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

Opposition des voyelles françaises - apprentissage des phonèmes /e/ et /ε/ par les apprenants finnophones

Ce mémoire de master porte sur l’apprentissage des voyelles françaises par les apprenants finnophones. Il vise à examiner si les étudiants du français différencient les phonèmes /e/ et /ɛ/ et s’il a une amélioration dans leur production après l’enseignement et la pratique de ces voyelles. Cette étude empirique profite de la recherche antérieure réalisée dans le domaine de l’acquisition des langues étrangères et utilise des outils méthodologiques provenant de la phonétique. L’étude a impliqué 14 étudiants du français qui ont participé au cours de la prononciation française, organisé à l’université de Turku. La recherche a consisté en tests de production des mots d’une syllabe avant et après l’enseignement des phonèmes examinés. La méthode utilisée est l’analyse acoustique des voyelles. Les productions des sujets ont été analysées acoustiquement et statistiquement à l’égard de la voyelle /E/. Les résultats montrent que les sujets différencient les phonèmes au niveau d’aperture. Pourtant, l’analyse des résultats suggère qu’ils les prononcent plus postérieures que les locuteurs natifs. En plus, il n’y avait pas d’amélioration dans la prononciation des sujets quant aux phonèmes examinés. L’étude suggère que la difficulté de prononcer les phonèmes examinés ne se trouve pas tant au niveau d’aperture/fermeture, mais plutôt au niveau d’antériorité/ postériorité. Quant à l’enseignement des phonèmes français, il serait utile de mettre l’accent sur l’antériorité des voyelles françaises par rapport aux voyelles finnoises. En ce qui concerne la voyelle /e/ mi-fermée, ce sont les caractéristiques de tension et écartement qui différencient cette voyelle la plus clairement de la /e/ du finnois et qui devraient être soulignées lors de l’apprentissage de ce phonème. Dans l’enseignement d’une langue étrangère, plus d’attention devrait être portée aux sons qui sont similaires par rapport à la langue maternelle, parce que ce sont les sons les plus difficiles d’apprendre. Les sons étrangers devraient être enseignés dès qu’on commence à apprendre une langue étrangère car l’apprentissage devient plus difficile avec l’âge.