Applications of graph transformation in tools for domain-specific modeling languages

The use of domain-specific languages (DSLs) has been proposed as an approach to cost-e ectively develop families of software systems in a restricted application domain. Domain-specific languages in combination with the accumulated knowledge and experience of previous implementations, can in turn be used to generate new applications with unique sets of requirements. For this reason, DSLs are considered to be an important approach for software reuse. However, the toolset supporting a particular domain-specific language is also domain-specific and is per definition not reusable. Therefore, creating and maintaining a DSL requires additional resources that could be even larger than the savings associated with using them. As a solution, di erent tool frameworks have been proposed to simplify and reduce the cost of developments of DSLs. Developers of tool support for DSLs need to instantiate, customize or configure the framework for a particular DSL. There are di erent approaches for this. An approach is to use an application programming interface (API) and to extend the basic framework using an imperative programming language. An example of a tools which is based on this approach is Eclipse GEF. Another approach is to configure the framework using declarative languages that are independent of the underlying framework implementation. We believe this second approach can bring important benefits as this brings focus to specifying what should the tool be like instead of writing a program specifying how the tool achieves this functionality. In this thesis we explore this second approach. We use graph transformation as the basic approach to customize a domain-specific modeling (DSM) tool framework. The contributions of this thesis includes a comparison of di erent approaches for defining, representing and interchanging software modeling languages and models and a tool architecture for an open domain-specific modeling framework that e ciently integrates several model transformation components and visual editors. We also present several specific algorithms and tool components for DSM framework. These include an approach for graph query based on region operators and the star operator and an approach for reconciling models and diagrams after executing model transformation programs. We exemplify our approach with two case studies MICAS and EFCO. In these studies we show how our experimental modeling tool framework has been used to define tool environments for domain-specific languages.

Bag-of-Features Approach to Unsupervised Visual Object Categorisation

The large and growing number of digital images is making manual image search laborious. Only a fraction of the images contain metadata that can be used to search for a particular type of image. Thus, the main research question of this thesis is whether it is possible to learn visual object categories directly from images. Computers process images as long lists of pixels that do not have a clear connection to high-level semantics which could be used in the image search. There are various methods introduced in the literature to extract low-level image features and also approaches to connect these low-level features with high-level semantics. One of these approaches is called Bag-of-Features which is studied in the thesis. In the Bag-of-Features approach, the images are described using a visual codebook. The codebook is built from the descriptions of the image patches using clustering. The images are described by matching descriptions of image patches with the visual codebook and computing the number of matches for each code. In this thesis, unsupervised visual object categorisation using the Bag-of-Features approach is studied. The goal is to find groups of similar images, e.g., images that contain an object from the same category. The standard Bag-of-Features approach is improved by using spatial information and visual saliency. It was found that the performance of the visual object categorisation can be improved by using spatial information of local features to verify the matches. However, this process is computationally heavy, and thus, the number of images must be limited in the spatial matching, for example, by using the Bag-of-Features method as in this study. Different approaches for saliency detection are studied and a new method based on the Hessian-Affine local feature detector is proposed. The new method achieves comparable results with current state-of-the-art. The visual object categorisation performance was improved by using foreground segmentation based on saliency information, especially when the background could be considered as clutter.

Tekijännimet Mikael Agricolan teosten kielessä. Henkilötarkoitteisten johdosten merkitykset, funktiot ja rakenteet

