Lossless Compression Methods for Multispectral Images: Development and Comparisons

Main purpose of this thesis is to introduce a new lossless compression algorithm for multispectral images. Proposed algorithm is based on reducing the band ordering problem to the problem of finding a minimum spanning tree in a weighted directed graph, where set of the graph vertices corresponds to multispectral image bands and the arcs’ weights have been computed using a newly invented adaptive linear prediction model. The adaptive prediction model is an extended unification of 2–and 4–neighbour pixel context linear prediction schemes. The algorithm provides individual prediction of each image band using the optimal prediction scheme, defined by the adaptive prediction model and the optimal predicting band suggested by minimum spanning tree. Its efficiency has been compared with respect to the best lossless compression algorithms for multispectral images. Three recently invented algorithms have been considered. Numerical results produced by these algorithms allow concluding that adaptive prediction based algorithm is the best one for lossless compression of multispectral images. Real multispectral data captured from an airplane have been used for the testing.

Sopeutuva suunnittelu : sosiaalisen median suunnitteluprosessi yritysympäristössä: tapaus Alissa

Opinnäytetyö käsittelee sosiaalisen median palvelun suunnittelua yritysympäristössä. Työ perustuu todelliseen projektiin, joka toteutui kevään 2007 aikana Helsingin ammattikorkeakoulu Stadian ja Itella Oyj:n välillä. Projekti toteutettiin käyttämällä perinteistä multimediatuotannon suunnitteluprosessia, joka ei sellaisenaan vastannut projektin erityistarpeisiin. Sosiaalinen media muodostuu internet-sovelluksista, jotka mahdollistavat yhteistoiminnallisia tapoja tuottaa erilaisia sisältöjä, kuten tekstejä, kuvia ja videoita, ja reagoida niihin. Osallistumiseen ja sosiaalisuuteen liittyvien ominaisuuksien vuoksi on vaikeaa suunnitella sosiaalisen median sovellusta noudattamalla perinteistä suunnitteluprosessia, joka perustuu laajamittaiseen alkusuunnitteluun ja käsikirjoittamiseen. Työ tarkastelee vaihtoehtoista suunnittelumallia Getting Realia, joka perustuu pienen ohjelmistoyrityksen 37signalsin työskentelytapoihin. Getting Real soveltaa toistuviin kehitysjaksoihin perustuvaa prosessia, joka suosii pientä mutta monipuolista työryhmää ja dokumentoinnin minimoimista. Työ vertaa perinteistä suunnitteluprosessia ja Getting Realia toteutuneeseen projektiin. Analyysin lopputuloksena on ehdotus suunnitteluprosessiksi, joka yhdistää joustavan sovelluskehityksen ja systemaattisen prosessin, joka syntyy toimeksiantajan tarpeista.

Determination of compression behaviour of coating layer

The strength properties of paper coating layer are very important in converting and printing operations. Too great or low strength of the coating can affect several problems in printing. One of the problems caused by the strength of coating is the cracking at the fold. After printing the paper is folded to final form and the pages are stapled together. In folding the paper coating can crack causing aesthetic damage over printed image or in the worst case the centre sheet can fall off in stapling. When folding the paper other side undergoes tensile stresses and the other side compressive stresses. If the difference between these stresses is too high, the coating can crack on the folding. To better predict and prevent cracking at the fold it is good to know the strength properties of coating layer. It has measured earlier the tensile strength of coating layer but not the compressive strength. In this study it was tried to find some way to measure the compressive strength of the coating layer and investigate how different coatings behave in compression. It was used the short span crush test, which is used to measure the in-plane compressive strength of paperboards, to measure the compressive strength of the coating layer. In this method the free span of the specimen is very small which prevent buckling. It was measured the compressive strength of free coating films as well as coated paper. It was also measured the tensile strength and the Bendtsen air permeance of the coating film. The results showed that the shape of pigment has a great effect to the strength of coating. Platy pigment gave much better strength than round or needle-like pigment. On the other hand calcined kaolin, which is also platy but the particles are aggregated, decreased the strength substantially. The difference in the strength can be explained with packing of the particles which is affecting to the porosity and thus to the strength. The platy kaolin packs up much better than others and creates less porous structure. The results also showed that the binder properties have a great effect to the compressive strength of coating layer. The amount of latex and the glass transition temperature, Tg, affect to the strength. As the amount of latex is increasing, the strength of coating is increasing also. Larger amount of latex is binding the pigment particles better together and decreasing the porosity. Compressive strength was increasing when the Tg was increasing because the hard latex gives a stiffer and less elastic film than soft latex.

