Bag-of-Features Approach to Unsupervised Visual Object Categorisation

The large and growing number of digital images is making manual image search laborious. Only a fraction of the images contain metadata that can be used to search for a particular type of image. Thus, the main research question of this thesis is whether it is possible to learn visual object categories directly from images. Computers process images as long lists of pixels that do not have a clear connection to high-level semantics which could be used in the image search. There are various methods introduced in the literature to extract low-level image features and also approaches to connect these low-level features with high-level semantics. One of these approaches is called Bag-of-Features which is studied in the thesis. In the Bag-of-Features approach, the images are described using a visual codebook. The codebook is built from the descriptions of the image patches using clustering. The images are described by matching descriptions of image patches with the visual codebook and computing the number of matches for each code. In this thesis, unsupervised visual object categorisation using the Bag-of-Features approach is studied. The goal is to find groups of similar images, e.g., images that contain an object from the same category. The standard Bag-of-Features approach is improved by using spatial information and visual saliency. It was found that the performance of the visual object categorisation can be improved by using spatial information of local features to verify the matches. However, this process is computationally heavy, and thus, the number of images must be limited in the spatial matching, for example, by using the Bag-of-Features method as in this study. Different approaches for saliency detection are studied and a new method based on the Hessian-Affine local feature detector is proposed. The new method achieves comparable results with current state-of-the-art. The visual object categorisation performance was improved by using foreground segmentation based on saliency information, especially when the background could be considered as clutter.

Venäläistä rulettia – Nuorten perhesuunnittelun esteet ja tarpeet Pietarissa ja Riiassa

