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.

Strategic communication : practice, ideology and dissonance

This dissertation approaches the manifestations of ideology in U.S. Strategic Communication. The discussion approaches Strategic Communication by relating it to the Enlightenment narratives and suggesting these narratives maintain similar social and political functions. This dissertation aims to address the key contents and mechanisms of Strategic Communication by covering the perspectives of (i) communication as leadership as well as (ii) communication as discourse , i.e. practice and contents. Throughout the empirical part of the dissertation, the communication theoretical discussion is supported by a methodological framework that bridges Critical Discourse Analysis (CDA) and functional language theory. According to the principles of CDA, Strategic Communication is treated as ideological, hegemonic discourse that impacts social order. The primary method of analysis is transitivity analysis, which is concerned with how language and its patterns construe reality. This analysis is complemented with a discussion on the rituals of production and interpretation, which can be treated as visual extensions of textual transitivity. The concept of agency is the key object of analysis. From the perspective of leadership, Strategic Communication is essentially a leadership model through which the organization defines itself, its aims and legitimacy. This dissertation arrives to the conclusion that Strategic Communication is used not only as a concept for managing Public Relations and information operations. It is an esse ntial asset in the inter-organization management of its members. The current developments indicate that the concept is developing towards even heavier measures of control. From the perspective of language and discourse, the key narratives of Strategic Communication are advocated with the intrinsic values of democracy and technological progress as the prerequisites of ethics and justice. The transitivity patterns reveal highly polarized agency. The agency of the Self is typically outsourced to technology. Further, the transitivity pa tterns demonstrate how the effects-centric paradigm of warfare has created a lexicon that is ideologically exclusive. It has led to the development of two mutually exclusive sets of vocabulary, where the desc riptions of legitimate ac tion exclude Others by default. These ideological discourses have become naturalized in the official vocabulary of strategic planning and le adership. Finally, the analysis of the images of the captures and deaths of Saddam Hussein, Osama bin Laden and Muammar Gaddafi bring the discussion back to the themes of the Enlightenment by demonstrating how democracy is framed to serve political purposes. The images of democracy are essentially images of violence. Contrary to the official, instrumental and humanitari an narratives of Strategic Communication, it is the grammar of expressive, violent rituals that serve as the instrument of unity.

Secular Possession: Cinematic Iconography of Addiction

Addiction, and the experience of being addicted, is notoriously difficult to describe verbally and explain rationally. Would multifaceted and multisensory cinematic images work better in making addiction understandable? This study enquires how cinematic expression can render visible the experience of being addicted which is invisible as such. The basic data consists of circa 50 mainly North American and European fiction films from the early 1900s to the early 2000s that deal with addictive disorders as defined in the psychiatric DSM-V classification (substance dependence- and gambling disorders). The study develops an approach for analyzing and interpreting a large volume of digital film data: digital cinematic iconography is a framework to study the multifaceted cinematic images by processing and viewing them in the “digital image-laboratory” of the computer. Images are cut and classified by editing software and algorithmic sorting. The approach draws on early 1900s German art historian Aby Waburg’s image research and media archaeology, that are connected to film studies inspired by the phenomenology of the body and Gilles Deleuze’s film-philosophy. The first main chapter, “Montage”, analyses montage, gestural and postural images, and colors in addiction films. The second main chapter, “Thingness”, focuses on the close-ups of material objects and faces, and their relation to the theme of spirituality in cinema and art history, The study argues that the cinema engages the spectator to "feel" what addiction is through everyday experience and art historical imagery. There is a particular, historically transmitted cinematic iconography of addiction that is profane, material, thing-centered, abject, and repetitive. The experience of being addicted is visualized through montages of images characterized by dark and earthy colors, horizontal compositions and downward- directed movements. This is very profane and secular imagery that, however, circulates image-historical traces of Christian iconography, such as that of being in the grip of an unknown power.