New Distance Transforms for Gray Level Image Compression

This thesis deals with distance transforms which are a fundamental issue in image processing and computer vision. In this thesis, two new distance transforms for gray level images are presented. As a new application for distance transforms, they are applied to gray level image compression. The new distance transforms are both new extensions of the well known distance transform algorithm developed by Rosenfeld, Pfaltz and Lay. With some modification their algorithm which calculates a distance transform on binary images with a chosen kernel has been made to calculate a chessboard like distance transform with integer numbers (DTOCS) and a real value distance transform (EDTOCS) on gray level images. Both distance transforms, the DTOCS and EDTOCS, require only two passes over the graylevel image and are extremely simple to implement. Only two image buffers are needed: The original gray level image and the binary image which defines the region(s) of calculation. No other image buffers are needed even if more than one iteration round is performed. For large neighborhoods and complicated images the two pass distance algorithm has to be applied to the image more than once, typically 3 10 times. Different types of kernels can be adopted. It is important to notice that no other existing transform calculates the same kind of distance map as the DTOCS. All the other gray weighted distance function, GRAYMAT etc. algorithms find the minimum path joining two points by the smallest sum of gray levels or weighting the distance values directly by the gray levels in some manner. The DTOCS does not weight them that way. The DTOCS gives a weighted version of the chessboard distance map. The weights are not constant, but gray value differences of the original image. The difference between the DTOCS map and other distance transforms for gray level images is shown. The difference between the DTOCS and EDTOCS is that the EDTOCS calculates these gray level differences in a different way. It propagates local Euclidean distances inside a kernel. Analytical derivations of some results concerning the DTOCS and the EDTOCS are presented. Commonly distance transforms are used for feature extraction in pattern recognition and learning. Their use in image compression is very rare. This thesis introduces a new application area for distance transforms. Three new image compression algorithms based on the DTOCS and one based on the EDTOCS are presented. Control points, i.e. points that are considered fundamental for the reconstruction of the image, are selected from the gray level image using the DTOCS and the EDTOCS. The first group of methods select the maximas of the distance image to new control points and the second group of methods compare the DTOCS distance to binary image chessboard distance. The effect of applying threshold masks of different sizes along the threshold boundaries is studied. The time complexity of the compression algorithms is analyzed both analytically and experimentally. It is shown that the time complexity of the algorithms is independent of the number of control points, i.e. the compression ratio. Also a new morphological image decompression scheme is presented, the 8 kernels' method. Several decompressed images are presented. The best results are obtained using the Delaunay triangulation. The obtained image quality equals that of the DCT images with a 4 x 4

