This thesis describes design and implementation of system that allows batch generation of graphical presentations. The system also includes modules for image quality evaluation using no-reference blur metric and salient object detection. Selected methods for evaluation of image quality are described in detail and implemented in corresponding chapters, including proposed modifications and changes. Blur detection is based on wavelet transform, and salient object detection is achieved by investigating image contrast. Capabilities of these modules are evaluated on suitable image datasets.

Cette thèse traite des caméras light-field en tant que caméra ayant des capacités 3D. Les images brutes, acquises avec ces systèmes, sont généralement inexploitables directement. L’obstacle majeur concernant l'utilisation de ces caméras réside dans la complexité du traitement des images acquises. Cette thèse vise à dépasser ces limitations en s'intéressant aux dispositifs multi-vues et multi-caméras. De plus, comme l'un des domaines d'application envisagé est la vision industrielle, les images sont acquises en lumière naturelle afin de conserver la possibilité d'effectuer des traitements conventionnels par vision sur les images. Le travail de thèse repose sur trois axes : l'étude et la conception optique de systèmes light-field multi-caméras et multi-vues, le calibrage de ces dispositifs et le développement d’algorithmes et enfin leur mise en application pour montrer les intérêts de ces caméras dans divers domaines. / This thesis deals with light-field cameras as cameras having 3D capacities. The raw images. acquired with these systems, are generally unusable directly. The main obstacle about their use lies in the complex processing of the recorded images. This thesis aims to overcome these limitations by focusing on multi-views and multi-camera devices. Morcover, as one of the application domains is the industrial vision, the images are acquired in natural lightning in order to conserve the possibility to make conventional treatments by vision on the images. The work is based on three axis: the study and'the optical desien of light-field systems, the calibration of these devices and the development of algorithms to show the intercsts of these cameras in various fields.

