Definition of linear color models in the RGB vector color space to detect red peaches in orchard images taken under natural illumination

This work proposes the detection of red peaches in orchard images based on the definition of different linear color models in the RGB vector color space. The classification and segmentation of the pixels of the image is then performed by comparing the color distance from each pixel to the different previously defined linear color models. The methodology proposed has been tested with images obtained in a real orchard under natural light. The peach variety in the orchard was the paraguayo (Prunus persica var. platycarpa) peach with red skin. The segmentation results showed that the area of the red peaches in the images was detected with an average error of 11.6%; 19.7% in the case of bright illumination; 8.2% in the case of low illumination; 8.6% for occlusion up to 33%; 12.2% in the case of occlusion between 34 and 66%; and 23% for occlusion above 66%. Finally, a methodology was proposed to estimate the diameter of the fruits based on an ellipsoidal fitting. A first diameter was obtained by using all the contour pixels and a second diameter was obtained by rejecting some pixels of the contour. This approach enables a rough estimate of the fruit occlusion percentage range by comparing the two diameter estimates.

RF Field Immunity of a Network Terminating Unit at Over One Gigaherz Frequencies

Työssä tutkitaan telepäätelaitteen yli gigahertsin taajuisen säteilevän RF kentän sietoisuutta. Mittauksissa testattava laite on Tellabs Oy:n valmistaman CTU modeemin tuotekehitysversio. Teoriaosassa käydään läpi sähkömagneettisten aaltojen teoriaa, sekä säteilevän RF kentän aiheuttamien sähkömagneettiset häiriöiden syntymekanismeja. Myös säteilevien häiriöiden EMC mittauksiin tarvittavien mittalaitteiden tärkeimmät ominaisuudet esitellään, sekä pohditaan yli gigahertsin taajuuksille sopivien EMC mittalaitteiden vaatimuksia. EMC standardit eivät tällä hetkellä aseta vaatimuksia telelaitteiden RF kentän sietoisuudelle yli gigahertsin taajuudella. Tämän vuoksi työssä käsitellään myös todennäköisimpiä häiriölähteitä tällä taajuusalueella. Mittauksissa tutkittiin CTU:n RF kentän sietoisuutta taajuusalueella l - 4.2 GHz. Mittaukset suoritettiin sekä radiokaiuttomassa kammiossa että GTEM solussa. Myös metallisten lisäsuojien vaikutusta CTU:n kentänsietoisuuteen tutkittiin GTEM solussa.

Development of a PC Tool for Estimating Pressure Drops in Forced-convection Boiler Tubes

Kaksifaasivirtauksen kuvaamiseen käytettävät mallit, ja menetelmät kaksifaasivirtauksen painehäviön määrittämiseksi kehittyvät yhä monimutkaisimmiksi. Höyrystinputkissa tapahtuvien painehäviöiden arvioinnin vaatiman laskennan suorittamiseksi tietokoneohjelman kehittäminen on välttämätöntä. Tässä työssä on kehitetty itsenäinen PC-ohjelma painehäviöiden arvioimiseksi pakotetulle konvektiovirtaukselle pystysuorissa höyrykattilan höyrystinputkissa. Veden ja vesihöyryn aineominaisuuksien laskentaan käytetään IAPWS-IF97 –yhtälökokoelmaa sekä muita tarvittavia IAPWS:n suosittelemia yhtälöitä. Höyrystinputkessa kulloinkin vallitsevan virtausmuodon määrittämiseen käytetään sovelluskelpoisia virtausmuotojen välisiä rajoja kuvaavia yhtälöitä. Ohjelmassa käytetään painehäviön määritykseen kirjallisuudessa julkaistuja yhtälöitä, virtausmuodosta riippuen, alijäähtyneelle virtaukselle, kupla-, tulppa- ja rengasvirtaukselle sekä tulistetun höyryn virtaukselle. Ohjelman laskemia painehäviöarvioita verrattiin kirjallisuudesta valittuihin mittaustuloksiin. Laskettujen painehäviöiden virhe vaihteli välillä –19.5 ja +23.9 %. Virheiden itseisarvojen keskiarvo oli 12.8 %.

