Local Binary Patterns in Focal-Plane Processing. Analysis and Applications

Feature extraction is the part of pattern recognition, where the sensor data is transformed into a more suitable form for the machine to interpret. The purpose of this step is also to reduce the amount of information passed to the next stages of the system, and to preserve the essential information in the view of discriminating the data into different classes. For instance, in the case of image analysis the actual image intensities are vulnerable to various environmental effects, such as lighting changes and the feature extraction can be used as means for detecting features, which are invariant to certain types of illumination changes. Finally, classification tries to make decisions based on the previously transformed data. The main focus of this thesis is on developing new methods for the embedded feature extraction based on local non-parametric image descriptors. Also, feature analysis is carried out for the selected image features. Low-level Local Binary Pattern (LBP) based features are in a main role in the analysis. In the embedded domain, the pattern recognition system must usually meet strict performance constraints, such as high speed, compact size and low power consumption. The characteristics of the final system can be seen as a trade-off between these metrics, which is largely affected by the decisions made during the implementation phase. The implementation alternatives of the LBP based feature extraction are explored in the embedded domain in the context of focal-plane vision processors. In particular, the thesis demonstrates the LBP extraction with MIPA4k massively parallel focal-plane processor IC. Also higher level processing is incorporated to this framework, by means of a framework for implementing a single chip face recognition system. Furthermore, a new method for determining optical flow based on LBPs, designed in particular to the embedded domain is presented. Inspired by some of the principles observed through the feature analysis of the Local Binary Patterns, an extension to the well known non-parametric rank transform is proposed, and its performance is evaluated in face recognition experiments with a standard dataset. Finally, an a priori model where the LBPs are seen as combinations of n-tuples is also presented

Benchmarking suun terveydenhuollossa

Julkisesti rahoitetuissa terveydenhuollon palveluissa tasapainoillaan aina kustannusten, palvelujen saatavuuden ja laadun välillä, joiden keskinäiseen tasapainottamiseen ja optimointiin benchmarkingissa pyritään. Kirjallisuuskatsauksessa tutustutaan benchmarkingin teoriaan ja soveltamiseen organisaation kehitystoiminnassa. Aineisto-osuudessa perehdytään Nordic Health Group Oy:n keräämään suun terveydenhuoltoa koskevaan benchmarking-aineistoon, joka sisältää seuranta-aineistoa yli 30 kunnasta. Aineistonkeruumenetelmissä on voitu hyödyntää esimerkiksi Nordic Health Group Oy:n omaa Suunta -työkalua. Nordic Health Group Oy:n benchmarking-aineistoa hyödyntämällä voidaan yksittäisen kunnan kohdalla selvittää miten kohdennetut resurssit jakautuvat suun tervydenhuollon eri osa-alueiden kesken ja miten kustannusrakenteet eroavat muista kunnista. Vertailemalla eri kuntien toimenpidekäytäntöjä, työnjakoa ja kustannusrakennetta on voitu tehdä johtopäätöksiä suun terveydenhuollon parhaista toimintakäytännöistä ja suorituseroihin johtavista rakenteista ja toimintamalleista eri yksiköiden välillä. Aineiston perusteella on voitu tunnistaa esimerkiksi ehkäisevän hoidon ja karieksen esiintyvyyden välisiä yhteyksiä, sekä juurihoitojen käyntipituuksien vaikutuksia hoidon kokonaiskustannuksiin. Nordic Health Group Oy:n benchmarking-aineiston löydösten perusteella voidaan myös arvioida erilaisten henkilöstömallien, eli hammaslääkärien, suuhygienistien ja hammashoitajien keskinäisen työnjaon vaikutuksia suun terveydenhuollon kustannuksiin. Opinnäytetyössä tutkitaan palveluiden jakautumista väestössä ja arvioidaan tähän liittyvää tasa-arvoisuuden toteutumista, sekä pohditaan suun terveydenhuollon tehokkuutta seuraavien mittareiden osuvuutta hammaslääkärin kliinisestä näkökulmasta.

Maanpuolustustahdon tutkimusperinne Suomessa ja Ruotsissa

Maanpuolustuskorkeakoulun Käyttäytymistieteiden laitos on toteuttanut pääesikunnan henkilöstöosaston toimeksiannosta varusmiesten maanpuolustustahtoa koskevan tutkimushankkeen. Tässä tutkimusraportissa julkaistaan tutkimushankkeen ne tulokset, joissa esitellään maanpuolustustahdon tutkimus- ja mittaamisperinnettä Suomessa ja Ruotsissa. Empiiristä tutkimusaineistoa kerättiin varusmiehiin kohdistuneella kyselyllä ja haastatteluilla, mutta tutkimushankkeen aikana syntyi myös ajatus koota hankkeen aikana löydetty maanpuolustustahdon käsitteellistä pohjaa ja sen aikaisempaa empiiristä tutkimusperinnettä koskeva laajahko materiaali ja esittää osia siitä jäsennellyssä muodossa erillisinä julkaisuina. Osa työn tuloksista on kirjattu tähän raporttiin. Tutkijoina ja raportin kirjoittajina ovat olleet dosentti, VTT Heikki Leimu, yhteiskuntatieteiden maisteri Risto Sinkko ja VTL Olli Harinen, joista jälkimmäisin on myös koordinoinut raportin kirjoittamista ja suunnitellut raportin rakenteen. Nyt käsillä oleva raportti on laadittu tarkoituksellisesti erilliseksi, itsenäiseksi raportiksi, jota voidaan lukea ilman perehtymistä tutkimushankkeen muihin julkaisuihin.

