Distance Transforms on Gray-Level Surfaces

This thesis studies gray-level distance transforms, particularly the Distance Transform on Curved Space (DTOCS). The transform is produced by calculating distances on a gray-level surface. The DTOCS is improved by definingmore accurate local distances, and developing a faster transformation algorithm. The Optimal DTOCS enhances the locally Euclidean Weighted DTOCS (WDTOCS) with local distance coefficients, which minimize the maximum error from the Euclideandistance in the image plane, and produce more accurate global distance values.Convergence properties of the traditional mask operation, or sequential localtransformation, and the ordered propagation approach are analyzed, and compared to the new efficient priority pixel queue algorithm. The Route DTOCS algorithmdeveloped in this work can be used to find and visualize shortest routes between two points, or two point sets, along a varying height surface. In a digital image, there can be several paths sharing the same minimal length, and the Route DTOCS visualizes them all. A single optimal path can be extracted from the route set using a simple backtracking algorithm. A new extension of the priority pixel queue algorithm produces the nearest neighbor transform, or Voronoi or Dirichlet tessellation, simultaneously with the distance map. The transformation divides the image into regions so that each pixel belongs to the region surrounding the reference point, which is nearest according to the distance definition used. Applications and application ideas for the DTOCS and its extensions are presented, including obstacle avoidance, image compression and surface roughness evaluation.

Studies on the characterization of dental whitening process by using both hyperspectral imaging and colorimeter techniques

A beautiful smile is directly related with white teeth. Nowadays oral care has increased and developed processes for beautiful smiles. Dental bleaching is frequently used in odontology, not just for health care also for aesthetic treatment. With the possibility of teeth bleaching, now the importance is in, how white the tooth is? Because color is relate to an individual perception. In order to assets teeth correct color identification has been developed many color guides, models, spaces and analytical methods. Spite all of these useful tools the color interpretation depends on environmental factors, position of the sample in the data acquisition and most importantly the instrument sensitivity. The commons methods have proved to be useful. They are easy to handle, some are portable but they do not have a high sensitivity. The present work is based on the integration of a new analytical technique for color acquisition. High spectral Image (HSI) is able to performed image analysis with high quality and efficiency. HSI is used in many fields and we used it for color image analysis within the bleaching process. The main comparison was done with the HSI and the colorimeter through the processes of two different bleaching protocols. The results showed that HSI has higher sensitivity than the colorimeter. During the analysis the dental surface with the HSI we were able to notice surface changes. These changes were analyzed by roughness studies.

Personality, social values, and marital satisfaction as predictors of parents’ rearing styles

Los estilos de crianza parentales pueden afectar la conducta y socialización de los adolescentes, por lo que es de interés conocer cómo algunas variables psicológicas de los padres se relacionan con los estilos de crianza. Este estudio tiene el objetivo de analizar los estilos de crianza de los padres, valores sociales (prestigio social, orden, benevolencia, y conservadurismo-liberalismo), los cinco grandes factores de personalidad, y la satisfacción de pareja (acuerdo general, afecto, satisfacción, y cohesión) en los padres de adolescentes. Este es un estudio prospectivo basado en método de análisis correlacional. Se encontró que los estilos educativos definidos por el cariño y aceptación se relacionan con los rasgos de personalidad como responsabilidad y estabilidad emocional, alta satisfacción de pareja y preferencia por valores prosociales. Al contrario, los estilos de crianza de sobreprotección y favoritismo se relacionan con baja amabilidad y baja apertura el poco ajuste de pareja con falta de cohesión y valores sociales definidos por falta de benevolencia y preferencia por valores de prestigio social.

Ranking Regional Innovation Policies: DEA-based Benchmarking in an European Setting

