This diploma thesis focuses on a design of camera control system used for detecting defects, appearing during a UV luminescent glue application on the bottom of a paper bag. As a part of this thesis, an application was developed, using Baumer VCXG-53C industrial camera, implementing two dierent control methods - 2D cross correlation image pattern matching based on previously user defined pattern and glue area size measuring based on binary segmented image. The result of this work is a fully developed control system, prepared to be put into operation at the customer’s production line.

Master´s thesis deals with methods of objects detection in the image. It contains theoretical, practical and experimental parts. Theoretical part describes image representation, the preprocessing image methods, and methods of detection and identification of objects. The practical part contains a description of the created programs and algorithms which were used in the programs. Application was created in MATLAB. The application offers intuitive graphical user interface and three different methods for the detection and identification of objects in an image. The experimental part contains a test results for an implemented program.

Ces dernières années ont connu un regain d'intérêt pour l'utilisation des graphes comme moyen fiable de représentation et de modélisation des données, et ce, dans divers domaines de l'informatique. En particulier, pour les grandes masses de données, les graphes apparaissent comme une alternative prometteuse aux bases de données relationnelles. Plus particulièrement, le recherche de sous-graphes s'avère être une tâche cruciale pour explorer ces grands jeux de données. Dans cette thèse, nous étudions deux problématiques principales. Dans un premier temps, nous abordons le problème de la détection de motifs dans les grands graphes. Ce problème vise à rechercher les k-meilleures correspondances (top-k) d'un graphe motif dans un graphe de données. Pour cette problématique, nous introduisons un nouveau modèle de détection de motifs de graphe nommé la Simulation Relaxée de Graphe (RGS), qui permet d’identifier des correspondances de graphes avec un certain écart (structurel) et ainsi éviter le problème de réponse vide. Ensuite, nous formalisons et étudions le problème de la recherche des k-meilleures réponses suivant deux critères, la pertinence (la meilleure similarité entre le motif et les réponses) et la diversité (la dissimilarité entre les réponses). Nous considérons également le problème des k-meilleures correspondances diversifiées et nous proposons une fonction de diversification pour équilibrer la pertinence et la diversité. En outre, nous développons des algorithmes efficaces basés sur des stratégies d’optimisation en respectant le modèle proposé. Notre approche est efficiente en terme de temps d’exécution et flexible en terme d'applicabilité. L’analyse de la complexité des algorithmes et les expérimentations menées sur des jeux de données réelles montrent l’efficacité des approches proposées. Dans un second temps, nous abordons le problème de recherche agrégative dans des documents XML. Pour un arbre requête, l'objectif est de trouver des motifs correspondants dans un ou plusieurs documents XML et de les agréger dans un seul agrégat. Dans un premier temps nous présentons la motivation derrière ce paradigme de recherche agrégative et nous expliquons les gains potentiels par rapport aux méthodes classiques de requêtage. Ensuite nous proposons une nouvelle approche qui a pour but de construire, dans la mesure du possible, une réponse cohérente et plus complète en agrégeant plusieurs résultats provenant de plusieurs sources de données. Les expérimentations réalisées sur plusieurs ensembles de données réelles montrent l’efficacité de cette approche en termes de pertinence et de qualité de résultat. / Recent years have witnessed a growing renewed interest in the use of graphs as a reliable means for representing and modeling data. Thereby, graphs enable to ensure efficiency in various fields of computer science, especially for massive data where graphs arise as a promising alternative to relational databases for big data modeling. In this regard, querying data graph proves to be a crucial task to explore the knowledge in these datasets. In this dissertation, we investigate two main problems. In the first part we address the problem of detecting patterns in larger graphs, called the top-k graph pattern matching problem. We introduce a new graph pattern matching model named Relaxed Graph Simulation (RGS), to identify significant matches and to avoid the empty-set answer problem. We formalize and study the top-k matching problem based on two classes of functions, relevance and diversity, for ranking the matches according to the RGS model. We also consider the diversified top-k matching problem, and we propose a diversification function to balance relevance and diversity. Moreover, we provide efficient algorithms based on optimization strategies to compute the top-k and the diversified top-k matches according to the proposed model. The proposed approach is optimal in terms of search time and flexible in terms of applicability. The analyze of the time complexity of the proposed algorithms and the extensive experiments on real-life datasets demonstrate both the effectiveness and the efficiency of these approaches. In the second part, we tackle the problem of graph querying using aggregated search paradigm. We consider this problem for particular types of graphs that are trees, and we deal with the query processing in XML documents. Firstly, we give the motivation behind the use of such a paradigm, and we explain the potential benefits compared to traditional querying approaches. Furthermore, we propose a new method for aggregated tree search, based on approximate tree matching algorithm on several tree fragments, that aims to build, the extent possible, a coherent and complete answer by combining several results. The proposed solutions are shown to be efficient in terms of relevance and quality on different real-life datasets

