Fuzzy Sets, Fuzzy Logic and Their Applications 2020

The present book contains the 24 total articles accepted and published in the Special Issue “Fuzzy Sets, Fuzzy Logic and Their Applications, 2020” of the MDPI Mathematics journal, which covers a wide range of topics connected to the theory and applications of fuzzy sets and systems of fuzzy logic and their extensions/generalizations. These topics include, among others, elements from fuzzy graphs; fuzzy numbers; fuzzy equations; fuzzy linear spaces; intuitionistic fuzzy sets; soft sets; type-2 fuzzy sets, bipolar fuzzy sets, plithogenic sets, fuzzy decision making, fuzzy governance, fuzzy models in mathematics of finance, a philosophical treatise on the connection of the scientific reasoning with fuzzy logic, etc. It is hoped that the book will be interesting and useful for those working in the area of fuzzy sets, fuzzy systems and fuzzy logic, as well as for those with the proper mathematical background and willing to become familiar with recent advances in fuzzy mathematics, which has become prevalent in almost all sectors of the human life and activity

Symmetry in Applied Mathematics

Applied mathematics and symmetry work together as a powerful tool for problem reduction and solving. We are communicating applications in probability theory and statistics (A Test Detecting the Outliers for Continuous Distributions Based on the Cumulative Distribution Function of the Data Being Tested, The Asymmetric Alpha-Power Skew-t Distribution), fractals - geometry and alike (Khovanov Homology of Three-Strand Braid Links, Volume Preserving Maps Between p-Balls, Generation of Julia and Mandelbrot Sets via Fixed Points), supersymmetry - physics, nanostructures -chemistry, taxonomy - biology and alike (A Continuous Coordinate System for the Plane by Triangular Symmetry, One-Dimensional Optimal System for 2D Rotating Ideal Gas, Minimal Energy Configurations of Finite Molecular Arrays, Noether-Like Operators and First Integrals for Generalized Systems of Lane-Emden Equations), algorithms, programs and software analysis (Algorithm for Neutrosophic Soft Sets in Stochastic Multi-Criteria Group Decision Making Based on Prospect Theory, On a Reduced Cost Higher Order Traub-Steffensen-Like Method for Nonlinear Systems, On a Class of Optimal Fourth Order Multiple Root Solvers without Using Derivatives) to specific subjects (Facility Location Problem Approach for Distributed Drones, Parametric Jensen-Shannon Statistical Complexity and Its Applications on Full-Scale Compartment Fire Data). Diverse topics are thus combined to map out the mathematical core of practical problems

Geoinformatic methodologies and quantitative tools for detecting hotspots and for multicriteria ranking and prioritization: application on biodiversity monitoring and conservation

