Image quality assessment in digital mammography: part II. NPWE as a validated alternative for contrast detail analysis.

Assessment of image quality for digital x-ray mammography systems used in European screening programs relies mainly on contrast-detail CDMAM phantom scoring and requires the acquisition and analysis of many images in order to reduce variability in threshold detectability. Part II of this study proposes an alternative method based on the detectability index (d') calculated for a non-prewhitened model observer with an eye filter (NPWE). The detectability index was calculated from the normalized noise power spectrum and image contrast, both measured from an image of a 5 cm poly(methyl methacrylate) phantom containing a 0.2 mm thick aluminium square, and the pre-sampling modulation transfer function. This was performed as a function of air kerma at the detector for 11 different digital mammography systems. These calculated d' values were compared against threshold gold thickness (T) results measured with the CDMAM test object and against derived theoretical relationships. A simple relationship was found between T and d', as a function of detector air kerma; a linear relationship was found between d' and contrast-to-noise ratio. The values of threshold thickness used to specify acceptable performance in the European Guidelines for 0.10 and 0.25 mm diameter discs were equivalent to threshold calculated detectability indices of 1.05 and 6.30, respectively. The NPWE method is a validated alternative to CDMAM scoring for use in the image quality specification, quality control and optimization of digital x-ray systems for screening mammography.

Laboratory Investigation of Bridge Strip Seal Joint Termination Details, SPR RB08-014, 2016

Bridge expansion joints, if not properly designed, constructed, and maintained, often lead to the deterioration of critical substructure elements. Strip seal expansion joints consisting of a steel extrusion and neoprene gland are one type of expansion joint and are commonly used by the Iowa Department of Transportation (DOT). Strip seal expansion joints are susceptible to tears and pull outs that allow water, chlorides, and debris to infiltrate the joint, and subsequently the bearings below. One area of the strip seal that is particularly problematic is where it terminates at the interface between the deck and the barrier rail. The Iowa DOT has noted that the initial construction quality of the current strip seal termination detail is not satisfactory, nor ideal, and a need exists for re-evaluation and possibly re-design of this detail. Desirable qualities of a strip seal termination detail provide a seal that is simple and fast to construct, facilitate quick gland removal and installation, and provide a reliable, durable barrier to prevent chloride-contaminated water from reaching the substructure. To meet the objectives of this research project, several strip seal termination details were evaluated in the laboratory. Alternate termination details may not only function better than the current Iowa DOT standard, but are also less complicated to construct, facilitating better quality control. However, uncertainties still exist regarding the long-term effects of using straight-through details, with or without the dogleg, that could not be answered in the laboratory in the short time frame of the research project.

Hitsauksen joustava laadunhallinta tilauskonepajassa

Diplomityön tavoitteena oli hitsauksen laadunhallinnan kuvaaminen ja kehittäminen ISO 9001 laadunhallintajärjestelmän ja uudistetun hitsauksen laatuvaatimusstandardin SFS-EN ISO3834-2:n mukaisesti tilauskonepajaan. Diplomityö koostuu teoriaosasta ja käytännön osasta. Teoriaosassa on käsitelty yleisiä laadunhallintaan liittyviä asioitasekä hitsauksen laadunhallintaan liittyviä asioita. Tarkastelun kohteina ovat olleet laadunhallinnan vaikutukset kilpailukykyyn sekä laadunhallinnan työkalut. Hitsauksen laadunhallintaa on käsitelty hitsatun rakenteen ja hitsausliitoksen laatuvaatimuksien, hitsaukseen vaikuttavien viranomaismääräysten sekä työturvallisuuden näkökulmista. Käytännön osassa kerrotaan hitsauksen laatujärjestelmän rakentamisesta Lievestuoreella sijaitsevaan TTP-Yhtiöt Oy:n tilauskonepajaan. Yrityksen hitsaustoiminnan nykytilanne arvioitiin ja sen pohjaltalaadittiin hitsauksen laatukäsikirja. Hitsauksen laatukäsikirja rakennettiin noudattaen hitsauksen laatuvaatimusstandardia SFS-EN ISO 3834-2 ja käyttäen apuna yrityksen ISO 9001:2000 laatukäsikirjaa. Tilauskonepajassa hitsauksen toimintajärjestelmältä vaaditaan joustavuutta, koska asiakkaiden hitsaustyölle asettamat vaatimukset vaihtelevat suuresti. Diplomityössä kuvataan esimerkin avulla hitsausohjeiden laatiminen, joka muodostaa yhden keskeisen osa-alueen hitsauksen laadunhallintajärjestelmästä. Hitsauksen laatujärjestelmän rakentamisen aikana hitsaushenkilöstöä informoitiin laatujärjestelmän edellyttämistä toimenpiteistä ja muutoksista luentojen avulla. Työn tuloksena saatiin myös yrityksen hitsaustoimintojen kehittämiseen, tehostamiseen sekä henkilökunnan koulutukseen liittyviä jatkotoimenpiteitä esille.

