Motion classification and action localization have rapidly become essential tasks in computer vision and video analytics. In particular, Human Action Recognition (HAR), which has important applications in clinical assessments, activity monitoring, and sports performance evaluation, has drawn a lot of attention in research communities. Nevertheless, the high-dimensional and time-continuous nature of motion data creates non-trivial challenges in action detection and action recognition. In this degree project, on a set of recorded unannotated mixed workouts, we test and evaluate unsupervised and semi-supervised machine learning models to identify the correct location, i.e., a timestamp, of various exercises in videos and to study different approaches in clustering detected actions. This is done by modelling the data via the two-step clustering pipeline using the Bag-of-Visual-Words (BoVW) approach. Moreover, the concept of repetition counting is under consideration as a parallel task. We find that clustering alone tends to produce cluster solutions with a mixture of exercises and is not sufficient to solve the exercise recognition problem. Instead, we use clustering as an initial step to aggregate similar exercises. This allows us to effectively find many repetitions of similar exercises for their further annotation. When combined with a subsequent Support Vector Machine (SVM) classifier, the BoVW concept proved itself, achieving an accuracy score of 95.5% on the labelled subset. Much attention has also been paid to various methods of dimensionality reduction and benchmarking their ability to encode the original data into a lower-dimensional latent space. / Rörelseklassificering och handlingslokalisering har snabbt blivit viktiga uppgifter inom datorseende och videoanalys. I synnerhet har HAR fångat en stor uppmärksamhet i forskarsamhällen, då den har viktiga tillämpningar i kliniska bedömningar, aktivitetsövervakning och utvärdering av sportprestanda.Likväl så skapar den högdimensionella och tidskontinuerliga naturen hos rörelsedata icke-triviala utmaningar i handlingsdetektering och handlingsigenkänning. I detta examensarbete testar vi samt utvärderar oövervakade och semi-övervarakde maskininlärningsmodeller på en samling av inspelade blandade träningspass, som inte är noterade. Detta är för att identifiera den korrekta positionen, d.v.s en tidsstämpel, för olika övningar i videofilmer och för att studera olika tillvägagångssätt för att gruppera upptäckta handlingar. Detta görs genom att modellera data via tvåstegs klustringspipeline, med tillämpning av BoVW-metoden. Som en parallell uppgift övervägs även repetitionsräkning som koncept. Vi finner att kluster enbart tenderar att producera klusterlösningar med en blandning av övningar och är därför inte tillräckligt för att lösa problemet med övningsigenkänning. Istället, använder vi klustring som ett första steg för att sammanställa liknande övningar. Detta gör att vi effektivt kan hitta många upprepningar av liknande övningar för att vidare hantera dess anteckningar. Detta, kombinerad med en efterföljande SVM-klassificerare, visade sig att BoVWkonceptet är mycket effektivt, vilket uppnådde en noggrannhet på 95, 5% på den märkta delmängden. Mycket uppmärksamhet har också ägnats åt olika metoder för dimensionalitetsreduktion och jämförelse av dessa metoders förmåga att koda originaldata till ett dimensionellt lägre latentutrymme.

No description available.

No description available.

No description available.

[pt] Neste trabalho são apresentados dois reflectômetros ópticos por contagem de fótons no domínio do tempo para o monitoramento de fibras ópticas. O primeiro foi projetado para obter faixas dinâmicas altas. Demonstrou-se a sua capacidade de sintonização no monitoramento de redes passivas WDM-PON durante o tráfego de dados. 32 dB de faixa dinâmica com 6 m de resolução foram atingidos. O segundo reflectômetro foi projetado para atingir resoluções ultra altas. As aplicações neste caso, além do monitoramento de uma rede TDM-PON de curto alcance, foram na caracterização de redes de Bragg dispersivas e na descrição e modelagem de um fenômeno não reportado antes na literatura, chamado nesta tese de reflexão por curvatura. Foi demonstrada uma resolução menor que 3 cm com faixa dinâmica maior que 14.0 dB. / [en] This thesis presents the development of two photon counting optical time domain reflectometers for fiber optic links monitoring. The first one was focused on high dynamic range. It is demonstrated its tunable capability for a WDM-PON in-service monitoring. 32 dB on dynamic range and a two-point resolution of 6 m is achieved. The second reflectometer was design to accomplish an ultra high resolution. The monitoring of a short TDM-PON is performed. Moreover, due to its high resolution, a chirped fiber Bragg grating is characterized and a non previous reported phenomena, the bend reflection, is shaped and described. It is demonstrated 3 cm two-point resolution and more than 14 dB on dynamic range.