Latviassa ja Venäjällä heikko demografinen tilanne on lisännyt keskustelua seksuaali- ja kansalaisoikeuksista sekä valtion merkityksestä niiden toteuttamisessa. Väestöpolitiikassa näkyy yhteiskunnallinen tilanne sekä sen kyky ja mahdollisuudet huomioida nuorten perhesuunnitteluun liittyviä tarpeita. Huomion kohteena on myös palvelujärjestelmä ja siinä toteutuva yksilöllinen taso. Tutkin perhesuunnittelua kokonaisvaltaisesti, mikä ilmenee erilaisten polkuriippuvuuksien tarkasteluina. Mielenkiintoiseksi kohteen tekee entisten sosialististen valtioiden erityislaatuisen murroksen läpikäyminen. Perhesuunnittelu on osa seksuaali- ja ihmisoikeuksia. Siihen kuuluu seksuaaliterveydestä tiedottaminen ja ohjaus sekä siihen liittyvät toimenpiteet. Perhesuunnittelu sisältää niin sosiaaliset, kasvatukselliset kuin lääketieteellisetkin näkökulmat. Siihen liitetään myös moraalisia ja taloudellisia näkemyksiä, sekä politiikkaa ja henkilökohtaisuutta. Tutkimustehtäväni on nuorten perhesuunnittelun esteet ja tarpeet Riiassa ja Pietarissa. Sovellan metodologisena lähestymistapana sosiaalihistoriallista ja etnografista tutkimusotetta, jolloin perinteen vaikutusten, kulttuuristen rakenteiden ja yksilöllisten toimintatapojen ymmärtäminen mahdollistuu. Aineisto koostuu viranomaishaastatteluista sosialismin kaudella toteutuneesta sekä nykyisestä perhesuunnittelusta ja nuorten haastatteluista Pietarissa ja Riiassa. Perehdyn myös lisääntymisterveyteen liittyviin sanomalehtiartikkeleihin sekä Latviassa että Venäjällä. Lisäksi havainnoin seksuaalineuvontatilanteita Pietarissa. Sekä sosialismin aikana että nykyään painottuvat väestönkasvun odotukset, joita tuetaan sukupuoli- ja moraalikasvatuksen avulla. Perhesuunnittelun esteiden analyysin tuloksissa on nähtävissä sosiaalisten olosuhteiden ja rakenteiden merkitys. Jälkisosialistisesta riskiyhteiskunnasta puuttuvat yhteiskuntaan integroitumisen mahdollistavat instituutiot. Tämä ilmenee yhteiskunnallisena vastuuttomuutena. Universaalit palvelut ovat suurelta osin peräisin sosialismin ajalta. Kaupalliset yritykset tekevät lähinnä teknisiä, yksittäisiä ehkäisyvälineisiin liittyviä interventioita nuorten elämään. Teini-ikäiset jätetään oman harkintansa varaan. Latviassa perhesuunnitteluun liittyvä ennalta ehkäisevä toiminta on huomioitu uudessa lisääntymisterveyslaissa, mutta sen heikko toteutus tuo sen lähelle neuvostoaikaista kulttuurikonventiota, jossa määrällisillä suoritteilla ja sekundaaripreventiolla on arvoa. Venäjällä voimavarat kohdentuvat jälkihuollon palveluihin. Foucaultin valta-analyysi kertoo strategiasta, jossa ihminen sisäistää vallankäytön osaksi omaa ajatteluaan ja toimintaansa. Tässä näkökulmassa yksilöllinen, yhteiskunnallinen ja historiallinen ulottuvuus limittyvät toisiinsa. Vallan muodot ovat yhteiskunnan rakenteissa. Väestöpolitiikan avulla tuotetaan tietoa ja muovataan hallitsemisen kohteita. Osa haastatelluista nuorista omaksui yhteiskunnan passiivisuuden osaksi omaa toimintaansa. He eivät tiedostaneet palvelujärjestelmän puutteita eivätkä kyseenalaistaneet sen oikeutusta. Myös lehtiartikkelit ja viranomaishaastattelut tukivat osittain seksuaalikasvatuksen sivuuttamista. Silloin hyväksyttävänä totuutena pidettiin väestöpolitiikkaa, jossa on annettu tilaa populistisille suuntauksille. Sekä Latviassa että Venäjällä ilmaistiin tavoitteita väestön kasvusta. Kansainvälisten seksuaalioikeuksien maihinnousu ei ole poistanut ääri uskonnollisten ja osittain kansalaisjärjestöjen puitteissa tapahtuvaa perhesuunnittelun vastustusta. Näissä suuntauksissa vaikutetaan ihmisten moraaliin ja vastustetaan yhteiskunnan interventioita kieltämällä seksuaalikasvatus. Sosialismin aikana sosiaali- ja terveydenhuoltoa toteutettiin totalitaristisessa, suljetussa yhteiskunnassa tiukasti rajatuilla voimavaroilla. Tuolta ajalta peräisin oleva viranomaisten yleinen medikalisoitunut ja tekninen lähestymistapa estää osittain nuoren valtaistumista. Vieläkin heikko tiedottaminen ja puutteellinen koulutus vaikuttavat ammattilaisten keskuudessa. Yksi haitallisista perhesuunnitteluun kuuluvista uskomuksista oli hormonaalisen ehkäisyn aiheuttamat ongelmat. Lisäksi pelättiin heikkotasoisesti tehtyjen aborttien aiheuttavan hedelmättömyyttä. Uskomukset ovat eläneet vieläkin, kun osa asiantuntijoista kannusti ensimmäisen raskauden päättymistä synnytykseen. Näillä käsityksillä on ollut taipumus siirtyä sukupolvelta toiselle myös kansalaisten keskuudessa. Sukuyhteisöjen ja verkostojen oleellinen merkitys teini-ikäisen arjessa ja selviytymisessä painotti perinteistä sosialisaatiota. Uskomusten lisäksi nuorten heikko taloudellinen tilanne on ohjannut heitä ehkäisyssä luonnonmenetelmien käyttöön. Neuvostoaikainen seksuaalikielteisyyden perinne on vaikuttanut myös sukupolvien kyvyttömyyteen keskustella aiheesta. Yleisen ennaltaehkäisevän neuvonnan puuttuminen on suunnannut suurta osaa nuoria mallioppimiseen, jossa esimerkit ovat nousseet satunnaisista löydöistä. Toisaalta työntekijöiden neuvokkuus ja aloitteellisuus erilaisissa ohjaamistilanteissa, toimintatavoissa ja instituutioiden perustamisissa kuvaavat eettistä vastuunottoa ja paneutumista nuorten perhesuunnittelun toteutumiseen sekä sen mahdollisuuksiin. Perhesuunnitteluun liittyvän tiedonsaannin parantamiseksi viranomaiset ovat aloittaneet nuorten vertaisryhmiä. Lisäksi yhtenä uutena virallisena lähestymistapana oli neuvostoaikana kielletty psykoterapeuttisen suuntauksen avoin käyttöönotto. Myös nuorille suunnattuja palveluja niin lainsäädännön kuin instituutioiden tasolla on saatu aikaan. Nämä myönteiset tapaukset jäivät kuitenkin yksittäisiksi, osittain joidenkin työntekijöiden omakohtaisen sitoutumisen varaan toimiviksi. Tutkimuksessa nousee esiin yhteiskunnan vastuu erityisesti haavoittuvien ryhmien kohdalla. Nuoret ovat tiedoiltaan ja kokemuksiltaan heikossa asemassa. Sosiaalipoliittisesta näkökulmasta julkisilla ja ennaltaehkäisevillä palveluilla on keskeinen merkitys etenkin niiden kohdalla, jotka tarvitsevat runsaasti palveluja. Usein tähän ryhmään kuuluvat ovat passiivisia tiedon hakijoita. Tutkimus tuo esille perhesuunnittelun palvelujärjestelmään ja sen kohderyhmään kuuluvan moniulotteisuuden, jossa toisiinsa nivoutuvat kulttuuriset myytit, uskomukset, tabut, toimintatavat ja tietämys. Näiden polkujen avaaminen tässä tutkimuksessa edistää perhesuunnittelun esteiden tunnistamista ja niihin soveltuvien ratkaisukeinojen löytymistä.