My research deals with agent nouns in the language of the works of Mikael Agricola (ca. 1510–1557). The main tasks addressed in my thesis have been to describe individual agent noun types, to provide a comprehensive picture of the category of agent nouns and to clarify the relations between different types of agent nouns. My research material consists of all the agent nouns referring to persons in the language of Agricola’s works, together with their context. The language studied is for the most part translated language. Agent nouns play an important role both in the vocabulary of natural language and in broader sentence structures, since in a text it is constantly necessary to refer to actors re-ferring to persons in the text. As a concept and a phenomenon, the agent noun is widely known in languages. It is a word formed with a certain derivational affixes, which typical-ly refers to a person. In my research the agent noun category includes both deverbal and denominal derivatives referring to persons, e.g. kirjoittaa > kirjoittaja (to write > writer), asua > asuva (to inhabit > inhabitant), imeä > imeväinen (to suck > suckling), juopua > juopunut (to drink > drunkard), pelätä > pelkuri (to fear > one who fears ‘a coward’), apu > apulainen (help/to help > helper); lammas > lampuri (sheep > shepherd). Besides original Finnish expressions, agent noun derivatives taken as such from foreign languages form a word group of central importance for the research (e.g. nikkari, porvari, ryöväri, based on the German/Swedish for carpenter, burgher, robber). Especially important for the formation of agent nouns in Finnish are the models offered by foreign languages. The starting point for my work is predominantly semantic, as both the criteria for collecting the material and the categorisation underlying the analysis of the material are based on semantic criteria. When examining derivatives, aspects relating to structure are also inevitably of central importance, as form and meaning are closely associated with each other in this type of vocabulary. The alliance of structure and meaning can be described in an illustrative manner with the help of structural schemata. The examination of agent nouns comprises on the one hand analysis of syntactic elements and on the other, study of cultural words in their most typical form. The latter aspect offers a research object in which language and the extralinguistic world, referents, their designations and cultural-historical reality are in concrete terms one and the same. Thus both the agent noun types that follow the word formation principles of the Finn-ish language and those of foreign origin borrowed as a whole into Finnish illustrate very well how an expression of a certain origin and formed according to a certain structural model is inseparably bound up with the background of its referent and in general with semantic factors. This becomes evident both on the level of the connection between cer-tain linguistic features and text genre and in relation to cultural words referring to per-sons. For example, the model for the designations of God based on agent nouns goes back thousands of years and is still closely linked in 16th century literature with certain text genres. This brings out the link between the linguistic feature and the genre in a very con-crete manner. A good example of the connection between language and the extralinguistic world is provided by the cultural vocabulary referring to persons. Originally Finnish agent noun derivatives are associated with an agrarian society, while the vocabulary relat-ing to mediaeval urbanisation, the Hansa trade and specialisation by trade or profession is borrowed and originates in its entirety from vocabulary that was originally German.

Venäläistä rulettia – Nuorten perhesuunnittelun esteet ja tarpeet Pietarissa ja Riiassa