Chi ha la responsabilità di gestire un’area protetta non solo deve essere consapevole dei problemi ambientali dell’area ma dovrebbe anche avere a disposizione dati aggiornati e appropriati strumenti metodologici per esaminare accuratamente ogni singolo problema. In effetti, il decisore ambientale deve organizzare in anticipo le fasi necessarie a fronteggiare le prevedibili variazioni che subirà la pressione antropica sulle aree protette. L’obiettivo principale della Tesi è di natura metodologica e riguarda il confronto tra differenti metodi statistici multivariati utili per l’individuazione di punti critici nello spazio e per l’ordinamento degli “oggetti ambientali” di studio e quindi per l’individuazione delle priorità di intervento ambientale. L’obiettivo ambientale generale è la conservazione del patrimonio di biodiversità. L’individuazione, tramite strumenti statistici multivariati, degli habitat aventi priorità ecologica è solamente il primo fondamentale passo per raggiungere tale obiettivo. L’informazione ecologica, integrata nel contesto antropico, è un successivo essenziale passo per effettuare valutazioni ambientali e per pianificare correttamente le azioni volte alla conservazione. Un’ampia serie di dati ed informazioni è stata necessaria per raggiungere questi obiettivi di gestione ambientale. I dati ecologici sono forniti dal Ministero dell’Ambiente Italiano e provengono al Progetto “Carta della Natura” del Paese. I dati demografici sono invece forniti dall’Istituto Italiano di Statistica (ISTAT). I dati si riferiscono a due aree geografiche italiane: la Val Baganza (Parma) e l’Oltrepò Pavese e Appennino Ligure-Emiliano. L’analisi è stata condotta a due differenti livelli spaziali: ecologico-naturalistico (l’habitat) e amministrativo (il Comune). Corrispondentemente, i risultati più significativi ottenuti sono: 1. Livello habitat: il confronto tra due metodi di ordinamento e determinazione delle priorità, il metodo del Vettore Ideale e quello della Preminenza, tramite l’utilizzo di importanti metriche ecologiche come il Valore Ecologico (E.V.) e la Sensibilità Ecologica (E.S.), fornisce dei risultati non direttamente comparabili. Il Vettore Ideale, non essendo un procedimento basato sulla ranghizzazione dei valori originali, sembra essere preferibile nel caso di paesaggi molto eterogenei in senso spaziale. Invece, il metodo della Preminenza probabilmente è da preferire in paesaggi ecologici aventi un basso grado di eterogeneità intesa nel senso di differenze non troppo grandi nel E.V. ed E.S. degli habitat. 2. Livello comunale: Al fine di prendere delle decisioni gestionali ed essendo gli habitat solo delle suddivisioni naturalistiche di un dato territorio, è necessario spostare l’attenzione sulle corrispondenti unità amministrative territoriali (i Comuni). Da questo punto di vista, l’introduzione della demografia risulta essere un elemento centrale oltre che di novità nelle analisi ecologico-ambientali. In effetti, l’analisi demografica rende il risultato di cui al punto 1 molto più realistico introducendo altre dimensioni (la pressione antropica attuale e le sue tendenze) che permettono l’individuazione di aree ecologicamente fragili. Inoltre, tale approccio individua chiaramente le responsabilità ambientali di ogni singolo ente territoriale nei riguardi della difesa della biodiversità. In effetti un ordinamento dei Comuni sulla base delle caratteristiche ambientali e demografiche, chiarisce le responsabilità gestionali di ognuno di essi. Un’applicazione concreta di questa necessaria quanto utile integrazione di dati ecologici e demografici viene discussa progettando una Rete Ecologica (E.N.). La Rete cosi ottenuta infatti presenta come elemento di novità il fatto di non essere “statica” bensì “dinamica” nel senso che la sua pianificazione tiene in considerazione il trend di pressione antropica al fine di individuare i probabili punti di futura fragilità e quindi di più critica gestione.Who has the responsibility to manage a conservation zone, not only must be aware of environmental problems but should have at his disposal updated databases and appropriate methodological instruments to examine carefully each individual case. In effect he has to arrange, in advance, the necessary steps to withstand the foreseeable variations in the trends of human pressure on conservation zones. The essential objective of this Thesis is methodological that is to compare different multivariate statistical methods useful for environmental hotspot detection and for environmental prioritization and ranking. The general environmental goal is the conservation of the biodiversity patrimony. The individuation, through multidimensional statistical tools, of habitats having top ecological priority, is only the first basic step to accomplish this aim. Ecological information integrated in the human context is an essential further step to make environmental evaluations and to plan correct conservation actions. A wide series of data and information has been necessary to accomplish environmental management tasks. Ecological data are provided by the Italian Ministry of the Environment and they refer to the Map of Italian Nature Project database. The demographic data derives from the Italian Institute of Statistics (ISTAT). The data utilized regards two Italian areas: Baganza Valley and Oltrepò Pavese and Ligurian-Emilian Apennine. The analysis has been carried out at two different spatial/scale levels: ecological-naturalistic (habitat level) and administrative (Commune level). Correspondingly, the main obtained results are: 1. Habitat level: comparing two ranking and prioritization methods, Ideal Vector and Salience, through important ecological metrics like Ecological Value (E.V.) and Ecological Sensitivity (E.S.), gives results not directly comparable. Being not based on a ranking process, Ideal Vector method seems to be used preferentially in landscapes characterized by high spatial heterogeneity. On the contrary, Salience method is probably to be preferred in ecological landscapes characterized by a low degree of heterogeneity in terms of not large differences concerning habitat E.V. and E.S.. 2. Commune level: Being habitat only a naturalistic partition of a given territory, it is necessary, for management decisions, to move towards the corresponding administrative units (Communes). From this point of view, the introduction of demography is an essential element of novelty in environmental analysis. In effect, demographic analysis makes the goal at point 1 more realistic introducing other dimensions (actual human pressure and its trend) which allows the individuation of environmentally fragile areas. Furthermore this approach individuates clearly the environmental responsibility of each administrative body for what concerns the biodiversity conservation. In effect communes’ ranking, according to environmental/demographic features, clarify the responsibilities of each administrative body. A concrete application of this necessary and useful integration of ecological and demographic data has been developed in designing an Ecological Network (E.N.).The obtained E.N. has the novelty to be not “static” but “dynamic” that is the network planning take into account the demographic pressure trends in the individuation of the probable future fragile points