Antal datortomografiundersökningar har ökat under flera år i Sverige tack vare tekniska utvecklingar och ökad tillgänglighet på sjukvård. Södertälje sjukhus röntgenavdelningen är i behov av att byta ut en utdaterad datortomograf (eng: Computed tomography, CT) och avdelningen för medicinsk teknik har föreslagit ett inköp av en CT med fotonräknande-detektor. Bilddata framställdes genom en fantomstudie för att påvisa förhållandet mellanstråldosparametern CTDIvol och kontrast-brus-förhållandet (CNR) hos CT-systemen: SOMATOM Drive och NAEOTOM Alpha. Den genererade datan påvisade att det finns en väsentlig skillnad i CNR-CTDIvol-förhållandet mellan SOMATOM Drive och NAEOTOM Alpha. Resultaten tydliggör att NAEOTOM Alpha kan producera bilder med betydligt mindre brus vid lägre stråldoser. Ett inköp av en fotonräknande detektor CT skulle kunna rättfärdigas utifrån bildkvalitéförbättringen som systemet kan erbjuda. / The number of computed tomography (CT) scans has increased during the past years in Sweden due to technical advancements and increased availability of healthcare. The x-ray department at Södertälje hospital is in need of replacing an outdated computed tomography and the departmentof clinical engineering has proposed a purchase of a photon-counting detector CT. Image data was produced through a phantom study to demonstrate the relationship between the parameter CTDIvol radiation dose and the contrast-to-noise ratio (CNR) of the CT systems: SOMATOM Drive and NAEOTOM Alpha. The generated data demonstrated that there is a substantial difference in the CNR-CTDIvol relationship between SOMATOM Drive and NAEOTOM Alpha. The results entail that NAEOTOM Alpha can produce images with considerably less noise at lower radiation doses. The purchase of a photon-counting CT could be justified by the improved image quality it can offer.

Research on photon counting detectors (PCDs) is focused on semiconductor materials, and silicon is a strong candidate to use in PCDs for photon counting computer tomography (CT). In a silicon detector, a significant portion of the counts is due to Compton scattering events. Since only part of the incident photon energy is deposited in a Compton interaction, Compton interactions lead to a loss of spectral information. By using Compton coincidence detection, i.e., combining information from multiple Compton events caused by the same incident photon, it is possible to obtain more spectral information from Compton scattered photons, increasing the energy resolution of the detector. The goal of this thesis is to develop and evaluate a method for Compton coincidence detection for photon counting CT. In this thesis, a method for Compton coincidence detection based on Compton kinematics and a χ2 test is presented and compared to a previously developed method based on maximum likelihood estimation. The χ2 method utilised the connection between the energy before vs after a Compton interaction, and the scattering angle. The possible scattering angles due to deposited energy in each interaction were called the energy angles. The spatial angles between the interaction positions in the detector were calculated and compared to the energy angles through a χ2 test in order to find the correct order of interaction and the incident photon energy. The χ2 method correctly identified the interaction order of 85.8% of simulated interaction chains ending in photoelectric effect and 64.1% of simulated interaction chains containing only Compton interactions. The energy estimation was 100% correct for all chains ending in photoelectric effect, since all of the incident energy was deposited in the detector. For chains of only Comptoninteractions, the energy was estimated with an RMS error of 21.2 keV. Combining the results from chains ending in a photoelectric interaction and chains of only Comptoninteractions, the total RMS error of the energy estimation was 11.5 keV. / Datortomografi (CT) är en viktig del av dagens sjukvård, och fotonräknande detektorer för CT är på väg från forskning till klinisk användning. Forskningen inom fotonräknande detektorer fokuserar på att använda halvledande material, och kisel är en stark kandidat till att användas för fotonräknande detektorer. I en kiseldetektor interagerar en betydande andel av fotonerna genom Compton-spridning. Då endast en del av fotonenergin deponeras i detektorn när en Compton-interaktion sker leder det till en förlust av spektral information. Genom att kombinera information från flera Compton-interaktioner som orsakats av samma infallande foton, så kallad sammanfallsdetektering, är det möjligtatt erhålla en ökad mängd spektral information från Compton-spridna fotoner. Målet med detta examensarbete är att utveckla och utvärdera en metod för sammanfallsdetektering för att erhålla spektral information från Compton-spridda fotoner i en detektortill fotonr¨aknande CT. I detta arbete presenteras en metod baserad på kinematiken bakom en Compton-interaktion och ett χ2-test. Metoden jämförs sedan med en tidigare utvecklad metod baserad på maximum likelihood-uppskattning. χ2-metoden utnyttjade sambandet mellan deponerad energi i en Compton-interaktion och möjliga spridningsvinklar, här kallade energivinklar. De spatiella vinklarna mellan interaktionerna i detektorn mättes och jämfördes genom ett χ2-test för att hitta interaktionsordningen och den infallande energin. χ2-metoden identifierade interaktionsordningen korrekt för 85.5% av alla simulerade interaktionskedjor som slutade i fotoelektrisk effekt och 64.1% av alla simulerade interaktionskedjorsom endast innehöll Compton-interaktioner. Uppskattningen av infallande energi var 100% korrekt för alla interaktionskedjor som slutade med en fotoelektrisk interaktion,eftersom all infallande energi deponerats i detektorn. För kejdor som endast bestod av Compton-interaktioner uppskattades den infallande energin med ett RMS-fel på 21.2 keV. Genom att kombinera resultaten från kedjor som slutade med en fotoelektrisk interaktion och resultaten från kejdor som endast bestod av Compton-interaktioner blev det totala RMS-felet för energi-uppskattningen 11.5 keV.