Seudullinen innovaatio on monimutkainen ilmiö, joka usein sijaitsee paikallisten toimijoiden keskinäisen vuorovaikutuksen kentässä. Täten sitä on perinteisesti pidetty vaikeasti mitattavana ilmiönä. Työssä sovellettiin Data Envelopment Analysis menetelmää, joka on osoittautunut aiemmin menestyksekkääksi tapauksissa, joissa mitattavien syötteiden ja tuotteiden väliset suhteet eivät ole olleet ilmeisiä. Työssä luotiin konseptuaalinen malli seudullisen innovaation syötteistä ja tuotteista, jonka perusteella valittiin 12 tilastollisen muuttujan mittaristo. Käyttäen Eurostat:ia datalähteenä, lähdedata kahdeksaan muuttujsta saatiin seudullisella tasolla, sekä mittaristoa täydennettiin yhdellä kansallisella muuttujalla. Arviointi suoritettiin lopulta 45 eurooppalaiselle seudulle. Tutkimuksen painopiste oli arvioida DEA-menetelmän soveltuvuutta innovaatiojärjestelmän mittaamiseen, sillä menetelmää ei ole aiemmin sovellettu vastaavassa tapauksessa. Ensimmäiset tulokset osoittivat ylipäätään liiallisen korkeita tehokkuuslukuja. Korjaustoimenpiteitä erottelutarkkuuden parantamiseksi esiteltiin ja sovellettiin, jonka jälkeen saatiin realistisempia tuloksia ja ranking-lista arvioitavista seuduista. DEA-menetelmän todettiin olevan tehokas ja kiinnostava työkalu arviointikäytäntöjen ja innovaatiopolitiikan kehittämiseen, sikäli kun datan saatavuusongelmat saadaan ratkaistua sekä itse mallia tarkennettua.

Keraamisten laattojen luokittelu väripiirteiden avulla

Vaikka keraamisten laattojen valmistusprosessi onkin täysin automatisoitu, viimeinen vaihe eli laaduntarkistus ja luokittelu tehdään yleensä ihmisvoimin. Automaattinen laaduntarkastus laattojen valmistuksessa voidaan perustella taloudellisuus- ja turvallisuusnäkökohtien avulla. Tämän työn tarkoituksena on kuvata tutkimusprojektia keraamisten laattojen luokittelusta erilaisten väripiirteiden avulla. Oleellisena osana tutkittiin RGB- ja spektrikuvien välistä eroa. Työn teoreettinen osuus käy läpi aiemmin aiheesta tehdyn tutkimuksen sekä antaa taustatietoa konenäöstä, hahmontunnistuksesta, luokittelijoista sekä väriteoriasta. Käytännön osan aineistona oli 25 keraamista laattaa, jotka olivat viidestä eri luokasta. Luokittelussa käytettiin apuna k:n lähimmän naapurin (k-NN) luokittelijaa sekä itseorganisoituvaa karttaa (SOM). Saatuja tuloksia verrattiin myös ihmisten tekemään luokitteluun. Neuraalilaskenta huomattiin tärkeäksi työkaluksi spektrianalyysissä. SOM:n ja spektraalisten piirteiden avulla saadut tulokset olivat lupaavia ja ainoastaan kromatisoidut RGB-piirteet olivat luokittelussa parempia kuin nämä.

Nuclear DNA content variation in life history phases of the Bonnemaisoniaceae (Rhodophyta)

Nuclear DNA content in gametophytes and sporophytes or the prostrate phases of the following species of Bonnemaisoniaceae (Asparagopsis armata, Asparagopsis taxiformis, Bonnemaisonia asparagoides, Bonnemaisonia clavata and Bonnemaisonia hamifera) were estimated by image analysis and static microspectrophotometry using the DNA-localizing fluorochrome DAPI (4′, 6-diamidino-2-phenylindole, dilactate) and the chicken erythrocytes standard. These estimates expand on the Kew database of DNA nuclear content. DNA content values for 1C nuclei in the gametophytes (spermatia and vegetative cells) range from 0.5 pg to 0.8 pg, and for 2C nuclei in the sporophytes or the prostrate phases range from 1.15-1.7 pg. Although only the 2C and 4C values were observed in the sporophyte or the prostrate phase, in the vegetative cells of the gametophyte the values oscillated from 1C to 4C, showing the possible start of endopolyploidy. The results confirm the alternation of nuclear phases in these Bonnemaisoniaceae species, in those that have tetrasporogenesis, as well as those that have somatic meiosis. The availability of a consensus phylogenetic tree for Bonnemaisoniaceae has opened the way to determine evolutionary trends in DNA contents. Both the estimated genome sizes and the published chromosome numbers for Bonnemaisoniaceae suggest a narrow range of values consistent with the conservation of an ancestral genome.