Datanomiopiskelijat sosiaalisen median käyttäjinä

Tutkimukseni aiheena on tarkastella datanomiopiskelijoita sosiaalisen median käyttäjinä. Sosiaalisen median käyttö opetuksessa on nykypäivänä jo aika yleistä. Erilaisia sosiaalisen median keinoja käytetään jo kaikilla oppiasteilla. Opettajan on tärkeää tuntea eri palvelujen tarkoitukset ja soveltuvuus opetustilanteeseen. Työn tarkoitus on tutkia sosiaalisen median palveluja kuudesta eri näkökulmasta, jotka tukevat opetusta ja oppimista. Näitä ovat verkostoitumispalvelut, virtuaalimaailmat, sisällöllinen kirjoittaminen, verkko-oppimisympäristöt, videoverkkopalvelut ja verkkoviestintäpalvelut. Työssä tutkitaan Lappeenrannan Palvelualojen koulun datanomiopiskelijoiden sosiaalisen median palvelujen käyttämistä sekä kysytään käyttöaktiivisuutta ja mielipidettä palvelujen käyttämiseen opetuksessa. Tutkimustulokset antavat kuvan siitä, minkälaisia sosiaalisen median palveluja opiskelijat käyttävät. Tutkimus osoittaa, että datanomiopiskelijat käyttävät sosiaalisen median palveluja ahkerasti, erityisesti wikiä, blogia ja pikaviestimiä sekä Moodle-oppimisympäristöä. Tutkimuksen perusteella voidaan kehittää opetuksen laatua ja opetusmenetelmiä sosiaalisen median opetuskäyttöä tukevaksi. Opettajan rooli muuttuu sosiaalisen median palvelujen käytön myötä yhä enemmän ohjaavaksi ja tasa-arvoiseksi opiskelijoiden kanssa. Opetus muuttuu yhteisöllisemmäksi ja verkostoituneemmaksi. Opettajan ja opiskelijoiden vuorovaikutustaitojen merkitys korostuu. Myös tulevaisuuden haasteet ja ennen kaikkea mahdollisuudet nousevat esiin. Opetuksen suunnittelussa on hyvä pystyä huomioimaan uudet mahdollisuudet ja käyttää niitä kattavasti.

Sosiaalisen median hyödyntäminen ohjelmistoalan yrityksessä

Tässä työssä tutkittiin sosiaalista mediaa ja sen työvälineitä yritysten näkökannalta. Kirjallisuuden pohjalta selvitettiin sosiaalisen median käsitteitä, nykytilaa ja teknologioita sekä miten niitä voitaisiin parhaiten hyödyntää yrityksissä. Työn tavoitteena oli laatia suositus käyttöönotettavista Web 2.0 –teknologioista toimeksiantajayritykseen MaestroYhtiöihin. Tutkimuksen teoreettisessa osuudessa selvitettiin kirjallisuuden avulla sosiaalisen median nykytilaa yrityskäytössä. Teorian ja toimeksiantajayrityksen kanssa käytyjen keskustelujen perusteella laadittiin ehdotus sosiaalisen median käyttöönotosta kyseisessä yrityksessä. Ehdotuksena oli luoda sosiaalisen median strategia, jossa määritellään Web 2.0 –teknologioiden käyttö yrityksessä sekä sisäisesti että ulkoisesti. Strategiassa tulisi rajata, resursoida ja asettaa tavoitteet MaestroYhtiöiden sosiaalisen median käytölle, yrityksen näkyvyydelle erilaisissa virtuaaliyhteisöissä sekä Web 2.0 –teknologioiden hyödyntämiselle verkkoliiketoiminnassa. Samassa yhteydessä haluttiin päivittää myös asiakasyhteistyön ylläpitoon tarkoitettu Maestro ProForum vastaamaan nykyisiä ja tulevia asiakastarpeita.

High pressure compression of filter cakes

The purpose of this thesis was to investigate the compression of filter cakes at high filtration pressures with five different test materials and to compare the energy consumption of high pressure compression with the energy consumption of thermal drying. The secondary target of this study was to investigate the particle deformation of test materials during filtration and compression. Literature part consists of basic theory of filtration and compression and of the basic parameters that influence the filtration process. There is also a brief description about all of the test materials including their properties and their industrial production and processing. Theoretical equations for calculating the energy consumptions of the filtrations at different conditions are also presented. At the beginning of the experiments at experimental part, the basic filtration tests were done with all the five test materials. Filtration tests were made at eight different pressures, from 6 bars up to 100 bars, by using piston press pressure filter. Filtration tests were then repeated by using a cylinder with smaller slurry volume than in the first series of filtration tests. Separate filtration tests were also done for investigating the deformation of solid particles during filtration and for finding the optimal curve for raising the filtration pressure. Energy consumption differences between high pressure filtration and ideal thermal drying process were done partly experimentally and partly by using theoretical calculation equations. By comparing these two water removal methods, the optimal ranges for their use were found considering their energy efficiency. The results of the measurements shows that the filtration rate increased and the moisture content of the filter cakes decreased as the filtration pressure was increased. Also the porosity of the filter cakes mainly decreased when the filtration pressure was increased. Particle deformation during the filtration was observed only with coal particles.