Critères de qualité en radiothérapie des cancers de la tête et du cou sous l'égide de l'Intergroupe ORL Quality criteria in radiotherapy for head and neck cancers under the aegis of Head and Neck Intergroup.

The aim of radiotherapy is to deliver enough radiation to the tumor in order to achieve maximum tumour control in the irradiated volume with as few serious complications as possible with an irradiation dose as low as possible to normal tissue. The quality of radiotherapy is essential for optimal treatment and quality control is to reduce the bias in clinical trials avoiding possible major deviations. The assurance and quality control programs have been developed in large european (EORTC, GORTEC) and american cooperative groups (RTOG) of radiation oncology since the 1980s. We insist here on the importance of quality assurance in radiotherapy and the current status in this domain and the criteria for quality control especially for current clinical trials within GORTEC are discussed here.

Osavalmistusprosessin laadunhallinta, perustuen SFS-EN ISO 9001.1994 laatujärjestelmästandardiin

Työn tavoitteena oli luoda yritykseen soveltuva, toimiva laatujärjestelmän kirjallinen kuvaus sekä parantaa laadun hallintaa. Laatutoimintojen kehittämisessä perustana käytettiin laatujärjestelmästandardia SFS-EN ISO 9001. Työn lähtökohtana oli perusteellinen nykytilan selvitys. Saatujen tulosten perusteella voitiin kohdistaa toimenpiteet oikein, jolloin laadun parannus oli merkittävää ja mitattavissa. Lähtötilanteessa havaittiin suuria laatuongelmia niin asiakkaiden keskuudessa kuin yrityksen sisäisissä toiminnoissa, verrattaessa ISO 9001 standardiin. Prosessit pyrittiin kirjaamaan sekä aloitustilanteessaettä havaittujen puutteiden korjaamisen jälkeen. Tästä dokumentaatiosta muodostettiin pohja yrityksen laatujärjestelmän kuvaukselle - laatukäsikirjalle. Dokumentoitua työ- tai toiminto-ohjetta kehitettiin edelleen vastaamaan parasta havaittua toimintatapaa.Työ osoitti laadun hallinnan parantuneen merkittävästi, kun prosessi on onnistuttu kuvaamaan käytännönläheisesti ja yksinkertaisesti. Ratkaisevan tärkeää on prosessin suorittamiseen osallistuvan henkilöstön panos kuvattaessa ja kehitettäessä toimintoa. Ilman henkilöstön sitouttamista kuvaukset ja ohjeet jäävät vain hyödyttömiksi papereiksi, joita ei noudateta eikä päivitetä. Laadun, kuten minkään muunkaan parametrin, kehitystä on mahdoton seurata ilman selkeitä ja yksiselitteisiä mittareita. Työssä luotiin tärkeimpiinprosesseihin kehitystä ilmaisevat laatumittarit. Parhaimmillaan havaittiin maalaamossa suoritettujen toimenpiteiden seurauksena virheellisten kappaleiden osuuden pudonneen kertaluokkaa pienemmäksi. Laatujärjestelmän kehitystyö osoittautui tämänkin kokoisessa yrityksessä erittäin työlääksi ja aikaa vieväksi. Kuitenkin on selvää, että laadunhallinnan parantuessa ja todistusaineiston karttuessa onnistumisten kautta, lisääntyy koko yrityksen usko laadun parantamisen tärkeyteen ja näin nopeuttaa joskus kipeidenkin uudistusten läpivientiä.