Detta arbete syftar till att utveckla ett förslag på ett utbildningsmaterial i form av en programmeringsorienterad fysik- och matematiklaboration. Målgruppen är i förstahand studenter som läser andra terminen i det ingenjörsförberedande programmet Tekniskt basår (KTH), men även studenter på motsvarande kunskapsnivå (tillexempel elever i gymnasiets naturvetenskapliga program). Laborationen konstruerades för att skapa förutsättningar för studenterna att:1) Visa på kritiskt tänkande,2) visa på kollaboration,3) öka ämnesförståelsen. Det föreslagna utbildningsmaterialet omfattar området beräkningsfysik, där en ickelinjärdifferentialekvation härled från en matematisk pendel ska lösas med hjälp avnumeriska metoder. Laborationens uppgifter formulerades med kritiskt tänkande som utgångspunkt och utfördes med parprogrammering som samarbetsform för kollaboration. I detta arbete undersöktes punkter 1) och 2) i en utbildningssituation med elever från andra terminen på Tekniskt basår. Fyra elevgruppers konversationer spelades in och en innehållsanalys utfördes på transkriberingen av ljudinspelningen. En mönsterjämförelsemetod användes för att stärka slutsatserna. Utifrån resultaten av undersökningsprojektet konstaterade vi att den teoretiska propositionen om att laborationskonstruktionen har medverkat till elevernas kollaboration och appliceringav kritiskt tänkande, har stärkts. / This work aims to develop a proposal for educational material in the form of a programming-oriented Physics and Mathematics lab. The target group is mainly students from the second semester in the Technical Preparatory Year program (KTH), but also students of equivalent knowledge level (for example, students in the upper secondary school- natural science program). The lab was designed to create opportunity for students to:1) apply critical thinking, 2) demonstrate collaboration, 3) increase subject understanding. The proposed educational material comprises computational physics, where a non linear differential equation derived from a mathematical pendulum is solved using numerical methods. The exercises in the lab were formulated with critical thinking in mind and pair programming was used as the context for collaboration. In this paper 1) and 2) were investigated in an educational setting with students from the second semester of the Technical Preporatory Year (KTH). The conversations of four student groups were recorded and a content analysis was performed on the transcriptions of the audio recordings. A pattern matching method was used to strengthen the conclusions. Based on the results of the research project, we found that the theoretical proposition that the construction of the laboratory work has contributed to the collaboration and application of critical thinking by the students,has been strengthened.