Study of a vapor-compression air-conditioning system for jetliners

Most modern passenger aeroplanes use air cycle cooling. A high-speed air cycle is a reliable and light option, but not very efficient. This thesis presents research work done to design a novel vapour cooling cycle for aeroplanes. Due to advancements in high-speed permanent magnet motors, the vapour cycle is seen as a competitive option for the air cycle in aeroplanes. The aerospace industry places tighter demands on the weight, reliability and environmental effects of the machinery than those met by conventional chillers, and thus modifications to conventional design are needed. The thesis is divided into four parts: the initial screening of the working fluid, 1-D design and performance values of the compressor, 1-D off-design value predictions of the compressor and the 3-D design of the compressor. The R245fa was selected as the working fluid based the study. The off-design range of the compressor was predicted to be wide and suitable for the application. The air-conditioning system developed is considerably smaller than previous designs using centrifugal compressors.

Yliopisto-opiskelijoiden sosiaalisen median käyttö, sosiaalinen verkostoitumien ja stereotypiat eri koulutusohjelmien opiskelijoista

Tämä diplomityö tutkii Lappeenrannan teknillisen yliopiston opiskelijoiden sosiaalisen median palvelujen ja sovellusten käyttöä. Se tekee myös selvyyttä tavoista, joiden avulla opiskelijat muodostavat sosiaalisen verkostonsa muihin opiskelijoihin ja muihin ihmisiin. Se tutkii myös opiskelijoiden stereotypioita ja mielikuvia eri koulutusohjelmien opiskelijoista. Työn päätarkoitus on tutkia sosiaalisen median roolia opiskelijoiden elämässä. Tutkimustyö tehtiin verkossa täytettävällä kyselylomakkeella. Tutkimuksen tulokset esitellään työn loppupuoliskolla. Alkupuolisko esittelee sosiaalisen median käsitteitä ja palveluita sekä valaisee tietotekniikan roolia sosiaalisessa mediassa. Se käsittelee myös sosiaalista verkostoitumista opiskelijan näkökulmasta ja esittelee aikaisemmin tehtyjä tutkimuksia opiskelijoiden sosiaalisen median käytöstä.

Sosiaalisen median ja metatiedon hyödyntäminen yrityksen toiminnassa

Toimeksiantajayrityksen toimintojen ja prosessien kehittämisen yhteydessä havaittu vaihtoehto sosiaalisen median työvälineiden hyödyntämisestä yrityksessä tarvitsi tarkempaa selvitystyötä ennen toteuttamista. Tämä diplomityö syntyi toteutetun selvitystyön raporttina. Diplomityössä käytettävä tieto kerätään laadullisen menetelmän keskeisillä tutkimusmetodeilla. Teoriatiedon keräämiseen käytetään alan lähdekirjallisuutta, lehtiartikkeleita ja verkkosivustoja. Diplomityön teoriaosuudessa tarkastellaan sosiaalista mediaa ja sen työvälineitä, joita ovat esimerkiksi keskustelupalsta, wiki, blogi, intranet ja tehokas tiedonhaku. Näiden lisäksi tarkastellaan tehokkaiden hakujen mahdollistavaa metatietoa ja toimeksiantajayrityksessä käytössä olevaa SharePoint-järjestelmää. Käytännönosuudessa selvitetään yrityksen nykytila ja esitellään ehdotelma, kuinka toimeksiantajayritys voi hyödyntää sosiaalisen median työvälineitä ja metatietoja olemassa olevalla SharePoint-järjestelmällä. Tulokset sisältävät vaihtoehtojen vertailua ja soveltuvimmalla välineellä toteutus ehdotuksen.