Sähkön varastointi

Kiinnostus sähkön varastointia kohtaan on kasvussa. Nykypäivänä ja etenkin tulevaisuudessa sähkövarastoilla voidaan parantaa energiantuotannon resurssitehokkuutta ja tukea aurinko- ja tuulisähkön käytön lisäämistä. Sähkövarastoja on pieniä ja suuria. On olemassa mekaanisia, sähkökemiallisia, kemiallisia ja sähköisiä varastoteknologioita. Varastoitua energiaa voidaan käyttää eri tehtävissä. Tehtävät vaihtelevat varastoidun energian määrässä ja siinä, millä teholla energia voidaan purkaa varastosta. Suurilla sähkövarastoilla taataan sähköntoimitus ja pienillä parannetaan sähkön laatua jakeluverkossa. Sähkövarastoja ei ole vielä laajasti otettu käyttöön, koska ne ovat kalliita. Sähkövaraston investointikustannukset ovat tällä hetkellä vähintään yhtä suuret kuin samankokoisen perinteisen voimalaitoksen. Sähkövarastojen tutkimus ja kehitys pienentää investointikustannuksia ja nopeuttaa varastojen laajempaa käyttöönottoa.

Puun kemiallinen koostumus ja sen uuteaineiden analysointi

Tämä kandidaatintyö jakaantuu teoriaosuuteen ja kokeelliseen osaan. Teoriaosuudessa käsitellään puun kemiallista koostumusta, jossa keskitytään erityisesti puun uuteaineisiin. Puun uuteaineista käsitellään erityisesti hartsihappoja, koska ne ovat taloudellisesti arvokkaita yhdisteitä. Teoriaosuudessa esitellään puun uuteaineille eri analyysimenetelmiä kaasu- ja nestekromatografialla sekä kapillaarielektroforeesilla. Analyysimenetelmät ovat koottu tieteisartikkeleista, joissa on tutkittu ja analysoitu puun uuteaineita. Työn kokeellisessa osuudessa analyysilaitteeksi valittiin kapillaarielektroforeesi (CE). Tavoitteena oli löytää menetelmä, jolla voisi analysoida puun uuteaineista hartsi- ja rasvahappoja. Kapillaarielektroforeesille testattiin viittä erilaista menetelmää. Referenssinäytteinä työssä käytettiin oleiinihappoa ja abietiinihappoa. Yhdellä testatuista menetelmistä saatiin analysoitua oleiinihappoa referenssinäytteistä, mutta mahdollisesti myös abietiinihappoa. Tässä menetelmässä CE:n puskuriliuoksena käytettiin 50 mM boraattia + 100 mM natriumlauryylisulfaattia. Menetelmässä näytteen injektioaika oli 10 sekuntia ja CE:n sähköjännite oli 25 kV. Menetelmä oli toimiva 1000 mg/L liuoksilla, joiden pH oli nostettu 9-10 natriumhydroksidilla. Menetelmän haittapuolena on se, että alle 200 mg/L:n kantaliuoksilla CE:llä ei voitu analysoida oleiini- ja abietiinihappoa. Menetelmä ei siis sovellu esimerkiksi sellaisten näytteiden analysointiin, jossa oleiini- ja abietiinihappo pitoisuudet ovat hyvin pienet (alle 200 mg/L).

Varsinais-Suomen ELY-keskuksen rakennerahastohankkeiden tulokset ja vaikutukset ohjelmakaudella 2007-2013