Global surveillance of cancer survival 1995-2009 : analysis of individual data for 25 676 887 patients from 279 population-based registries in 67 countries (CONCORD-2)

BACKGROUND: Worldwide data for cancer survival are scarce. We aimed to initiate worldwide surveillance of cancer survival by central analysis of population-based registry data, as a metric of the effectiveness of health systems, and to inform global policy on cancer control. METHODS: Individual tumour records were submitted by 279 population-based cancer registries in 67 countries for 25·7 million adults (age 15-99 years) and 75 000 children (age 0-14 years) diagnosed with cancer during 1995-2009 and followed up to Dec 31, 2009, or later. We looked at cancers of the stomach, colon, rectum, liver, lung, breast (women), cervix, ovary, and prostate in adults, and adult and childhood leukaemia. Standardised quality control procedures were applied; errors were corrected by the registry concerned. We estimated 5-year net survival, adjusted for background mortality in every country or region by age (single year), sex, and calendar year, and by race or ethnic origin in some countries. Estimates were age-standardised with the International Cancer Survival Standard weights. FINDINGS: 5-year survival from colon, rectal, and breast cancers has increased steadily in most developed countries. For patients diagnosed during 2005-09, survival for colon and rectal cancer reached 60% or more in 22 countries around the world; for breast cancer, 5-year survival rose to 85% or higher in 17 countries worldwide. Liver and lung cancer remain lethal in all nations: for both cancers, 5-year survival is below 20% everywhere in Europe, in the range 15-19% in North America, and as low as 7-9% in Mongolia and Thailand. Striking rises in 5-year survival from prostate cancer have occurred in many countries: survival rose by 10-20% between 1995-99 and 2005-09 in 22 countries in South America, Asia, and Europe, but survival still varies widely around the world, from less than 60% in Bulgaria and Thailand to 95% or more in Brazil, Puerto Rico, and the USA. For cervical cancer, national estimates of 5-year survival range from less than 50% to more than 70%; regional variations are much wider, and improvements between 1995-99 and 2005-09 have generally been slight. For women diagnosed with ovarian cancer in 2005-09, 5-year survival was 40% or higher only in Ecuador, the USA, and 17 countries in Asia and Europe. 5-year survival for stomach cancer in 2005-09 was high (54-58%) in Japan and South Korea, compared with less than 40% in other countries. By contrast, 5-year survival from adult leukaemia in Japan and South Korea (18-23%) is lower than in most other countries. 5-year survival from childhood acute lymphoblastic leukaemia is less than 60% in several countries, but as high as 90% in Canada and four European countries, which suggests major deficiencies in the management of a largely curable disease. INTERPRETATION: International comparison of survival trends reveals very wide differences that are likely to be attributable to differences in access to early diagnosis and optimum treatment. Continuous worldwide surveillance of cancer survival should become an indispensable source of information for cancer patients and researchers and a stimulus for politicians to improve health policy and health-care systems. FUNDING: Canadian Partnership Against Cancer (Toronto, Canada), Cancer Focus Northern Ireland (Belfast, UK), Cancer Institute New South Wales (Sydney, Australia), Cancer Research UK (London, UK), Centers for Disease Control and Prevention (Atlanta, GA, USA), Swiss Re (London, UK), Swiss Cancer Research foundation (Bern, Switzerland), Swiss Cancer League (Bern, Switzerland), and University of Kentucky (Lexington, KY, USA).

