Gesture recognition with application in music arrangement

This thesis studies the interaction with music synthesis systems using hand gestures. Traditionally users of such systems were limited to input devices such as buttons, pedals, faders, and joysticks. The use of gestures allows the user to interact with the system in a more intuitive way. Without the constraint of input devices, the user can simultaneously control more elements within the music composition, thus increasing the level of the system's responsiveness to the musician's creative thoughts. A working system of this concept is implemented, employing computer vision and machine intelligence techniques to recognise the user's gestures.Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2006.Computer ScienceMScunrestricte

Learning visual representations of style

Learning Visual Representations of Style Door Nanne van Noord De stijl van een kunstenaar is zichtbaar in zijn/haar werk, onafhankelijk van de vorm of het onderwerp van een kunstwerk kunnen kunstexperts deze stijl herkennen. Of het nu om een landschap of een portret gaat, het connaisseurschap van kunstexperts stelt hen in staat om de stijl van de kunstenaar te herkennen. Het vertalen van dit vermogen tot connaisseurschap naar een computer, zodat de computer in staat is om de stijl van een kunstenaar te herkennen, en om kunstwerken te (re)produceren in de stijl van de kunstenaar, staat centraal in dit onderzoek. Voor visuele analyseren van kunstwerken maken computers gebruik van beeldverwerkingstechnieken. Traditioneel gesproken bestaan deze technieken uit door computerwetenschappers ontwikkelde algoritmes die vooraf gedefinieerde visuele kernmerken kunnen herkennen. Omdat deze kenmerken zijn ontwikkelt voor de analyse van de inhoud van foto’s zijn ze beperkt toepasbaar voor de analyse van de stijl van visuele kunst. Daarnaast is er ook geen definitief antwoord welke visuele kenmerken indicatief zijn voor stijl. Om deze beperkingen te overkomen maken we in dit onderzoek gebruik van Deep Learning, een methodologie die het beeldverwerking onderzoeksveld in de laatste jaren enorm heeft gerevolutionaliseerd. De kracht van Deep Learning komt voort uit het zelflerende vermogen, in plaats van dat we afhankelijk zijn van vooraf gedefinieerde kenmerken, kan de computer zelf leren wat de juiste kenmerken zijn. In dit onderzoek hebben we algoritmes ontwikkelt met het doel om het voor de computer mogelijk te maken om 1) zelf te leren om de stijl van een kunstenaar te herkennen, en 2) nieuwe afbeeldingen te genereren in de stijl van een kunstenaar. Op basis van het in het proefschrift gepresenteerde werk kunnen we concluderen dat de computer inderdaad in staat is om te leren om de stijl van een kunstenaar te herkennen, ook in een uitdagende setting met duizenden kunstwerken en enkele honderden kunstenaars. Daarnaast kunnen we concluderen dat het mogelijk is om, op basis van bestaande kunstwerken, nieuwe kunstwerken te generen in de stijl van de kunstenaar. Namelijk, een kleurloze afbeeldingen van een kunstwerk kan ingekleurd worden in de stijl van de kunstenaar, en wanneer er delen missen uit een kunstwerk is het mogelijk om deze missende stukken in te vullen (te retoucheren). Alhoewel we nog niet in staat zijn om volledig nieuwe kunstwerken te generen, is dit onderzoek een grote stap in die richting. Bovendien zijn de in dit onderzoek ontwikkelde technieken en methodes veelbelovend als digitale middelen ter ondersteuning van kunstexperts en restauratoren

Automatic Multilevel Feature Abstraction in Adaptable Machine Vision Systems

Vision is a complex task which can be accomplished with apparent ease by biological systems, but for which the design of artificial systems is difficult. Although machine vision systems can be successfully designed for a specific task, under certain conditions, they are likely to fail if circumstances change. This was the motivation for the research into ways in which systems can be self-designing and adaptable to new visual tasks. The research was conducted in three vital areas of concern for machine vision systems. The first area is finding a suitable architecture for forming an appropriate representation for the current task. The research investigated the application of Hypernetworks theory to building a multilevel, generally-applicable representation, through repeated application of a fundamental 'self-similarity' principle, that parts of objects assembled under a particular relation at one level, form whole objects at the next. Results show that this is potentially a powerful approach for autonomously generating an adaptable system-architecture suitable for multiple visual tasks. The second area is the autonomous extraction of suitable low-level features, which the research investigated through random generation of minimally-constrained pixel-configurations and algorithmic generation of homogeneous and heterogeneous polygons. The results suggest that, despite the simplicity of the features making them vulnerable to image transformations, these are promising approaches worth developing further. The third area is automatic feature selection. The research explored management of 'dimensionality' and of 'combinatorial explosion', as well as how to locate relevant features at multiple representation levels, in the context of 'emergence' of structure. Results indicate that this approach can find useful 'intermediate-level' constructs through analysis of the connectivity of the simplices representing objects at higher levels. The research concludes that the proposed novel approaches to tackling the above issues, in particular the application of hypernetworks to the formation of multilevel representations and the resulting emergence of higher-level structure, is fruitful

Visual Cortex

The neurosciences have experienced tremendous and wonderful progress in many areas, and the spectrum encompassing the neurosciences is expansive. Suffice it to mention a few classical fields: electrophysiology, genetics, physics, computer sciences, and more recently, social and marketing neurosciences. Of course, this large growth resulted in the production of many books. Perhaps the visual system and the visual cortex were in the vanguard because most animals do not produce their own light and offer thus the invaluable advantage of allowing investigators to conduct experiments in full control of the stimulus. In addition, the fascinating evolution of scientific techniques, the immense productivity of recent research, and the ensuing literature make it virtually impossible to publish in a single volume all worthwhile work accomplished throughout the scientific world. The days when a single individual, as Diderot, could undertake the production of an encyclopedia are gone forever. Indeed most approaches to studying the nervous system are valid and neuroscientists produce an almost astronomical number of interesting data accompanied by extremely worthy hypotheses which in turn generate new ventures in search of brain functions. Yet, it is fully justified to make an encore and to publish a book dedicated to visual cortex and beyond. Many reasons validate a book assembling chapters written by active researchers. Each has the opportunity to bind together data and explore original ideas whose fate will not fall into the hands of uncompromising reviewers of traditional journals. This book focuses on the cerebral cortex with a large emphasis on vision. Yet it offers the reader diverse approaches employed to investigate the brain, for instance, computer simulation, cellular responses, or rivalry between various targets and goal directed actions. This volume thus covers a large spectrum of research even though it is impossible to include all topics in the extremely diverse field of neurosciences

Efficient Learning Machines

Computer scienc