Machine vision methods for process measurements in pulping

The papermaking industry has been continuously developing intelligent solutions to characterize the raw materials it uses, to control the manufacturing process in a robust way, and to guarantee the desired quality of the end product. Based on the much improved imaging techniques and image-based analysis methods, it has become possible to look inside the manufacturing pipeline and propose more effective alternatives to human expertise. This study is focused on the development of image analyses methods for the pulping process of papermaking. Pulping starts with wood disintegration and forming the fiber suspension that is subsequently bleached, mixed with additives and chemicals, and finally dried and shipped to the papermaking mills. At each stage of the process it is important to analyze the properties of the raw material to guarantee the product quality. In order to evaluate properties of fibers, the main component of the pulp suspension, a framework for fiber characterization based on microscopic images is proposed in this thesis as the first contribution. The framework allows computation of fiber length and curl index correlating well with the ground truth values. The bubble detection method, the second contribution, was developed in order to estimate the gas volume at the delignification stage of the pulping process based on high-resolution in-line imaging. The gas volume was estimated accurately and the solution enabled just-in-time process termination whereas the accurate estimation of bubble size categories still remained challenging. As the third contribution of the study, optical flow computation was studied and the methods were successfully applied to pulp flow velocity estimation based on double-exposed images. Finally, a framework for classifying dirt particles in dried pulp sheets, including the semisynthetic ground truth generation, feature selection, and performance comparison of the state-of-the-art classification techniques, was proposed as the fourth contribution. The framework was successfully tested on the semisynthetic and real-world pulp sheet images. These four contributions assist in developing an integrated factory-level vision-based process control.

Weed mapping using a machine vision system

Weed mapping is a useful tool for site-specific herbicide applications. The objectives of this study were (1) to determine the percentage of land area covered by weeds in no-till and conventionally tilled fields of common bean using digital image processing and geostatistics, and (2) to compare two types of cameras. Two digital cameras (color and infrared) and a differential GPS were affixed to a center pivot structure for image acquisition. Sample field images were acquired in a regular grid pattern, and the images were processed to estimate the percentage of weed cover. After calculating the georeferenced weed percentage values, maps were constructed using geostatistical techniques. Based on the results, color images are recommended for mapping the percentage of weed cover in no-till systems, while infrared images are recommended for weed mapping in conventional tillage systems.