Detta arbete syftar till att utveckla ett förslag på ett utbildningsmaterial i form av en programmeringsorienterad fysik- och matematiklaboration. Målgruppen är i första hand studenter som läser andra terminen i det ingenjörsförberedande programmet Tekniskt basår (KTH), men även studenter på motsvarande kunskapsnivå (till exempel elever i gymnasiets naturvetenskapliga program). Laborationen konstruerades för att skapa förutsättningar för studenterna att: 1) Visa på kritiskt tänkande, 2) visa på kollaboration, 3) öka ämnesförståelsen. Det föreslagna utbildningsmaterialet omfattar området beräkningsfysik, där en ickelinjär differentialekvation härled från en matematisk pendel ska lösas med hjälp av numeriska metoder. Laborationens uppgifter formulerades med kritiskt tänkande som utgångspunkt och utfördes med parprogrammering som samarbetsform för kollaboration. I detta arbete undersöktes punkter 1) och 2) i en utbildningssituation med elever från andra terminen på Tekniskt basår. Fyra elevgruppers konversationer spelades in och en innehållsanalys utfördes på transkriberingen av ljudinspelningen. En mönsterjämförelsemetod användes för att stärka slutsatserna. Utifrån resultaten av undersökningsprojektet konstaterade vi att den teoretiska propositionen om att laborationskonstruktionen har medverkat till elevernas kollaboration och applicering av kritiskt tänkande, har stärkts. / This work aims to develop a proposal for educational material in the form of a programming-oriented Physics and Mathematics lab. The target group is mainly students from the second semester in the Technical Preparatory Year program (KTH), but also students of equivalent knowledge level (for example, students in the upper secondary school- natural science program). The lab was designed to create opportunity for students to: 1) apply critical thinking, 2) demonstrate collaboration, 3) increase subject understanding. The proposed educational material comprises computational physics, where a nonlinear differential equation derived from a mathematical pendulum is solved using numerical methods. The exercises in the lab were formulated with critical thinking in mind and pair programming was used as the context for collaboration. In this paper 1) and 2) were investigated in an educational setting with students from the second semester of the Technical Preporatory Year (KTH). The conversations of four student groups were recorded and a content analysis was performed on the transcriptions of the audio recordings. A pattern matching method was used to strengthen the conclusions. Based on the results of the research project, we found that the theoretical proposition that the construction of the laboratory work has contributed to the collaboration and application of critical thinking by the students, has been strengthened.

his project addresses the issue of accurately identifying repeated images of sticky notes. Due to environmental conditions and the 3D location of the camera, different pictures taken of sticky notes may look distinct enough to be hard to determine if they belong to the same note. More specifically, this thesis aims to create latent representations of these pictures of sticky notes to encode their content so that all the pictures of the same note have a similar representation that allows to identify them. Thus, those representations must be invariant to light conditions, blur and camera position. To that end, a Siamese neural architecture will be trained based on data augmentation methods. The method consists of learning to embed two augmented versions of the same image into similar representations. This architecture has been trained with unsupervised learning and fine-tuned with supervised learning to detect if two representations belong or not to the same note. The performance of ResNet, EfficientNet and Vision Transformers in encoding the images into their representations has been compared with different configurations. The results show that, while the most complex models overfit small amounts of data, the simplest encoders are capable of properly identifying more than 95% of the sticky notes in grey scale. Those models can create invariant representations that are close to each other in the latent space for pictures of the same sticky note. Gathering more data could result in an improvement of the performance of the model and the possibility of applying it to other fields such as handwritten documents. / Detta projekt tar upp frågan om att identifiera upprepade bilder av klisterlappar. På grund av miljöförhållanden och kamerans 3D-placering kan olika bilder som tagits till klisterlappar se tillräckligt distinkta ut för att det ska vara svårt att avgöra om de faktiskt tillhör samma klisterlappar. Mer specifikt är syftet med denna avhandling att skapa latenta representationer av bilder av klisterlappar som kodar deras innehåll, så att alla bilder av en klisterlapp har en liknande representation som gör det möjligt att identifiera dem. Sålunda måste representationerna vara oföränderliga för ljusförhållanden, oskärpa och kameraposition. För det ändamålet kommer en enkel siamesisk neural arkitektur att tränas baserad på dataförstärkningsmetoder. Metoden går ut på att lära sig att göra representationerna av två förstärkta versioner av en bild så lika som möjligt. Genomatt tillämpa vissa förbättringar av arkitekturen kan oövervakat lärande användas för att träna nätverket. Prestandan hos ResNet, EfficientNet och Vision Transformers när det gäller att koda bilderna till deras representationer har jämförts med olika konfigurationer. Resultaten visar att även om de mest komplexa modellerna överpassar små mängder data, kan de enklaste kodarna korrekt identifiera mer än 95% av klisterlapparna. Dessa modeller kan skapa oföränderliga representationer som är nära i det latenta utrymmet för bilder av samma klisterlapp. Att samla in mer data kan resultera i en förbättring av modellens prestanda och möjligheten att tillämpa den på andra områden som till exempel handskrivna dokument.

