Retinal Image Analysis Using Machine Vision

The topic of this thesis is studying how lesions in retina caused by diabetic retinopathy can be detected from color fundus images by using machine vision methods. Methods for equalizing uneven illumination in fundus images, detecting regions of poor image quality due toinadequate illumination, and recognizing abnormal lesions were developed duringthe work. The developed methods exploit mainly the color information and simpleshape features to detect lesions. In addition, a graphical tool for collecting lesion data was developed. The tool was used by an ophthalmologist who marked lesions in the images to help method development and evaluation. The tool is a general purpose one, and thus it is possible to reuse the tool in similar projects.The developed methods were tested with a separate test set of 128 color fundus images. From test results it was calculated how accurately methods classify abnormal funduses as abnormal (sensitivity) and healthy funduses as normal (specificity). The sensitivity values were 92% for hemorrhages, 73% for red small dots (microaneurysms and small hemorrhages), and 77% for exudates (hard and soft exudates). The specificity values were 75% for hemorrhages, 70% for red small dots, and 50% for exudates. Thus, the developed methods detected hemorrhages accurately and microaneurysms and exudates moderately.

The role of culture in international students' image formation: the emergence of expected and perceived university image

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, vaikuttaako kansainvälisen opiskelijan kulttuuritausta opiskelijan odotetun ja koetun yliopistoimagon muodostumiseen. Jotta kulttuurin vaikutuksia yliopistoimagoon voitiin tutkia, tutkimuksessa tunnistettiin yliopistoimagon muodostumiseen oleellisesti vaikuttavat tekijät. Kulttuurin roolia organisaation imagon muodostumisessa ei ole tutkittu aiemmissa tieteellisissä julkaisuissa. Näin ollen tämän tutkimuksen voidaan katsoa edistäneen nykyistä imagotutkimusta. Tutkimuksen kohdeyliopistona oli Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LTY). Tutkimuksen empiirinen osa toteutettiin kvantitatiivisena Internet - pohjaisena kyselytutkimuksena tilastollisen analyysin menetelmin. Otos (N=179) koostui kaikista Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa lukuvuonna 2005-2006 opiskelleista kansainvälisistä opiskelijoista. Kyselyyn vastasi 68,7 % opiskelijoista. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että kulttuurilla ei ole merkittävää vaikutusta yliopistoimagon muodostumiseen. Tutkimuksessa saatiin selville, että yliopiston Internet-sivujen laatu vaikuttaa positiivisesti odotetun yliopistoimagon muodostumiseen, kun taas koettuun yliopistoimagoon vaikuttavat positiivisesti odotettu yliopistoimago, pedagoginen laatu sekä opetusympäristö. Markkinoinnin näkökulmasta tulokset voidaan vetää yhteen toteamalla, että yliopistojen ei tarvitsisi räätälöidä tutkimuksessa tunnistettuja imagoon vaikuttavia tekijöitä eri kulttuureistatulevia opiskelijoita varten.

Osuuskaupan asiakasomistajien asiakaskäyttäytymiseen vaikuttavat asenteelliset ja psykologiset tekijät

Tämän tutkielman tarkoituksena on selittää asiakasomistajien asiakaskäyttäy-tymiseen vaikuttavia asenteellisia ja psykologisia tekijöitä taloudellisten kan-nustimien läsnä ollessa. Asiakaskäyttäytyminen jaetaan tutkielmassa kolmeen eri muotoon, word-of-mouth - käyttäytymiseen, ostojen suhteelliseen keskittämiseen sekä vaihtohalukkuuteen. Asiakaskäyttäytymisen eri aspekteja selitetään organisationaalisen identifioitumisen, sitoutumisen kolmen komponentin, organisaation imagon sekä psykologisen omistajuuden käsitteiden avulla. Samalla tarkastellaan käsitteiden muodostumismekanismeja asiakaskontekstissa. Tutkielma on luonteeltaan kvantitatiivinen tutkimus, jossa kerättyä survey -aineistoa analysoidaan käsitteiden välisten suhteiden ja vaikutusten löytämiseksi polkuanalyysiä käyttäen. Tuloksina havaittiin useiden asiakasomistajien kokemien psykologisten tilojen vaikuttavan asiakaskäyttäytymisen elementteihin taloudellisten kannustimien lisäksi. Tutkielmassa havaittiin myös psykologisen omistajuuden sekä organisationaalisen identifioitumisen olevan relevantteja käsitteitä osuustoiminnallisen yrityksen jäsenien asiakaskäyttäytymistä tutkittaessa, vaikkei niitä aiemmin ole juurikaan tutkittu tämäntyyppisissä konteksteissa. Tutkielman käsitteiden muodostumismekanismien havaittiin noudattavan pääosin kirjallisuudessa esitettyjä näkemyksiä.