Ziele wie eine hohe Auflösung und ein hoher Durchsatz sind bisher in der Elektronenstrahllithografie nicht gleichzeitig erreichbar; es existieren daher die Belichtungskonzepte Gaussian-Beam und Variable-Shaped-Beam (VSB), die auf Hochauflösung respektive Durchsatz optimiert sind. In dieser Arbeit wird der experimentelle Kreuzvergleich beider Belichtungskonzepte mit Hilfe chemisch verstärkter und nicht verstärkter Lacksysteme präsentiert. Als quantitativer Parameter wurde die Gesamtunschärfe eingeführt, die sich durch quadratische Addition der auflösungslimitierenden Fehlerquellen, also Coulomb-Wechselwirkungen (Strahlunschärfe), Lackprozess (Prozessunschärfe) und Proximity-Effekt (Streuunschärfe), ergibt. Für den Vergleich wurden wohldefinierte Prozesse auf 300 mm Wafern entwickelt und umfassend charakterisiert. Weitere Grundlage ist die Anpassung oder Neuentwicklung spezieller Methoden wie Kontrast- und Basedosebestimmung, Doughnut-Test, Isofokal-Dosis-Methode für Linienbreiten und Linienrauheit sowie die Bestimmung der Gesamtunschärfe unter Variation des Fokus. Es wird demonstriert, dass sich mit einer kleineren Gesamtunschärfe die Auflösung dichter Linien verbessert. Der direkte Vergleich der Gesamtunschärfen beider Belichtungskonzepte wird durch die variable Strahlunschärfe bei VSB-Schreibern erschwert. Da für die Bestimmung der Gesamtunschärfe keine Hochauflösung nötig ist, wird das Testpattern mit größeren Shots belichtet und induziert somit eine größere Gesamtunschärfe. Es wird gezeigt, dass die Prozessunschärfe den größten Anteil der Gesamtunschärfe stellt. Außerdem spielt die Streuunschärfe bei Lackdicken kleiner 100 nm und Beschleunigungsspannungen von 50 kV oder größer keine Rolle.:Titelblatt Kurzfassung / Abstract 1 Motivation 2 Grundsätze und Fragestellungen der Elektronenstrahllithografie 2.1 Wirkprinzipien der Elektronenoptik 2.1.1 Köhlersche Beleuchtung 2.1.2 Linsenfehler 2.1.3 Raumladung, Coulomb-Wechselwirkungen und Strahlunschärfe 2.2 Proximity-Effekt 2.2.1 Streuprinzipien der Wechselwirkung Elektron-Materie 2.2.2 Strukturdefinition, Proximity-Effekt-Korrektur und Streuunschärfe 2.3 Lackeigenschaften und Lackchemie 2.3.1 Tonalität und Prozessierung 2.3.2 Kontrast und Empfindlichkeit 2.3.3 Chemisch nicht verstärkte Lacke 2.3.4 Chemisch verstärkte Lacke 2.3.5 Prozessunschärfe 2.4 Auflösung 2.4.1 Prinzip von Gaussian-Beam und Variable-Shaped Beam 2.4.2 Aufbau, Strahlengang, Intensitätsprofil und Auflösung beider Belichtungskonzepte 2.4.3 Messtechnische Bestimmung der Auflösung 2.4.4 Schlussfolgerung für die Auflösung und Definition der Gesamtunschärfe 3 Prozessentwicklung und -charakterisierung 3.1 Chemisch verstärkte Negativlacke einer Lackserie 3.1.1 Vergleich der Schichtdicken und -nonuniformitäten 3.1.2 Vergleich der Kontrastkurven und Charakteristika 3.1.3 Entwicklungseinfluss auf Kontrastkurven und Linienbreiten 3.1.4 Vergleichende Backempfindlichkeiten bezüglich PAB und PEB 3.1.5 Auswahl von Prozess und nCAR3 für weitere Experimente 3.1.6 Struktur des Lackmaterials und FTIR-Untersuchungen des nCAR3 3.2 HSQ als chemisch nicht verstärkter Lack 3.2.1 Prozessierung 3.2.2 Schichtdicken und -nonuniformitäten 3.2.3 Einfluss der Entwicklung und der Wartezeit nach dem Belacken auf Kontrastkurven und Auflösung 3.2.4 Einfluss der Schichtdicke auf Kontrastkurven und Basedose 3.2.5 Mögliche Temperaturschritte 3.2.6 Auflösung 3.2.7 Struktur, Reaktion und grundlegende FTIR-Untersuchungen 4 Methodenentwicklung für späteren Vergleich 4.1 Kontrastbestimmung 4.2 Definition der Basedose und deren Bestimmung 4.3 Bestimmung der Modulationstransferfunktion 4.4 Doughnut-Test zur Rückstreuparameterbestimmung 4.5 Isofokal-Dosis-Methode 4.6 Erweiterte Isofokal-Dosis-Methode zur Bestimmung der Gesamtunschärfe unter Variation des Fokus 5 Experimenteller Kreuzvergleich 5.1 Prozessbedingungen für nCAR3 und HSQ 5.2 Prozessvergleich: Kontrast, Basedose, Prozessbreite 5.3 Isofokal-Dosis-Methode angewendet auf Linienbreite, Auflösung und Linienrauheit 5.4 Bestimmung der Gesamtunschärfe 5.5 Doughnut-Test für Variable-Shaped-Beam-Schreiber 5.6 Vergleich der Modulationstransferfunktionen 5.7 Auflösung isolierter und dichter Linien 5.8 Interpretation und Verknüpfung der experimentellen Ergebnisse 6 Zusammenfassung und Ausblick Abkürzungen Formelzeichen und Symbole Literaturverzeichnis Veröffentlichungen Danksagung Lebenslauf / Up to now, targets like high resolution and high throughput can not be achieved at the same time in electron beam lithography; therefore, the exposure concepts Gaussian-Beam and Variable-Shaped-Beam (VSB) exist, which are optimized for high resolution and throughput, respectively. In this work, the experimental cross-comparison of both exposure concepts is presented using chemically amplified and non-chemically amplified resist systems. For quantification the total blur parameter has been introduced, which is the result of the quadratic addition of the resolution limiting error sources, like Coulomb interactions (beam blur), resist process (process blur) and proximity-effect (scatter blur). For the comparison, well-defined processes have been developed on 300 mm wafers and were fully characterized. Further basis is the adaption or the new development of special methods like the determination of contrast and basedose, the doughnut-test, the isofocal-dose-method for line widths and line roughness as well as the determination of the total blur with variation of the focus. It is demonstrated, that the resolution of dense lines is improved with a smaller total blur. The direct comparison of the total blur values of both exposure concepts is complicated by the variable beam blur of VSB writers. Since high resolution is not needed for the determination of the total blur, the test pattern is exposed with larger shots on the VSB writer, which induces a larger total blur. It is shown that the process blur makes the largest fraction of the total blur. The scatter blur is irrelevant using resist thicknesses smaller than 100 nm and acceleration voltages of 50 kV or larger.:Titelblatt Kurzfassung / Abstract 1 Motivation 2 Grundsätze und Fragestellungen der Elektronenstrahllithografie 2.1 Wirkprinzipien der Elektronenoptik 2.1.1 Köhlersche Beleuchtung 2.1.2 Linsenfehler 2.1.3 Raumladung, Coulomb-Wechselwirkungen und Strahlunschärfe 2.2 Proximity-Effekt 2.2.1 Streuprinzipien der Wechselwirkung Elektron-Materie 2.2.2 Strukturdefinition, Proximity-Effekt-Korrektur und Streuunschärfe 2.3 Lackeigenschaften und Lackchemie 2.3.1 Tonalität und Prozessierung 2.3.2 Kontrast und Empfindlichkeit 2.3.3 Chemisch nicht verstärkte Lacke 2.3.4 Chemisch verstärkte Lacke 2.3.5 Prozessunschärfe 2.4 Auflösung 2.4.1 Prinzip von Gaussian-Beam und Variable-Shaped Beam 2.4.2 Aufbau, Strahlengang, Intensitätsprofil und Auflösung beider Belichtungskonzepte 2.4.3 Messtechnische Bestimmung der Auflösung 2.4.4 Schlussfolgerung für die Auflösung und Definition der Gesamtunschärfe 3 Prozessentwicklung und -charakterisierung 3.1 Chemisch verstärkte Negativlacke einer Lackserie 3.1.1 Vergleich der Schichtdicken und -nonuniformitäten 3.1.2 Vergleich der Kontrastkurven und Charakteristika 3.1.3 Entwicklungseinfluss auf Kontrastkurven und Linienbreiten 3.1.4 Vergleichende Backempfindlichkeiten bezüglich PAB und PEB 3.1.5 Auswahl von Prozess und nCAR3 für weitere Experimente 3.1.6 Struktur des Lackmaterials und FTIR-Untersuchungen des nCAR3 3.2 HSQ als chemisch nicht verstärkter Lack 3.2.1 Prozessierung 3.2.2 Schichtdicken und -nonuniformitäten 3.2.3 Einfluss der Entwicklung und der Wartezeit nach dem Belacken auf Kontrastkurven und Auflösung 3.2.4 Einfluss der Schichtdicke auf Kontrastkurven und Basedose 3.2.5 Mögliche Temperaturschritte 3.2.6 Auflösung 3.2.7 Struktur, Reaktion und grundlegende FTIR-Untersuchungen 4 Methodenentwicklung für späteren Vergleich 4.1 Kontrastbestimmung 4.2 Definition der Basedose und deren Bestimmung 4.3 Bestimmung der Modulationstransferfunktion 4.4 Doughnut-Test zur Rückstreuparameterbestimmung 4.5 Isofokal-Dosis-Methode 4.6 Erweiterte Isofokal-Dosis-Methode zur Bestimmung der Gesamtunschärfe unter Variation des Fokus 5 Experimenteller Kreuzvergleich 5.1 Prozessbedingungen für nCAR3 und HSQ 5.2 Prozessvergleich: Kontrast, Basedose, Prozessbreite 5.3 Isofokal-Dosis-Methode angewendet auf Linienbreite, Auflösung und Linienrauheit 5.4 Bestimmung der Gesamtunschärfe 5.5 Doughnut-Test für Variable-Shaped-Beam-Schreiber 5.6 Vergleich der Modulationstransferfunktionen 5.7 Auflösung isolierter und dichter Linien 5.8 Interpretation und Verknüpfung der experimentellen Ergebnisse 6 Zusammenfassung und Ausblick Abkürzungen Formelzeichen und Symbole Literaturverzeichnis Veröffentlichungen Danksagung Lebenslauf