Paperikoneen laatusäätöjärjestelmän uusinnan vaikutukset laatusäätöjen suorituskykyyn

Tutkimuksen kohteena olleen UPM-Kymmene Oyj Kajaanin tehtaan PK3:n laatusäätöjärjestelmä ja mittapalkki uusittiin, jolloin haluttiin selvittää uusinnan vaikutuksia laatusäätöjen suorituskykyyn ja paperin laatuun. Työn kirjallisessa osassa perehdyttiin paperinvalmistusprosessin osiin kyseisen sanomalehtipaperikoneen tapauksessa sekä keskeisimpiin paperin laatuominaisuuksiin liittyviin mittaus- ja säätölaitteisiin sekä niiden toimintaan. Seurattaviksi paperin laatusuureiksi valittiin neliömassa, kuivamassa, kosteus ja paksuus, jotka ovat sanomalehtipaperin tärkeimpiä online-mitattavia ominaisuuksia. Paperin laatusuureiden seurantaan käytetään erilaisia tunnuslukuja ja työkaluja, joita on esitelty tässä työssä. Laatusuureiden konesuuntaisen ja poikkisuuntaisen seurannan tunnusluvuksi valittiin yleisesti käytössä oleva 2σ-keskiarvohajonta. Säätöjen suorituskykyä seurattiin suorituskykykolmion ohjausmatkaindeksien (CTI) ja erosuureen integraalien (IAE) avulla. Kokeellisessa osassa kerättiin mittaustietoja sekä vanhan että uuden laatusäätöjärjestelmän aikana. Seurattavat ajotilanteet paperikoneella jaettiin stabiiliin ajoon ja muutostilanteisiin, jotka käsittävät katkot ja lajinvaihtotilanteet. Stabiilin ajon aikana selvitettiin laatusuureiden hajontojen ja säätöjen suorituskykyindeksien normaaleissa tasoissa tapahtuneet muutokset. Muutostilanteiden osalta haluttiin selvittää, nopeuttaako järjestelmäuusinta katkoista toipumista ja lajinvaihtoaikaa. Stabiilin ajon seurannasta saatujen tulosten perusteella neliömassan ja kuivamassan konesuuntaiset hajonnat kasvoivat järjestelmäuusinnan myötä, mutta kosteuden konesuuntaiset hajonnat pienenivät. Laatusuureiden poikkisuuntaisista hajonnoista neliömassan sekä kuivamassan hajonnat kasvoivat ja kosteuden sekä paksuuden hajonnat pienenivät joidenkin lajien osalta. Poikkisuuntaisten laatusuureiden, etenkin paksuuden, toipuminen katkon jälkeen nopeutui. Myös lajinvaihtoon kuluva aika lyheni poikkisuuntaisilla laatusuureilla. Muutostilanteiden konesuuntaisten hajontojen asettumisajat eivät juuri parantuneet.

Developing Supply Management Processes in a Global Process Automation Organization

Tämän työn tarkoituksena on tutkia prosessien uudelleensuunnittelua ja erityisesti hankintaprosessien uudistamista kansainvälisessä prosessiautomaatioyrityksessä. Työn aihealuetta tutkitaan sekä henkilöstön, uuden teknologian että prosessien kehittämisen näkökulmasta. Prosessien kehittämisessä työkaluna on käytetty tunnettua laatutyökalua, Six Sigmaa. Työn päätavoitteena on luoda uudet toimintamallit kehitettäville prosesseille. Kirjallisuuden lisäksi työ perustuu kirjoittajan kokemuksiin ja havaintoihin projektitiimin jäsenenä. Prosessien kehittämistä tarkastellaan myös muutoksenhallinnan näkökulmasta. Tämä on alue, jota ei saisi koskaan jättää huomiotta kehityshankkeissa. Kehitettäessä liiketoimintaprosesseja muutoksenhallinta on menestyksen kannalta ensisijaisen tärkeää. Muutoksenhallintaa tutkitaan työssä sekä organisaation että yksilön kannalta. Tässä työssä esitellään lisäksi maailmanlaajuisesti tunnettu ja käytetty laatutyökalu, Six Sigma. Six Sigmaa on käytetty myös työn lopussa tarkasteltavassa case-osuudessa. Case-osuudessa prosesseja tutkitaan aina nykytilasta uusiin toimintamalleihin saakka. Prosesseja ja niiden suorituskykyä analysoidaan yhtäjaksoisesti kehitysprojektien edetessä.