yes / Coinciding with advances in whole-slide imaging scanners, it is become essential to automate the conventional image-processing techniques to assist pathologists with some tasks such as mitotic-cells detection. In histopathological images analysing, the mitotic-cells counting is a significant biomarker in the prognosis of the breast cancer grade and its aggressiveness. However, counting task of mitotic-cells is tiresome, tedious and time-consuming due to difficulty distinguishing between mitotic cells and normal cells. To tackle this challenge, several deep learning-based approaches of Computer-Aided Diagnosis (CAD) have been lately advanced to perform counting task of mitotic-cells in the histopathological images. Such CAD systems achieve outstanding performance, hence histopathologists can utilise them as a second-opinion system. However, improvement of CAD systems is an important with the progress of deep learning networks architectures. In this work, we investigate deep YOLO (You Only Look Once) v2 network for mitotic-cells detection on ICPR (International Conference on Pattern Recognition) 2012 dataset of breast cancer histopathology. The obtained results showed that proposed architecture achieves good result of 0.839 F1-measure.

Detta examensarbete fokuserar på utveckling och utvärdering av en ny metod för att räkna dubbelriktade personflöden inomhus med hjälp av Ultrasonic Time-of-Flight teknik. Projektets huvudsyfte är att skapa en kostnadseffektiv, strömsnål och integritetsvänlig lösning som är i linje med lagar som GDPR. Studien börjar med en kort genomgång av tillgängliga tekniker för personflödesmätning, men det blir tydligt att dessa tekniker brister i kraven för den önskade tekniken. Mot denna bakgrund framstår Ultrasonic Time-of-Flight som en lovande kandidat på grund av sin förmåga att detektera objekt och rörelseriktningar utan att samla in personligt identifierbar information. För att realisera detta projekt har ett utvecklingskit baserat på sensorn CH201 från Chirp Microsystems använts. Sensorns låga strömförbrukning och förmåga att mäta avstånd i ett brett synfält är det som är lovande i tekniken. Ett akustiskt hölje optimerar sensorernas synfält och minimerar störningar. Experimentdelen av arbetet inkluderar uppbyggnaden av en testmiljö där sensorernas förmåga att korrekt räkna individer och bestämma deras rörelseriktning testas. Resultaten från dessa tester visar på hög noggrannhet i detektering av enskilda individer som passerar, men har lägre noggrannhet då flera personer passerar samtidigt. Vidare diskuteras potentialen för att vidareutveckla systemet för att även kunna hantera större personflöden och mer komplexa scenarion, som flera personer som rör sig bredvid varandra i olika riktningar. En kritisk granskning av systemets prestanda under längre tidsperioder och i olika miljöer föreslås som framtida forskningsarbete för att ytterligare validera och förbättra tekniken. Sammanfattningsvis demonstrerar detta arbete potentialen hos tekniken som en säker och integritetsvänlig lösning för effektiv övervakning av personflöden. Med ytterligare utveckling och anpassning förväntas tekniken kunna uppfylla en ännu högre noggrannhet. / This thesis focuses on the development and evaluation of a new method for measuring bidirectional indoor people flows using Ultrasonic Time-of-Flight technology. The main purpose of the project is to create a cost-effective, low-power, and privacy-friendly solution that complies with laws like the GDPR. It begins with a short review of existing techniques for measuring people flow, concluding that these technologies do not support the goal of the new technology. Ultrasonic Time-of-Flight emerges as a promising candidate due to its ability to detect objects and directions of movement without collecting personally identifiable information. To realize this project, a development kit based on the CH201 sensor from ChirpMicrosystems has been used. The sensor’s low power consumption and ability to measure distances in a wide field of view are what made the technology promising. An acoustic enclosure optimizes the sensors’ field of view and minimizes interference. The experimental part of the work includes the construction of a test environment where the sensors’ ability to accurately count individuals and determine their direction of movement is tested. The results from these tests show high accuracy in detecting individual passersby but encounter more problems with multiple individuals simultaneously. Further discussions will explore the potential for developing the system to manage larger crowds and more complex scenarios, such as multiple people moving side by side in different directions. A critical review of the system’s performance over longer periods and in different environments is proposed as future research work to further validate and improve the technology. In conclusion, this work demonstrates the potential of the technology as a secure and privacy-friendly solution for effective monitoring of people flows. With further development and adaptation, the technology is expected to offer significantly better accuracy.