Selvityksiä reaktiokalorimetrin soveltuvuudesta hydrometallurgiaan

Tämän työn tavoitteena oli reaktiokalorimetrin käyttöönotto sekä sen käyttökelpoisuuden selvittäminen hydrometallurgisten sovellusten ja erityisesti sinkkisulfidin liuotuksen tutkimiseen. Työn kirjallisuusosassa on käsitelty yleisellä tasolla kalorimetrian ja reaktiokalorimetrian teoriaa, termodynamiikkaa sekä sinkkirikasteen liuotuksen kemiaa. Lisäksi työssä esitellään erilaisten kalorimetrien ja termoanalyyttisten mittauslaitteiden toimintaperiaatteita. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin reaktiokalorimetrin mittaustulosten tarkkuutta vesi- kokeiden avulla. Laitteistolla määritettiin myös reaktiolämmöt sinkkisulfidin liukenemisreaktiolle sekä elohopeasuolan saostusreaktiolle. Lisäksi tutkittiin sekoitusnopeuden, lämpötilan ja kiintoainepitoisuuden vaikutusta mittaustuloksiin. Reaktiokalorimetrillä suoritettujen kokeiden perusteella havaittiin, että reaktiolämpöjen absoluuttisten arvojen määrittäminen laitteistolla on käytännössä vaikeaa. Koska reaktiokalorimetrillä pystytään määrittämään vain mittauksen aikana tapahtunut kokonaislämpömuutos, vaikuttavat mahdolliset faasimuutokset ja reaktorin lämpöhäviöt mittaustuloksiin. Näiden tekijöiden vaikutus on pyrittävä eliminoimaan tai niiden vaikutus on tunnettava tarkkaan, jos laitteella halutaan saada luotettavia reaktiolämpömittaustuloksia. Laitteiston mittaustarkkuus huononee huomattavasti, kun reaktorin lämpötila nousee yli 60 °C:een. Laitteistolla mitatut reaktiolämmöt poikkeavat huomattavasti vastaavista kirjallisuuden arvoista. Vedelle määritetyt ominaislämpökapasiteetit poikkeavat kirjallisuuden arvoista enintään 5 alle 90 °C:een lämpötilassa.

Application of Neural Network Methods in the Prediction of Stock Markets

The purpose of the research is to define practical profit which can be achieved using neural network methods as a prediction instrument. The thesis investigates the ability of neural networks to forecast future events. This capability is checked on the example of price prediction during intraday trading on stock market. The executed experiments show predictions of average 1, 2, 5 and 10 minutes’ prices based on data of one day and made by two different types of forecasting systems. These systems are based on the recurrent neural networks and back propagation neural nets. The precision of the predictions is controlled by the absolute error and the error of market direction. The economical effectiveness is estimated by a special trading system. In conclusion, the best structures of neural nets are tested with data of 31 days’ interval. The best results of the average percent of profit from one transaction (buying + selling) are 0.06668654, 0.188299453, 0.349854787 and 0.453178626, they were achieved for prediction periods 1, 2, 5 and 10 minutes. The investigation can be interesting for the investors who have access to a fast information channel with a possibility of every-minute data refreshment.

Ydinvoimalaitoksen nuklidijakauma vaikutus kontaminaatiomittauksiin

Tässä diplomityössä kuvataan Loviisan voimalaitoksen vaihtelevien kontaminaation nuklidijakaumien vaikutusta kontaminaatiomittausten tuloksiin. Nuklidikohtaisten tietojen ja kontaminaation nuklidikoostumuksen selvittämiseen käytettiin epäsuoraa kontaminaationmittausmenetelmää. Valvonta-alueen eri huonetiloista kerättiin pyyhintänäytteitä. Näytteet mitattiin kontaminaatiomittareilla sekä gammaspektrometrisesti radiokemian laboratoriossa. Gamma-analyysissä saatiin selville nuklidikohtaiset aktiivisuudet ja suhteelliset nuklidijakaumat. Kirjallisuudesta etsittiin tiedot kunkin kontaminaatiosta löytyneen nuklidin aktiivisuusominaisuuksille. Säteilyn ilmaisimien havaitsemistehokkuuden energiariippuvuus vaikuttaa kunkin nuklidin mittaustulokseen. Nuklidikohtaisten tietojen sekä tunnettujen energiariippuvuuksien perusteella arvioitiin hiukkasten energiajakauman aiheuttaman mittausvirheen osuutta kullekin nuklidijakaumalle. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan lisäksi eri kontaminaatiomittausmenetelmien hyviä ja huonoja puolia. Säteilysuojelutyössä käytetyt kontaminaation mittalaitteet on työssä esitelty ja mittaustarkkuuteen vaikuttavia seikkoja on käsitelty operatiivisen säteilysuojelun kannalta.