An innovative and shared methodology for event reconstruction using images in forensic science

This study presents an innovative methodology for forensic science image analysis for event reconstruction. The methodology is based on experiences from real cases. It provides real added value to technical guidelines such as standard operating procedures (SOPs) and enriches the community of practices at stake in this field. This bottom-up solution outlines the many facets of analysis and the complexity of the decision-making process. Additionally, the methodology provides a backbone for articulating more detailed and technical procedures and SOPs. It emerged from a grounded theory approach; data from individual and collective interviews with eight Swiss and nine European forensic image analysis experts were collected and interpreted in a continuous, circular and reflexive manner. Throughout the process of conducting interviews and panel discussions, similarities and discrepancies were discussed in detail to provide a comprehensive picture of practices and points of view and to ultimately formalise shared know-how. Our contribution sheds light on the complexity of the choices, actions and interactions along the path of data collection and analysis, enhancing both the researchers' and participants' reflexivity.

MorphoGraphX: A platform for quantifying morphogenesis in 4D.

Morphogenesis emerges from complex multiscale interactions between genetic and mechanical processes. To understand these processes, the evolution of cell shape, proliferation and gene expression must be quantified. This quantification is usually performed either in full 3D, which is computationally expensive and technically challenging, or on 2D planar projections, which introduces geometrical artifacts on highly curved organs. Here we present MorphoGraphX ( www.MorphoGraphX.org), a software that bridges this gap by working directly with curved surface images extracted from 3D data. In addition to traditional 3D image analysis, we have developed algorithms to operate on curved surfaces, such as cell segmentation, lineage tracking and fluorescence signal quantification. The software's modular design makes it easy to include existing libraries, or to implement new algorithms. Cell geometries extracted with MorphoGraphX can be exported and used as templates for simulation models, providing a powerful platform to investigate the interactions between shape, genes and growth.

Huulisuihkun homogeenisuuden vaikutus paperin rakenneominaisuuksiin

Työssä verrattiin perälaatikoilla 1 ja 2 valmistettujen papereiden rakenteellisia ominaisuuksia. Paperin rakenteessa formaatio oli tärkein ominaisuus ja sen jälkeen kuituorientaatio. Näytteiden valintaperusteena pidettiin sitä, että vertailtavilla näytteillä formaatio (pohja) oli paras kyseisellä perälaatikolla ja vetolujuussuhteet olivat samoja. Toinen valintatapa oli verrata samoissa virtausolosuhteissa valmistettuja papereita keskenään. Näytteiden formaatio mitattiin betaradiografialla. Fosforikuvalevystä skannattu kuva analysoitiin kuva-analyysillä. Mittauksen etuna oli suuri erottelukyky, joka mahdollisti monipuolisen tunnuslukujen laskennan. Näistä esimerkkeinä olivat keskihajonta, vinous ja huipukkuus. Lisäksi määritettiin flokkikokojakaumat sekä kone- että poikkisuuntaan. Kuituorientaation määrityksessä paperinäyte revittiin kerroksiin, kerrokset skannattiin ja kuvat analysoitiin kuvankäsittelyohjelmilla. Juova- ja kuituorientaatioanalyysissä määritettiin orientaatiokulma, max/min-arvo ja anisotropia. Virtaviiva-analyysin tunnusluku oli pyörrekoko. Käytettäessä tunnuslukuna variaatiokerrointa formaatio oli parempi perälaatikolla 1 ali- ja yliperällä. Tasaperän läheisyydessä formaatio oli huonompi. Keskihajonta oli pienempi perälaatikolla 1, mutta erot perälaatikoiden välillä tasaantuivat lähellä tasaperää. Flokkikoko oli koko s/v-alueella hieman suurempi perälaatikolla 1. Virtaviiva-analyysin avulla saatiin selville, että perälaatikolla 1 valmistettujen papereiden paikallinen orientaatiovaihtelu ja pintojen toispuoleisuus oli lievempää kuin perälaatikolla 2.

Dynamic single cell measurements of kinase activity by synthetic kinase activity relocation sensors.