Machine Learning in Sensors and Imaging

Machine learning is extending its applications in various fields, such as image processing, the Internet of Things, user interface, big data, manufacturing, management, etc. As data are required to build machine learning networks, sensors are one of the most important technologies. In addition, machine learning networks can contribute to the improvement in sensor performance and the creation of new sensor applications. This Special Issue addresses all types of machine learning applications related to sensors and imaging. It covers computer vision-based control, activity recognition, fuzzy label classification, failure classification, motor temperature estimation, the camera calibration of intelligent vehicles, error detection, color prior model, compressive sensing, wildfire risk assessment, shelf auditing, forest-growing stem volume estimation, road management, image denoising, and touchscreens

Handover parameters optimisation techniques in 5G networks

The massive growth of mobile users will spread to significant numbers of small cells for the Fifth Generation (5G) mobile network, which will overlap the fourth generation (4G) network. A tremendous increase in handover (HO) scenarios and HO rates will occur. Ensuring stable and reliable connection through the mobility of user equipment (UE) will become a major problem in future mobile networks. This problem will be magnified with the use of suboptimal handover control parameter (HCP) settings, which can be configured manually or automatically. Therefore, the aim of this study is to investigate the impact of different HCP settings on the performance of 5G network. Several system scenarios are proposed and investigated based on different HCP settings and mobile speed scenarios. The different mobile speeds are expected to demonstrate the influence of many proposed system scenarios on 5G network execution. We conducted simulations utilizing MATLAB software and its related tools. Evaluation comparisons were performed in terms of handover probability (HOP), ping-pong handover probability (PPHP) and outage probability (OP). The 5G network framework has been employed to evaluate the proposed system scenarios used. The simulation results reveal that there is a trade-off in the results obtained from various systems. The use of lower HCP settings provides noticeable enhancements compared to higher HCP settings in terms of OP. Simultaneously, the use of lower HCP settings provides noticeable drawbacks compared to higher HCP settings in terms of high PPHP for all scenarios of mobile speed. The simulation results show that medium HCP settings may be the acceptable solution if one of these systems is applied. This study emphasises the application of automatic self-optimisation (ASO) functions as the best solution that considers user experience

