Disconnected Skeleton: Shape at its Absolute Scale

We present a new skeletal representation along with a matching framework to address the deformable shape recognition problem. The disconnectedness arises as a result of excessive regularization that we use to describe a shape at an attainably coarse scale. Our motivation is to rely on the stable properties of the shape instead of inaccurately measured secondary details. The new representation does not suffer from the common instability problems of traditional connected skeletons, and the matching process gives quite successful results on a diverse database of 2D shapes. An important difference of our approach from the conventional use of the skeleton is that we replace the local coordinate frame with a global Euclidean frame supported by additional mechanisms to handle articulations and local boundary deformations. As a result, we can produce descriptions that are sensitive to any combination of changes in scale, position, orientation and articulation, as well as invariant ones.Comment: The work excluding {\S}V and {\S}VI has first appeared in 2005 ICCV: Aslan, C., Tari, S.: An Axis-Based Representation for Recognition. In ICCV(2005) 1339- 1346.; Aslan, C., : Disconnected Skeletons for Shape Recognition. Masters thesis, Department of Computer Engineering, Middle East Technical University, May 200

Biokinematic analysis of human body

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Mechanical Engineering, Izmir, 2011Includes bibliographical references (leaves: 118-123)Text in English; Abstract: Turkish and Englishxiii, 123 leavesThis thesis concentrates on the development of rigid body geometries by using method of intersections, where simple geometric shapes representing revolute (R) and prismatic (P) joint motions are intersected by means of desired space or subspace requirements to create specific rigid body geometries in predefined octahedral fixed frame. Using the methodical approach, space and subspace motions are clearly visualized by the help of resulting geometrical entities that have physical constraints with respect to the fixed working volume. Also, this work focuses on one of the main areas of the fundamental mechanism and machine science, which is the structural synthesis of robot manipulators by inserting recurrent screws into the theory. After the transformation unit screw equations are presented, physical representations and kinematic representations of kinematic pairs with recurrent screws are given and the new universal mobility formulations for mechanisms and manipulators are introduced. Moreover the study deals with the synthesis of mechanisms by using quaternion and dual quaternion algebra to derive the objective function. Three different methods as interpolation approximation, least squares approximation and Chebyshev approximation is introduced in the function generation synthesis procedures of spherical four bar mechanism in six precision points. Separate examples are given for each section and the results are tabulated. Comparisons between the methods are also given. As an application part of the thesis, the most important elements of the human body and skeletal system is investigated by means of their kinematic structures and degrees of freedom. At the end of each section, an example is given as a mechanism or manipulator that can represent the behavior of the related element in the human body

Graph matching using position coordinates and local features for image analysis

Encontrar las correspondencias entre dos imágenes es un problema crucial en el campo de la visión por ordenador i el reconocimiento de patrones. Es relevante para un amplio rango de propósitos des de aplicaciones de reconocimiento de objetos en las áreas de biometría, análisis de documentos i análisis de formas hasta aplicaciones relacionadas con la geometría desde múltiples puntos de vista tales cómo la recuperación de la pose, estructura desde el movimiento y localización y mapeo. La mayoría de las técnicas existentes enfocan este problema o bien usando características locales en la imagen o bien usando métodos de registro de conjuntos de puntos (o bien una mezcla de ambos). En las primeras, un conjunto disperso de características es primeramente extraído de las imágenes y luego caracterizado en la forma de vectores descriptores usando evidencias locales de la imagen. Las características son asociadas según la similitud entre sus descriptores. En las segundas, los conjuntos de características son considerados cómo conjuntos de puntos los cuales son asociados usando técnicas de optimización no lineal. Estos son procedimientos iterativos que estiman los parámetros de correspondencia y de alineamiento en pasos alternados. Los grafos son representaciones que contemplan relaciones binarias entre las características. Tener en cuenta relaciones binarias al problema de la correspondencia a menudo lleva al llamado problema del emparejamiento de grafos. Existe cierta cantidad de métodos en la literatura destinados a encontrar soluciones aproximadas a diferentes instancias del problema de emparejamiento de grafos, que en la mayoría de casos es del tipo "NP-hard". El cuerpo de trabajo principal de esta tesis está dedicado a formular ambos problemas de asociación de características de imagen y registro de conjunto de puntos como instancias del problema de emparejamiento de grafos. En todos los casos proponemos algoritmos aproximados para solucionar estos problemas y nos comparamos con un número de métodos existentes pertenecientes a diferentes áreas como eliminadores de "outliers", métodos de registro de conjuntos de puntos y otros métodos de emparejamiento de grafos. Los experimentos muestran que en la mayoría de casos los métodos propuestos superan al resto. En ocasiones los métodos propuestos o bien comparten el mejor rendimiento con algún método competidor o bien obtienen resultados ligeramente peores. En estos casos, los métodos propuestos normalmente presentan tiempos computacionales inferiores.Trobar les correspondències entre dues imatges és un problema crucial en el camp de la visió per ordinador i el reconeixement de patrons. És rellevant per un ampli ventall de propòsits des d’aplicacions de reconeixement d’objectes en les àrees de biometria, anàlisi de documents i anàlisi de formes fins aplicacions relacionades amb geometria des de múltiples punts de vista tals com recuperació de pose, estructura des del moviment i localització i mapeig. La majoria de les tècniques existents enfoquen aquest problema o bé usant característiques locals a la imatge o bé usant mètodes de registre de conjunts de punts (o bé una mescla d’ambdós). En les primeres, un conjunt dispers de característiques és primerament extret de les imatges i després caracteritzat en la forma de vectors descriptors usant evidències locals de la imatge. Les característiques son associades segons la similitud entre els seus descriptors. En les segones, els conjunts de característiques son considerats com conjunts de punts els quals son associats usant tècniques d’optimització no lineal. Aquests son procediments iteratius que estimen els paràmetres de correspondència i d’alineament en passos alternats. Els grafs son representacions que contemplen relacions binaries entre les característiques. Tenir en compte relacions binàries al problema de la correspondència sovint porta a l’anomenat problema de l’emparellament de grafs. Existeix certa quantitat de mètodes a la literatura destinats a trobar solucions aproximades a diferents instàncies del problema d’emparellament de grafs, el qual en la majoria de casos és del tipus “NP-hard”. Una part del nostre treball està dedicat a investigar els beneficis de les mesures de ``bins'' creuats per a la comparació de característiques locals de les imatges. La resta està dedicat a formular ambdós problemes d’associació de característiques d’imatge i registre de conjunt de punts com a instàncies del problema d’emparellament de grafs. En tots els casos proposem algoritmes aproximats per solucionar aquests problemes i ens comparem amb un nombre de mètodes existents pertanyents a diferents àrees com eliminadors d’“outliers”, mètodes de registre de conjunts de punts i altres mètodes d’emparellament de grafs. Els experiments mostren que en la majoria de casos els mètodes proposats superen a la resta. En ocasions els mètodes proposats o bé comparteixen el millor rendiment amb algun mètode competidor o bé obtenen resultats lleugerament pitjors. En aquests casos, els mètodes proposats normalment presenten temps computacionals inferiors