Retinal Image Analysis Using Machine Vision

The topic of this thesis is studying how lesions in retina caused by diabetic retinopathy can be detected from color fundus images by using machine vision methods. Methods for equalizing uneven illumination in fundus images, detecting regions of poor image quality due toinadequate illumination, and recognizing abnormal lesions were developed duringthe work. The developed methods exploit mainly the color information and simpleshape features to detect lesions. In addition, a graphical tool for collecting lesion data was developed. The tool was used by an ophthalmologist who marked lesions in the images to help method development and evaluation. The tool is a general purpose one, and thus it is possible to reuse the tool in similar projects.The developed methods were tested with a separate test set of 128 color fundus images. From test results it was calculated how accurately methods classify abnormal funduses as abnormal (sensitivity) and healthy funduses as normal (specificity). The sensitivity values were 92% for hemorrhages, 73% for red small dots (microaneurysms and small hemorrhages), and 77% for exudates (hard and soft exudates). The specificity values were 75% for hemorrhages, 70% for red small dots, and 50% for exudates. Thus, the developed methods detected hemorrhages accurately and microaneurysms and exudates moderately.

Evaluation and comparison of current fetal ultrasound image segmentation methods for biometric measurements: a grand challenge.

This paper presents the evaluation results of the methods submitted to Challenge US: Biometric Measurements from Fetal Ultrasound Images, a segmentation challenge held at the IEEE International Symposium on Biomedical Imaging 2012. The challenge was set to compare and evaluate current fetal ultrasound image segmentation methods. It consisted of automatically segmenting fetal anatomical structures to measure standard obstetric biometric parameters, from 2D fetal ultrasound images taken on fetuses at different gestational ages (21 weeks, 28 weeks, and 33 weeks) and with varying image quality to reflect data encountered in real clinical environments. Four independent sub-challenges were proposed, according to the objects of interest measured in clinical practice: abdomen, head, femur, and whole fetus. Five teams participated in the head sub-challenge and two teams in the femur sub-challenge, including one team who tackled both. Nobody attempted the abdomen and whole fetus sub-challenges. The challenge goals were two-fold and the participants were asked to submit the segmentation results as well as the measurements derived from the segmented objects. Extensive quantitative (region-based, distance-based, and Bland-Altman measurements) and qualitative evaluation was performed to compare the results from a representative selection of current methods submitted to the challenge. Several experts (three for the head sub-challenge and two for the femur sub-challenge), with different degrees of expertise, manually delineated the objects of interest to define the ground truth used within the evaluation framework. For the head sub-challenge, several groups produced results that could be potentially used in clinical settings, with comparable performance to manual delineations. The femur sub-challenge had inferior performance to the head sub-challenge due to the fact that it is a harder segmentation problem and that the techniques presented relied more on the femur's appearance.

Image-Based Coral Reef Classification and Thematic Mapping

This paper presents a novel image classification scheme for benthic coral reef images that can be applied to both single image and composite mosaic datasets. The proposed method can be configured to the characteristics (e.g., the size of the dataset, number of classes, resolution of the samples, color information availability, class types, etc.) of individual datasets. The proposed method uses completed local binary pattern (CLBP), grey level co-occurrence matrix (GLCM), Gabor filter response, and opponent angle and hue channel color histograms as feature descriptors. For classification, either k-nearest neighbor (KNN), neural network (NN), support vector machine (SVM) or probability density weighted mean distance (PDWMD) is used. The combination of features and classifiers that attains the best results is presented together with the guidelines for selection. The accuracy and efficiency of our proposed method are compared with other state-of-the-art techniques using three benthic and three texture datasets. The proposed method achieves the highest overall classification accuracy of any of the tested methods and has moderate execution time. Finally, the proposed classification scheme is applied to a large-scale image mosaic of the Red Sea to create a completely classified thematic map of the reef benthos