BACKGROUND: Mitogen activated protein kinases (MAPK) play an essential role in integrating extra-cellular signals and intra-cellular cues to allow cells to grow, adapt to stresses, or undergo apoptosis. Budding yeast serves as a powerful system to understand the fundamental regulatory mechanisms that allow these pathways to combine multiple signals and deliver an appropriate response. To fully comprehend the variability and dynamics of these signaling cascades, dynamic and quantitative single cell measurements are required. Microscopy is an ideal technique to obtain these data; however, novel assays have to be developed to measure the activity of these cascades. RESULTS: We have generated fluorescent biosensors that allow the real-time measurement of kinase activity at the single cell level. Here, synthetic MAPK substrates were engineered to undergo nuclear-to-cytoplasmic relocation upon phosphorylation of a nuclear localization sequence. Combination of fluorescence microscopy and automated image analysis allows the quantification of the dynamics of kinase activity in hundreds of single cells. A large heterogeneity in the dynamics of MAPK activity between individual cells was measured. The variability in the mating pathway can be accounted for by differences in cell cycle stage, while, in the cell wall integrity pathway, the response to cell wall stress is independent of cell cycle stage. CONCLUSIONS: These synthetic kinase activity relocation sensors allow the quantification of kinase activity in live single cells. The modularity of the architecture of these reporters will allow their application in many other signaling cascades. These measurements will allow to uncover new dynamic behaviour that previously could not be observed in population level measurements.

ICT-YRITYKSEN MENESTYKSEN ARVIOINTI TALOUDELLISEEN INFORMAATIOON PERUSTUEN

Tutkielman tavoitteena on selvittää, miten tilinpäätösanalyysi työkaluna soveltuu ICT-yritysten menestyksen arviointiin. Samalla pyritään tilinpäätösanalyysin avulla arvioimaan Kaakkois-Suomen ICT-klusterin taloudellinen tilanne. Tutkielman teoriaosassa tutustutaan uuden talouden erityispiirteiden vaikutuksiin tilinpäätösinformaation ja tilinpäätösanalyysin tulosten tulkinnassa. Empiirinen aineisto koostuu Kaakkois-Suomen ICT-klusterin tilinpäätöksistä, joista lasketaan valitut tunnusluvut. Näiden tunnuslukujen avulla pyritään arvioimaan yritysten menestystä ja selvittämään menestykseen vaikuttavia tekijöitä taloudellisesta näkökulmasta. Tutkimus on kvalitatiivinen ja tutkimusotteeltaan deskriptiivinen eli kuvaileva ja selittävä. Tutkimustulosten mukaan tilinpäätösanalyysi ei ole riittävä työkalu ICT-yritysten menestyksen arviointiin. Sen avulla on mahdollista kerätä yrityksistä pohjatietoa, jota tulee muiden keinojen mm. yrityshaastattelujen avulla täydentää. Tilinpäätösanalyysi osoittaa, että Kaakkois-Suomen ICT-yritysten taloudellinen tilanne on keskimääräisesti hyvä, mutta tulevaisuutta on mahdoton ennustaa. Koska kyseessä ei ole tilastollinen tutkimus, eikä kohdeyritysjoukko ole riittävä, ei tuloksia voi yleistää koskemaan kaikkia toimialan yrityksiä.

Quality in services marketing in infocom sector in Finland

Tutkielman tavoitteena oli selvittää, mikä on palvelun laadun taso infocom sektorilla Suomessa, ja miten sitä voidaan parantaa. Teoriaosassa tavoitteeseen pyrittiin muodostamalla teoriakirjallisuuteen, tieteellisiin julkaisuihin sekä aikaisempaan aihealuetta sivuavaan tutkimukseen perustuva viitekehysmalli. Empiirisessä osassa tavoitetta lähestyttiin tutkimalla infocom sektorin kunkin toimialueen (telekommunikaatio, informaatio teknologia ja sisältötuotanto) palvelujen laatua case-kuvausten muodossa. Tutkielman empiirinen osuus toteutettiin kvalitatiivisena multiple case -tutkimuksena teemahaastattelu-menetelmää soveltaen. Case-analyysi suorittiin käyttäen ns. explanation- building -menetelmää. Teoreettiset ja empiiriset tutkimustulokset yhdistettiin erityisiksi infocom sektorille soveltuviksi toimenpidesuosituksiksi. Tutkielman empiirinen osuus antoi tukea teoreettisen osuuden pohjalta kehitetylle viitekehykselle. Tutkimuksen tavoitteena oli case-analyysi- menetelmän mukaisesti luoda perusta syvemmälle aihepiiriä käsittelevälle jatkotutkimukselle ja luoda kuva infocom sektorin tämän hetkisestä laadullisesta tilasta. Yhteenvetona voidaan sanoa, että laatu palvelujen markkinoinnissa infocom sektorilla on suhteellisen heikkoa, vaikka tutkimusaineiston mukaan laatu arvostetaan hyvin korkealle. Yritysten tämänhetkiset panostukset laatuun liittyvät lähinnä liiketoiminnan tukifunktioihin ja prosessien ohjausmenetelmiä koskeviin järjestelmiin. Tutkimuksen pohjalta tehtävät varsinaiset toimenpidesuositukset liittyvät laadun sisäistämiseen jo strategiaa luotaessa, asiakaslähtöisyyteen, laatujohtamiseen, laatukoulutukseen ja kokonaisvaltaisen laatukulttuurin luomiseen organisaatioissa. Turbulentissa, nopeasti kansainvälistyvässä ja erittäin voimakkaasti kilpaillussa liiketoimintaympäristössä nämä ovat elintärkeitä menestymisen kriteerejä.