Euroopan Unionin alue- ja rakennepolitiikalla tasapainotetaan jäsenvaltioiden alueellisia eroja ja lievennetään niiden rakenneongelmia. Em. politiikkaa toteutetaan rahoittamalla hankkeita EU:n eri rahastoista saadulla rahoituksella sekä kansallisella rahoituksella (valtio, kunnat, muu julkinen, yksityinen). Varsinais-Suomen ELY-keskus on ollut merkittävä EU-rahoituksen myöntäjä ja alueen kehittäjä ohjelmakaudella 2007 – 2013. Ohjelmakauden 2007 – 2013 päättyessä ja uuden ohjelmakauden 2014 – 2020 käynnistyessä on tarpeen tarkastella vanhan ohjelmakauden toteutuksessa saavutettuja tuloksia ja vaikutuksia sekä tehdä tarvittavia johtopäätöksiä uutta kautta silmällä pitäen. Haluamme myös kertoa niin suurelle yleisölle kuin alueen keskeisille aluekehitystoimijoillekin siitä, mitä julkisilla varoilla toteutetuilla hankkeilla on saatu aikaan. Hankejulkaisu, jossa on esitelty lähes kaikki rakennerahastokaudella 2007 – 2013 rahoittamamme hankkeet löytyy sähköisenä osoitteesta: http://www.e-julkaisu.fi/ely-keskus/eu-hankkeet/. Tämän työn tavoitteena on ollut selvittää, onko hankkeilla toteutettu ja missä määrin rakennerahasto-ohjelmien ja alueellisten strategioiden (ml. maakuntaohjelmat, ELYn oma strategia) tavoitteita; minkälaisia myönteisiä tuloksia ja vaikutuksia hankkeilla on saatu aikaan; minkälaiset kehittämistoimenpiteet ovat vielä tarpeellisia; minkälaiset hankkeet ovat onnistuneet erityisen hyvin ja ovatko saavutetut tulokset olleet järkevässä suhteessa käytettyihin panostuksiin. Selvitystyö osoittaa, että olemme onnistuneet hanketyössämme vähintään kohtuullisesti. Hankkeiden avulla on onnis¬tuttu edistämään Lounais-Suomen alueella työllisyyden hoitoa,

Invoice process analysis and development. Case: Power and automation technology company

This master’s thesis studies the case company’s current purchase invoice process and the challenges that are related to it. Like most of other master’s thesis this study consists of both theoretical- and empirical parts. The purpose of this work is to combine theoretical and empirical parts together so that the theoretical part brings value to the empirical case study. The case company’s main business is frequency converters for both low voltage AC & DC drives and medium voltage AC Drives which are used across all industries and applications. The main focus of this study is on the current invoice process modelling. When modelling the existing process with discipline and care, current challenges can be understood better. Empirical study relays heavily on interviews and existing, yet fragmented, data. This, along with own calculations and analysis, creates the foundation for the empirical part of this master’s thesis.

Hardware Accelarated Visual Tracking Algorithms. A Systematic Literature Review

Many industrial applications need object recognition and tracking capabilities. The algorithms developed for those purposes are computationally expensive. Yet ,real time performance, high accuracy and small power consumption are essential measures of the system. When all these requirements are combined, hardware acceleration of these algorithms becomes a feasible solution. The purpose of this study is to analyze the current state of these hardware acceleration solutions, which algorithms have been implemented in hardware and what modifications have been done in order to adapt these algorithms to hardware.

Recent advances in monocular model-based tracking: a systematic literature review

In this paper, we review the advances of monocular model-based tracking for last ten years period until 2014. In 2005, Lepetit, et. al, [19] reviewed the status of monocular model based rigid body tracking. Since then, direct 3D tracking has become quite popular research area, but monocular model-based tracking should still not be forgotten. We mainly focus on tracking, which could be applied to aug- mented reality, but also some other applications are covered. Given the wide subject area this paper tries to give a broad view on the research that has been conducted, giving the reader an introduction to the different disciplines that are tightly related to model-based tracking. The work has been conducted by searching through well known academic search databases in a systematic manner, and by selecting certain publications for closer examination. We analyze the results by dividing the found papers into different categories by their way of implementation. The issues which have not yet been solved are discussed. We also discuss on emerging model-based methods such as fusing different types of features and region-based pose estimation which could show the way for future research in this subject.

Utilization of recycled mineral wool as filler in wood plastic composites

The impact of a recycled mineral wool filler on the various properties of wood plastic composites was studied and the critical factors affecting the formation of the properties were determined. An estimation of the volume of mineral wool fiber waste generated in the European Union between the years 2010-2020 was presented. Furthermore, the effect of fiber pre-treatment on the properties of the wood plastic composites were studied, and the environmental performance of a wood plastic composite containing recycled mineral fibers was assessed. The results showed that the volumes of construction and demolition waste and new mineral wool produced in the European Union are growing annually, and therefore also the volumes of recycled mineral wool waste generated are increasing. The study showed that the addition of recycled mineral wool into composites can enhance some of the mechanical properties and increase the moisture resistance properties of the composites notably. Recycled mineral wool as a filler in wood plastic composites can also improve the fire resistance properties of composites, but it does not protect the polymer matrix from pyrolysis. Fiber pre-treatment with silane solution improved some of the mechanical properties, but generally the use of maleated polypropylene as the coupling agent led to better mechanical and moisture resistance properties. The environmental performance of recycled mineral wool as the filler in wood plastic composites was superior compared to glass fibers. According to the findings, recycled mineral wool fibers can provide a technically and environmentally viable alternative to the traditional inorganic filler materials used in wood plastic composites.