Latviassa ja Venäjällä heikko demografinen tilanne on lisännyt keskustelua seksuaali- ja kansalaisoikeuksista sekä valtion merkityksestä niiden toteuttamisessa. Väestöpolitiikassa näkyy yhteiskunnallinen tilanne sekä sen kyky ja mahdollisuudet huomioida nuorten perhesuunnitteluun liittyviä tarpeita. Huomion kohteena on myös palvelujärjestelmä ja siinä toteutuva yksilöllinen taso. Tutkin perhesuunnittelua kokonaisvaltaisesti, mikä ilmenee erilaisten polkuriippuvuuksien tarkasteluina. Mielenkiintoiseksi kohteen tekee entisten sosialististen valtioiden erityislaatuisen murroksen läpikäyminen. Perhesuunnittelu on osa seksuaali- ja ihmisoikeuksia. Siihen kuuluu seksuaaliterveydestä tiedottaminen ja ohjaus sekä siihen liittyvät toimenpiteet. Perhesuunnittelu sisältää niin sosiaaliset, kasvatukselliset kuin lääketieteellisetkin näkökulmat. Siihen liitetään myös moraalisia ja taloudellisia näkemyksiä, sekä politiikkaa ja henkilökohtaisuutta. Tutkimustehtäväni on nuorten perhesuunnittelun esteet ja tarpeet Riiassa ja Pietarissa. Sovellan metodologisena lähestymistapana sosiaalihistoriallista ja etnografista tutkimusotetta, jolloin perinteen vaikutusten, kulttuuristen rakenteiden ja yksilöllisten toimintatapojen ymmärtäminen mahdollistuu. Aineisto koostuu viranomaishaastatteluista sosialismin kaudella toteutuneesta sekä nykyisestä perhesuunnittelusta ja nuorten haastatteluista Pietarissa ja Riiassa. Perehdyn myös lisääntymisterveyteen liittyviin sanomalehtiartikkeleihin sekä Latviassa että Venäjällä. Lisäksi havainnoin seksuaalineuvontatilanteita Pietarissa. Sekä sosialismin aikana että nykyään painottuvat väestönkasvun odotukset, joita tuetaan sukupuoli- ja moraalikasvatuksen avulla. Perhesuunnittelun esteiden analyysin tuloksissa on nähtävissä sosiaalisten olosuhteiden ja rakenteiden merkitys. Jälkisosialistisesta riskiyhteiskunnasta puuttuvat yhteiskuntaan integroitumisen mahdollistavat instituutiot. Tämä ilmenee yhteiskunnallisena vastuuttomuutena. Universaalit palvelut ovat suurelta osin peräisin sosialismin ajalta. Kaupalliset yritykset tekevät lähinnä teknisiä, yksittäisiä ehkäisyvälineisiin liittyviä interventioita nuorten elämään. Teini-ikäiset jätetään oman harkintansa varaan. Latviassa perhesuunnitteluun liittyvä ennalta ehkäisevä toiminta on huomioitu uudessa lisääntymisterveyslaissa, mutta sen heikko toteutus tuo sen lähelle neuvostoaikaista kulttuurikonventiota, jossa määrällisillä suoritteilla ja sekundaaripreventiolla on arvoa. Venäjällä voimavarat kohdentuvat jälkihuollon palveluihin. Foucaultin valta-analyysi kertoo strategiasta, jossa ihminen sisäistää vallankäytön osaksi omaa ajatteluaan ja toimintaansa. Tässä näkökulmassa yksilöllinen, yhteiskunnallinen ja historiallinen ulottuvuus limittyvät toisiinsa. Vallan muodot ovat yhteiskunnan rakenteissa. Väestöpolitiikan avulla tuotetaan tietoa ja muovataan hallitsemisen kohteita. Osa haastatelluista nuorista omaksui yhteiskunnan passiivisuuden osaksi omaa toimintaansa. He eivät tiedostaneet palvelujärjestelmän puutteita eivätkä kyseenalaistaneet sen oikeutusta. Myös lehtiartikkelit ja viranomaishaastattelut tukivat osittain seksuaalikasvatuksen sivuuttamista. Silloin hyväksyttävänä totuutena pidettiin väestöpolitiikkaa, jossa on annettu tilaa populistisille suuntauksille. Sekä Latviassa että Venäjällä ilmaistiin tavoitteita väestön kasvusta. Kansainvälisten seksuaalioikeuksien maihinnousu ei ole poistanut ääri uskonnollisten ja osittain kansalaisjärjestöjen puitteissa tapahtuvaa perhesuunnittelun vastustusta. Näissä suuntauksissa vaikutetaan ihmisten moraaliin ja vastustetaan yhteiskunnan interventioita kieltämällä seksuaalikasvatus. Sosialismin aikana sosiaali- ja terveydenhuoltoa toteutettiin totalitaristisessa, suljetussa yhteiskunnassa tiukasti rajatuilla voimavaroilla. Tuolta ajalta peräisin oleva viranomaisten yleinen medikalisoitunut ja tekninen lähestymistapa estää osittain nuoren valtaistumista. Vieläkin heikko tiedottaminen ja puutteellinen koulutus vaikuttavat ammattilaisten keskuudessa. Yksi haitallisista perhesuunnitteluun kuuluvista uskomuksista oli hormonaalisen ehkäisyn aiheuttamat ongelmat. Lisäksi pelättiin heikkotasoisesti tehtyjen aborttien aiheuttavan hedelmättömyyttä. Uskomukset ovat eläneet vieläkin, kun osa asiantuntijoista kannusti ensimmäisen raskauden päättymistä synnytykseen. Näillä käsityksillä on ollut taipumus siirtyä sukupolvelta toiselle myös kansalaisten keskuudessa. Sukuyhteisöjen ja verkostojen oleellinen merkitys teini-ikäisen arjessa ja selviytymisessä painotti perinteistä sosialisaatiota. Uskomusten lisäksi nuorten heikko taloudellinen tilanne on ohjannut heitä ehkäisyssä luonnonmenetelmien käyttöön. Neuvostoaikainen seksuaalikielteisyyden perinne on vaikuttanut myös sukupolvien kyvyttömyyteen keskustella aiheesta. Yleisen ennaltaehkäisevän neuvonnan puuttuminen on suunnannut suurta osaa nuoria mallioppimiseen, jossa esimerkit ovat nousseet satunnaisista löydöistä. Toisaalta työntekijöiden neuvokkuus ja aloitteellisuus erilaisissa ohjaamistilanteissa, toimintatavoissa ja instituutioiden perustamisissa kuvaavat eettistä vastuunottoa ja paneutumista nuorten perhesuunnittelun toteutumiseen sekä sen mahdollisuuksiin. Perhesuunnitteluun liittyvän tiedonsaannin parantamiseksi viranomaiset ovat aloittaneet nuorten vertaisryhmiä. Lisäksi yhtenä uutena virallisena lähestymistapana oli neuvostoaikana kielletty psykoterapeuttisen suuntauksen avoin käyttöönotto. Myös nuorille suunnattuja palveluja niin lainsäädännön kuin instituutioiden tasolla on saatu aikaan. Nämä myönteiset tapaukset jäivät kuitenkin yksittäisiksi, osittain joidenkin työntekijöiden omakohtaisen sitoutumisen varaan toimiviksi. Tutkimuksessa nousee esiin yhteiskunnan vastuu erityisesti haavoittuvien ryhmien kohdalla. Nuoret ovat tiedoiltaan ja kokemuksiltaan heikossa asemassa. Sosiaalipoliittisesta näkökulmasta julkisilla ja ennaltaehkäisevillä palveluilla on keskeinen merkitys etenkin niiden kohdalla, jotka tarvitsevat runsaasti palveluja. Usein tähän ryhmään kuuluvat ovat passiivisia tiedon hakijoita. Tutkimus tuo esille perhesuunnittelun palvelujärjestelmään ja sen kohderyhmään kuuluvan moniulotteisuuden, jossa toisiinsa nivoutuvat kulttuuriset myytit, uskomukset, tabut, toimintatavat ja tietämys. Näiden polkujen avaaminen tässä tutkimuksessa edistää perhesuunnittelun esteiden tunnistamista ja niihin soveltuvien ratkaisukeinojen löytymistä.