Multispectral image compression using the wavelet transform

Multispectral images contain information from several spectral wavelengths and currently multispectral images are widely used in remote sensing and they are becoming more common in the field of computer vision and in industrial applications. Typically, one multispectral image in remote sensing may occupy hundreds of megabytes of disk space and several this kind of images may be received from a single measurement. This study considers the compression of multispectral images. The lossy compression is based on the wavelet transform and we compare the suitability of different waveletfilters for the compression. A method for selecting a wavelet filter for the compression and reconstruction of multispectral images is developed. The performance of the multidimensional wavelet transform based compression is compared to other compression methods like PCA, ICA, SPIHT, and DCT/JPEG. The quality of the compression and reconstruction is measured by quantitative measures like signal-to-noise ratio. In addition, we have developed a qualitative measure, which combines the information from the spatial and spectral dimensions of a multispectral image and which also accounts for the visual quality of the bands from the multispectral images.

Towards desired crystalline product properties: In-situ monitoring of batch crystallization

The objective of industrial crystallization is to obtain a crystalline product which has the desired crystal size distribution, mean crystal size, crystal shape, purity, polymorphic and pseudopolymorphic form. Effective control of the product quality requires an understanding of the thermodynamics of the crystallizing system and the effects of operation parameters on the crystalline product properties. Therefore, obtaining reliable in-line information about crystal properties and supersaturation, which is the driving force of crystallization, would be very advantageous. Advanced techniques, such asRaman spectroscopy, attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR FTIR) spectroscopy, and in-line imaging techniques, offer great potential for obtaining reliable information during crystallization, and thus giving a better understanding of the fundamental mechanisms (nucleation and crystal growth) involved. In the present work, the relative stability of anhydrate and dihydrate carbamazepine in mixed solvents containing water and ethanol were investigated. The kinetics of the solvent mediated phase transformation of the anhydrate to hydrate in the mixed solvents was studied using an in-line Raman immersion probe. The effects of the operation parameters in terms of solvent composition, temperature and the use of certain additives on the phase transformation kineticswere explored. Comparison of the off-line measured solute concentration and the solid-phase composition measured by in-line Raman spectroscopy allowedthe identification of the fundamental processes during the phase transformation. The effects of thermodynamic and kinetic factors on the anhydrate/hydrate phase of carbamazepine crystals during cooling crystallization were also investigated. The effect of certain additives on the batch cooling crystallization of potassium dihydrogen phosphate (KDP) wasinvestigated. The crystal growth rate of a certain crystal face was determined from images taken with an in-line video microscope. An in-line image processing method was developed to characterize the size and shape of thecrystals. An ATR FTIR and a laser reflection particle size analyzer were used to study the effects of cooling modes and seeding parameters onthe final crystal size distribution of an organic compound C15. Based on the obtained results, an operation condition was proposed which gives improved product property in terms of increased mean crystal size and narrowersize distribution.

Paper Surface Image Processing for Roughness Quality Measurement

Diplomityössä on käsitelty paperin pinnankarkeuden mittausta, joka on keskeisimpiä ongelmia paperimateriaalien tutkimuksessa. Paperiteollisuudessa käytettävät mittausmenetelmät sisältävät monia haittapuolia kuten esimerkiksi epätarkkuus ja yhteensopimattomuus sileiden papereiden mittauksissa, sekä suuret vaatimukset laboratorio-olosuhteille ja menetelmien hitaus. Työssä on tutkittu optiseen sirontaan perustuvia menetelmiä pinnankarkeuden määrittämisessä. Konenäköä ja kuvan-käsittelytekniikoita tutkittiin karkeilla paperipinnoilla. Tutkimuksessa käytetyt algoritmit on tehty Matlab® ohjelmalle. Saadut tulokset osoittavat mahdollisuuden pinnankarkeuden mittaamiseen kuvauksen avulla. Parhaimman tuloksen perinteisen ja kuvausmenetelmän välillä antoi fraktaaliulottuvuuteen perustuva menetelmä.

