Lossless compression of hyperspectral images

Technological progress has made a huge amount of data available at increasing spatial and spectral resolutions. Therefore, the compression of hyperspectral data is an area of active research. In somefields, the original quality of a hyperspectral image cannot be compromised andin these cases, lossless compression is mandatory. The main goal of this thesisis to provide improved methods for the lossless compression of hyperspectral images. Both prediction- and transform-based methods are studied. Two kinds of prediction based methods are being studied. In the first method the spectra of a hyperspectral image are first clustered and and an optimized linear predictor is calculated for each cluster. In the second prediction method linear prediction coefficients are not fixed but are recalculated for each pixel. A parallel implementation of the above-mentioned linear prediction method is also presented. Also,two transform-based methods are being presented. Vector Quantization (VQ) was used together with a new coding of the residual image. In addition we have developed a new back end for a compression method utilizing Principal Component Analysis (PCA) and Integer Wavelet Transform (IWT). The performance of the compressionmethods are compared to that of other compression methods. The results show that the proposed linear prediction methods outperform the previous methods. In addition, a novel fast exact nearest-neighbor search method is developed. The search method is used to speed up the Linde-Buzo-Gray (LBG) clustering method.

Sähköisen taloushallinnon vaikutus tilitoimistojen tuottavuuteen Case: Heeros Systems Oy

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin tuottavuuden käsitettä ja mittaamista palvelualoilla. Tutkielman tavoitteena oli kuvata ja ymmärtää sähköisen taloushallinnon vaikutusta tilitoimistojen tuottavuuteen. Aihetta lähestyttiin sähköisiä taloushallinto-ohjelmia valmistavan case-yhtiö Heeros Systems Oy:n avulla. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen tutkimus, jonka tutkimusmenetelmä-nä käytettiin teemahaastatteluja. Tutkimusaineisto kerättiin haastattelemal-la yhteensä kymmentä tutkimuksen kohteena olevan tilitoimiston edusta-jaa. Tutkimuksen perusteella ei havaittu sähköisen taloushallinnon selkeästi vaikuttavan tilitoimistojen tuottavuuteen tässä vaiheessa, mutta toiminto-ympäristön sähköistyessä, esimerkiksi verkkolaskujen yleistyessä, tilan-teen uskotaan muuttuvan nopeasti. Tällöin tuottavuuden kasvu edellyttää työprosessin muuttamista ja huolellista suunnittelua.

Omistajajäsenten palkitseminen hybridiorganisaatio OP-Pohjola-ryhmässä

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin omistajajäsenten palkitsemista hybridiorganisaatio OP-Pohjola-ryhmässä. Tutkielman tavoitteena oli kuvata ja ymmärtää omistajajäsenten palkitsemista, kuvata, millaisia vaikutuksia hybridiorganisaatiolla on asiakasomisteisessa osuustoiminnassa sekä ymmärtää, millaisia ristiriitoja tai haasteita hybridiorganisaatiossa esiintyy. Tutkimus on laadullinen tutkimus, jonka tutkimusmenetelmänä käytettiin teemahaastatteluja. Tutkimusaineisto kerättiin tekemällä yhdeksän haastattelua. Tutkimusta varten haastateltiin kolmea osuustoiminnan asiantuntijaa sekä kuutta tutkimuskohteen liikkeenjohtajaa. Tutkimuksen perusteella voitiin osoittaa, että hybridimalli aiheuttaa erilaisia paineita ja ristiriitoja, mutta edistää sekä osuuspankkien perustehtävää että omistajajäsenten etua. Mallilla on yhteys myös omistajajäsenten pal-kitsemiseen. Palkitsemisessa keskeisimpiä ovat rahanarvoiset edut. Palkitsemista voidaan edelleen kehittää mm. ryhmärakennetta kehittämällä.