The effectiveness of vocationally oriented multidisciplinary rehabilitation (ASLAK®) amongst public sector employees

In Finland, vocationally oriented medical rehabilitation (ASLAK®) is a common preventive rehabilitation measure with the primary goal of preserving and improving work ability. The ASLAK® programme has been used for almost 30 years, although limited data exist on its effectiveness. The aims of this study were to determine whether the increased risk of work disability predicts the participants’ likelihood to be granted ASLAK® rehabilitation and to assess the effectiveness of the programme in decreasing the risk of work disability and modifying health-risk behaviours. This study is a part of the on-going Finnish Public Sector Study conducted by the Finnish Institute of Occupational Health. Data on 53 416 employees (81% women) were gathered from employers’ records, national health registers and repeated survey responses. During the 5-year follow-up, increased levels of the risk factors for work disability did not predict participation in the rehabilitation programme. During the 2.8-year followup (range 0.04–5.0 years), the risk of long-term work disability (sick leave >90 days or retirement) overall or, more specifically, due to musculoskeletal or mental diseases did not differ between the rehabilitants who participated in ASLAK® in 1997–2005 and their propensity score matched controls. There was no evidence of ASLAK® being effective in changing participants’ health-risk behaviours or in improving perceived general or mental health. The results suggest that potential participant recognition, mainly taking place in occupational health care, may fail to identify those with a higher risk of work disability. No evidence on the effectiveness of the programme was found in the study cohort when measured by the selected indicators.

Finnish Institutional Innovation Support Policies from Russian Entrepreneurs' Perspective: Establishing Cross-Border Technology Oriented Start-Up Firm

The purpose of this thesis is to study how Russian entrepreneurs perceive Finnish institutional environment and innovation support policies provided in the country, as well as to present a practical example in form of a case study of one technology oriented start-up firm which was established in Finland by Russian entrepreneurs. The empirical research of the thesis is conducted qualitatively in two parts. First part is conducted through online questionnaire with open questions in order to review the perceptions of Russian entrepreneurs in general. Second part is based on personal interviews with case company’s founders with the focus on the process of establishing the company in Finland. In the first part of the empirical research, five Russian start-up firms were contacted, and four responses were received. All of these responses were qualified for further analysis. The findings of the first part of the research reveal that Russian entrepreneurs have rather positive attitudes towards Finnish institutional innovation support policies. However, most of the entrepreneurs stated that they are unlikely to create their presence in Finland. As an outcome of the second part of the research, the process of establishing a case company in Finland is illustrated. In order to be able to establish companies in Finland, Russian entrepreneurs who have a permanent residence outside European Economic Area (EEA) are required to apply for a permission to perform business operations in the country. In addition, the established company must engage in improving the economical stand of the country by creating new work places, raising tax revenues, develop technologies and generate innovations in the country.