Trace element monitoring in the ICU: quality and economic impact of a change in sampling practice.

BACKGROUND & AIMS: Trace elements (TE) are involved in the immune and antioxidant defences which are of particular importance during critical illness. Determining plasma TE levels is costly. The present quality control study aimed at assessing the economic impact of a computer reminded blood sampling versus a risk guided on-demand monitoring of plasma concentrations of selenium, copper, and zinc. METHODS: Retrospective analysis of 2 cohorts of patients admitted during 6 months periods in 2006 and 2009 to the ICU of a University hospital. INCLUSION CRITERIA: to receive intravenous micronutrient supplements and/or to have a TE sampling during ICU stay. The TE samplings were triggered by computerized reminder in 2006 versus guided by nutritionists in 2009. RESULTS: During the 2 periods 636 patients met the inclusion criteria out of 2406 consecutive admissions, representing 29.7% and 24.9% respectively of the periods' admissions. The 2009 patients had higher SAPS2 scores (p = 0.02) and lower BMI compared to 2006 (p = 0.007). The number of laboratory determinations was drastically reduced in 2009, particularly during the first week, despite the higher severity of the cohort, resulting in à 55% cost reduction. CONCLUSIONS: The monitoring of TE concentrations guided by a nutritionist resulted in a reduction of the sampling frequency, and targeting on the sickest high risk patients, requiring a nutritional prescription adaptation. This control leads to cost reduction compared to an automated sampling prescription.

Prosessilähtöisen laadunhallintajärjestelmän sopeuttaminen perinteiseen linjaorganisaatioon.

Työn tavoitteena oli perehtyä prosessilähtöisen laadunhallintajärjestelmän sopeuttamiseen perinteiseen linjaorganisaatioon. Kirjallisuuslähteitä apuna käyttäen perehdyttiin laadunhallintajärjestelmästandardien vaatimuksiin ja organisaatioiden erilaisiin johtamismalleihin. Prosessilähtöisen toimintamallin sopeuttamiseen linjaorganisaatioon liittyy olennaisesti esitutkimus, jonka avulla saadaan tietoa organisaation senhetkisestä tilasta. Tämä esitutkimus suoritettiin kohdeyrityksen henkilöstön keskuudessa eri tutkimusmenetelmiä käyttäen. Saaduista esitutkimuksen tuloksista yrityksen johto voi päättää toimenpiteistä, joilla edesautetaan uuden toimintamallin ja samalla yrityksen vision, strategioiden sekä arvojen saattamista käytännön toimintaan. Uusi prosessilähtöinen laadunhallintajärjestelmä, ISO 9001 -standardi, asettaa niin kyseisen laadunhallintajärjestelmän omaaville kuin sitä tavoittelevillekin yrityksille uudet vaatimukset. Pukkila Oy Ab:n lähtiessä täyttämään näitä vaatimuksia se on kokonaan nykyisestä poikkeavan toimintamallin edessä, joka edellyttää muutosta koko organisaatiolta. Prosessilähtöinen toimintamalli vaatii kokonaan nykyisen toimintamallin kyseenalaistamista, jolloin muutos kohdistuu myös nykyiseen yrityksen johtamisjärjestelmään. Laadunhallintajärjestelmä painottaa tässä toimintamallissa asiakaslähtöistä ajattelutapaa sekä toiminnallisella että teknillisellä puolella. Toimenpidesuosituksena yrityksen johdolle esitetään perehtymistä organisaation eri tasojen yhteiseen sosiaaliseen todellisuuteen sekä muuttamaan osastopohjainen johtamisjärjestelmä prosessilähtöistä toimintaa tukevaksi.

