABSTRACT: Knowledge of different disciplines is applied in the program to utilize the information contained in experimental data as much as possible. The standard theoretical model describing the dynamics of sorption of organic vapours in polymeric membranes is modified in view of dynamic characteristics of the measuring chamber. Calculated values of vapour pressure after its injection into the measuring chamber fit then to measured data better. Data obtained during gravimetric sorption experiments are often distorted by random noise and also can be corrupted with random or systematic gross errors. Random noise is eliminated from effective signal by use of a low-pass Butterworth digital filter with a suitably chosen cut-off frequency. Parameters of mathematical model are calculated using the Nelder-Mead flexible polyhedron method.


Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
[S13] Gráfová L, Mareš J, Procházka A:
Biomedical Data Analysis Using Self-Organizing Maps
Digital signal processing, feature extraction, pattern matrix, self-organizing maps signal classification Software Navod Data

S1

ABSTRACT: The software package is devoted to biomedical data processing, feature extraction and classification of multidimensional objects into given number of classes. Self-organizing maps are used as a mathematical tool for classification of feature clusters and detection of typical objects for each class detected.





2010




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Procházka A., Gráfová L., Hořejš J., Vyšata O.:
Grafické uživatelské prostředí pro inteligentní počítačové zpracování EEG dat
Grafické uživatelské prostředí, potlačování rušivých složek signálů, spektrální analýza, zpracování vícekanálových dat, analýza biomedicínských EEG signálů Software Navod Data

S1

ABSTRAKT: Zpracování vícekanálových dat představuje velice složitý problém zahrnující potlačování rušivých složek, analýzu signálů, jejich segmentaci a detekci datových složek s využitím počítačové inteligence a metod číslicového zpracování signálů. Grafické uživatelské prostředí (GUI) a navržené programové nástroje umožňují uživatelům (i) vzdálený přístup k algoritmům ověřeným v prostředí systému MATLAB a (ii) přístup k vybraným biomedicínským EEG záznamům pro studium těchto metod a porovnání výsledků s vlastními algoritmy. Zveřejněné programové vybavení umožňuje uživateli jednoduchou analýzu signálu s využitím grafických elementů zahrnujících tlačítka, jezdce a editovatelná pole pro interaktivní zpracování dat bez nutnosti vlastní programátorské práce.




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Fries K., Hanta V., Poživil J., Zgažar M.:
Program (MATLAB) pro zpracování dat z gravimetrických sorpčních experimentů pro vstupní signál ve tvaru nekorigovaného tlakového skoku
Gravimetrická sorpce par, zpracování číslicových signálů, přímé vyhledávací optimalizační metody Software Navod Data

S2
ABSTRAKT: Tato práce se zabývá filtrováním a vyhlazováním experimentálních dat získaných v průběhu sorpce organických par na vzorky ploché membrány tvořených kopolymerem. Experimenty sorpce par byly prováděny gravimetricky pomocí sorpčního přístroje vybaveného kalibrovanou křemíkovou (MacBainovou) spirálovou váhou. Na začátku sorpčního experimentu vstříknutí stanoveného množství par ze zásobníku par do evakuované měřicí komory vede k nežádoucím vibracím křemíkové spirály. Proto je odfiltrování tohoto jevu nezbytné pro následné zpracování experimentálních dat například pro výpočet difuzních koeficientů.


Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Černý F., Hrnčiřík P., Mareš J., Vovsík J.:
Grafické uživatelské rozhraní pro vizuální analýzu stavů fermentačních procesů
GUI, PCA, vizualizace, klasifikace, biotechnologický proces, fyziologické stavy Software Navod Data

S3
ABSTRAKT: Aplikace slouží k identifikaci a vizualizaci vícerozměrných dat z biochemických procesů. Nástroj podporuje zobrazení dat v časové oblasti v kombinaci s 3D vizualizací trajektorie procesu získané analýzou hlavních komponent (PCA) vybraných fyziologických stavových veličin. Aplikace dále umožňuje vizualizaci klasifikace procesních stavů a také umožňuje novou klasifikaci prostoru těchto stavů.



Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Mudrová M., Slavíková P., Michalcová A., Procházka A.:
Graphical User Interface for Vickers Induration Test Evaluation
Graphical user interface, induration test, alloys Software Navod Data

S4

ABSTRACT: An alloy induration evaluation provides one of the basic criteria in an alloy assessment and Vickers induration test forms one of the methods of induration evaluation. This standardized method is based on an alloy sample treatment with diamond tetragonal pyramid with a known load to gain standardized puncture. The area of incurred puncture is inverse proportional to induration of examined alloy. The MathWorks Matlab system was used for algorithm design and also for GUI providing easy batch interpretation of microscopic Al-alloy images. The application “Vickers GUI” was designed for complete indentation image processing. The Vickers GUI application was developed in Matlab system including its Image Processing Toolbox. It was compiled by Matlab Compiler to create a standalone application.