Tuottojen tunnistaminen ja kustannuskertymän ennustaminen pitkäaikaishankkeissa: tapaustutkimus

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää Larox Oyj:n alihankintaprojektien kustannuslaskentaa. Yrityksessä oli havaittu, että pitkäaikaishankkeiden kustan-nusten kertymistä pitää pystyä ennustamaan tarkemmin. Konstruktiivisen tutkimusotteen mukaisesti tutkimuksessa luotiin esiymmärrys kohdeyrityksen nykytilanteesta, perehdyttiin vaikuttavaan lainsäädäntöön ja aikaisempaan tutkimustietoon. Kuvaus nykytilanteesta luotiin kohdeyrityksen ja alihankkijan edustajien haastatteluiden avulla, tutustumalla yrityksen toimintaohjeisiin ja keräämällä tietoa projektien kustannusten kertymisestä. Kerätyn tiedon perusteella luotiin konstruktiot eli ratkaisuehdotukset toiminnan kehittämiseksi. Tutkimuksessa kehitettiin raportointimalli alihankintaprojektien edistymisen raportointiin. Mallin tavoitteena on yhtenäistää alihankkijoiden raportointikäy-täntöjä ja tuottaa sellaista tietoa, jota Larox tarvitsee tuottojen tunnistamista varten. Toinen konkreettinen ratkaisu on alihankintaprojektien kustannuskertymän ennustetyökalu, jonka avulla voidaan ennakoida hankkeen valmiusasteen kehitystä projektin aikana. Malli on rakennettu yhden konetyypin projektien ennustamiseen, mutta siitä voidaan helposti muokata ennustemallit muidenkin projektityyppien tarpeisiin. Tarkempien ennusteiden avulla voidaan kehittää johdon raportointia ja parantaa kassavirtojen ennustettavuutta.

ContinuousMultimodal Global Optimization with Differential Evolution-Based Methods

Metaheuristic methods have become increasingly popular approaches in solving global optimization problems. From a practical viewpoint, it is often desirable to perform multimodal optimization which, enables the search of more than one optimal solution to the task at hand. Population-based metaheuristic methods offer a natural basis for multimodal optimization. The topic has received increasing interest especially in the evolutionary computation community. Several niching approaches have been suggested to allow multimodal optimization using evolutionary algorithms. Most global optimization approaches, including metaheuristics, contain global and local search phases. The requirement to locate several optima sets additional requirements for the design of algorithms to be effective in both respects in the context of multimodal optimization. In this thesis, several different multimodal optimization algorithms are studied in regard to how their implementation in the global and local search phases affect their performance in different problems. The study concentrates especially on variations of the Differential Evolution algorithm and their capabilities in multimodal optimization. To separate the global and local search search phases, three multimodal optimization algorithms are proposed, two of which hybridize the Differential Evolution with a local search method. As the theoretical background behind the operation of metaheuristics is not generally thoroughly understood, the research relies heavily on experimental studies in finding out the properties of different approaches. To achieve reliable experimental information, the experimental environment must be carefully chosen to contain appropriate and adequately varying problems. The available selection of multimodal test problems is, however, rather limited, and no general framework exists. As a part of this thesis, such a framework for generating tunable test functions for evaluating different methods of multimodal optimization experimentally is provided and used for testing the algorithms. The results demonstrate that an efficient local phase is essential for creating efficient multimodal optimization algorithms. Adding a suitable global phase has the potential to boost the performance significantly, but the weak local phase may invalidate the advantages gained from the global phase.

Visuaalinen haku ja silmänliikkeet : tutkimuksia havaintokentästä

Artikkeli perustuu Helena Ojanpään väitöskirjaan Visual search and eye movements : Studies of perceptual span (HY 2006).