Using software metrics to increase efficiency in product creation

Opinnäytetyö etsii korrelaatiota ohjelmistomittauksella saavutettujen tulosten ja ohjelmasta löytyneiden virheiden väliltä. Työssä käytetään koeryhmänä jo olemassaolevia ohjelmistoja. Työ tutkii olisiko ohjelmistomittareita käyttämällä ollut mahdollista paikallistaa ohjelmistojen ongelmakohdat ja näin saada arvokasta tietoa ohjelmistokehitykseen. Mittausta voitaisiin käyttää resurssien parempaan kohdentamiseen koodikatselmuksissa, koodi-integraatiossa, systeemitestauksessa ja aikataulutuksessa. Mittaamisen avulla nämä tehtävät saisivat enemmän tietoa resurssien kohdistamiseen. Koeryhmänä käytetään erilaisia ohjelmistotuotteita. Yhteistä näille kaikille tuotteille on niiden peräkkäiset julkaisut. Uutta julkaisua tehtäessä, edellistä julkaisua käytetään pohjana, jonka päällekehitetään uutta lähdekoodia. Tämän takia ohjelmistomittauksessa pitää pystyä erottelemaan edellisen julkaisun lähdekoodi uudesta lähdekoodista. Työssä käytettävät ohjelmistomittarit ovat yleisiä ja ohjelmistotekniikassalaajasti käytettyjä mittaamaan erilaisia lähdekoodin ominaisuuksia, joiden arvellaan vaikuttavan virhealttiuteen. Tämän työn tarkoitus on tutkia näiden ohjelmistomittareiden käytettävyyttä koeryhmänä toimivissa ohjelmistoympäristöissä. Käytännön osuus työstä onnistui löytämään korrelaation joidenkinohjelmistomittareiden ja virheiden väliltä, samalla kuin toiset ohjelmistomittarit eivät antaneet vakuuttavia tuloksia. Ohjelmistomittareita käyttämällä näyttää olevan mahdollista tunnistaa virhealttiit kohdat ohjelmasta ja siten parantaa ohjelmistokehityksen tehokkuutta. Ohjelmistomittareiden käyttö tuotekehityksessäon perusteltavaa ja niiden avulla mahdollisesti pystyttäisiin vaikuttamaan ohjelmiston laatuun tulevissa julkaisuissa.

Hinnoittelustrategian kehittäminen suoramyyntiyrityksessä

Työn tavoitteena oli kehittää kosmetiikan suoramyyntiyrityksen hinnoittelustrategiaa. Tarkoitus oli saattaa normaalihinnat oikealle tasolle määritellyn kilpailuaseman mukaan. Työn etenemisen myötä huomattiin tarvetta myös koko hinnoitteluprosessin uudelleenluomiselle, sillä aikaisempi toimintatapa ei toiminut enää nykyisessä tilanteessa konsernin tiukkojen raportointitarpeiden ja esitteiden analyysin tukena tarvittavissa määrin. Aluksi tutustuttiin hinnoitteluun vaikuttaviin tekijöihin ja eri hintastrategisiin vaihtoehtoihin sekä hinnan rooliin markkinoinnin kilpailukeinona. Työssä tutustuttiin lisäksi suoramyyntitavan ominaispiirteisiin. Teorian pohjalta selkiytettiin Oriflame Finland Oy:n hinnoittelustrategia jalaadittiin pohjat tuotekohtaiselle ja myyntijaksottaiselle hinnoittelulle. Hinnoittelupohjan tuli tukea myös yrityksen talousosastoa ja olla hyödyllinen raportointityökalu myyntiennusteita varten. Erityisesti uusi hinnoittelumalli tehtiin tukemaan yrityksen päämyyntivälineen eli jaksottaisen myyntiesitteen analysoimista. Hinnoittelu on keskeisessä osassa koko yritysstrategiassa, sillä se vaikuttaa suoraan mielikuviin. Hinnoittelun tulee jatkossa tukea enemmän yrityksen kilpailullisia ja markkinoinnillisia tavoitteita, ja sen säännöllinen kehittäminen ja kilpailutilanteen päivitys kuuluu jatkossa yhtenä määriteltynä osana hinnoitteluprosessiin.

3D-robottipoimintajärjestelmän kehittäminen

Lasertekniikkaa hyödyntävä 3D-kuvaustekniikka tuo uusia mahdollisuuksia robotilla suoritettavaan kasastapoimintaan. Kasasta otetun syvyyskuvan avulla tuotteista voidaan määrittää perinteisen XY-paikkatiedon lisäksi tuotteen korkeus- ja asentotieto. Näitä uusia ominaisuuksia hyödyntämällä robotilla voidaan suorittaa yksittäisen tuotteen poiminta kasasta eri korkeuksilta ja eri asennoista. Diplomityö kuuluu osana Master Automation Groupin ensimmäiseen 3D-tekniikkaan perustuvaan MAG PixCell 3D -robosoituun kappaleenkäsittelysoluun. Työn tavoitteena on kehittääsyvyyskuvan käsittelyyn algoritmeja, joiden avulla robotilla voidaan poimia yksitellen kasassa olevia metallisia saksen teriä. Algoritmien tarkoituksena on varmistaa kasasta löydettyjen terien poimittavuus sekä määrittää poimittavien terien korkeudet ja asennot. Tarkastusten jälkeen robotille välitetään terien XYZ-koordinaatti- ja asentotiedot.