The current socio-economic and environmental context worldwide, with different actors and needs, requires continued progress towards energy efficiency and environmental improvements in order to create a sustainable future, and this implies a scientific and technologic effort to achieve the proposed goals. Transport by propulsive systems based on reciprocating internal combustion engines (ICE) is one of the major agents affecting future environmental sustainability. Included in the wide research done in this area, one of the options considered is the use of low viscosity oils (LVO) as an option for increasing ICE efficiency. This technology presents a modest contribution to the efficiency target, but the excellent cost-effectiveness ratio and ease of application to current and future vehicle parc are two reasons that has driven towards research into the use of these oils. The low viscosity oils base their contribution to improving energy efficiency by reducing mechanical losses associated with viscous friction in hydrodynamic regime. This in turn reduces energy consumption to operate the system, and it is associated with a reduction of pollutant emissions for the same performance. The hypotheses of application of LVO are well founded, but there are a number of uncertainties surrounding the application of low viscosity oils in MCIA today. On one hand, it is possible to expect a modification of the ICE tribological performance, as well as changes in lubricant performance which ultimately could lead to a reduction in the period of useful life, an early lubrication failure or other consequences difficult to predict. Also, a reduction in viscosity may increase wear production, so there is also an interest in the remote diagnosis of lubricated system status. In this Thesis a concise review of the state-of-the-art has been done applied to ICE tribology and lubricating oils, with special interest in the low viscosity oils development. Then, a series of different studies have been performed to deepen the understanding of oil performance and its influence on ICE wear, supported by a set of physico-chemical analytical techniques applied to diagnose the state of the lubricating oil. The different results obtained show that the application of low viscosity oils in ICE is a viable alternative, since the results obtained in the various tests validate the different hypotheses done, and it opens a line of research possibilities around future enhancements and technology development. / La situación actual a nivel mundial, enmarcada en un contexto socioeconómico y medioambiental complejo, con diferentes actores y necesidades presentes, requiere un avance continuo hacia la eficiencia energética y las mejoras medioambientales de cara a poder crear un futuro sostenible, así como de un esfuerzo científico y tecnológico para poder alcanzar los objetivos propuestos. El transporte mediante sistemas propulsivos basados en motores de combustión interna alternativos (MCIA) es uno de los grandes agentes que afectan a la sostenibilidad medioambiental futura. Dentro de la profunda investigación que se realiza en éste ámbito, una de las opciones estudiadas es la del uso de aceites de baja viscosidad (LVO) como opción para el aumento de la eficiencia de los MCIA. Esta tecnología presenta una aportación modesta al objetivo de eficiencia energética, pero la excelente relación coste-beneficio y la facilidad de aplicación al parque automovilístico actual y futuro son dos razones que han impulsado a la industria hacia la investigación en el uso de estos aceites. Los aceites de baja viscosidad basan su aportación a la mejora de la eficiencia energética en la reducción de las pérdidas mecánicas asociadas a la fricción viscosa en régimen hidrodinámico. Así, se consigue reducir el consumo de energía utilizado para hacer funcionar el sistema, y lleva asociada una reducción de las emisiones contaminantes para el mismo desempeño. La hipótesis de aplicación de los aceites de baja viscosidad están bien fundamentadas, pero existen una serie de incertidumbres alrededor de la aplicación de los aceites de baja viscosidad en MCIA a día de hoy. Por un lado, es posible esperar una modificación del comportamiento tribológico en el propio MCIA, así como una variación del propio comportamiento del lubricante que en último lugar podría provocar una reducción del período de vida útil del mismo, un