Numbers and Languages

The thesis presents results obtained during the authors PhD-studies. First systems of language equations of a simple form consisting of just two equations are proved to be computationally universal. These are systems over unary alphabet, that are seen as systems of equations over natural numbers. The systems contain only an equation X+A=B and an equation X+X+C=X+X+D, where A, B, C and D are eventually periodic constants. It is proved that for every recursive set S there exists natural numbers p and d, and eventually periodic sets A, B, C and D such that a number n is in S if and only if np+d is in the unique solution of the abovementioned system of two equations, so all recursive sets can be represented in an encoded form. It is also proved that all recursive sets cannot be represented as they are, so the encoding is really needed. Furthermore, it is proved that the family of languages generated by Boolean grammars is closed under injective gsm-mappings and inverse gsm-mappings. The arguments apply also for the families of unambiguous Boolean languages, conjunctive languages and unambiguous languages. Finally, characterizations for morphisims preserving subfamilies of context-free languages are presented. It is shown that the families of deterministic and LL context-free languages are closed under codes if and only if they are of bounded deciphering delay. These families are also closed under non-codes, if they map every letter into a submonoid generated by a single word. The family of unambiguous context-free languages is closed under all codes and under the same non-codes as the families of deterministic and LL context-free languages.

Exploring Customer-Oriented Service Offerings in Public Health: Developing Integrated Health Care Services for Rural Areas

Väestön ikääntyminen pakottaa yhteiskunnan ja julkisen terveydenhuollon muutoksiin. Jotta ikääntyvien ihmisten kotona asuminen voidaan mahdollistaa, palvelujärjestelmän pitää mukautua muuttuvaan tilanteeseen. Tämän diplomityön tarkoituksena on tunnistaa asiakaslähtöisiä lähellä asiakasta tarjottavia palvelukokonaisuuksia. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys muodostuu asiakasarvon luomisesta ja palvelutarjoamista. Tarkasteluryhmänä on Etelä-Karjalan alueen 60–90-vuotiaat ja käytetty aineisto on kerätty vastaajilta postitse lähetetyllä kyselyllä. Tutkimus on eksploratiivinen ja tulosten tulkinnassa on hyödynnetty määrällisen tutkimuksen ja verkostoanalyysin menetelmiä. Työn keskeisimmät tulokset ovat tunnistetut asiakassegmentit ja heidän tarpeidensa pohjalta muodostetut palvelupaketit. Tulokset indikoivat asiakkaiden tarpeita ja tuloksia on analysoitu myös tuottajan näkökulmasta. Empiiristen tulosten lisäksi teoriaviitekehystä on kehitetty eteenpäin, jotta palvelukeskeiset teoriat voidaan ymmärtää yritysten näkökulman lisäksi asiakkaan näkökulmasta.

Digitization Project of Finno-Ugric Languages

Jussi-Pekka Hakkaraisen esitys Ala-Saksin Valtiollisessa ja Yliopistollisessa kirjastossa Göttingenissä 28.5.2013

Digitization Project of KIndred Languages

Jussi-Pekka Hakkaraisen esitys Viron kielen instituutissa (Eesti keele instituut) Tallinnassa 23.10.2013.

Local Features in Image and Video Processing - Object Class Matching and Video Shot Detection

The usage of digital content, such as video clips and images, has increased dramatically during the last decade. Local image features have been applied increasingly in various image and video retrieval applications. This thesis evaluates local features and applies them to image and video processing tasks. The results of the study show that 1) the performance of different local feature detector and descriptor methods vary significantly in object class matching, 2) local features can be applied in image alignment with superior results against the state-of-the-art, 3) the local feature based shot boundary detection method produces promising results, and 4) the local feature based hierarchical video summarization method shows promising new new research direction. In conclusion, this thesis presents the local features as a powerful tool in many applications and the imminent future work should concentrate on improving the quality of the local features.