A design and a prototype for a mobile information service for tourists

Tourism is one of the biggest industry branches with billions of tourists traveling every year around the world. Therefore, solutions providing tourist information have to be up to date with both changes in the industry and the world’s technological progress. The aim of this thesis is to present a design and a prototype of a tourist mobile service which is individual-oriented, cost-free for the end user, and secure. On the information providers’ side, the solution is implemented as a Webbased database. The end users access the information through a Bluetooth application on their mobile devices. The Bluetooth-based solution allows to avoid any costs for the end users, that is tourists. The study shows that, even with small data transfers, the tourists could save significantly when compared to possible roaming charges for data transfer. Also, the proposed mobile service is not intrusive, as it is provided through an application installed by tourists voluntarily on their mobile devices. Through design and implementation this work shows that it is possible to build a system which can be used to provide information services to tourists through mobile phones. The work achieved a successful ongoing synchronization between the client and the server databases. Implementation and usage were limited to smart phones only, as they provide better technological support for the solution having features like maps, GPS, Wi-Fi, Bluetooth and Databases. Moreover, the design of this system shows how Bluetooth technology can be used effectively as a means of communication while minimizing its shortcomings and risks, such as security, by bypassing Bluetooth server service discovery protocol (SDP) and connecting directly to the device. Apart from showing the design and implementation of the end-user costfree mobile information service, the results of this work also highlight the possible business opportunities to the provider of the service.

Georeferenced database generation with the purpose of hydrologic molding in reservoirs of the hydrographic basin of Jaguaribe river in the state of Ceará, Brazil

The edafoclimatic conditions of the Brazilian semiarid region favor the water loss by surface runoff. The state of Ceará, almost completely covered by semiarid, has developed public policies for the construction of dams in order to attend the varied water demand. Several hydrological models were developed to support decisive processes in the complex management of reservoirs. This study aimed to establish a methodology for obtaining a georeferenced database suitable for use as input data in hydrological modeling in the semiarid of Ceará. It was used images of Landsat satellite and SRTM Mission, and soil maps of the state of Ceará. The Landsat images allowed the determination of the land cover and the SRTM Mission images, the automatic delineation of hydrographic basins. The soil type was obtained through the soil map. The database was obtained for Jaguaribe River hydrographic basin, in the state of Ceará, and is applicable to hydrological modeling based on the Curve Number method for estimating the surface runoff.

The effectiveness of vocationally oriented multidisciplinary rehabilitation (ASLAK®) amongst public sector employees