Level Set Methods in Image Processing

This thesis gives an overview of the use of the level set methods in the field of image science. The similar fast marching method is discussed for comparison, also the narrow band and the particle level set methods are introduced. The level set method is a numerical scheme for representing, deforming and recovering structures in an arbitrary dimensions. It approximates and tracks the moving interfaces, dynamic curves and surfaces. The level set method does not define how and why some boundary is advancing the way it is but simply represents and tracks the boundary. The principal idea of the level set method is to represent the N dimensional boundary in the N+l dimensions. This gives the generality to represent even the complex boundaries. The level set methods can be powerful tools to represent dynamic boundaries, but they can require lot of computing power. Specially the basic level set method have considerable computational burden. This burden can be alleviated with more sophisticated versions of the level set algorithm like the narrow band level set method or with the programmable hardware implementation. Also the parallel approach can be used in suitable applications. It is concluded that these methods can be used in a quite broad range of image applications, like computer vision and graphics, scientific visualization and also to solve problems in computational physics. Level set methods and methods derived and inspired by it will be in the front line of image processing also in the future.

Environmental Monitoring using Image Analysis

Tärkeä tehtävä ympäristön tarkkailussa on arvioida ympäristön nykyinen tila ja ihmisen siihen aiheuttamat muutokset sekä analysoida ja etsiä näiden yhtenäiset suhteet. Ympäristön muuttumista voidaan hallita keräämällä ja analysoimalla tietoa. Tässä diplomityössä on tutkittu vesikasvillisuudessa hai vainuja muutoksia käyttäen etäältä hankittua mittausdataa ja kuvan analysointimenetelmiä. Ympäristön tarkkailuun on käytetty Suomen suurimmasta järvestä Saimaasta vuosina 1996 ja 1999 otettuja ilmakuvia. Ensimmäinen kuva-analyysin vaihe on geometrinen korjaus, jonka tarkoituksena on kohdistaa ja suhteuttaa otetut kuvat samaan koordinaattijärjestelmään. Toinen vaihe on kohdistaa vastaavat paikalliset alueet ja tunnistaa kasvillisuuden muuttuminen. Kasvillisuuden tunnistamiseen on käytetty erilaisia lähestymistapoja sisältäen valvottuja ja valvomattomia tunnistustapoja. Tutkimuksessa käytettiin aitoa, kohinoista mittausdataa, minkä perusteella tehdyt kokeet antoivat hyviä tuloksia tutkimuksen onnistumisesta.

Corporate Identity and Desired Image Elements as a Basis for Corporate Image Development, Case: Myllykoski Sales

Tutkimuksen päätavoitteena oli auttaa Myllykoski –ryhmää määrittämään, mistä tekijöistä ryhmän uuden myyntiorganisaation, Myllykoski Salesin, tulevaisuuden imagon tulisi koostua. Näin ollen tutkimus pyrki selvittämään Myllykoski –ryhmän yritysidentiteetin nykytilaa ja Myllykoski Salesin toivottuja imagotekijöitä, sekä vertaamaan niiden vastaavuutta. Lisäksi tutkimuksen tavoitteena oli tutkia Myllykoski –ryhmän nykyistä ja toivottua tulevaisuuden imagotilaa. Jotta imagonrakennusprosessi olisi menestyksekäs, rakennettavan imagon ja viestittävien imagotekijöiden tulisi perustua yritysidentiteetin todellisiin tekijöihin. Yritysidentiteetin voidaan määritellä olevan yhtäläinen sisäisten sidosryhmien muodostaman yritysmielikuvan kanssa ja näin ollen nykyinen yritysidentiteetti voidaan paljastaa tutkimalla henkilökunnan mielipiteitä työorganisaatiotaan kohtaan. Näin ollen käsiteltävä tutkimus suoritettiin tekemällä kaksi sähköpostikyselyä, jotka suunnattiin Myllykoski -ryhmän myynti- ja markkinointihenkilökunnalle. Tutkimusten vastausprosentit olivat 71,4 % (johto, 14 lähetettyä kyselyä) ja 51,9 % (muu henkilökunta, 108 lähetettyä kyselyä). Saatuja vastauksia analysoitiin sekä laadullisesti että määrällisesti. Saaduista vastauksista oli selvästi havaittavissa Myllykoski –ryhmän yritysidentiteetin nykytila, nykyinen ja toivottu imagotila, sekä Myllykoski Salesin toivotut imagotekijät. Verrattaessa toivottuja imagotekijöitä ryhmän yritysidentiteettiin havaittiin, että suurin osa halutuista imagotekijöistä vastasi ryhmän identiteetin nykytilan ominaisuuksia ja näin ollen kyseisiä tekijöitä voitaisiin huoletta viestiä rakennettaessa Myllykoski Salesin imagoa. Joidenkin toivottujen imagotekijöiden viestintää tulisi kuitenkin vakavasti harkita, jottei rakennettaisi epärealistista imagoa.

