Pixel-based correspondence for facial images

A pixel-based correspondence method is presented for representation of facial images. The proposed method consists of two modules: face-image matching and face-image morphing. In the face-image matching module, the correspondence between two images are calculated for all pixel locations. A novel area-based matching method is proposed that makes use of the concept of the fractal dimension, and develops a non-parametric local transform as a basis for establishing correspondence between two face images. In the face-image morphing module, a mapping is performed for deformation of the source face image onto the target face image. This is done to map the pixels in the source face image to the location of their corresponding pixels in the target image.

Fuzzy measures of pixel cluster compactness

Pixel-scale fine details are often lost during image processing tasks such as image reduction and filtering. Block or region based algorithms typically rely on averaging functions to implement the required operation and traditional function choices struggle to preserve small, spatially cohesive clusters of pixels which may be corrupted by noise. This article proposes the construction of fuzzy measures of cluster compactness to account for the spatial organisation of pixels. We present two construction methods (minimum spannning trees and fuzzy measure decomposition) to generate measures with specific properties: monotonicity with respect to cluster size; invariance with respect to translation, reflection and rotation; and, discrimination between pixel sets of fixed cardinality with different spatial arrangements. We apply these measures within a non-monotonic mode-like averaging function used for image reduction and we show that this new function preserves pixel-scale structures better than existing monotonie averages.

O problema do pixel mistura : um estudo comparativo

Os satélites para sensoriamento remoto atualmente dispoívies à comunidade científica possuem diferenies resoluções espaciais, por exemplo: SPOT 20 e 10 metros, LANDSAT-TM 30 metros e NOA-AVHRR 1100 metros. Essa resolução frequentemente não é grande o suficiente para um grande número de aplicações que necessitam de uma percepção da cena mais detalhada. Muitas vezes, no interior de uma célula de resolução (pixel) mais de uma classe ocorre. Este caso é conhecido como pixel mistura. Na classificação de imagens obtidas por sensoriamento remoto é comum a utilização de metodologias que atribuem somente uma classe a um pixel, como o procedimento clássico da máxima verossimilhança. Esse procedimento resulta frequentemente em uma estimação errônea das áreas ocupadas pelas classes presentes na cena. Em alguns casos, especialmente quando não há uma classe dominante, isto pode ser a fonte de um erro significativo. Desde o início dos anos 70, diferentes metodologias têm sido propostas para o trabalho num nível de subpixel. A grande vantagem do trabalho nesse nível é que um pixel não é necessariamente atribuído a somente uma classe. O pixel tem um grau que o correlaciona a cada classe: de zero(se a classe não ocorre no pixel) até 1 (a classe ocorre no pixel inteiro). Assim, cada pixel tem um vetor associado que estima a proporção de cada classe nele. A metodologia mais comumente utilizada considera a refletância do pixel mistura como uma combinação linear da refletância média de cada classe componente. De acordo com essa visão as refletâncias associadas às classes componentes são consideradas constantes conhecidas i.e., não são variáveis aleatórias. Assim, a proporção de cada classe no pixel é obtida pela resolução de um sistema de equações lineares. Uma outra metodologia é assumir as refletâncias que caracterizam as classes como sendo variáveis aleatórias. Nesta visão, as informações a respeito das distribuições das classes é utilizada. A estimativa das proporções de cada classe é obtida pelo vetor de proporções que maximiza a função de verossimilhança. Mais recentemente, uma visão diferente foi proposta: a utilização da lógica fuzzy. Esta metodologia utiliza o conceito de função de pertinência que é essencial à teoria dos conjuntos fuzzy. Esta função utiliza elementos com natureza estatística ou não para a estimação das proporções. No presente trabalho, duas funções de pertinência foram definidas: a primeira baseada na função densidade probabilidade gaussiana e a segunda baseada diretamente na distância de Mahalanobis. O objetivo deste estudo é avaliar cada uma das metodologias anteriores em termos de acurácia, performance e dados necessários. Para este objetivo, as metodologias foram implementadas computacionalmente e alimentadas com imagens LANDSAT-TM. Para a avaliação da acurácia dos modelos um estudo qualitativo foi executado.