In Finland, vocationally oriented medical rehabilitation (ASLAK®) is a common preventive rehabilitation measure with the primary goal of preserving and improving work ability. The ASLAK® programme has been used for almost 30 years, although limited data exist on its effectiveness. The aims of this study were to determine whether the increased risk of work disability predicts the participants’ likelihood to be granted ASLAK® rehabilitation and to assess the effectiveness of the programme in decreasing the risk of work disability and modifying health-risk behaviours. This study is a part of the on-going Finnish Public Sector Study conducted by the Finnish Institute of Occupational Health. Data on 53 416 employees (81% women) were gathered from employers’ records, national health registers and repeated survey responses. During the 5-year follow-up, increased levels of the risk factors for work disability did not predict participation in the rehabilitation programme. During the 2.8-year followup (range 0.04–5.0 years), the risk of long-term work disability (sick leave >90 days or retirement) overall or, more specifically, due to musculoskeletal or mental diseases did not differ between the rehabilitants who participated in ASLAK® in 1997–2005 and their propensity score matched controls. There was no evidence of ASLAK® being effective in changing participants’ health-risk behaviours or in improving perceived general or mental health. The results suggest that potential participant recognition, mainly taking place in occupational health care, may fail to identify those with a higher risk of work disability. No evidence on the effectiveness of the programme was found in the study cohort when measured by the selected indicators.

Finnish Institutional Innovation Support Policies from Russian Entrepreneurs' Perspective: Establishing Cross-Border Technology Oriented Start-Up Firm

The purpose of this thesis is to study how Russian entrepreneurs perceive Finnish institutional environment and innovation support policies provided in the country, as well as to present a practical example in form of a case study of one technology oriented start-up firm which was established in Finland by Russian entrepreneurs. The empirical research of the thesis is conducted qualitatively in two parts. First part is conducted through online questionnaire with open questions in order to review the perceptions of Russian entrepreneurs in general. Second part is based on personal interviews with case company’s founders with the focus on the process of establishing the company in Finland. In the first part of the empirical research, five Russian start-up firms were contacted, and four responses were received. All of these responses were qualified for further analysis. The findings of the first part of the research reveal that Russian entrepreneurs have rather positive attitudes towards Finnish institutional innovation support policies. However, most of the entrepreneurs stated that they are unlikely to create their presence in Finland. As an outcome of the second part of the research, the process of establishing a case company in Finland is illustrated. In order to be able to establish companies in Finland, Russian entrepreneurs who have a permanent residence outside European Economic Area (EEA) are required to apply for a permission to perform business operations in the country. In addition, the established company must engage in improving the economical stand of the country by creating new work places, raising tax revenues, develop technologies and generate innovations in the country.

Exploring Customer-Oriented Service Offerings in Public Health: Developing Integrated Health Care Services for Rural Areas

Väestön ikääntyminen pakottaa yhteiskunnan ja julkisen terveydenhuollon muutoksiin. Jotta ikääntyvien ihmisten kotona asuminen voidaan mahdollistaa, palvelujärjestelmän pitää mukautua muuttuvaan tilanteeseen. Tämän diplomityön tarkoituksena on tunnistaa asiakaslähtöisiä lähellä asiakasta tarjottavia palvelukokonaisuuksia. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys muodostuu asiakasarvon luomisesta ja palvelutarjoamista. Tarkasteluryhmänä on Etelä-Karjalan alueen 60–90-vuotiaat ja käytetty aineisto on kerätty vastaajilta postitse lähetetyllä kyselyllä. Tutkimus on eksploratiivinen ja tulosten tulkinnassa on hyödynnetty määrällisen tutkimuksen ja verkostoanalyysin menetelmiä. Työn keskeisimmät tulokset ovat tunnistetut asiakassegmentit ja heidän tarpeidensa pohjalta muodostetut palvelupaketit. Tulokset indikoivat asiakkaiden tarpeita ja tuloksia on analysoitu myös tuottajan näkökulmasta. Empiiristen tulosten lisäksi teoriaviitekehystä on kehitetty eteenpäin, jotta palvelukeskeiset teoriat voidaan ymmärtää yritysten näkökulman lisäksi asiakkaan näkökulmasta.

Local Features in Image and Video Processing - Object Class Matching and Video Shot Detection

The usage of digital content, such as video clips and images, has increased dramatically during the last decade. Local image features have been applied increasingly in various image and video retrieval applications. This thesis evaluates local features and applies them to image and video processing tasks. The results of the study show that 1) the performance of different local feature detector and descriptor methods vary significantly in object class matching, 2) local features can be applied in image alignment with superior results against the state-of-the-art, 3) the local feature based shot boundary detection method produces promising results, and 4) the local feature based hierarchical video summarization method shows promising new new research direction. In conclusion, this thesis presents the local features as a powerful tool in many applications and the imminent future work should concentrate on improving the quality of the local features.

Institutional Repository ecosystem in Japan, IRDB and JAIRO Cloud

Poster at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Service oriented archive based on Fedora Commons

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014