Depth of field is a naturally occurring effect in lenses describing the distance between theclosest and furthest object that appears in focus. The effect is commonly used in film andphotography to direct a viewers focus, give a scene more complexity, or to improve aes-thetics. In computer graphics, the same effect is possible, but since there are no naturaloccurrences of lenses in the virtual world, other ways are needed to achieve it. There aremany different approaches to simulate depth of field, but not all are suited for real-time usein computer games. In this thesis, multiple methods are explored and compared to achievedepth of field in real-time with a focus on computer games. The aspect of bokeh is alsocrucial when considering depth of field, so during the thesis, a method to simulate a bokeheffect similar to reality is explored. Three different methods based on the same approachwas implemented to research this subject, and their time and memory complexity weremeasured. A questionnaire was performed to measure the quality of the different meth-ods. The result is three similar methods, but with noticeable differences in both quality andperformance. The results give the reader an overview of different methods and directionsfor implementing it on their own, based on which requirements suits them.

This thesis is concerned in the method of realistic rendering using a distributed raytracing. This method simulates various visual effects and generates high realistic 2D images. The work analyses the problem and explains principles of solution related to this technique. There is also descriprion of the method of simple reytracing which provides a basis for the distributed raytracing. A part of work is specialized for optimalization of distributed raytracing.