A statistical shape model of the human second cervical vertebra.

PURPOSE: Statistical shape and appearance models play an important role in reducing the segmentation processing time of a vertebra and in improving results for 3D model development. Here, we describe the different steps in generating a statistical shape model (SSM) of the second cervical vertebra (C2) and provide the shape model for general use by the scientific community. The main difficulties in its construction are the morphological complexity of the C2 and its variability in the population. METHODS: The input dataset is composed of manually segmented anonymized patient computerized tomography (CT) scans. The alignment of the different datasets is done with the procrustes alignment on surface models, and then, the registration is cast as a model-fitting problem using a Gaussian process. A principal component analysis (PCA)-based model is generated which includes the variability of the C2. RESULTS: The SSM was generated using 92 CT scans. The resulting SSM was evaluated for specificity, compactness and generalization ability. The SSM of the C2 is freely available to the scientific community in Slicer (an open source software for image analysis and scientific visualization) with a module created to visualize the SSM using Statismo, a framework for statistical shape modeling. CONCLUSION: The SSM of the vertebra allows the shape variability of the C2 to be represented. Moreover, the SSM will enable semi-automatic segmentation and 3D model generation of the vertebra, which would greatly benefit surgery planning.

Comparison of Inoculation with the InoqulA and WASP Automated Systems with Manual Inoculation.

The quality of sample inoculation is critical for achieving an optimal yield of discrete colonies in both monomicrobial and polymicrobial samples to perform identification and antibiotic susceptibility testing. Consequently, we compared the performance between the InoqulA (BD Kiestra), the WASP (Copan), and manual inoculation methods. Defined mono- and polymicrobial samples of 4 bacterial species and cloudy urine specimens were inoculated on chromogenic agar by the InoqulA, the WASP, and manual methods. Images taken with ImagA (BD Kiestra) were analyzed with the VisionLab version 3.43 image analysis software to assess the quality of growth and to prevent subjective interpretation of the data. A 3- to 10-fold higher yield of discrete colonies was observed following automated inoculation with both the InoqulA and WASP systems than that with manual inoculation. The difference in performance between automated and manual inoculation was mainly observed at concentrations of >10(6) bacteria/ml. Inoculation with the InoqulA system allowed us to obtain significantly more discrete colonies than the WASP system at concentrations of >10(7) bacteria/ml. However, the level of difference observed was bacterial species dependent. Discrete colonies of bacteria present in 100- to 1,000-fold lower concentrations than the most concentrated populations in defined polymicrobial samples were not reproducibly recovered, even with the automated systems. The analysis of cloudy urine specimens showed that InoqulA inoculation provided a statistically significantly higher number of discrete colonies than that with WASP and manual inoculation. Consequently, the automated InoqulA inoculation greatly decreased the requirement for bacterial subculture and thus resulted in a significant reduction in the time to results, laboratory workload, and laboratory costs.

Adjusting for the environment in DEA: a comparison of alternative models based on empirical data

Due to the existence of free software and pedagogical guides, the use of Data Envelopment Analysis (DEA) has been further democratized in recent years. Nowadays, it is quite usual for practitioners and decision makers with no or little knowledge in operational research to run their own efficiency analysis. Within DEA, several alternative models allow for an environmental adjustment. Four alternative models, each user-friendly and easily accessible to practitioners and decision makers, are performed using empirical data of 90 primary schools in the State of Geneva, Switzerland. Results show that the majority of alternative models deliver divergent results. From a political and a managerial standpoint, these diverging results could lead to potentially ineffective decisions. As no consensus emerges on the best model to use, practitioners and decision makers may be tempted to select the model that is right for them, in other words, the model that best reflects their own preferences. Further studies should investigate how an appropriate multi-criteria decision analysis method could help decision makers to select the right model.