Vision, image, record : a cultivation of the visual field

I den första delen av den här avhandlingen presenteras en bildens genealogi. Den skildrar hur begreppen för bilden, seendet och jaget utvecklades i relation till varandra i en specifik vetenskaplig och filosofisk kontext. Berättelsen sträcker sig från den tidiga renässansen och det perspektivistiska måleriet, till fotografiets födelse och positivismen. Den här utvecklingen medförde en form av reduktionism i vilken jagets roll – betydelsen av den mänskliga psykologin, vårt omdöme, vår uppmärksamhet och vår vilja – blev förbisedd. Inom den här tanketraditionen uppstod en förskjutning, från en förståelse av bilden som en representation av det tredimensionella rummet på en tvådimensionell yta, till en uppfattning om bilden som en genomskinlig ruta, ett fönster ut mot världen. Idén om avbildningen som en neutral ”blick från ingenstans” kom att förstärka en skeptisk hållning till kommunikation, dialog och vittnesmål och därmed även undergräva vår tillit till varandra och följaktligen vår tillit till oss själva. I den andra delen erbjuder författaren ett alternativ till den tanketradition som behandlas i den första delen. Det som blev förbisett i uppfattningen om en blick från ingenstans var att bilden är ett hjälpmedel då vi bearbetar vårt synfält. Bilden hjälper oss att dela vår syn på saker. Genom den här uppgiften av att dela blir bilden riktningsgivande i våra försök att orientera oss i världen. Jag kan stå bredvid en annan människa och se vad hon ser, men jag vet inte nödvändigtvis hur hon uppfattar det vi ser. Bilden lägger till ett led i det här förhållandet eftersom den inte enbart visar vad den andra ser. När bilden fungerar som den skall visar den också hur den andra ser och på det här sättet blir bilden verksam. Den föreliggande avhandlingen kombinerar epistemologi med vetenskapshistoria och visuella kulturstudier, men dess huvudintresse är filosofiskt. Den befattar sig med filosofiska missförstånd angående avbildning som en mimetisk konstform, kunskap som domesticering och varseblivning som mottagning av data. ------------------------------------------------------ Tämän väitöskirjan ensimmäinen osa selvittää kuvakäsitteen genealogiaa. Se havainnollistaa miten kuvan, näkemisen ja minän käsitteet kehittyivät suhteessa toisiinsa. Kertomus ulottuu varhaisesta renessanssista ja perspektivistisestä maalaustaiteesta, positivismin aikakauteen ja valokuvan syntyyn. Tämä kehitys toi mukanaan reduktionismin jossa minän rooli – ihmisen psykologian merkitys, meidän arviointikyky, meidän huomiokyky sekä meidän tahtomme – vaipui unohduksiin. Ajatusmaailmassa tapahtui siirtymä, kuvan merkitys vaihtui käsityksestä jossa se on kolmiulotteisen tilan representaatio kaksiulotteisella pinnalla, käsitykseen jossa kuva on läpinäkyvä ruutu, ikkuna kohti maailmaa. Ajatus kuvasta neutraalin näkökulman kantajana vahvisti skeptistä suhtautumista kommunikaatiota, dialogisuutta ja subjektiivisuutta kohtaan. Tämä skeptisyys ilmentyi myös vahvana epäluottamuksena ihmiskeskeisyyttä ja toiseutta kohtaan. Toisessa osassa tekijä tarjoaa vaihtoehdon tälle skeptiselle ajatusmaailmalle jota tarkastellaan ensimmäisessä osassa. Kuva on myös väline joka auttaa meitä jäsentämään meidän näkökenttäämme. Se auttaa meitä jakamaan meidän käsityksiä toistemme kanssa. Tämä näkemisen jakamisen käytäntö on kuvan keskeinen tehtävä. Voin seistä toisen ihmisen vieressä ja nähdä samat asiat kuin hän, mutta en välttämättä ymmärrä miten hän näkee nämä asiat. Kuva lisää jotain olennaista tähän suhteeseen. Kun kuva toimii niin kun sen kuuluu toimia, se näyttää myös miten toinen näkee, tällä tavalla kuvasta tulee välittäjä. Tämä väitöskirja yhdistää epistemologiaa, tieteen historiaa ja visuaalisen kulttuurin tutkimusta, mutta sen pääasiallinen tavoite on filosofinen. Se käsittelee filosofisia väärinkäsityksiä koskien kuvan eideettisyyttä.

Spin Polarization and Normal Reflection at Nanoscale Point Contacts

This thesis presents point-contact measurements between superconductors (Nb, Ta, Sn,Al, Zn) and ferromagnets (Co, Fe, Ni) as well as non-magnetic metals (Ag, Au, Cu, Pt).The point contacts were fabricated using the shear method. The differential resistanceof the contacts was measured either in liquid He at 4.2 K or in vacuum in a dilutionrefrigerator at varying temperature down to 0.1 K. The contact properties were investigatedas function of size and temperature. The measured Andreev-reflection spectrawere analysed in the framework of the BTK model – a three parameter model that describescurrent transport across a superconductor - normal conductor interface. Theoriginal BTK model was modified to include the effects of spin polarization or finitelifetime of the Cooper pairs. Our polarization values for the ferromagnets at 4.2 K agree with the literature data, but the analysis was ambiguous because the experimental spectra both with ferromagnets and non-magnets could be described equally well either with spin polarization or finite lifetime effects in the BTK model. With the polarization model the Z parametervaries from almost 0 to 0.8 while the lifetime model produces Z values close to 0.5. Measurements at lower temperatures partly lift this ambiguity because the magnitude of thermal broadening is small enough to separate lifetime broadening from the polarization. The reduced magnitude of the superconducting anomalies for Zn-Fe contacts required an additional modification of the BTK model which was implemented as a scaling factor. Adding this parameter led to reduced polarization values. However, reliable data is difficult to obtain because different parameter sets produce almost identical spectra.