IFRS-standardien noudattaminen liikearvon raportoinnissa suomalaisissa listayhtiöissä

Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia liikearvoon liittyvien IFRS 3- ja IAS 36 –standardien säännösten noudattamista suomalaisten korkean liikearvon määrän omaavien listayhtiöiden tilinpäätöksissä. Teoria muodostettiin tarkastelemalla aihepiirin tieteellisiä julkaisuja, sekä yritysten kirjanpitoa ohjailevia liikearvoon liittyviä säännöksiä. Tutkimusmenetelmä oli kvalitatiivinen, ja empiirisenä aineistona käytettiin viiden yrityksen tilinpäätöksiä vuodelta 2011. Yritykset valittiin tarkastelemalla liikearvon suhteellista osuutta omasta pääomasta. Analysointimenetelmänä käytettiin sisällönanalyysia, ja tutkimuksen runko muodostettiin tilintarkastukseen tarkoitetun tarkastuslistan avulla. Tutkimuksessa tuotettiin tarkkaa ja kuvailevaa tietoa säännösten noudattamisesta kohdeyrityksissä. IFRS 3- ja IAS 36 –standardeissa on määritelty tarkat esitysvaatimukset tilinpäätöksissä esitettävälle liikearvoon liittyvälle tiedolle. Esitettäviä tietoja ovat esimerkiksi kuvaus yritysostojen yhteydessä syntyneestä liikearvosta, sekä selvitys liikearvon arvonalentumistestauksessa käytetyistä avainoletuksista. Kohdeyritysten havaittiin noudattavan tutkimuksessa tarkasteltuja esitysvaatimuksia noin 94 % tarkkuudella. Virheet eivät keskittyneet tiettyihin esitysvaatimuksiin, vaan eri yritykset tekivät erilaisia virheitä liikearvon raportoinnissa.

Työtyytyväisyyden vaikutus henkilöstön sitoutumiseen ja kehittymishalukkuuteen

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää millainen yhteys työtyytyväisyydellä on henkilöstön sitoutumiseen ja kehittymishalukkuuteen. Empiirinen osuus toteutettiin kvantitatiivista tutkimusmenetelmää käyttäen. Tutkimuksen kohdeorganisaationa oli valtionhallinnon eräs organisaatio, jonka työtyytyväisyyskyselyn aineistoa käytettiin tutkimusaineistona. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että työtyytyväisyydellä on positiivinen yhteys sitoutumiseen sekä kehittymishalukkuuteen. Työtyytyväisyyden osa-alueista osaamisen johtaminen nousi kaikkein merkitsevimmäksi sitoutumisen ja kehittymishalukkuuden selittäjänä. Myös tyytyväisyyden palkitsemiseen havaittiin olevan tilastollisesti merkitsevä sitoutumisen ja kehittymishalukkuuden selittäjänä. Tutkimuksen mukaan tyytyväisyys työolosuhteisiin oli vain sitoutumisen selittäjänä merkitsevä.

Novel control, haptic and calibration methods for teleoperated electrohydraulic servo systems

The aim of this thesis is to propose a novel control method for teleoperated electrohydraulic servo systems that implements a reliable haptic sense between the human and manipulator interaction, and an ideal position control between the manipulator and the task environment interaction. The proposed method has the characteristics of a universal technique independent of the actual control algorithm and it can be applied with other suitable control methods as a real-time control strategy. The motivation to develop this control method is the necessity for a reliable real-time controller for teleoperated electrohydraulic servo systems that provides highly accurate position control based on joystick inputs with haptic capabilities. The contribution of the research is that the proposed control method combines a directed random search method and a real-time simulation to develop an intelligent controller in which each generation of parameters is tested on-line by the real-time simulator before being applied to the real process. The controller was evaluated on a hydraulic position servo system. The simulator of the hydraulic system was built based on Markov chain Monte Carlo (MCMC) method. A Particle Swarm Optimization algorithm combined with the foraging behavior of E. coli bacteria was utilized as the directed random search engine. The control strategy allows the operator to be plugged into the work environment dynamically and kinetically. This helps to ensure the system has haptic sense with high stability, without abstracting away the dynamics of the hydraulic system. The new control algorithm provides asymptotically exact tracking of both, the position and the contact force. In addition, this research proposes a novel method for re-calibration of multi-axis force/torque sensors. The method makes several improvements to traditional methods. It can be used without dismantling the sensor from its application and it requires smaller number of standard loads for calibration. It is also more cost efficient and faster in comparison to traditional calibration methods. The proposed method was developed in response to re-calibration issues with the force sensors utilized in teleoperated systems. The new approach aimed to avoid dismantling of the sensors from their applications for applying calibration. A major complication with many manipulators is the difficulty accessing them when they operate inside a non-accessible environment; especially if those environments are harsh; such as in radioactive areas. The proposed technique is based on design of experiment methodology. It has been successfully applied to different force/torque sensors and this research presents experimental validation of use of the calibration method with one of the force sensors which method has been applied to.