fallo temprano de lubricación u otras consecuencias difíciles de prever. Además, la bajada de viscosidad puede aumentar el fenómeno de desgaste, por lo que existe también un interés en la cuantificación y diagnóstico de manera continua y remota del estado del sistema lubricado. Así, en esta Tesis se ha realizado un conciso trabajo de revisión del estado del arte de la tribología aplicada a MCIA y de los aceites lubricantes, poniendo especial interés en el desarrollo de la idea de los aceites de baja viscosidad. A continuación, y con el apoyo de un conjunto de técnicas analíticas físico-químicas aplicadas a diagnosticar el estado del aceite lubricante, se han planteado una serie de estudios desde diferentes ámbitos para poder profundizar en el conocimiento del comportamiento del aceite y de su influencia en el desgaste en MCIA. Los diferentes resultados obtenidos señalan que la aplicación de los aceites de baja viscosidad en MCIA es una alternativa viable y exitosa, ya que los resultados obtenidos en los diferentes ensayos realizados validan el comportamiento de esta opción, y abre una línea de posibilidades de investigación alrededor de futuras mejoras y de desarrollo de la tecnología. / La situació actual a nivell mundial, emmarcada en un context socioeconòmic i mediambiental complex, amb diferents actors i necessitats presents, requereix d'un avanç continu cap a l'eficiència energètica i les millores mediambientals de cara a poder crear un futur sostenible, així com d'un esforç científic i tecnològic per poder assolir els objectius proposats. El transport mitjançant sistemes propulsius basats en motors de combustió interna alternatius (MCIA) és un dels grans agents que afecten la sostenibilitat mediambiental futura. Dins de la profunda investigació que es realitza en aquest àmbit, una de les opcions estudiades és la de l'ús d'olis de baixa viscositat (LVO) com a opció per a l'augment de l'eficiència dels MCIA. Aquesta tecnologia presenta una aportació modesta a l'objectiu d'eficiència energètica, però l'excel¿lent relació cost-benefici i la facilitat d'aplicació al parc automobilístic actual i futur són dues raons que han impulsat a la indústria cap a la investigació en l'ús d'aquestos olis. Els olis de baixa viscositat basen la seva aportació a la millora de l'eficiència energètica en la reducció de les pèrdues mecàniques associades a la fricció viscosa en règim hidrodinàmic. Així, s'aconsegueix reduir el consum d'energia utilitzat per fer funcionar el sistema, i porta associada una reducció de les emissions contaminants per a l'obtenció del mateix resultat. Les hipòtesis d'aplicació dels olis de baixa viscositat estan ben fonamentades, però hi ha una sèrie d'incerteses al voltant de l'aplicació dels olis de baixa viscositat en MCIA a dia de hui. D'una banda, és possible esperar una modificació del comportament tribològic en el propi MCIA, així com una variació del propi comportament del lubricant que en últim lloc podria provocar una reducció del període de vida útil d'aquest, una fallada de lubricació primerenca o altres conseqüències difícils de preveure. A més, la baixada de viscositat pot augmentar el fenomen de desgast, pel que existeix també un interès en la quantificació i diagnòstic de manera contínua i remota de l'estat del sistema lubricat. Així, en aquesta Tesi s'ha realitzat un concís treball de revisió de l'estat de l'art de la tribologia aplicada a MCIA i dels olis lubricants, posant especial interès en el desenvolupament de la idea dels olis de baixa viscositat. A continuació, i amb el suport d'un conjunt de tècniques analítiques fisico-químiques aplicades a diagnosticar l'estat de l'oli lubricant, s'han plantejat una sèrie d'estudis des de diferents àmbits per poder aprofundir en el coneixement del comportament de l'oli i de la seva influència en el desgast en MCIA. Els diferents resultats obtinguts assenyalen que l'aplicació dels olis de baixa viscositat en MCIA és una alternativa viable, ja que els resultats obtinguts en els diferents assajos realitzats validen el comportament d'aquesta opció, i obre una línia de possibilitats d'investigació al voltant de futures millores i de desenvolupament de la tecnologia. / Miró Mezquita, G. (2017). Estudio del comportamiento y de la influencia en el desgaste de los aceites lubricantes de baja viscosidad en MCIA [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/78615