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Kubíček M, Mareš J., Procházka A.:
On-line Tracking of Moving Objects via Camera DragonFly
Camera DragonFly, tracking objects, MATLAB, image processing Software Navod Data

S5

ABSTRACT: Object recognition at any background is nontrivial problem, generally. It is necessary to recognize the object, find its centre and calculate its position. If the background has constant color which is different from the color of the object, only one object is recognized at the image and one centre position is found. Otherwise, if the background has a difficult structure and the background color is similar to object color, many objects are recognized and it is not easy to find out which one is the right one. The software presents one of possible approaches - the frames difference method, which provides moving object tracking at any background.




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Mareš J., D. Koudela, M. Vacek A.:
Měření průtoku kapaliny s využitím digitální kamery
Kamera DragonFly, MATLAB, zpracování obrazu, měření průtoku Software Navod Data

S5

ABSTRAKT: Průtok kapaliny či plynu je v praxi jedna z nejčastěji měřených veličin. Spolehlivou a stále hojně používanou technikou je využití plováčkového rotametru, svislá směrem vzhůru se rozšiřující trubice s plovákem, jehož výška určuje velikost průtoku. Rotametry jsou stavěny tak, aby obsluha viděla plovák a provedla případný zásah, nemají tedy žádný analogový ani digitální výstup a jejich automatizace je problematická. Jednu z možností představuje připojení digitální kamery a on-line sledování polohy plováku v reálném čase.




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Procházka A., Gráfová L., Vyšata O., Mareš J.:
Adaptive Signal Segments Classification Using Artificial Neural Networks
Signal analysis, feature matrix, classification, neural networks, cluster analysis Software Navod Data

S5

ABSTRACT: Classification of feature vectors form an interdiscipinary problem with many different applications. The software package is designed to use articial neural networks to divide feature vector clusters associated with signal segments into separate classes. The algorithm allows the adaptive selection of the range of classes and it presents class boundaries for two element feature vectors as well. It simultaneously presents the choice of typical class signal segments having their features closest to the center of gravity of the associated cluster.




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Švihlík J.:
Matlab Toolbox for Data Modeling Using GMM
Signal modeling, image modeling, Gaussian Mixture Model, method of moments, discrete wavelet transform Software Navod Data

S5

ABSTRACT: The presented toolbox contains several functions for data modeling using Gaussian Mixture Model (GMM) in its simplest form, i.e. sum of two Gaussian probability density functions (PDF). The parameters of GMM are estimated by using equation system derived by method of moments. GMM should model a signal and a noise in wavelet domain or in a special cases also in spatial domain.




Název Klíčová slova    Software ke stažení       Návod k realizaci      Data ke stažení  
Fries K., Hanta V., Poživil J., Zgažar M.:
Program (MATLAB) pro zpracování dat z gravimetrických sorpčních experimentů pro vstupní signál ve tvaru tlakového skoku zpožděného a korigovaného podle dynamických vlastností měřicí komory
Gravimetrická sorpce par, zpracování číslicových signálů, přímé vyhledávací optimalizační metody Software Navod Data

S2
ABSTRAKT: Vytvořený program filtruje, vyhlazuje a zpracovává experimentální data získaná v průběhu sorpce organických par na vzorky ploché membrány tvořených kopolymerem. Kombinuje algoritmicky prováděné výpočty s interaktivním výběrem a rozhodováním. Experimenty sorpce par byly prováděny gravimetricky pomocí sorpčního přístroje vybaveného kalibrovanou křemíkovou (MacBainovou) spirálovou váhou. Na začátku sorpčního experimentu vstříknutí stanoveného množství par ze zásobníku par do evakuované měřicí komory vede k nežádoucím vibracím křemíkové spirály. Proto je odfiltrování tohoto jevu nezbytné pro následné zpracování experimentálních dat například pro výpočet difuzních koeficientů. Vstupní tlakový signál je korigován podle dynamických vlastností měřicí komory a určuje časové zpoždění sorpční křivky.
Řešitelé dílčích projektů vyjadřují poděkování Ministerstu školství, mládeže a tělovýchovy ČR
za prostředky poskytnuté na řešení Výzkumného záměru MSM 6046137306
a zveřejňují bezplatně dílčí dosažené výsledky
pro další využití a odbornou diskusi

Kontakty na řešitele: http://uprt.vscht.cz