Virtaustehokkuuden parantaminen tuotannossa visuaalisen ohjauksen avulla

Yrityksen kilpailukyvyn turvaaminen muuttuvassa toimintaympäristössä on välttämätöntä. Lean-ajattelun avulla tuotantoyritysten on mahdollista toimia tehokkaammin parantamalla virtausta. Tämän työn tarkoituksena on parantaa kotimaisen elintarviketeollisuusyrityksen tuotannon sisäisten materiaalivirtojen tehokkuutta. Tavoitteena tutkimuksella on löytää nykyisistä materiaalivirroista kehittämiskohteita sekä rakentaa niihin ratkaisuja. Tätä kautta kohdeyritystä autetaan saavuttamaan tehokkaampi ja turvallisempi työympäristö. Tutkimuksessa käytettiin kvalitatiivista tutkimusmenetelmää. Teoriaosiossa tehtiin kirjallisuuskatsaus lean-ajatteluun sekä visuaaliseen ohjaukseen. Teoriasta saatiin menetelmät materiaalivirtojen analysointiin sekä toiminnan kehittämiseen. Empiirisessä osiossa tietoa kerättiin tuotannon henkilöstön haastatteluilla sekä havainnoimalla työntekoa tuotannossa materiaalivirtojen kuvaamiseksi. Kuvausten perusteella paikallistettiin materiaalivirroista hukkia, joiden vähentämiseksi luotiin virtaustehokkuutta parantavia kehitysehdotuksia. Virtaustehokkuuden parantamisessa käytettiin hyödyksi materiaalitarpeesta ilmoittavaa andon-järjestelmää, joka kuuluu visuaalisen ohjauksen menetelmiin. Tämän lisäksi käytettiin kohdeyrityksellä jo käytössä olevaa 5S-menetelmää. Näiden menetelmien tehokas hyödyntäminen edellyttää kuitenkin lean-ajattelun periaatteiden mukaisia muutoksia työskentelytapoihin, materiaalien varastopaikkoihin sekä tuotannossa toimiviin osastoihin.

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.

Optimization as a method of search engine marketing

This study is dedicated to search engine marketing (SEM). It aims for developing a business model of SEM firms and to provide explicit research of trustworthy practices of virtual marketing companies. Optimization is a general term that represents a variety of techniques and methods of the web pages promotion. The research addresses optimization as a business activity, and it explains its role for the online marketing. Additionally, it highlights issues of unethical techniques utilization by marketers which created relatively negative attitude to them on the Internet environment. Literature insight combines in the one place both technical and economical scientific findings in order to highlight technological and business attributes incorporated in SEM activities. Empirical data regarding search marketers was collected via e-mail questionnaires. 4 representatives of SEM companies were engaged in this study to accomplish the business model design. Additionally, the fifth respondent was a representative of the search engine portal, who provided insight on relations between search engines and marketers. Obtained information of the respondents was processed qualitatively. Movement of commercial organizations to the online market increases demand on promotional programs. SEM is the largest part of online marketing, and it is a prerogative of search engines portals. However, skilled users, or marketers, are able to implement long-term marketing programs by utilizing web page optimization techniques, key word consultancy or content optimization to increase web site visibility to search engines and, therefore, user’s attention to the customer pages. SEM firms are related to small knowledge-intensive businesses. On the basis of data analysis the business model was constructed. The SEM model includes generalized constructs, although they represent a wider amount of operational aspects. Constructing blocks of the model includes fundamental parts of SEM commercial activity: value creation, customer, infrastructure and financial segments. Also, approaches were provided on company’s differentiation and competitive advantages evaluation. It is assumed that search marketers should apply further attempts to differentiate own business out of the large number of similar service providing companies. Findings indicate that SEM companies are interested in the increasing their trustworthiness and the reputation building. Future of the search marketing is directly depending on search engines development.