Mittaustieto ilmiöstä Internetiin

Työn tavoitteena oli kehittää laajentumiskykyinen ja tarkka hajautettu mittajärjestelmä venymille ja vastaaville ilmiöille, joka silti kestäisi ankaria olosuhteita. Mittajärjestelmän tehtävä oli esittää keräämänsä tieto Internetissä. Työssä esitellään kehityksen avainkohdat. Työssä on käsitelty koko mittausjärjestelmän suunnitteluun vaikuttavien tekijöitten kaari. Esimerkki-ilmiönä käsitellään venymä. Esittelen sen fysikaalisen luonteen ja tavat joilla venymän rajat vaikuttavat mittausketjun vaatimuksiin. Samoin on esimerkein käsitelty itse anturointitapa ja sen häiriötyypit. Työ luo yhtenäisen matemaattisen katsauksen häiriöihin ja niiden hallitsemiseen ilmiöstä digitointivaiheeseen asti. Eri osa-alueiden häiriötekijät ilmaistaan valitun toisiinsa nivoutuvan terminologian kautta. Työ käsittelee tiedon digitoimisen ja verkottamisen problematiikkaa. Työssä verrataan tarjolla olleita vaihtoehtoja ja dokumentoidaan lopullisessa järjestelmässä käytetyt ratkaisut ja niiden valitsemisen syyt.

Accuracy and Precision of Head Motion Information in Multi-Channel Free Induction Decay Navigators for Magnetic Resonance Imaging.

Free induction decay (FID) navigators were found to qualitatively detect rigid-body head movements, yet it is unknown to what extent they can provide quantitative motion estimates. Here, we acquired FID navigators at different sampling rates and simultaneously measured head movements using a highly accurate optical motion tracking system. This strategy allowed us to estimate the accuracy and precision of FID navigators for quantification of rigid-body head movements. Five subjects were scanned with a 32-channel head coil array on a clinical 3T MR scanner during several resting and guided head movement periods. For each subject we trained a linear regression model based on FID navigator and optical motion tracking signals. FID-based motion model accuracy and precision was evaluated using cross-validation. FID-based prediction of rigid-body head motion was found to be with a mean translational and rotational error of 0.14±0.21 mm and 0.08±0.13(°) , respectively. Robust model training with sub-millimeter and sub-degree accuracy could be achieved using 100 data points with motion magnitudes of ±2 mm and ±1(°) for translation and rotation. The obtained linear models appeared to be subject-specific as inter-subject application of a "universal" FID-based motion model resulted in poor prediction accuracy. The results show that substantial rigid-body motion information is encoded in FID navigator signal time courses. Although, the applied method currently requires the simultaneous acquisition of FID signals and optical tracking data, the findings suggest that multi-channel FID navigators have a potential to complement existing tracking technologies for accurate rigid-body motion detection and correction in MRI.

A Population-Based Model to Consider the Effect of Seasonal Variation on Serum 25(OH)D and Vitamin D Status.

Background. We elaborated a model that predicts the centiles of the 25(OH)D distribution taking into account seasonal variation. Methods. Data from two Swiss population-based studies were used to generate (CoLaus) and validate (Bus Santé) the model. Serum 25(OH)D was measured by ultra high pressure LC-MS/MS and immunoassay. Linear regression models on square-root transformed 25(OH)D values were used to predict centiles of the 25(OH)D distribution. Distribution functions of the observations from the replication set predicted with the model were inspected to assess replication. Results. Overall, 4,912 and 2,537 Caucasians were included in original and replication sets, respectively. Mean (SD) 25(OH)D, age, BMI, and % of men were 47.5 (22.1) nmol/L, 49.8 (8.5) years, 25.6 (4.1) kg/m(2), and 49.3% in the original study. The best model included gender, BMI, and sin-cos functions of measurement day. Sex- and BMI-specific 25(OH)D centile curves as a function of measurement date were generated. The model estimates any centile of the 25(OH)D distribution for given values of sex, BMI, and date and the quantile corresponding to a 25(OH)D measurement. Conclusions. We generated and validated centile curves of 25(OH)D in the general adult Caucasian population. These curves can help rank vitamin D centile independently of when 25(OH)D is measured.