Pixel intensity and fractal analyses: detecting osteoporosis in perimenopausal and postmenopausal women by using digital panoramic images

Objective. Pixel intensity values (PI) and fractal dimensions (FD) were compared in selected mandibular regions on digital panoramic images of normal, osteopenic, and osteoporotic perimenopausal and postmenopausal women to evaluate their relative efficacies in detecting osteoporotic-associated bone density changes.Study design. Standardized mandibular angle, body, and canine/premolar (C/PM) regions on 54 charge-coupied device (CCD) digital panoramic images of normal and potentially osteoporotic postmenopausal women were analyzed for PI and FD. Lumbar spine and femoral neck dual-energy x-ray absorptiometry QXA) on each patient served as the reference standard examination. Pearson correlation coefficients and analysis of variance (ANOVA) were performed.Results. There was significant correlation among PI measurements (P < 0.01), and no significant correlation between FD. C/PM had significantly lower PI than control C/PM (P = 0.049).Conclusions. Osteoporotic changes in mandibular C/PM cancellous bone were detected in our study population on CCD digital panoramic images by using a robust image analysis paradigm. Future automated application of such image analysis could enable widespread, cost effective screening for osteoporosis in dental settings.

Fast sequential multi-element determination of Ca, Mg, K, Cu, Fe, Mn and Zn for foliar diagnosis using high-resolution continuum source flame atomic absorption spectrometry: Feasibility of secondary lines, side pixel registration and least-squares background correction

The fast sequential multi-element determination of Ca, Mg, K, Cu, Fe, Mn and Zn in plant tissues by high-resolution continuum source flame atomic absorption spectrometry is proposed. For this, the main lines for Cu (324.754 nm), Fe (248.327 nm), Mn (279.482 nm) and Zn (213.857 nm) were selected, and the secondary lines for Ca (239.856 nm), Mg (202.582 nm) and K (404.414 nm) were evaluated. The side pixel registration approach was studied to reduce sensitivity and extend the linear working range for Mg by measuring at wings (202.576 nm; 202.577 nm; 202.578 nm; 202.580 nm: 202.585 nm; 202.586 nm: 202.587 nm; 202.588 nm) of the secondary line. The interference caused by NO bands on Zn at 213.857 nm was removed using the least-squares background correction. Using the main lines for Cu, Fe, Mn and Zn, secondary lines for Ca and K, and line wing at 202.588 nm for Mg, and 5 mL min(-1) sample flow-rate, calibration curves in the 0.1-0.5 mg L-1 Cu, 0.5-4.0 mg L-1 Fe, 0.5-4.0 mg L-1 Mn, 0.2-1.0 mg L-1 Zn, 10.0-100.0 mg L-1 Ca, 5.0-40.0 mg L-1 Mg and 50.0-250.0 mg L-1 K ranges were consistently obtained. Accuracy and precision were evaluated after analysis of five plant standard reference materials. Results were in agreement at a 95% confidence level (paired t-test) with certified values. The proposed method was applied to digests of sugar-cane leaves and results were close to those obtained by line-source flame atomic absorption spectrometry. Recoveries of Ca, Mg, K, Cu, Fe, Mn and Zn in the 89-103%, 84-107%, 87-103%, 85-105%, 92-106%, 91-114%, 96-114% intervals, respectively, were obtained. The limits of detection were 0.6 mg L-1 Ca, 0.4 mg L-1 Mg, 0.4 mg L-1 K, 7.7 mu g L-1 Cu, 7.7 mu g L-1 Fe, 1.5 mu g L-1 Mn and 5.9 mu g L-1 Zn. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

CMOS-based active pixel for low-light-level detection: Analysis and measurements

An analysis of the active pixel sensor (APS), considering the doping profiles of the photodiode in an APS fabricated in a 0.18 μm standard CMOS technology, is presented. A simple and accurate model for the junction capacitance of the photodiode is proposed. An analytic expression for the output voltage of the APS obtained with this capacitance model is in good agreement with measurements and is more accurate than the models used previously. A different mode of operation for the APS based on the dc level of the output is suggested. This new mode has better low-light-level sensitivity than the conventional APS operating mode, and it has a slower temporal response to the change of the incident light power. At 1μW/cm2 and lower levels of light, the measured signal-to-noise ratio (SNR) of this new mode is more than 10 dB higher than the SNR of previously reported APS circuits. Also, with an output SNR of about 10 dB, the proposed dc level is capable of detecting light powers as low as 20 nW/cm2, which is about 30 times lower than the light power detected in recent reports by other groups. © 2007 IEEE.