Μία από τις βασικές προκλήσεις στο μουσικό αυτοσχεδιασμό είναι ο διαδραστικός αυτοσχεδιασμός μεταξύ ενός ανθρώπου και ενός συστήματος. Στη παρούσα ενότητα παρουσιάζουμε ένα μουσικό διαδραστικό σύστημα (Πολύμνια) ως συνεχιστή της μελωδίας (as melody continuator). Για κάθε μουσικό πρότυπο (pattern) που έχει δοθεί από το χρήστη, το ευφυές σύστημα ανακαλεί ένα όμοιο (similar) γενικό πρότυπο που είναι αποθηκευμένο στη βάση του (database) και το οποίο το αναμορφώνει ανάλογα (reform). Το προτεινόμενο σύστημα κατευθύνει τη μουσική αναπαράσταση και την ομοιότητα του μουσικού προτύπου (musical pattern similarity) στη χρήση της εξόρυξης δεδομένων (data mining). Προτείνουμε ένα σχήμα μουσικής αναπαράστασης το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανάλυση εξόρυξης δεδομένων (data mining analysis) η οποία στοχεύει στη μάθηση γενικών προτύπων και για τη συχνότητα και για τη διάρκεια σε συγκεκριμένα είδη μουσικής (music styles). Η εξόρυξη δεδομένων είναι μια αναδυόμενη διαδικασία μηχανικής μάθησης με την εξαγωγή προηγουμένως άγνωστων, αγώγιμων (actionable) πληροφοριών από πολύ μεγάλες επιστημονικές και εμπορικές βάσεις δεδομένων. Η μηχανική μάθηση (machine learning) έχει παίξει έναν κρίσιμο ρόλο στη υπολογιστική μουσική (computer music) σχεδόν από την αρχή της. Πρόσφατα η έρευνα στο πεδίο έχει εστιαστεί στην εξόρυξη μουσικής (music mining). Παρουσιάζουμε επίσης πειραματικά αποτελέσματα για έλεγχο και αξιολόγηση της αποδοτικότητας (efficiency) και της ακρίβειας του προτεινόμενου συστήματος «Πολύμνια». / One of the main challenges in music improvisation is interactive improvisation between a human and a system. In this thesis we present a musical interactive system (called polyhymnia) acting as melody continuator. For each musical pattern given by the user, it recalls a similar general pattern stored in its memory and reforms it. The proposed system addresses music representation and musical pattern similarity using data mining. We propose a scheme for monophonic music representation as traditional data sets suitable for common data mining algorithms and investigate the application of clustering similarity measures to musical pattern similarity. Data Mining is an emerging machine learning process of extracting previously unknown, actionable information from very large scientific and commercial databases. Machine learning has played a crucial role in the computer music almost since its beginning. Recently, research in the field has focused on music mining. We also present experimental results for testing and evaluating the efficiency and accuracy of the proposed system “polyhymnia”.

Tato práce se zabývá problematikou popisu síťového provozu pomocí automaticky vytvořeného modelu komunikace. Hlavním zaměřením jsou komunikace v řídicích systémech , které využívají speciální protokoly, jako je například IEC 60870-5-104 . V této práci představujeme metodu charakteristiky síťového provozu z pohledu obsahu komunikace i chování v čase. Tato metoda k popisu využívá deterministické konečné automaty , prefixové stromy  a analýzu opakovatelnosti. Ve druhé části této diplomové práce se zaměřujeme na implementaci programu, který je schopný na základě takového modelu komunikace verifikovat síťový provoz v reálném čase.

The purpose of this thesis was to design and evaluate The ContexTable, a context-aware system built into a kitchen table. After establishing the current status of the field of context-aware systems and the hurdles and problems being faced, a functioning prototype system was designed and built. The prototype makes it possible to explore established, untested theory and novel solutions to problems faced in the field.