Long-term loss of color vision after exposure to mercury vapor

We evaluated the color vision of 24 subjects (41.6 ± 6.5 years; 6 females) who worked in fluorescent lamp industries. They had been occupationally exposed to mercury vapor (10.6 ± 5.2 years) and had been away from the source of exposure for 6.4 ± 4.04 years. Mean urinary concentration of mercury was 40.6 ± 36.4 µg/g creatinine during or up to 1 year after exposure and 2.71 ± 1.19 µg/g creatinine at the time of color vision testing or up to 1 year thereafter. All patients were diagnosed with chronic mercury intoxication, characterized by clinical symptoms and neuropsychological alterations. A control group (N = 36, 48.6 ± 11.9 years, 10 females, 1.5 ± 0.47 µg mercury/g creatinine) was subjected to the same tests. Inclusion criteria for both groups were Snellen VA 20/30 or better and absence of known ophthalmologic pathologies. Color discrimination was assessed with the Farnsworth D-15 test (D-15) and with the Lanthony D-15d test (D-15d). Significant differences were found between the two eyes of the patients (P < 0.001) in both tests. Results for the worst eye were also different from controls for both tests: P = 0.014 for D-15 and P < 0.001 for D-15d. As shown in previous studies, the D-15d proved to be more sensitive than the D-15 for the screening and diagnosis of the color discrimination losses. Since color discrimination losses were still present many years after the end of exposure, they may be considered to be irreversible, at least under the conditions of the present study.

Tracheal instillation of urban PM2.5 suspension promotes acute cardiac polarization changes in rats

The mechanisms by which PM2.5 increases cardiovascular mortality are not fully identified. Autonomic alterations are the current main hypotheses. Our objective was to determine if PM2.5 induces acute cardiac polarization alterations in healthy Wistar rats. PM2.5 samples were collected on polycarbonate filters. Solutions containing 10, 20, and 50 µg PM2.5 were administered by tracheal instillation. P wave duration decreased significantly at 20 µg (0.99 ± 0.06, 0.95 ± 0.06, and 0.96 ± 0.07; P < 0.001), and 50 µg (0.98 ± 0.06, 0.98 ± 0.07, and 0.96 ± 0.08; 60, 90 and 120 min, respectively) compared to blank filter solution (P < 0.001). PR interval duration decreased significantly at 20 µg (0.99 ± 0.06, 0.98 ± 0.07, and 0.97 ± 0.08) and 50 µg (0.99 ± 0.05, 0.97 ± 0.0, and 0.95 ± 0.05; 60, 90, and 120 min, respectively) compared to blank filter and 10 µg (P < 0.001). QRS interval duration decreased at 20 and 50 µg in relation to blank filter solution and 10 µg (P < 0.001). QT interval duration decreased significantly (P < 0.001) with time in animals receiving 20 µg (0.94 ± 0.12, 0.88 ± 0.14, and 0.88 ± 0.11) and 50 µg (1.00 ± 0.13; 0.97 ± 0.11 and 0.98 ± 0.16; 60, 90 and 120 min, respectively) compared to blank filter solution and 10 µg (P < 0.001). PM2.5 induced reduced cardiac conduction time, within a short period, indicating that depolarization occurs more rapidly across ventricular tissue.

Quality assurance of refuse derived fuel with machine vision

This thesis studies the use of machine vision in RDF quality assurance and manufacturing. Currently machine vision is used in recycling and material detection and some commer- cial products are available in the market. In this thesis an on-line machine vision system is proposed for characterizing particle size. The proposed machine vision system is based on the mapping between image segmenta- tion and the ground truth of the particle size. The results shows that the implementation of such machine vision system is feasible.

The Formation Of Internationalization Strategies Within The Construction Industry:Vision and Strategy

Internationalization represents a complex topic that has been researched for quite some time. However, since it continues to be extremely current a topic, its significance has not diminished, but maybe even increased in importance. Companies today face extreme pressure to enter new markets in the hope of growing, becoming more profitable, increasing market share, attracting new customers and meeting the requirements of its share- and stakeholders. In the increasingly global business environment of today, companies are facing both challenges and possible advantages of internationalization. Few companies are not operating internationally and it is becoming the question of ‘Why not?’ rather than ‘Why?’ to internationalize business operations. Internationalization and the importance of strategy are discussed in this research from the viewpoint of three case companies that were interviewed about internationalization strategies. This research project is a qualitative study that answers the research question of How is a business strategy constructed for entering a new market? The sub-questions are • How are goals set and what indicators are used to monitor the achievement of these goals? • What are the key characteristics of a strategy implementation process? The research method chosen for this study is a multiple-case study. Three case companies were chosen for the interviews in order to gain in-depth data of internationalization strategies within the construction industry.