Resource-based approach to new product development at the intersection of industries. Two case studies in telecommunications

Työn tavoitteena on selvittää mitkä ovat tärkeimmät aineettomat resurssit, joita tarvitaan teollisuuksien risteyskohdassa tapahtuvassa tuotekehityksessä. Teollisuuksien risteyskohdissa syntyvät tuotteet ovat usein radikaaleja, mikä tekee tuotteista mielenkiintoisia, paljon liiketoimintapotentiaalia tarjoavia. Tämä tutkimus lähestyy tuotekehitystä resurssipohjaisesta näkökulmasta. Myös tietämyspohjaista ja suhdepohjaista näkemystä hyödynnetään korostamaan keskittymistä aineettomiin resursseihin. Tutkimuksessa rakennetaan viitekehys, jossa tutkitaan eri resurssikategorioita. Valitut kategoriat ovat teknologiset, markkinointi-, johtamiseen ja hallinnointiin liittyvät ja suhdepohjaiset resurssit. Empiirisessä osassa tutkitaan kahta uutta tuotekonseptia, jotka ovat syntyneet teollisuuksien risteyskohdissa. Empiirisen osan tavoitteena on määritellä tutkimuksen kohteena olevia alustavia tuotekonsepteja tarkemmin ja selvittää millaisia resursseja näiden toteuttamiseen tarvitaan. Myös tarvittavien resurssien nykytila selvitetään ja pohditaan tulisiko puuttuvia resursseja kehittää yrityksen sisällä vai hankkia ne ulkopuolelta. Tutkimus toteutettiin asiantuntijahaastatteluin. Kahden tapaustutkimuksen perusteella näyttäisi siltä, että suhdepohjaiset resurssit ovat erittäin tärkeitä teollisuuksien risteyskohdissa tapahtuvassa tuotekehityksessä. Myös teknologiset resurssit ovat tärkeitä. Markkinointiresurssien tärkeys riippuu lopullisesta tuotekonseptista, kun taas johtamiseen ja kehittämiseen liittyvät resurssit ovat tärkeitänäiden konseptien luomisessa.

Lifecycle Information Management of a Mass Customized Product

Diplomityön tavoitteena on tutkia mitä uusia tiedonhallinnallisia ongelmia ilmenee, kun massaräätälöidyn tuotteen tuotetieto hallitaan läpi tuotteen elinkaaren, sekä miten nämä ongelmat voitaisiin ratkaista. Ongelmat ja haasteet kerätään kirjallisuuslähteistä ja massaräätälöintiprosessi yhdistetään PLM-vaiheisiin. Ratkaisua tutkitaan testaamalla kuinka standardit STEP ja PLCS sekä standardeja tukeva PLM järjestelmä voisivat tukea massaräätälöidyn tuotteen elinkaaren tiedonhallintaa. MC tuotteiden ongelmia ovat tuoterakenteen monimutkaisuus, jäljitettävyys ja muutosten hallinta läpi elinkaaren. STEP ja PLCS pystyvät kummatkin tahollaan tukemaan tiedonhallintaa. MC-tuotteen geneerinen tuoterakenne on kuitenkin manuaalisesti liittettävä elinkaaritiedon tukemiseen. PLM-järjestelmä pystyy tukemaan MC-tuotteiden elinkaarta, mutta koska toiminto ei ole järjestelmään sisäänrakennettuna, MC-tuotteiden tukemisen parantamisessa on edelleen haasteita.

Investigation of discrete imaging models and iterative image reconstruction in differential X-ray phase-contrast tomography.