Brandi osana yrityskuvaa case: Fazer (Fazerin Sininen) sekä Valio (Valiomaito)

Tutkielman tavoitteena on antaa kuva tuotebrandista osana yrityksen yrityskuvaa. Tutkimuksen pääkysymyksenä on: "Miten ja millä keinoilla yritys voi yhdistää tuotemerkkinsä brandikuvan yrityskuvaansa". Työ on kaksiosainen. Tutkimuksen kirjallisuusosassa pyritään aikaisemman tutkimustiedon perusteella rakentamaan käsitys yrityskuvasta, brandista ja niiden pohjalla vaikuttavista strategisista ratkaisuista. Tutkimuksessa esitetään malleja yritysbrandin ja tuotebrandien yhteydestä sekä käydään läpi yritys- ja tuotekuvaviestinnän keinoja. Tutkimuksessa halutaan lisäksi tuoda esille design management -ajattelutavan merkitys yhtenäisen yrityskuvan kannalta. Työn empiirinen osuus suoritettiin kvalitatiivisena casetutkimuksena kohteina Oy Fazer Ab sekä Valio Oy. Empiirinen osuus perustuu kirjalliseen materiaaliin sekä havainnointiin, joiden pohjalta tehtyjä johtopäätöksiä käytettiin hyväksi teemahaastattelujen kysymysten-asettelussa. Työ on luonteeltaan deskriptiivis-analyyttinen. Tutkimus osoitti, että yritys voi selkeästi yhdistää strategisen brandinsa osaksi yrityskuvaansa yritysbrandin ja tuotebrandin yhdistävän merkkistrategian ja eri viestintäelementtien avulla. Empiirisessä osassa selvisi, että kummassakin caseyrityksessä strategisen brandin yhteys yrityskuvaan on selkeä ja brandi ja yritys pyrkivät kohti samaa tavoitekuvaa. Fazerin strategiassa strategisen brandin ja yrityskuvan yhteyttä ei tosin enää selkeästi korosteta.

Image and value of product brand in industrial markets: Case Stora Enso Consumer Packaging Boards