Kirjat

Anne Koski

Methods for Region Based Paper Surface Roughness Measurement

Paperin pinnan karheus on yksi paperin laatukriteereistä. Sitä mitataan fyysisestipaperin pintaa mittaavien laitteiden ja optisten laitteiden avulla. Mittaukset vaativat laboratorioolosuhteita, mutta nopeammille, suoraan linjalla tapahtuville mittauksilla olisi tarvetta paperiteollisuudessa. Paperin pinnan karheus voidaan ilmaista yhtenä näytteelle kohdistuvana karheusarvona. Tässä työssä näyte on jaettu merkitseviin alueisiin, ja jokaiselle alueelle on laskettu erillinen karheusarvo. Karheuden mittaukseen on käytetty useita menetelmiä. Yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää on käytetty tässä työssä etäisyysmuunnoksen lisäksi. Paperin pinnan karheudenmittauksessa on ollut tarvetta jakaa analysoitava näyte karheuden perusteella alueisiin. Aluejaon avulla voidaan rajata näytteestä selvästi karheampana esiintyvät alueet. Etäisyysmuunnos tuottaa alueita, joita on analysoitu. Näistä alueista on muodostettu yhtenäisiä alueita erilaisilla segmentointimenetelmillä. PNN -menetelmään (Pairwise Nearest Neighbor) ja naapurialueiden yhdistämiseen perustuvia algoritmeja on käytetty.Alueiden jakamiseen ja yhdistämiseen perustuvaa lähestymistapaa on myös tarkasteltu. Segmentoitujen kuvien validointi on yleensä tapahtunut ihmisen tarkastelemana. Tämän työn lähestymistapa on verrata yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää segmentoinnin tuloksiin. Korkea korrelaatio näiden tulosten välillä osoittaa onnistunutta segmentointia. Eri kokeiden tuloksia on verrattu keskenään hypoteesin testauksella. Työssä on analysoitu kahta näytesarjaa, joidenmittaukset on suoritettu OptiTopolla ja profilometrillä. Etäisyysmuunnoksen aloitusparametrit, joita muutettiin kokeiden aikana, olivat aloituspisteiden määrä ja sijainti. Samat parametrimuutokset tehtiin kaikille algoritmeille, joita käytettiin alueiden yhdistämiseen. Etäisyysmuunnoksen jälkeen korrelaatio oli voimakkaampaa profilometrillä mitatuille näytteille kuin OptiTopolla mitatuille näytteille. Segmentoiduilla OptiTopo -näytteillä korrelaatio parantui voimakkaammin kuin profilometrinäytteillä. PNN -menetelmän tuottamilla tuloksilla korrelaatio oli paras.

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.

Spectral Color Appearance Modeling

Kuvien laatu on tutkituimpia ja käytetyimpiä aiheita. Tässä työssä tarkastellaan värin laatu ja spektrikuvia. Työssä annetaan yleiskuva olemassa olevista pakattujen ja erillisten kuvien laadunarviointimenetelmistä painottaen näiden menetelmien soveltaminen spektrikuviin. Tässä työssä esitellään spektriväriulkomuotomalli värikuvien laadunarvioinnille. Malli sovelletaan spektrikuvista jäljennettyihin värikuviin. Malli pohjautuu sekä tilastolliseen spektrikuvamalliin, joka muodostaa yhteyden spektrikuvien ja valokuvien parametrien välille, että kuvan yleiseen ulkomuotoon. Värikuvien tilastollisten spektriparametrien ja fyysisten parametrien välinen yhteys on varmennettu tietokone-pohjaisella kuvamallinnuksella. Mallin ominaisuuksien pohjalta on kehitetty koekäyttöön tarkoitettu menetelmä värikuvien laadunarvioinnille. On kehitetty asiantuntija-pohjainen kyselymenetelmä ja sumea päättelyjärjestelmä värikuvien laadunarvioinnille. Tutkimus osoittaa, että spektri-väri –yhteys ja sumea päättelyjärjestelmä soveltuvat tehokkaasti värikuvien laadunarviointiin.

Unsupervised visual object categorization

The number of digital images has been increasing exponentially in the last few years. People have problems managing their image collections and finding a specific image. An automatic image categorization system could help them to manage images and find specific images. In this thesis, an unsupervised visual object categorization system was implemented to categorize a set of unknown images. The system is unsupervised, and hence, it does not need known images to train the system which needs to be manually obtained. Therefore, the number of possible categories and images can be huge. The system implemented in the thesis extracts local features from the images. These local features are used to build a codebook. The local features and the codebook are then used to generate a feature vector for an image. Images are categorized based on the feature vectors. The system is able to categorize any given set of images based on the visual appearance of the images. Images that have similar image regions are grouped together in the same category. Thus, for example, images which contain cars are assigned to the same cluster. The unsupervised visual object categorization system can be used in many situations, e.g., in an Internet search engine. The system can categorize images for a user, and the user can then easily find a specific type of image.