Työnantajabrandin vision suhde todellisuuteen

Kilpailu osaavasta työvoimasta on saanut yritykset panostamaan työnantajabrandiinsa. Työnantajabrandi yhtenä yrityksen brandipääoman osa-alueena auttaa yrityksiä erottumaan kilpailijoista ja siten houkuttelemaan yritykseen sopivia työntekijöitä sekä säilyttämään jo olemassa olevat työntekijät. Työnantajabrandi ei aina näyttäydy yrityksen työntekijöille tai –hakijoille niin kuin yritys sen haluaisi näyttäytyvän. Henkilöstöhallinnon ja johdon visio saattaa siis olla ristiriidassa sen kanssa, miten brandi todellisuudessa koetaan. Mikäli yritys ei pysty viestittämään oikeanlaista brandi-imagoa tai säilyttämään brandilupauksiaan vaikuttaa tämä yrityksen työntekijöiden sitoutumiseen ja tyytyväisyyteen negatiivisesti. Lisäksi yritykseen hakeutuu töihin yrityksen arvomaailmaan sopimattomia työntekijöitä. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää työnantajabrandin vision suhdetta todellisuuteen case-yrityksen kautta. Case-yritykseksi on valittu kansainvälinen konsultointiyritys, jolle osaava työvoima on elinehto. Tutkimusmenetelmäksi valittiin puolistrukturoidut haastattelut eli aihetta on lähestytty laadullisen menetelmän kautta. Tutkimukseen haastateltiin vision selvittämiseksi case-yrityksen henkilöstöhallintoa sekä perehdyttiin olemassa olevaan materiaaliin yrityksen brandista. Vision toteutumisen selvittämiseksi haastateltiin 19 työntekijää yrityksen kahdesta eri liiketoimintayksiköstä. Teorian pohjalta tarkentunut teoreettinen viitekehys pitää sisällään yrityksen psykologisen sopimuksen, sisäisen ja ulkoisen brandiviestinnän sekä organisaatiokulttuurin. Haastattelut rakennettiin näiden teemojen ympärille. Empiirisen osuuden tulokset vahvistavat teoreettista viitekehystä, jonka mukaan psykologisella sopimuksella, brandiviestinnällä ja organisaatiokulttuurilla on vaikutusta siihen, miten työnantajabrandi koetaan yrityksen työntekijöiden keskuudessa. Organisaatiokulttuurin ja sitä ilmentävän brandipersoonallisuuden osalta korostuu yrityksen työntekijöiden sopivuus ja yhtäläisyys yrityksen organisaatiokulttuuriin voimistamaan haluttua brandimielikuvaa. Psykologisen sopimuksen osalta empiria tukee todenmukaisen kuvan luomisen merkitystä yrityksen brandiviestinnässä. Lisäksi psykologisen sopimuksen osalta sosiaaliset edut nähdään tärkeänä tekijänä työnantajassa. Ihmisistä välittämisellä ja työilmapiirillä voidaan nähdä olevan suuri merkitys työntekijöiden työssä viihtymiselle. Työntekijät myös odottavat nykypäivänä nopeaa urakehitystä ja koulutukseen panostamista uraltaan. Lisäksi joustavuus ja vapaa-ajan ja työn tasapainottaminen koetaan tärkeiksi. Haastattelut tukevat myös teoreettisen viitekehyksen oletusta, että yrityksen visio työnantajabrandista eroaa usein siitä kuvasta, joka työntekijöille välittyy

Design and implementation of machine vision system for the mobile assembly robot

The review of intelligent machines shows that the demand for new ways of helping people in perception of the real world is becoming higher and higher every year. This thesis provides information about design and implementation of machine vision for mobile assembly robot. The work has been done as a part of LUT project in Laboratory of Intelligent Machines. The aim of this work is to create a working vision system. The qualitative and quantitative research were done to complete this task. In the first part, the author presents the theoretical background of such things as digital camera work principles, wireless transmission basics, creation of live stream, methods used for pattern recognition. Formulas, dependencies and previous research related to the topic are shown. In the second part, the equipment used for the project is described. There is information about the brands, models, capabilities and also requirements needed for implementation. Although, the author gives a description of LabVIEW software, its add-ons and OpenCV which are used in the project. Furthermore, one can find results in further section of considered thesis. They mainly represented by screenshots from cameras, working station and photos of the system. The key result of this thesis is vision system created for the needs of mobile assembly robot. Therefore, it is possible to see graphically what was done on examples. Future research in this field includes optimization of the pattern recognition algorithm. This will give less response time for recognizing objects. Presented by author system can be used also for further activities which include artificial intelligence usage.