Collected Papers (on Neutrosophic Theory and Applications), Volume VIII

This eighth volume of Collected Papers includes 75 papers comprising 973 pages on (theoretic and applied) neutrosophics, written between 2010-2022 by the author alone or in collaboration with the following 102 co-authors (alphabetically ordered) from 24 countries: Mohamed Abdel-Basset, Abduallah Gamal, Firoz Ahmad, Ahmad Yusuf Adhami, Ahmed B. Al-Nafee, Ali Hassan, Mumtaz Ali, Akbar Rezaei, Assia Bakali, Ayoub Bahnasse, Azeddine Elhassouny, Durga Banerjee, Romualdas Bausys, Mircea Boșcoianu, Traian Alexandru Buda, Bui Cong Cuong, Emilia Calefariu, Ahmet Çevik, Chang Su Kim, Victor Christianto, Dae Wan Kim, Daud Ahmad, Arindam Dey, Partha Pratim Dey, Mamouni Dhar, H. A. Elagamy, Ahmed K. Essa, Sudipta Gayen, Bibhas C. Giri, Daniela Gîfu, Noel Batista Hernández, Hojjatollah Farahani, Huda E. Khalid, Irfan Deli, Saeid Jafari, Tèmítópé Gbóláhàn Jaíyéolá, Sripati Jha, Sudan Jha, Ilanthenral Kandasamy, W.B. Vasantha Kandasamy, Darjan Karabašević, M. Karthika, Kawther F. Alhasan, Giruta Kazakeviciute-Januskeviciene, Qaisar Khan, Kishore Kumar P K, Prem Kumar Singh, Ranjan Kumar, Maikel Leyva-Vázquez, Mahmoud Ismail, Tahir Mahmood, Hafsa Masood Malik, Mohammad Abobala, Mai Mohamed, Gunasekaran Manogaran, Seema Mehra, Kalyan Mondal, Mohamed Talea, Mullai Murugappan, Muhammad Akram, Muhammad Aslam Malik, Muhammad Khalid Mahmood, Nivetha Martin, Durga Nagarajan, Nguyen Van Dinh, Nguyen Xuan Thao, Lewis Nkenyereya, Jagan M. Obbineni, M. Parimala, S. K. Patro, Peide Liu, Pham Hong Phong, Surapati Pramanik, Gyanendra Prasad Joshi, Quek Shio Gai, R. Radha, A.A. Salama, S. Satham Hussain, Mehmet Șahin, Said Broumi, Ganeshsree Selvachandran, Selvaraj Ganesan, Shahbaz Ali, Shouzhen Zeng, Manjeet Singh, A. Stanis Arul Mary, Dragiša Stanujkić, Yusuf Șubaș, Rui-Pu Tan, Mirela Teodorescu, Selçuk Topal, Zenonas Turskis, Vakkas Uluçay, Norberto Valcárcel Izquierdo, V. Venkateswara Rao, Volkan Duran, Ying Li, Young Bae Jun, Wadei F. Al-Omeri, Jian-qiang Wang, Lihshing Leigh Wang, Edmundas Kazimieras Zavadskas