Content-centered method for search engine optimization

Value of online business has grown to over one trillion USD. This thesis is about search engine optimization, which focus is to increase search engine rankings. Search engine optimization is an important branch of online marketing because the first page of search engine results is generating majority of the search traffic. Current articles about search engine optimization and Google are indicating that with the proper use of quality content, there is potential to improve search engine rankings. However, the existing search engine optimization literature is not noticing content at a sufficient level. To decrease that difference, the content-centered method for search engine optimization is constructed, and content in search engine optimization is studied. This content-centered method consists of three search engine optimization tactics: 1) content, 2) keywords, and 3) links. Two propositions were used for testing these tactics in a real business environment and results are suggesting that the content-centered method is improving search engine rankings. Search engine optimization is constantly changing because Google is adjusting its search algorithm regularly. Still, some long-term trends can be recognized. Google has said that content is growing its importance as a ranking factor in the future. The content-centered method is taking advance of this new trend in search engine optimization to be relevant for years to come.

Content-centered method for search engine optimization

Value of online business has grown to over one trillion USD. This thesis is about search engine optimization, which focus is to increase search engine rankings. Search engine optimization is an important branch of online marketing because the first page of search engine results is generating majority of the search traffic. Current articles about search engine optimization and Google are indicating that with the proper use of quality content, there is potential to improve search engine rankings. However, the existing search engine optimization literature is not noticing content at a sufficient level. To decrease that difference, the content-centered method for search engine optimization is constructed, and content in search engine optimization is studied. This content-centered method consists of three search engine optimization tactics: 1) content, 2) keywords, and 3) links. Two propositions were used for testing these tactics in a real business environment and results are suggesting that the content-centered method is improving search engine rankings. Search engine optimization is constantly changing because Google is adjusting its search algorithm regularly. Still, some long-term trends can be recognized. Google has said that content is growing its importance as a ranking factor in the future. The content-centered method is taking advance of this new trend in search engine optimization to be relevant for years to come.

Visual measurement of laser-arc hybrid welding

Tässä työssä raportoidaan hybridihitsauksesta otettujen suurnopeuskuvasarjojen automaattisen analyysijärjestelmän kehittäminen.Järjestelmän tarkoitus oli tuottaa tietoa, joka avustaisi analysoijaa arvioimaan kuvatun hitsausprosessin laatua. Tutkimus keskittyi valokaaren taajuuden säännöllisyyden ja lisäainepisaroiden lentosuuntien mittaamiseen. Valokaaria havaittiin kuvasarjoista sumean c-means-klusterointimenetelmän avullaja perättäisten valokaarien välistä aikaväliä käytettiin valokaaren taajuuden säännöllisyyden mittarina. Pisaroita paikannettiin menetelmällä, jossa yhdistyi pääkomponenttianalyysi ja tukivektoriluokitin. Kalman-suodinta käytettiin tuottamaan arvioita pisaroiden lentosuunnista ja nopeuksista. Lentosuunnanmääritysmenetelmä luokitteli pisarat niiden arvioitujen lentosuuntien perusteella. Järjestelmän kehittämiseen käytettävissä olleet kuvasarjat poikkesivat merkittävästi toisistaan kuvanlaadun ja pisaroiden ulkomuodon osalta, johtuen eroista kuvaus- ja hitsausprosesseissa. Analyysijärjestelmä kehitettiin toimimaan pienellä osajoukolla kuvasarjoja, joissa oli tietynlainen kuvaus- ja hitsausprosessi ja joiden kuvanlaatu ja pisaroiden ulkomuoto olivat samankaltaisia, mutta järjestelmää testattiin myös osajoukon ulkopuolisilla kuvasarjoilla. Testitulokset osoittivat, että lentosuunnanmääritystarkkuus oli kohtuullisen suuri osajoukonsisällä ja pieni muissa kuvasarjoissa. Valokaaren taajuuden säännöllisyyden määritys oli tarkka useammassa kuvasarjassa.