TUTKIMUKSEN TAVOITTEET Tutkielman tavoitteena oli luoda ensin yleiskäsitys tuotemerkkimarkkinoinnin roolista teollisilla markkinoilla, sekä suhdemarkkinoinnin merkityksestä teollisessa merkkituotemarkkinoinnissa. Toisena oleellisena tavoitteena oli kuvata teoreettisesti merkkituoteidentiteetin rakenne teollisessa yrityksessä ja sen vaikutukset myyntihenkilöstöön, ja lisäksi haluttiin tutkia tuotemerkkien lisäarvoa sekä asiakkaalle että myyjälle. Identiteetti ja sen vaikutukset, erityisesti imago haluttiin tutkia myös empiirisesti. LÄHDEAINEISTO JA TUTKIMUSMENETELMÄT Tämän tutkielman teoreettinen osuus perustuu kirjallisuuteen, akateemisiin julkaisuihin ja aikaisempiin tutkimuksiin; keskittyen merkkituotteiden markkinointiin, identiteettiin ja imagoon, sekä suhdemarkkinointiin osana merkkituotemarkkinointia. Tutkimuksen lähestymistapa on kuvaileva eli deskriptiivinen ja sekä kvalitatiivinen että kvantitatiivinen. Tutkimus on tapaustutkimus, jossa caseyritykseksi valittiin kansainvälinen pakkauskartonki-teollisuuden yritys. Empiirisen osuuden toteuttamiseen käytettiin www-pohjaista surveytä, jonka avulla tietoja kerättiin myyntihenkilöstöltä case-yrityksessä. Lisäksi empiiristä osuutta laajennettiin tutkimalla sekundäärilähteitä kuten yrityksen sisäisiä kirjallisia dokumentteja ja tutkimuksia. TULOKSET. Teoreettisen ja empiirisen tutkimuksen tuloksena luotiin malli jota voidaan hyödyntää merkkituotemarkkinoinnin päätöksenteon tukena pakkauskartonki-teollisuudessa. Teollisen brandinhallinnan tulee keskittyä erityisesti asiakas-suhteiden brandaukseen – tätä voisi kutsua teolliseksi suhdebrandaukseksi. Tuote-elementit ja –arvot, differointi ja positiointi, sisäinen yrityskuva ja viestintä ovat teollisen brandi-identiteetin peruskiviä, jotka luovat brandi-imagon. Case-yrityksen myyntihenkilöstön tuote- ja yritysmielikuvat osoittautuivat kokonaisuudessaan hyviksi. Paras imago on CKB tuotteilla, kun taas heikoin on WLC tuotteilla. Teolliset brandit voivat luoda monenlaisia lisäarvoja sekä asiakas- että myyjäyritykselle.