Primena novih deskriptora oblika i teorije neodređenosti u obradi slike

The doctoral thesis deals with the study of quantitative aspects of shape attribute ssuitable for numerical characterization, i.e., shape descriptors, as well as the theory of uncertainty, particularly the theory of fuzzy sets, and their application in image processing. The original contributions and results of the thesis can be naturally divided into two groups, in accordance with the approaches used to obtain them. The first group of contributions relates to introducing new shape descriptors (of hexagonality and fuzzy squareness) and associated measures that evaluate to what extent the shape considered satisfies these properties. The introduced measures are naturally defined, theoretically well-founded, and satisfy most of the desirable properties expected to be satisfied by each well-defined shape measure. To mention some of them: they both range through (0,1] and achieve the largest possible value 1 if and only if the shape considered is a hexagon, respectively a fuzzy square; there is no non-zero area shape with the measured hexagonality or fuzzy squareness equal to 0; both introduced measures are invariant to similarity transformations; and provide results that are consistent with the theoretically proven results, as well as human perception and expectation. Numerous experiments on synthetic and real examples are shown aimed to illustrate theoretically proven considerations and to provide clearer insight into the behaviour of the introduced shape measures. Their advantages and applicability are illustrated in various tasks of recognizing and classifying objects images of several well-known and most frequently used image datasets. Besides, the doctoral thesis contains research related to the application of the theory of uncertainty, in the narrower sense fuzzy set theory, in the different tasks of image processing and shape analysis. We distinguish between the tasks relating to the extraction of shape features, and those relating to performance improvement of different image processing and image analysis techniques. Regarding the first group of tasks, we deal with the application of fuzzy set theory in the tasks of introducing new fuzzy shape-based descriptor, named fuzzy squareness, and measuring how much fuzzy square is given fuzzy shape. In the second group of tasks, we deal with the study of improving the performance of estimates of both the Euclidean distance transform in three dimensions (3D EDT) and the centroid distance signature of shape in two dimensions. Performance improvement is particularly reflected in terms of achieved accuracy and precision, increased invariance to geometrical transformations (e.g., rotation and translation), and robustness in the presence of noise and uncertainty resulting from the imperfection of devices or imaging conditions. The latter also refers to the second group of the original contributions and results of the thesis. It is motivated by the fact that the shape analysis traditionally assumes that the objects appearing in the image are previously uniquely and crisply extracted from the image. This is usually achieved in the process of sharp (i.e., binary) segmentation of the original image where a decision on the membership of point to an imaged object is made in a sharp manner. Nevertheless, due to the imperfections of imaging conditions or devices, the presence of noise, and various types of imprecision (e.g., lack of precise object boundary or clear boundaries between the objects, errors in computation, lack of information, etc.), different levels of uncertainty and vagueness in the process of making a decision regarding the membership of image point may potentially occur. This is particularly noticeable in the case of discretization (i.e., sampling) of continuous image domain when a single image element, related to corresponding image sample point, iscovered by multiple objects in an image. In this respect, it is clear that this type of segmentation can potentially lead to a wrong decision on the membership of image points, and consequently irreversible information loss about the imaged objects. This stems from the fact that image segmentation performed in this way does not permit that the image point may be a member to a particular imaged object to some degree, further leading to the potential risk that points partially contained in the object before segmentation will not be assigned to the object after segmentation. However, if instead of binary segmentation, it is performed segmentation where a decision about the membership of image point is made in a gradual rather than crisp manner, enabling that point may be a member to an object to some extent, then making a sharp decision on the membership can be avoided at this early analysis step. This further leads that potentially a large amount of object information can be preserved after segmentation and used in the following analysis steps. In this regard, we are interested in one specific type of fuzzy segmentation, named coverage image segmentation, resulting in fuzzy digital image representation where membership value assigned to each image element is proportional to its relative coverage by a continuous object present in the original image. In this thesis, we deal with the study of coverage digitization model providing coverage digital image representation and present how significant improvements in estimating 3D EDT, as well as the centroid distance signature of continuous shape, can be achieved, if the coverage information available in this type of image representation is appropriately considered.