Kannattavuusraportoinnin laadun arviointi data warehouse ratkaisussa Case: Paperiteollisuuden myynnin ja asiakaspalvelun tietojärjestelmä

Tutkielman tavoitteena oli selvittää, onko tutkielman tilaajan toteuttaman kannattavuusraportoinnin laatu käyttäjien mielestä riittävä. Kannattavuusraportointi on toteutettu data warehouse tekniikalla. Tutkielman tavoitteina oli myös määrittää, mitä ohjelmiston laatu tarkoittaa ja miten sitä voidaan arvioida. Tutkimuksessa käytettiin kvalitatiivista tutkimusmenetelmää. Laadun arviointiin käytetty aineisto kerättiin haastattelemalla seitsemäätoista kannattavuusraportoinnin aktiivikäyttäjää. Tutkielmassa ohjelmiston laatu tarkoittaa sen kykyä täyttää tai ylittää käyttäjiensä kohtuulliset toiveet ja odotukset. Laatua arvioitiin standardin ISO/IEC 9126 määrittelemällä kuudella laatuominaisuudella, jotka kuvaavat minimaalisella päällekkäisyydellä ohjelmiston laadun. Lisäksi arvioinnissa hyödynnettiin varsinaiseen standardiin kuulumatonta informatiivista liitettä, joka tarkentaa ISO/IEC 9126 standardissa esitettyjä laadun ominaispiirteitä. Tutkimuksen tuloksena voidaan todeta, että käyttäjien mukaan kannattavuusraportointi on tarpeeksi laadukas, sillä se pystyy tarjoamaan helppokäyttöisiä, oikeanmuotoisia raportteja riittävän hyvällä vasteajalla käyttäjien tarpeisiin. Tehokkaasta hyödyntämisestä voidaan päätellä data warehousen rakentamisen onnistuneen. Tutkimuksessa nousi esiin myös runsaasti kehittämis- ja parannusideoita, jotka toimivat yhtenä kehitystyön apuvälineenä tulevaisuudessa.

Harvesteripään karsintaterän ennenaikaiseen vaurioitumiseen johtavien syiden analysointi

Viimeisten vuosien ja jopa viimeisen vuosikymmenen aikana on metsäkoneiden valmistusta kehitetty aiemmasta, jopa täydellisestä omavalmistuksesta yhä enemmän alihankintatoimittajien suuntaan. Koneen valmistaja keskittyy usein vain varsin kapean osuuden esim. loppukokoonpanon suorittamiseen. Samalla on yhä enemmän luotettu alihankinnan suorittamaan laadunvalvontaan ja – varmistukseen. Toimintatapa edellyttää toimivaa laatujärjestelmää koneen valmistajan ja kaikkien alihankkijoiden toiminnassa. Lisäksi tuotantohenkilöstön ammattitaidon tulee olla sitä tasoa, että laatujärjestelmissä oleva laatuvaatimus saavutetaan kaikissa olosuhteissa. Tämän diplomityön tarkoituksena on selvittää, kuinka metsäkoneen harvesteripään karsintaterän luotettavuutta voidaan parantaa. Kuormitusten selvittämisen menetelmänä käytettiin venymäliuskamittausta. Analysoinnissa on käytetty nimellisen jännityksen- ja tehollisen lovijännityksen menetelmää. Em. menetelmän tulokset ovat laskettu FEM-laskennalla. Nykyiset terät on analysoitu em. menetelmien käytöstä saaduilla tuloksilla. Analysoinnin tuloksista voitiin tehdä johtopäätös, että terien lujuutta tulee lisätä luotettavuuden parantamiseksi. Saatuja mittaus- ja suunnittelutietoja voidaan tulevaisuudessa hyödyntää uusien terien suunnittelussa.