Differential X-ray phase-contrast tomography (DPCT) refers to a class of promising methods for reconstructing the X-ray refractive index distribution of materials that present weak X-ray absorption contrast. The tomographic projection data in DPCT, from which an estimate of the refractive index distribution is reconstructed, correspond to one-dimensional (1D) derivatives of the two-dimensional (2D) Radon transform of the refractive index distribution. There is an important need for the development of iterative image reconstruction methods for DPCT that can yield useful images from few-view projection data, thereby mitigating the long data-acquisition times and large radiation doses associated with use of analytic reconstruction methods. In this work, we analyze the numerical and statistical properties of two classes of discrete imaging models that form the basis for iterative image reconstruction in DPCT. We also investigate the use of one of the models with a modern image reconstruction algorithm for performing few-view image reconstruction of a tissue specimen.

A Feasibility Study of a Pelleting Plant as an Option for By Product Upgrading in Wood-Processing Industry

Tämän kannattavuustutkimuksen lähtökohtana oli se, että Yhtyneet Sahat Oy:n Kaukaan sahalla ja Luumäen jatkojalostuslaitoksella haluttiin selvittää pellettitehtaan kannattavuus nykyisessä markkinatilanteessa. Tämä työon luonteeltaan teknis-taloudellinen selvitys eli ns. feasibility study. Pelletöintiprosessi on tekniikaltaan yksinkertainen eikä edellytä korkea teknologian laitteita. Toimiala on maailmanlaajuisesti varsin uusi. Suomessa pellettimarkkinat ovat vielä pienet ja kehittymättömät, mutta kasvua on viime vuosina tapahtunut. Valtaosa kotimaan tuotannosta menee vientiin. Investoinnin laskentaprosessissa saadut tuotannon alkuarvot sekä kustannusrakenteen määrittelyt ovat perustana varsinaisille kannattavuuslaskelmille. Laskelmista on selvitetty investointeihin liittyvät yleisimmät taloudelliset tunnusluvut ja herkimpiä muuttujia on tutkittu ja pohdittu herkkyysanalyysiä apuna käyttäen.

The role of culture in international students' image formation: the emergence of expected and perceived university image

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, vaikuttaako kansainvälisen opiskelijan kulttuuritausta opiskelijan odotetun ja koetun yliopistoimagon muodostumiseen. Jotta kulttuurin vaikutuksia yliopistoimagoon voitiin tutkia, tutkimuksessa tunnistettiin yliopistoimagon muodostumiseen oleellisesti vaikuttavat tekijät. Kulttuurin roolia organisaation imagon muodostumisessa ei ole tutkittu aiemmissa tieteellisissä julkaisuissa. Näin ollen tämän tutkimuksen voidaan katsoa edistäneen nykyistä imagotutkimusta. Tutkimuksen kohdeyliopistona oli Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LTY). Tutkimuksen empiirinen osa toteutettiin kvantitatiivisena Internet - pohjaisena kyselytutkimuksena tilastollisen analyysin menetelmin. Otos (N=179) koostui kaikista Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa lukuvuonna 2005-2006 opiskelleista kansainvälisistä opiskelijoista. Kyselyyn vastasi 68,7 % opiskelijoista. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että kulttuurilla ei ole merkittävää vaikutusta yliopistoimagon muodostumiseen. Tutkimuksessa saatiin selville, että yliopiston Internet-sivujen laatu vaikuttaa positiivisesti odotetun yliopistoimagon muodostumiseen, kun taas koettuun yliopistoimagoon vaikuttavat positiivisesti odotettu yliopistoimago, pedagoginen laatu sekä opetusympäristö. Markkinoinnin näkökulmasta tulokset voidaan vetää yhteen toteamalla, että yliopistojen ei tarvitsisi räätälöidä tutkimuksessa tunnistettuja imagoon vaikuttavia tekijöitä eri kulttuureistatulevia opiskelijoita varten.

First enantioselective synthesis of isagarin, a natural product isolated from Pentas longiflora Oliv.

For the first time, an enantioselective synthesis of both 1R,4S-isagarin 1a and 1S,4R-isagarin 1b was achieved starting from 1,4-dimethoxy-2-vinylnaphtalene 2. The key steps involve a Sharpless asymmetric dihydroxylation and reaction with an acetonylating pyridinium ylid.