Commissioning and performance of the CMS pixel tracker with cosmic ray muons

The pixel detector of the Compact Muon Solenoid experiment consists of three barrel layers and two disks for each endcap. The detector was installed in summer 2008, commissioned with charge injections, and operated in the 3.8 T magnetic field during cosmic ray data taking. This paper reports on the first running experience and presents results on the pixel tracker performance, which are found to be in line with the design specifications of this detector. The transverse impact parameter resolution measured in a sample of high momentum muons is 18 microns. © 2010 IOP Publishing Ltd and SISSA.

Is it possible to make pixel-based radar image classification user-friendly?

In this paper we would like to shed light the problem of efficiency and effectiveness of image classification in large datasets. As the amount of data to be processed and further classified has increased in the last years, there is a need for faster and more precise pattern recognition algorithms in order to perform online and offline training and classification procedures. We deal here with the problem of moist area classification in radar image in a fast manner. Experimental results using Optimum-Path Forest and its training set pruning algorithm also provided and discussed. © 2011 IEEE.

Influência dos simuladores de tecidos moles na densidade óssea e dentária por meio de duas análises radiográficas: subtração digital e intensidade de pixel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comparison of changes in dental and bone radiographic densities in the presence of different soft-tissue simulators using pixel intensity and digital subtraction analyses

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Classificação híbrida: pixel a pixel e baseada em objetos para o monitoramento da condição da superfície dos pavimentos rodoviários

Monitorar a condição de uso de toda a extensão das rodovias brasileiras é tarefa dispendiosa e demorada. Este trabalho trata de novas técnicas que permitem o levantamento da condição da superfície dos pavimentos rodoviários de forma ágil utilizando imagens hiperespectrais de sensor digital aeroembarcado. Nos últimos anos, um número crescente de imagens de alta resolução espacial tem surgido no mercado mundial com o aparecimento dos novos satélites e sensores aeroembarcados de sensoriamento remoto. Propõe-se uma metodologia para identificação dos pavimentos asfálticos e classificação das principais ocorrências dos defeitos na superfície do pavimento. A primeira etapa da metodologia é a identificação da superfície asfáltica na imagem, utilizando uma classificação híbrida baseada inicialmente em pixel e depois refinada por objetos. A segunda etapa da metodologia é a identificação e classificação das ocorrências dos principais defeitos nos pavimentos flexíveis que são observáveis nas imagens de alta resolução espacial. Esta última etapa faz uso intensivo das novas técnicas de classificação de imagens baseadas em objetos. O resultado final é a geração de índices da condição da superfície do pavimento a partir das imagens que possam ser comparados com os indicadores vigentes da condição da superfície do pavimento já normatizados pelos órgãos competentes no país.

Expanding the horizontal capabilities of CRT monitors using artificial inter-pixel steps for neuroscience experiments

This article describes the development of a visual stimulus generator to be used in neuroscience experiments with invertebrates such as flies. The experiment consists in the visualization of a fixed image that is displaced horizontally according to the stimulus data. The system is capable of displaying 640 x 480 pixels with 256 intensity levels at 200 frames per second (FPS) on conventional raster monitors. To double the possible horizontal positioning possibilities from 640 to 1280, a novel technique is presented introducing artificial inter-pixel steps. The implementation consists in using two video frame buffers containing each a distinct view of the desired image pattern. This implementation generates a visual effect capable of doubling the horizontal positioning capabilities of the visual stimulus generator allowing more precise and movements more contiguous. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Localización de contornos con precisión sub-pixel en imágenes bidimensionales y tridimensionales

Programa de Doctorado en Percepción Artificial y Aplicaciones