Evolution of mammographic image quality in the state of Rio de Janeiro

Objective:To evaluate the evolution of mammographic image quality in the state of Rio de Janeiro on the basis of parameters measured and analyzed during health surveillance inspections in the period from 2006 to 2011.Materials and Methods:Descriptive study analyzing parameters connected with imaging quality of 52 mammography apparatuses inspected at least twice with a one-year interval.Results:Amongst the 16 analyzed parameters, 7 presented more than 70% of conformity, namely: compression paddle pressure intensity (85.1%), films development (72.7%), film response (72.7%), low contrast fine detail (92.2%), tumor mass visualization (76.5%), absence of image artifacts (94.1%), mammography-specific developers availability (88.2%). On the other hand, relevant parameters were below 50% conformity, namely: monthly image quality control testing (28.8%) and high contrast details with respect to microcalcifications visualization (47.1%).Conclusion:The analysis revealed critical situations in terms of compliance with the health surveillance standards. Priority should be given to those mammography apparatuses that remained non-compliant at the second inspection performed within the one-year interval.

Analysis of translational errors in frame-based and frameless cranial radiosurgery using an anthropomorphic phantom

Abstract Objective: To evaluate three-dimensional translational setup errors and residual errors in image-guided radiosurgery, comparing frameless and frame-based techniques, using an anthropomorphic phantom. Materials and Methods: We initially used specific phantoms for the calibration and quality control of the image-guided system. For the hidden target test, we used an Alderson Radiation Therapy (ART)-210 anthropomorphic head phantom, into which we inserted four 5mm metal balls to simulate target treatment volumes. Computed tomography images were the taken with the head phantom properly positioned for frameless and frame-based radiosurgery. Results: For the frameless technique, the mean error magnitude was 0.22 ± 0.04 mm for setup errors and 0.14 ± 0.02 mm for residual errors, the combined uncertainty being 0.28 mm and 0.16 mm, respectively. For the frame-based technique, the mean error magnitude was 0.73 ± 0.14 mm for setup errors and 0.31 ± 0.04 mm for residual errors, the combined uncertainty being 1.15 mm and 0.63 mm, respectively. Conclusion: The mean values, standard deviations, and combined uncertainties showed no evidence of a significant differences between the two techniques when the head phantom ART-210 was used.

Reconstruction and analysis of surface variation using photometric stereo

In many industrial applications, accurate and fast surface reconstruction is essential for quality control. Variation in surface finishing parameters, such as surface roughness, can reflect defects in a manufacturing process, non-optimal product operational efficiency, and reduced life expectancy of the product. This thesis considers reconstruction and analysis of high-frequency variation, that is roughness, on planar surfaces. Standard roughness measures in industry are calculated from surface topography. A fast and non-contact method to obtain surface topography is to apply photometric stereo in the estimation of surface gradients and to reconstruct the surface by integrating the gradient fields. Alternatively, visual methods, such as statistical measures, fractal dimension and distance transforms, can be used to characterize surface roughness directly from gray-scale images. In this thesis, the accuracy of distance transforms, statistical measures, and fractal dimension are evaluated in the estimation of surface roughness from gray-scale images and topographies. The results are contrasted to standard industry roughness measures. In distance transforms, the key idea is that distance values calculated along a highly varying surface are greater than distances calculated along a smoother surface. Statistical measures and fractal dimension are common surface roughness measures. In the experiments, skewness and variance of brightness distribution, fractal dimension, and distance transforms exhibited strong linear correlations to standard industry roughness measures. One of the key strengths of photometric stereo method is the acquisition of higher frequency variation of surfaces. In this thesis, the reconstruction of planar high-frequency varying surfaces is studied in the presence of imaging noise and blur. Two Wiener filterbased methods are proposed of which one is optimal in the sense of surface power spectral density given the spectral properties of the imaging noise and blur. Experiments show that the proposed methods preserve the inherent high-frequency variation in the reconstructed surfaces, whereas traditional reconstruction methods typically handle incorrect measurements by smoothing, which dampens the high-frequency variation.