Developing supply chain performance measurement metrics, case Halton Oy

Tämä tutkimus pyrkii selvittämään, miten toimitusketjun suorituskykyä voidaan mitata kohdeyrityksessä. Supply Chain Council (SCC) on vuonna 1996 kehittänyt Supply Chain Operations Reference (SCOR) – mallin, joka mahdollistaa myös suorituskyvyn mittaamisen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on soveltaa SCOR-mallin suorituskyvyn mittausmallia kohdeyrityksessä. Työ on kvalitatiivinen tapaustutkimus. Työn teoriaosassa on pääasiallisesti käsitelty toimitusketjua ja suorituskyvyn mittaamista koskevaa kirjallisuutta. Mittausjärjestelmän luominen alkaa kohdeyrityksen esittelyllä. SCOR – mallin mittarit on kohdeyrityksessä rakennettu SCC:n ehdotusten mukaisesti, jotta mittareiden tulokset olisivat käyttökelpoisia myös benchmarkkausta varten. Malli sisältää 10 SCOR – mittaria, sekä muutamia muita Haltonin omia mittareita. Lopputuloksena voidaan nähdä, että SCOR – malli antaa hyvän yleiskuvan toimitusketjun suorituskyvystä, mutta kohdeyrityksessä on silti tarvetta kehittää edelleen informatiivisempia mittareita, jotka antaisivat yksityiskohtaisempaa tietoa kohdeyrityksen johdolle.

Validity of silhouette showcards as a measure of body size and obesity in a population in the African region : a practical research tool for general-purpose surveys.

BACKGROUND: The purpose of this study is to validate the Pulvers silhouette showcard as a measure of weight status in a population in the African region. This tool is particularly beneficial when scarce resources do not allow for direct anthropometric measurements due to limited survey time or lack of measurement technology in face-to-face general-purpose surveys or in mailed, online, or mobile device-based surveys. METHODS: A cross-sectional study was conducted in the Republic of Seychelles with a sample of 1240 adults. We compared self-reported body sizes measured by Pulvers' silhouette showcards to four measurements of body size and adiposity: body mass index (BMI), body fat percent measured, waist circumference, and waist to height ratio. The accuracy of silhouettes as an obesity indicator was examined using sex-specific receiver operator curve (ROC) analysis and the reliability of this tool to detect socioeconomic gradients in obesity was compared to BMI-based measurements. RESULTS: Our study supports silhouette body size showcards as a valid and reliable survey tool to measure self-reported body size and adiposity in an African population. The mean correlation coefficients of self-reported silhouettes with measured BMI were 0.80 in men and 0.81 in women (P < 0.001). The silhouette showcards also showed high accuracy for detecting obesity as per a BMI ≥ 30 (Area under curve, AUC: 0.91/0.89, SE: 0.01), which was comparable to other measured adiposity indicators: fat percent (AUC: 0.94/0.94, SE: 0.01), waist circumference (AUC: 0.95/0.94, SE: 0.01), and waist to height ratio (AUC: 0.95/0.94, SE: 0.01) amongst men and women, respectively. The use of silhouettes in detecting obesity differences among different socioeconomic groups resulted in similar magnitude, direction, and significance of association between obesity and socioeconomic status as when using measured BMI. CONCLUSIONS: This study highlights the validity and reliability of silhouettes as a survey tool for measuring obesity in a population in the African region. The ease of use and cost-effectiveness of this tool makes it an attractive alternative to measured BMI in the design of non-face-to-face online- or mobile device-based surveys as well as in-person general-purpose surveys of obesity in social sciences, where limited resources do not allow for direct anthropometric measurements.