Äitiys kulttuurisina odotuksina

Tutkimuksen kohteena ovat äitiydelle tuotetut kulttuuriset odotukset, joita tarkastellaan kahdella yhteiskunnallisella keskustelufoorumilla. Tutkimuksessa tarkastellaan yhtäältä lastensuojelun perhetyössä toimivien ammattilaisten ja toisaalta median puhetta äitiydestä. Tutkimuksen tavoitteena on tehdä näkyväksi vaihtoehtoisia tapoja konstruoida äitiyttä hyvänä tai riittämättömänä sekä haastaa pohtimaan erilaisten tulkintojen perusteita ja seurauksia lastensuojelutyössä. Kulttuuriset, äitiyttä koskevat odotukset vaikuttavat myös siihen, miten äitiys henkilökohtaisella tasolla koetaan. Äitiyden kulttuurista määrittelyä analysoidaan kahdesta tekstiaineistosta. Yhtenä aineistona ovat Stakesissa vuonna 1999 toteutetun Perhetyöprojektin yhteydessä kerätyt, lastensuojelussa toimivien perhetyöammattilaisten ryhmäkeskustelut. Toisena aineistona on projektin ajankohtana ilmestyneistä suomalaisista naisten- ja perhelehdistä (Kotiliesi, Anna, Kaksplus) kerätyt äitien haastattelut. Tutkimuksessa kysytään 1) Mihin ammattilaisten äitejä koskeva huolipuhe kiinnittyy ja millaisia kulttuurisia äitiyden odotuksia se konstruoi? 2) Millaisia äitiyden odotuksia median äitihaastattelut konstruoivat? 3) Millaisen äitiyden odotushorisontin nämä puhekäytännöt yhdessä tuottavat? Analyysin teoreettis-metodologisina kulmakivinä ovat sosiaalinen konstruktionismi ja feministinen tietokäsitys. Analyysimenetelmänä on laadullinen, aineistojen ehdoilla etenevä, feministisesti ja kriittisesti sävyttynyt lukutapa, joka hyödyntää teemoittelun, diskurssianalyysin ja feministisen metodologian ideoita ja käsitteitä. Analysoitavana olevissa keskusteluissa äitiyttä konstruoidaan lapsen tarpeiden (ammattilaiset) ja naisen tarpeiden (media) näkökulmista. Ammattilaiset puhuvat tilanteista, joissa äitien toiminta rikkoo kulttuurista hyvän äidin kuvaa, vaarantaa lapsen hyvinvointia ja äitiyteen joudutaan puuttumaan ammatillisesti. Ammattilaisten tulkinnat kuvaavat taitavaa lapsen edun näkökulmasta tehtyä arviointia, jonka kiintopisteenä ovat äidit yksilöllisine ominaisuuksineen ja piirteineen. Ammatillisen huolipuheen keskiössä ovat äidin vuorovaikutussuhteet sekä äidin tunteet, käyttäytyminen ja asenteet. Riittävää äitiyttä konstruoi kodin luominen, kiintymyssuhteen rakentaminen ja lapsen ensisijaiseksi asettaminen. Sen sijaan vaikuttaa siltä, ettei äitiyden arviointia juurikaan tehdä suhteessa äidin muihin identiteetteihin tai äitiyden toteuttamisen kontekstiin. Paikoin ammattilaisten tulkinnat heijastavat myös stereotyyppisiä ja idealistisia odotuksia, joita vasten äitiyttä arvioidaan. Tällaiset piirteet voivat kertoa siitä, että äitien avuntarpeet jäävät lastensuojelutyössä kohtaamatta ja ymmärtämättä. Mediapuhe äitiydestä käydään naiseuden ja äitiyden mallien antamisen kontekstissa. Puheen keskiössä ovat mediajulkisuuteen päässeiden naisten äidiksi tuloon ja äitiyden toteuttamiseen liittyvät valinnat ja käyttäytyminen. Mediapuhe on puhetta kulttuuristen ja ammatillisten äitiyden odotusten rikkomisesta, uudelleen tulkinnasta ja niiden muovaamisesta itselle sopiviksi. Mediapuheessa hyvää äitiyttä konstruoi äidin itsenäisyys ja oma aika, sosiaalisen elämän rikkaus, ammatillinen identiteetti ja persoonalliset valinnat. Aineistojen kautta rakentuu moninaisten ja ristiriitaisten, äitejä eri suuntaan vetävien kulttuuristen odotusten kirjo. Odotukset jäsentyvät neljälle ulottuvuudelle: 1) lapselle omistautuva – itseään toteuttava, 2) emotionaalinen side – rationaalinen tehtävä, 3) odotuksia toteuttava – omaehtoinen, 4) itsenäinen - äitiyttä jakava. Äitiyden toteuttaminen kulttuurisesti ”oikein” on näiden odotusten välissä tasapainoilua. Ulottuvuuksien kautta esille tulevat kaksoisviestit voivat heikentää äitien itsetuntoa, tuottaa riittämättömyyden tunteita tai yllyttää suorittamaan äitiyttä. Myös äitiyden ammatillinen tukeminen edellyttää tasapainoilua, jottei äitejä idealisoida tai syyllistetä kulttuurisia odotuksia vasten.

Characterisation of pigment particles by scanning electron microscope and image analysis programs

Coating and filler pigments have strong influence to the properties of the paper. Filler content can be even over 30 % and pigment content in coating is about 85-95 weight percent. The physical and chemical properties of the pigments are different and the knowledge of these properties is important for optimising of optical and printing properties of the paper. The size and shape of pigment particles can be measured by different analysers which can be based on sedimentation, laser diffraction, changes in electric field etc. In this master's thesis was researched particle properties especially by scanning electron microscope (SEM) and image analysis programs. Research included nine pigments with different particle size and shape. Pigments were analysed by two image analysis programs (INCA Feature and Poikki), Coulter LS230 (laser diffraction) and SediGraph 5100 (sedimentation). The results were compared to perceive the effect of particle shape to the performance of the analysers. Only image analysis programs gave parameters of the particle shape. One part of research was also the sample preparation for SEM. Individual particles should be separated and distinct in ideal sample. Analysing methods gave different results but results from image analysis programs corresponded even to sedimentation or to laser diffraction depending on the particle shape. Detailed analysis of the particle shape required high magnification in SEM, but measured parameters described very well the shape of the particles. Large particles (ecd~1 µm) could be used also in 3D-modelling which enabled the measurement of the thickness of the particles. Scanning electron microscope and image analysis programs were effective and multifunctional tools for particle analyses. Development and experience will devise the usability of analysing method in routine use.

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