Den vårdande och helande bilden: möten med bildkonst i vårdandets värld

Denna vårdvetenskapliga avhandling syftar till att avtäcka och belysa en vårdande och helande dimension vid existentiellt lidande patienters möten med bildkonst inom vårdkontext. Kunskapssökandet sker i två studier. Den första (studie I) är en ikonografi sk tolkning av konstnären Matthias Grünewalds (ca 1460–1528) senmedeltida altarskåpsmålningar. I studien uttolkas lidandets uttryck och narrativa budskap samt symboliska gestaltningar av vårdande och helande i valda delar av detta s.k. Isenheimaltares bildprogram. Tolkningen utgår från rekonstruktionen av altarskåpets ursprungskontext, det medeltida Isenheimklostret, där svårt sjuka och döende patienter vårdades. I studie två (II) fortsätter sökandet i den moderna hospicevårdens kontext med hjälp av en kvalitativ intervjustudie som utforskar patienters meningsskapande vid möten med självvald bildkonst (oljemålningar och akvareller av fi nländska konstnärer som donerats till det sjukhus där intervjustudien gjordes). Forskningsansatsen är inspirerad av Hans-Georg Gadamers (1901–2002) hermeneutik. Vidare används några nyare tolkningsteoretiska ansatser inom bildkonstens område. Forskningens tolkningsresultat visar att bildkonsten har potentialer såväl på ett miljöestetiskt plan som på en djupare individuell symbolnivå. Som designkomponent i vårdmiljöns rumsliga gestaltning bygger bildkonsten in estetiska, etiska och andliga kvaliteter utifrån tidsmässiga och kulturella koder. I den medeltida klostervårdens kontext sammanföll bildkonstens dekorativa betydelse med andliga och helande syften. När det gäller självvalda konstverk i den moderna vårdkontexten bidrar de till det enskilda patientrummets atmosfär på ett unikt sätt utifrån patientens personlighet och behov. På en fördjupad mötesnivå, i samspel med bildens symboliska funktion, sker en inlevelsemässig förfl yttning in i bildens värld. Betraktarens inlevelse aktiveras till en transcenderande rörelse som går bortom det faktiska rummets och den reella tidens gränser. Vid resor i konstens bildvärld spelas minnesvärda händelser upp från det förgångna, men även framtiden kommer betraktaren till mötes. I en existentiell livssituation söker människan i konstverkets bildinnehåll efter symbolisk mening som kan ge svar på lidandets frågor. Bilderna iscensätter då helande motbilder som utgör korrektiv i symboliska former när olika existentiella förluster hotar. När livet förbleknats av sjukdom besvarar bildvärlden den lidandes blick med lysande violer som blommar upp, ger livskraft och bekräftar personens värdighet mitt i det förvissnande människolivet. När ångest och otrygghet nalkas inbjuds betraktaren till besök i landskap som utvidgar sjukhusrummets väggar mot hemgårdens trygghet. Där livet hotas av förgänglighet tar bildvärlden människan med sig till naturens eviga återfödelse. Upplevelsen av att vara delaktig i ett större och heligt sammanhang öppnar vägen ut ur lidandets avskurenhet. I medeltidens vårdkontext erbjöd den sakrala bilden en kollektiv och helande Symbolon som genom sin representationskraft synliggjorde det osynliga. Vid bildmöten i den moderna hospicevårdens kontext var det naturteman som gläntade på dörren till ”det hemliga rummet i djupet av hjärtat”. Forskningen antyder att även om meningsskapandet i ett bildmöte är avhängigt tidsepok, betraktarens förförståelse och kulturella kontext samt typen av bilder kan bildsymboliken, generellt förstådd som den saknade formen eller det saknade livssammanhanget, framvisa en helande och hoppingivande ordning i lidandets kaos.

Identiteettikriisejä yksityisen ja julkisen rajamailla

Kirjallisuusarvostelu

Painavia tunteita kohtaamisissa

Teemanumero 3/2011: Adaptaatio.

Steganografia ja kuvien digitaalinen vesileimaus

Steganografian tarkoituksena on salaisen viestin piilottaminen muun informaation sekaan. Tutkielmassa perehdytään kirjallisuuden pohjalta steganografiaan ja kuvien digitaaliseen vesileimaamiseen. Tutkielmaan kuuluu myös kokeellinen osuus. Siinä esitellään vesileimattujen kuvien tunnistamiseen kehitetty testausjärjestelmä ja testiajojen tulokset. Testiajoissa kuvasarjoja on vesileimattu valituilla vesileimausmenetelmillä parametreja vaihdellen. Tunnistettaville kuville tehdään piirreirrotus. Erotellut piirteet annetaan parametreina luokittimelle, joka tekee lopullisen tunnistamispäätöksen. Tutkimuksessa saatiin toteutettua toimiva ohjelmisto vesileiman lisäämiseen ja vesileimattujen kuvien tunnistamiseen kuvajoukosta. Tulosten perusteella, sopivalla piirreirrottimella ja tukivektorikoneluokittimella päästään yli 95 prosentin tunnistamistarkkuuteen.

Paremman asiakaskokemuksen ja käytettävyyslähteisen lisäarvon tuottaminen design muutoksilla - tapaustutkimus hyvis.fi järjestelmään

Työn tarkoituksena on antaa Etelä-Karjalan sosiaali- ja terveyspiirin (Eksote) Hyvis –palvelun nettiportaalille muutosehdoituksia koskien nettisivujen ulkoasua, käytettävyyteen liittyviä seikkoja sekä ideoita brändinrakentamiseen verrattuna maailmalta löytyneisiin palkittuihin terveysalan sivustoihin. Työn tavoitteena on löytää mahdollisimman hyvä ohjenuora nettisivujen toiminnallisiin ja ulkoisiin tapoihin sekä käytänteihin, joiden ansiosta brändille voidaan luoda lisäarvoa nettisivujen välityksellä. Työn tuloksina tuli esiin sivujen kategorioinnin tärkeys, jolla voidaan selkeyttää sivujen rakennetta sekä se helpottaa sivuilla navigointia ja tiedonhakua. Kuvien käyttäminen linkkien ja tekstien yhteydessä oli tulosten mukaan suotavaa. Jokainen tarkasteltava sivu sisälsi responsiivisuuden sekä mobiili- ja tablettioptimoinnin, joten se oli yksi tärkeimmistä tutkimuksessa saaduista tuloksista. Sosiaalinen media oli myös kovasti käytössä jokaisen tutkittavan sivun kohdalla.