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Title: Image Deblurring in Demanding Conditions Author: Jan Kotera Department: Institute of Information Theory and Automation, Czech Academy of Sciences Supervisor: Doc. Ing. Filip Šroubek, Ph.D., DSc., Institute of Information Theory and Automation, Czech Academy of Sciences Abstract: Image deblurring is a computer vision task consisting of removing blur from image, the objective is to recover the sharp image corresponding to the blurred input. If the nature and shape of the blur is unknown and must be estimated from the input image, image deblurring is called blind and naturally presents a more difficult problem. This thesis focuses on two primary topics related to blind image deblurring. In the first part we work with the standard image deblurring based on the common convolution blur model and present a method of increasing robustness of the deblur- ring to phenomena violating the linear acquisition model, such as for example inten- sity clipping caused by sensor saturation in overexposed pixels. If not properly taken care of, these effects significantly decrease accuracy of the blur estimation and visual quality of the restored image. Rather than tailoring the deblurring method explicitly for each particular type of acquisition model violation we present a general approach based on flexible automatic...

Au cours de la décennie 1990, l'introduction puis l’expansion accélérée du numérique par les industries techniques ont favorisé le développement dans les arts filmiques d’un courant critique spontané et collectif portant sur le signal. Nous élaborons une histoire des techniques et des formes esthétiques critiques du signal, en faisceaux de segments, selon une taxinomie qui prolonge le structuralisme matériologique des années 70 (Malcolm Le Grice, Peter Gidal, Paul Sharits, Anthony McCall). Cette histoire embrasse et met en perspective cinéma, vidéo et numérique, de manière à réorganiser nos conceptions distinctes de ces champs selon le domaine des sciences (duquel dépendent détection, codification et visualisation du signal). Nous proposons une histoire des techniques à rebours sous l’angle particulier de la computation du signal, processus systématique commun à l’ensemble des technologies filmiques et entendu comme un ensemble de règles opératoires propres à un traitement calculatoire de données. Dans la double tradition d’une part de Jean Epstein, Marcel L’Herbier ou Jean Renoir, et de l’autre du structuralisme expérimental (Paul Sharits, Malcolm Le Grice…), de nombreux artistes contemporains, tels Paolo Gioli, Philippe Grandrieux, Peter Tscherkassky, Marylène Negro, Leighton Pierce, Augustin Gimel, Jacques Perconte ou HC Gilje (pour n’en mentionner que quelques uns), ont élaboré une intelligence du signal grâce à deux entreprises critiques simultanées. La première, au registre du dispositif, conteste la technologie programmante et vise les libérations du code ; la seconde, au registre de l’image, conteste les normes de visualité et enrichit les palettes visuelles et sonores du flou. Nous tentons d’établir, formuler et organiser les logiques qui, traversant et déterminant la diversité des initiatives artistiques dont nous observons les spécificités et singularités, relèvent d’un même combat artistique contre la standardisation. / During the 90s, with the introduction, then accelerated expansion of digital by the technical industries, has promoted the development of a spontaneous and collective critical current on the signal in the filmic arts. We develop a history of technics and critical aesthetic forms of signal, in beam segments, according to a taxinomy that extends the 70s’ materiologic structuralism (Malcolm le Grice, Peter Gidal, Paul Sharits, Anthony McCall). This history embrace film, video and digital, to reorganize our different conceptions of these fields according to the scientific viewpoint (which detection, codification and display of the signal depend on). We propose a backward technological history from the viewpoint of the signal computation, a systematic process common to all filmic technologies, and understood as a set of operating rules specific to computational data processing.In the double tradition, first of Jean Epstein, Marcel L'Herbier or Jean Renoir, on the other hand experimental structuralism (Paul Sharits, Malcolm Le Grice...), many contemporary artists such as Paolo Gioli, Philippe Grandrieux Peter Tscherkassky, Marylène Negro, Leighton Pierce, Augustin Gimel, Jacques Perconte or HC Gilje (just to mention a few) has developed a signal intelligence thanks to two simultaneous critical enterprises. The first, on the register of the apparatus, challenges the programming technology and aims the liberation of the code ; the second, on the register of the image, challenges the norms of the visuality and expand the visual and sound palettes of blur. We try to formulate and organize the logics which, crossing and determining the diversity of artistic initiatives whom we observe specificities and singularities, belong to the same artistic battle against standardization.

This thesis deals with the method of distributed ray tracing focusing on optimalization of this method. The method uses simulation of some attributes of light by distributing rays of lights and it produces high quality and partly realistic images. The price for realitic effects is the high computational complexity of the method. The thesis analysis the theory connected with these aspects. A large part describes optimalizations of this method, i.e. searching for the nearest triangle intersection using kd-trees, quasi random sampling with faster convergence, the use of SSE instruction set and fast ray - triangle intersection. These optimalizations brought a noticable speed - up. The thesis includes description of implementation of these techniques. The implementation itself emphasises the practical usability including generating some advanced animations and universal description of objects.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Distributed Ray Tracing, also called distribution ray tracing and stochastic ray tracing, is a refinement of ray tracing that allows for the rendering of "soft" phenomena, area light, depth of field and motion blur.