Improvement of Operational Efficiency effectiveness (OEE) using Six Sigma DMAIC Methodology — Case Bottomer line AD2378

Overall Equipment Effectiveness (OEE) is the key metric of operational excellence. OEE monitors the actual performance of equipment relative to its performance capabilities under optimal manufacturing conditions. It looks at the entire manufacturing environment measuring, in addition to the equipment availability, the production efficiency while the equipment is available to run products, as well as the efficiency loss that results from scrap, rework, and yield losses. The analysis of the OEE provides improvement opportunities for the operation. One of the tools used for OEE improvement is Six Sigma DMAIC methodology which is a set of practices originally developed to improve processes by eliminating defects. It asserts the continuous efforts to reduce variation in process outputs as key to business success, as well as the possibility of measurement, analysis, improvement and control of manufacturing and business processes. In the case of the Bottomer line AD2378 in Papsac Maghreb Casablanca plant, the OEE figures reached 48.65 %, which is below the accepted OEE group performance. This required immediate actions to achieve OEE improvement. This Master thesis focuses on the application of Six Sigma DMAIC methodology in the OEE improvement on the Bottomer Line AD2378 in Papsac Maghreb Casablanca plant. First, the Six Sigma DMAIC and OEE usage in operation measurement will be discussed. Afterwards, the different DMAIC phases will allow the identification of improvement focus, the identification of OEE low performance causes and the design of improvement solutions. These will be implemented to allow further tracking of improvement impact on the plant operations.

Uma abordagem robusta de cálculo aplicada a um sistema potenciométrico de medida de concentrações hidrogeniônicas em soluções aquosas

The data analyzed in this work were generated following the methodology developed by Molina et al.(J. Electroanal. Chem., 1979) for the calibration of a potentiometric system of measurement of hydrogen-ion concentrations resulting from neutralizations, at 25 ºC, of acidic or alkaline solutions at constant ionic strength (0.1 mol.l-1) held with NaClO4. The observed data present a serious deviation in relation to the mathematical model derived from the Nernst equation, for pH values ranging from 3 to 11, where pH=-log[H+]. We show that the minimization of the sum of the absolute values of the residuals gives estimates that are not influenced by outlying values.

New approximation to the third-order density : application to the calculation of correlated multicenter indices

In this work we present the formulas for the calculation of exact three-center electron sharing indices (3c-ESI) and introduce two new approximate expressions for correlated wave functions. The 3c-ESI uses the third-order density, the diagonal of the third-order reduced density matrix, but the approximations suggested in this work only involve natural orbitals and occupancies. In addition, the first calculations of 3c-ESI using Valdemoro's, Nakatsuji's and Mazziotti's approximation for the third-order reduced density matrix are also presented for comparison. Our results on a test set of molecules, including 32 3c-ESI values, prove that the new approximation based on the cubic root of natural occupancies performs the best, yielding absolute errors below 0.07 and an average absolute error of 0.015. Furthemore, this approximation seems to be rather insensitive to the amount of electron correlation present in the system. This newly developed methodology provides a computational inexpensive method to calculate 3c-ESI from correlated wave functions and opens new avenues to approximate high-order reduced density matrices in other contexts, such as the contracted Schrödinger equation and the anti-Hermitian contracted Schrödinger equation

Statistical Analysis and Numerics of Heat Exchanger Models

The identifiability of the parameters of a heat exchanger model without phase change was studied in this Master’s thesis using synthetically made data. A fast, two-step Markov chain Monte Carlo method (MCMC) was tested with a couple of case studies and a heat exchanger model. The two-step MCMC-method worked well and decreased the computation time compared to the traditional MCMC-method. The effect of measurement accuracy of certain control variables to the identifiability of parameters was also studied. The accuracy used did not seem to have a remarkable effect to the identifiability of parameters. The use of the posterior distribution of parameters in different heat exchanger geometries was studied. It would be computationally most efficient to use the same posterior distribution among different geometries in the optimisation of heat exchanger networks. According to the results, this was possible in the case when the frontal surface areas were the same among different geometries. In the other cases the same posterior distribution can be used for optimisation too, but that will give a wider predictive distribution as a result. For condensing surface heat exchangers the numerical stability of the simulation model was studied. As a result, a stable algorithm was developed.