Companies are under constant pressure to adapt and improve their processes to staycompetitive. Since most of their processes are handled by software, it also needs toconstantly change. Those improvements and changes add up over time and increase thecomplexity of the system, which in turn prevents the company from further adaption.In order to change and improve existing business processes and their implementation withinsoftware, several stakeholders have to go through a long process. Current IT methodologies arenot suitable for such a dynamic environment. The analysis of this change process shows thatfour software characteristics are important to speed it up. They are: transparency, adaptability,testability and reparability. Transparency refers to the users capability to understand what thesystem is doing, where and why. Adaptability is a mainly technical characteristic that indicatesthe capability of the system to evolve or change. Testability allows automated testing andvalidation for correctness without requiring manual checks. The last characteristic is reparability,which describes the possibility to bring the system back into a consistent and correct state, evenif erroneous software was deployed.An architecture and software development patterns are evaluated to build an overall programmingmodel that provides the software characteristics. The overall architecture is basedon microservices, which facilitates decoupling and maintainability for the software as well asorganizations. Command Query Responsibility Segregation decouples read from write operationsand makes data changes explicit. With Event Sourcing, the system stores not only the currentstate, but all historic events. It provides a built-in audit trail and is able to reproduce differentscenarios for troubleshooting and testing.A demo process is defined and implemented within multiple prototypes. The design of theprototype is based on the programming model. It is built in Javascript and implements Microservices,CQRS and Event Sourcing. The prototypes show and validate how the programmingmodel provides the software characteristics. Software built with the programming model allowscompanies to iterate faster at scale. Since the programming model is suited for complex processes,the main limitation is that the validation is based on a demo process that is simpler and thebenefits are hard to quantify. / ör att fortsatt vara konkurrenskraftiga är företag under konstant press att anpassa ochförbättra sina processer. Eftersom de flesta processer hanteras av programvara, behöveräven de ständigt förändras. Övertiden leder dessa förbättringar och förändringar till ökadsystemkomplexitet, vilket i sin tur hindrar företaget från ytterligare anpassningar. För attförändra och förbättra befintliga affärsprocesser och dess programvara, måste idag typiskt fleraaktörer vara en del av en lång och tidskrävande process. Nuvarande metoder är inte lämpade fören sådan dynamisk miljö. Detta arbete har fokuserat på fyra programvaruegenskaper som ärviktiga för att underlätta förändringsprocesser. Dessa fyra egenskaper är: öppenhet, anpassningsförmåga,testbarhet och reparerbarhet. Öppenhet, hänvisar till förmågan att förstå varför, var ochvad systemet gör. Anpassningsbarhet är huvudsakligen en teknisk egenskap som fokuserar påsystemets förmåga att utvecklas och förändras. Testbarhet strävar efter automatisk testning ochvalidering av korrekthet som kräver ingen eller lite manuell kontroll. Den sista egenskapen ärreparerbarhet, som beskriver möjligheten att återhämta systemet till ett konsekvent och korrekttillstånd, även om felaktig programvara har använts. En programmeringsmodell som rustarprogramvara med de ovan beskrivna programegenskaperna är utvecklad i detta examensarbete.Programmeringsmodellens arkitektur är baserad på diverse micro-tjänster, vilka ger brafrånkopplings- och underhållsförmåga för en programvara, samt användarorganisationerna.Command Query Responsibility Segregation (CQRS) frånkopplar läsoperationer från skrivoperationeroch gör ändringar i data explicita. Med Event Sourcing lagrar systemet inte endastdet nuvarande tillståndet, utan alla historiska händelser. Modellen förser användarna medett inbyggt revisionsspår och kan reproducera olika scenarion för felsökning och testning. Endemoprocess är definierad och implementerad i tre olika prototyper. Designen av prototypernaär baserad på den föreslagna programmeringsmodellen. Vilken är byggd i Javascript och implementerarmicro-tjänster, CQRS och Event Sourcing. Prototyperna visar och validerar hurprogrammeringsmodellen ger programvaran rätt egenskaper. Programvara byggd med dennaprogrammeringsmodell tillåter företag att iterera snabbare. De huvudsakliga begränsningarna iarbetet är att valideringen är baserad på en enklare demoprocess och att dess fördelar är svåraatt kvantifiera.