Organisaatiokulttuurin muutos teleyhtiön sopeuttamisessa toimialamuutokseen

Työssä tarkasteltiin paikallisen teleyhtiön muutos- ja sopeuttamisprosessia vanhanaikaisesta puhelinyhtiöstänykyajan moderniksi teletoimijaksi. Selvitettiin, miten kaikki on saanut alkunsa ja minkälainen yritys on tänä päivänä. Yrityksen kehitykseen vaikuttaa väkisinkin organisaatiokulttuuri ja sen muuttuminen yrityksen toiminnan laajentuessa jamuuttuessa. Käytiin läpi orgäanisaatioteoriaa sekä siihen olennaisena osana liittyvää yrityksen arvomaailmaa ja yrityskuvaa. Tutkimus suoritettiin aikasarjana.Tutkimuksessa suoritettiin lyhyt historiakuvaus, jonka avulla selvitettiin tämän päivän kehitykseen vaikuttavat tekijät. Niitä olivat pääsääntöisesti yleinen teleliikennetoimialan kehittyminen ja viranomaisvalvonta. Asiaa tutkittiin kulttuurin kasvu- ja kehitysvaiheet menetelmää avuksi käyttäen. Empiirisenä aineistonakäytettiin paikallisen teleyhtiön vuosikertomuksia, otoksia julkisista lehti- ja internetartikkeleista sekä paikallisesta teleyhtiöstä ja yleisesti telealasta kertovaa kirjallisuutta. Lisäksi käytettiin hyväksi tutkijan omaa kokemusta pitkään telealalla työskennelleenä. Tutkimuksessa päädyttiin siihen tulokseen, että paikallisen teleyhtiön pitäisi näkyä enemmän valtakunnallisesti. Henkilöstön sopeuttaminen uuteen tilanteeseen tulee olemaan yritysjohdolle tärkein tehtävä. Tässä asiassa edesauttaa se, että yritysjohdolta löytyisi hyvät muutos-johtamisen ja vuorovaikuttamisen taidot. Viestinnän merkitys nousee myös erittäin tärkeäksi.Sen pitää toimia kumpaankin suuntaan, henkilöstön ja yritysjohdon välillä pitääolla kahdensuuntaista viestintää. Lisäksi todettiin, että todennäköisesti tapahtuu fuusioitumista joko niin, että isommat paikalliset teleyhtiöt ostavat pieniäyhtiöitä, ja markkinoille jää vain muutama iso paikallinen teleyhtiö, tai sitten kaikki paikalliset teleyhtiöt fuusioituvat yhteen isoon yhtiöön. Tulevaisuudessa kilpailun kiristyminen tulee luomaan tämänkaltaisia paineita. Tuote- ja palvelukehitykseen pitää tulevaisuudessa panostaa huomattavasti enemmän. Telealalla saadaan myös tottua siihen, että EU:n alueella tullaan vaatimaan kilpailun täyttävapautumista. Lisäksi viranomaiset tulevat seuraamaan telealaa jatkossakin erittäin tarkasti.

New Product Development (NPD) Success Factors: A Review of the Literature

This paper reviews the literature on managerially actionable new product development success factors and summarises the field in a classic managerial framework. Because of the varying quality, breadth and scope of the field, the review only contains post-1980 studies of tangible product development that are of a rigorous scientific standard. Success is interpreted as a commercial success. The field has gained insight into a broad set of factors that vary in scope, abstraction and context. Main areas that contribute to NPD success are top management support exhibited through resource allocation and communicating the strategic importance of NPD in the organisation. The right projects need to be selected for investment at the beginning of the process and should be aligned to the organisation's internal competencies and the external environment. The NPD process should use cross-functional teams and a competent project champions. Marketing research competency is crucial, as an understanding of the market, customers and competitors is repeatedly highlighted. Product launch competency was also consistently shown to be important. In terms of controlling the NPD process, strict project gates are required to maintain control.

Multispectral image compression using the wavelet transform

Multispectral images contain information from several spectral wavelengths and currently multispectral images are widely used in remote sensing and they are becoming more common in the field of computer vision and in industrial applications. Typically, one multispectral image in remote sensing may occupy hundreds of megabytes of disk space and several this kind of images may be received from a single measurement. This study considers the compression of multispectral images. The lossy compression is based on the wavelet transform and we compare the suitability of different waveletfilters for the compression. A method for selecting a wavelet filter for the compression and reconstruction of multispectral images is developed. The performance of the multidimensional wavelet transform based compression is compared to other compression methods like PCA, ICA, SPIHT, and DCT/JPEG. The quality of the compression and reconstruction is measured by quantitative measures like signal-to-noise ratio. In addition, we have developed a qualitative measure, which combines the information from the spatial and spectral dimensions of a multispectral image and which also accounts for the visual quality of the bands from the multispectral images.