Manifold clustering for motion segmentation

En aquesta tesi s’estudia el problema de la segmentació del moviment. La tesi presenta una revisió dels principals algoritmes de segmentació del moviment, s’analitzen les característiques principals i es proposa una classificació de les tècniques més recents i importants. La segmentació es pot entendre com un problema d’agrupament d’espais (manifold clustering). Aquest estudi aborda alguns dels reptes més difícils de la segmentació de moviment a través l’agrupament d’espais. S’han proposat nous algoritmes per a l’estimació del rang de la matriu de trajectòries, s’ha presenta una mesura de similitud entre subespais, s’han abordat problemes relacionats amb el comportament dels angles canònics i s’ha desenvolupat una eina genèrica per estimar quants moviments apareixen en una seqüència. L´ultima part de l’estudi es dedica a la correcció de l’estimació inicial d’una segmentació. Aquesta correcció es du a terme ajuntant els problemes de la segmentació del moviment i de l’estructura a partir del moviment.

New medical registration and segmentation techniques using information-theoretic tools

El processament d'imatges mèdiques és una important àrea de recerca. El desenvolupament de noves tècniques que assisteixin i millorin la interpretació visual de les imatges de manera ràpida i precisa és fonamental en entorns clínics reals. La majoria de contribucions d'aquesta tesi són basades en Teoria de la Informació. Aquesta teoria tracta de la transmissió, l'emmagatzemament i el processament d'informació i és usada en camps tals com física, informàtica, matemàtica, estadística, biologia, gràfics per computador, etc. En aquesta tesi, es presenten nombroses eines basades en la Teoria de la Informació que milloren els mètodes existents en l'àrea del processament d'imatges, en particular en els camps del registre i la segmentació d'imatges. Finalment es presenten dues aplicacions especialitzades per l'assessorament mèdic que han estat desenvolupades en el marc d'aquesta tesi.

Image segmentation integrating colour, texture and boundary information

La tesis se centra en la Visión por Computador y, más concretamente, en la segmentación de imágenes, la cual es una de las etapas básicas en el análisis de imágenes y consiste en la división de la imagen en un conjunto de regiones visualmente distintas y uniformes considerando su intensidad, color o textura. Se propone una estrategia basada en el uso complementario de la información de región y de frontera durante el proceso de segmentación, integración que permite paliar algunos de los problemas básicos de la segmentación tradicional. La información de frontera permite inicialmente identificar el número de regiones presentes en la imagen y colocar en el interior de cada una de ellas una semilla, con el objetivo de modelar estadísticamente las características de las regiones y definir de esta forma la información de región. Esta información, conjuntamente con la información de frontera, es utilizada en la definición de una función de energía que expresa las propiedades requeridas a la segmentación deseada: uniformidad en el interior de las regiones y contraste con las regiones vecinas en los límites. Un conjunto de regiones activas inician entonces su crecimiento, compitiendo por los píxeles de la imagen, con el objetivo de optimizar la función de energía o, en otras palabras, encontrar la segmentación que mejor se adecua a los requerimientos exprsados en dicha función. Finalmente, todo esta proceso ha sido considerado en una estructura piramidal, lo que nos permite refinar progresivamente el resultado de la segmentación y mejorar su coste computacional. La estrategia ha sido extendida al problema de segmentación de texturas, lo que implica algunas consideraciones básicas como el modelaje de las regiones a partir de un conjunto de características de textura y la extracción de la información de frontera cuando la textura es presente en la imagen. Finalmente, se ha llevado a cabo la extensión a la segmentación de imágenes teniendo en cuenta las propiedades de color y textura. En este sentido, el uso conjunto de técnicas no-paramétricas de estimación de la función de densidad para la descripción del color, y de características textuales basadas en la matriz de co-ocurrencia, ha sido propuesto para modelar adecuadamente y de forma completa las regiones de la imagen. La propuesta ha sido evaluada de forma objetiva y comparada con distintas técnicas de integración utilizando imágenes sintéticas. Además, se han incluido experimentos con imágenes reales con resultados muy positivos.

Intonation contours vs. syntactic structure as predictors of apparent segmentation

This paper is a review of a study on perception and comprehension of speech using syntactic, visual and acoustic information.

Fusion of motion segmentation algorithms

Many algorithms have been developed to achieve motion segmentation for video surveillance. The algorithms produce varying performances under the infinite amount of changing conditions. It has been recognised that individually these algorithms have useful properties. Fusing the statistical result of these algorithms is investigated, with robust motion segmentation in mind.

Characterisation of an amphioxus Fringe gene and the evolution of the vertebrate segmentation clock

In mouse and chick embryos, cyclic expression of lunatic fringe has an important role in the regulation of mesoderm segmentation. We have isolated a Fringe gene from the protochordate amphioxus. Amphioxus is the closest living relative of the vertebrates, and has mesoderm that is definitively segmented in a manner that is similar to, and probably homologous with, that of vertebrates. AmphiFringe is placed basal to vertebrate Fringe genes in molecular phylogenetic analyses, indicating that the duplications that formed radical-, manic- and lunatic fringe are specific to the vertebrate lineage. AmphiFringe expression was detected in the anterior neural plate of early neurulae, where it resolved into a series of segmental patches by the mid-neurulae stage. No AmphiFringe transcripts were detected in the mesoderm. Based on these observations, we propose a model depicting a successive recruitment of Fringe in the maintenance then regulation of segmentation during vertebrate evolution.

Automatic internal calibration in liquid chromatography/Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry of protein digests

Accurately measured peptide masses can be used for large-scale protein identification from bacterial whole-cell digests as an alternative to tandem mass spectrometry (MS/MS) provided mass measurement errors of a few parts-per-million (ppm) are obtained. Fourier transform ion cyclotron resonance (FTICR) mass spectrometry (MS) routinely achieves such mass accuracy either with internal calibration or by regulating the charge in the analyzer cell. We have developed a novel and automated method for internal calibration of liquid chromatography (LC)/FTICR data from whole-cell digests using peptides in the sample identified by concurrent MS/MS together with ambient polydimethyl-cyclosiloxanes as internal calibrants in the mass spectra. The method reduced mass measurement error from 4.3 +/- 3.7 ppm to 0.3 +/- 2.3 ppm in an E. coli LC/FTICR dataset of 1000 MS and MS/MS spectra and is applicable to all analyses of complex protein digests by FTICRMS. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

Texture segmentation in Williams syndrome

Williams syndrome (WS) is a developmental disorder in which visuo-spatial cognition is poor relative to verbal ability. At the level of visuo-spatial perception, individuals with WS can perceive both the local and global aspects of an image. However, the manner in which local elements are integrated into a global whole is atypical, with relative strengths in integration by luminance, closure, and alignment compared to shape, orientation and proximity. The present study investigated the manner in which global images are segmented into local parts. Segmentation by seven gestalt principles was investigated: proximity, shape, luminance, orientation, closure, size (and alignment: Experiment I only). Participants were presented with uniform texture squares and asked to detect the presence of a discrepant patch (Experiment 1) or to identify the form of a discrepant patch as a capital E or H (Experiment 2). In Experiment 1, the pattern and level of performance of the WS group did not differ from that of typically developing controls, and was commensurate with the general level of non-verbal ability observed in WS. These results were replicated in Experiment 2, with the exception of segmentation by proximity, where individuals with WS demonstrated superior performance relative to the remaining segmentation types. Overall, the results suggest that, despite some atypical aspects of visuo-spatial perception in WS, the ability to segment a global form into parts is broadly typical in this population. In turn, this informs predictions of brain function in WS, particularly areas V1 and V4. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.