Image segmentation integrating colour, texture and boundary information

La tesis se centra en la Visión por Computador y, más concretamente, en la segmentación de imágenes, la cual es una de las etapas básicas en el análisis de imágenes y consiste en la división de la imagen en un conjunto de regiones visualmente distintas y uniformes considerando su intensidad, color o textura. Se propone una estrategia basada en el uso complementario de la información de región y de frontera durante el proceso de segmentación, integración que permite paliar algunos de los problemas básicos de la segmentación tradicional. La información de frontera permite inicialmente identificar el número de regiones presentes en la imagen y colocar en el interior de cada una de ellas una semilla, con el objetivo de modelar estadísticamente las características de las regiones y definir de esta forma la información de región. Esta información, conjuntamente con la información de frontera, es utilizada en la definición de una función de energía que expresa las propiedades requeridas a la segmentación deseada: uniformidad en el interior de las regiones y contraste con las regiones vecinas en los límites. Un conjunto de regiones activas inician entonces su crecimiento, compitiendo por los píxeles de la imagen, con el objetivo de optimizar la función de energía o, en otras palabras, encontrar la segmentación que mejor se adecua a los requerimientos exprsados en dicha función. Finalmente, todo esta proceso ha sido considerado en una estructura piramidal, lo que nos permite refinar progresivamente el resultado de la segmentación y mejorar su coste computacional. La estrategia ha sido extendida al problema de segmentación de texturas, lo que implica algunas consideraciones básicas como el modelaje de las regiones a partir de un conjunto de características de textura y la extracción de la información de frontera cuando la textura es presente en la imagen. Finalmente, se ha llevado a cabo la extensión a la segmentación de imágenes teniendo en cuenta las propiedades de color y textura. En este sentido, el uso conjunto de técnicas no-paramétricas de estimación de la función de densidad para la descripción del color, y de características textuales basadas en la matriz de co-ocurrencia, ha sido propuesto para modelar adecuadamente y de forma completa las regiones de la imagen. La propuesta ha sido evaluada de forma objetiva y comparada con distintas técnicas de integración utilizando imágenes sintéticas. Además, se han incluido experimentos con imágenes reales con resultados muy positivos.

Texture recognition under varying imaging geometries

La visió és probablement el nostre sentit més dominant a partir del qual derivem la majoria d'informació del món que ens envolta. A través de la visió podem percebre com són les coses, on són i com es mouen. En les imatges que percebem amb el nostre sistema de visió podem extreure'n característiques com el color, la textura i la forma, i gràcies a aquesta informació som capaços de reconèixer objectes fins i tot quan s'observen sota unes condicions totalment diferents. Per exemple, som capaços de distingir un mateix objecte si l'observem des de diferents punts de vista, distància, condicions d'il·luminació, etc. La Visió per Computador intenta emular el sistema de visió humà mitjançant un sistema de captura d'imatges, un ordinador, i un conjunt de programes. L'objectiu desitjat no és altre que desenvolupar un sistema que pugui entendre una imatge d'una manera similar com ho realitzaria una persona. Aquesta tesi es centra en l'anàlisi de la textura per tal de realitzar el reconeixement de superfícies. La motivació principal és resoldre el problema de la classificació de superfícies texturades quan han estat capturades sota diferents condicions, com ara distància de la càmera o direcció de la il·luminació. D'aquesta forma s'aconsegueix reduir els errors de classificació provocats per aquests canvis en les condicions de captura. En aquest treball es presenta detalladament un sistema de reconeixement de textures que ens permet classificar imatges de diferents superfícies capturades en diferents condicions. El sistema proposat es basa en un model 3D de la superfície (que inclou informació de color i forma) obtingut mitjançant la tècnica coneguda com a 4-Source Colour Photometric Stereo (CPS). Aquesta informació és utilitzada posteriorment per un mètode de predicció de textures amb l'objectiu de generar noves imatges 2D de les textures sota unes noves condicions. Aquestes imatges virtuals que es generen seran la base del nostre sistema de reconeixement, ja que seran utilitzades com a models de referència per al nostre classificador de textures. El sistema de reconeixement proposat combina les Matrius de Co-ocurrència per a l'extracció de característiques de textura, amb la utilització del Classificador del veí més proper. Aquest classificador ens permet al mateix temps aproximar la direcció d'il·luminació present en les imatges que s'utilitzen per testejar el sistema de reconeixement. És a dir, serem capaços de predir l'angle d'il·luminació sota el qual han estat capturades les imatges de test. Els resultats obtinguts en els diferents experiments que s'han realitzat demostren la viabilitat del sistema de predicció de textures, així com del sistema de reconeixement.

Social perception gaze patterns, symptom severity and resting brain function measured using Arterial Spin Labelling

Autistic spectrum disorder (ASD) is characterised by qualitative alterations in reciprocal social interactions. Some recent studies show alterations in gaze patterns during social perception and rest-functional abnormalities in the ‘social brain network’. This study investigated: i) social perception gaze patterns in children with ASD and controls, ii) the relationship between autism clinical severity and social perception gaze patterns, iii) the relationship between resting cerebral blood flow (rCBF) and social perception gaze patterns. Methods: Nine children with ASD and 9 children with typical development were studied. Eye-tracking was used to detect gaze patterns during presentation of stimuli depicting social scenes. Autism clinical severity was established using the Autism Diagnostic Interview Revised (ADI-R). Arterial spin labelling MRI was used to quantify rCBF. Results: The ASD group looked less at social regions and more at non-social regions than controls. No significant correlation was found between ASD clinical severity and social perception gaze patterns. In the ASD group, gaze behaviour was related to rCBF in the temporal lobe regions at trend level. Positive correlations were found between temporal rCBF and gaze to the face region, while negative correlations were found between temporal rCBF and gaze to non-social regions. Conclusions: These preliminary results suggest that social perception gaze patterns are altered in children with ASD, and could be related to temporal rCBF.

Analysis of return patterns of digital hearing aids

This paper examines the return rate for digital hearing aids and reason for the returns.

A technique to train auditory and visual memory for speech patterns in young hearing-impaired children

This paper details a technique for training auditory memory for length of speech sounds in preschool children with a profound hearing loss.

Analysis of return patterns of digital hearing aids

This paper examines the return rate for digital hearing aids and reason for the returns.

Tactile perception of rhythmic patterns in normal, blind, deaf and aphasic children

This paper is a review of a study to determine if perception through rhythm is contingent upon auditory experience.

Identification of normal and abnormal acoustic speech patterns by profoundly hearing-impaired children

This paper discusses a study to determine if profoundly hearing impaired children could identify acoustically normal speech patterns from abnormal speech patterns.

A comparison of social-emotional patterns of day versus residential students enrolled in an oral educational setting

This paper reviews a study of CID students and their scores on the Meadow-Kendall Social-Emotional Assessment Inventory test (SEAI).

Relation of audiometric patterns to the etiology of auditory disorders in children

This paper reviews a study to investigate the relationship between audiogram patterns and auditory disorder etiology of children at CID.