Докторска дисертација се бави проучавањем квантитативних аспеката атрибута облика погодних за нумеричку карактеризацију, то јест дескриптора облика, као и теоријом неодређености, посебно теоријом фази скупова, и њиховом применом у обради слике. Оригинални доприноси и резултати тезе могу се природно поделити у две групе, у складу са приступом и методологијом која је коришћена за њихово добијање. Прва група доприноса односи се на увођење нових дескриптора облика (шестоугаоности и фази квадратности) као и одговарајућих мера које нумерички оцењују у ком обиму разматрани облик задовољава разматрана својства. Уведене мере су природно дефинисане, теоријски добро засноване и задовољавају већину пожељних својстава које свака добро дефинисана мера облика треба да задовољава. Поменимо неке од њих: обе мере узимају вредности из интервала (0,1] и достижу највећу могућу вредност 1 ако и само ако је облик који се посматра шестоугао, односно фази квадрат; не постоји облик не-нула површине чија је измерена шестоугаоност, односно фази квадратност једнака 0; обе уведене мере су инваријантне у односу на трансформације сличности; и дају резултате који су у складу са теоријски доказаним резултатима, као и људском перцепцијом и очекивањима. Бројни експерименти на синтетичким и реалним примерима приказани су у циљу илустровања теоријски доказаних разматрања и пружања јаснијег увида у понашање уведених мера. Њихова предност и корисност илустровани су у различитим задацима препознавања и класификације слика објеката неколико познатих и најчешће коришћених база слика. Поред тога, докторска теза садржи истраживања везана за примену теорије неодређености, у ужем смислу теорије фази скупова, у различитим задацима обраде слике и анализе облика. Разликујемо задатке који се односе на издвајање карактеристика облика и оне који се односе на побољшање перформанси различитих техника обраде и анализе слике. Што се тиче прве групе задатака, бавимо се применом теорије фази скупова у задацима дефинисања новог дескриптора фази облика, назван фази квадратност, и мерења колико је фази квадратан посматрани фази облик. У другој групи задатака бавимо се истраживањем побољшања перформанси оцене трансформације слике еуклидским растојањима у три димензије (3Д ЕДТ), као и сигнатуре непрекидног облика у две димензије засноване на растојању од центроида облика. Ово последње се посебно огледа у постигнутој тачности и прецизности оцене, повећаној инваријантности у односу на ротацију и транслацију објекта, као и робустности у присуству шума и неодређености које су последица несавршености уређаја или услова снимања. Последњи резултати се такође односе и на другу групу оригиналних доприноса тезе који су мотивисани чињеницом да анализа облика традиционално претпоставља да су објекти на слици претходно једнозначно и јасно издвојени из слике. Такво издвајање објеката се обично постиже у процесу јасне (то јест бинарне) сегментације оригиналне слике где се одлука о припадности тачке објекту на слици доноси на једнозначан и недвосмислени начин. Међутим, услед несавршености услова или уређаја за снимање, присуства шума и различитих врста непрецизности (на пример непостојање прецизне границе објекта или јасних граница између самих објеката, грешке у рачунању, недостатка информација, итд.), могу се појавити различити нивои несигурности и неодређености у процесу доношења одлуке у вези са припадношћу тачке слике. Ово је посебно видљиво у случају дискретизације (то јест узорковања) непрекидног домена слике када елемент слике, придружен одговарајућој тачки узорка домена, може бити делимично покривен са више објеката на слици. У том смислу, имамо да ова врста сегментације може потенцијално довести до погрешне одлуке о припадности тачака слике, а самим тим и неповратног губитка информација о објектима који се на слици налазе. То произлази из чињенице да сегментација слике изведена на овај начин не дозвољава да тачка слике може делимично у одређеном обиму бити члан посматраног објекта на слици, што даље води потенцијалном ризику да тачке делимично садржане у објекту пре сегментације неће бити придружене објекту након сегментације. Међутим, ако се уместо бинарне сегментације изврши сегментација слике где се одлука о припадности тачке слике објекту доноси на начин који омогућава да тачка може делимично бити члан објекта у неком обиму, тада се доношење бинарне одлуке о чланство тачке објекту на слици може избећи у овом раном кораку анализе. То даље резултира да се потенцијално велика количина информација о објектима присутним на слици може сачувати након сегментације, и користити у следећим корацима анализе. С тим у вези, од посебног интереса за нас јесте специјална врста фази сегментације слике, сегментација заснована на покривености елемената слике, која као резултат обезбеђује фази дигиталну репрезентацију слике где је вредност чланства додељена сваком елементу пропорционална његовој релативној покривености непрекидним објектом на оригиналној слици. У овој тези бавимо се истраживањем модела дигитализације покривености који пружа овакву врсту репрезентацију слике и представљамо како се могу постићи значајна побољшања у оцени 3Д ЕДТ, као и сигнатуре непрекидног облика засноване на растојању од центроида, ако су информације о покривености доступне у овој репрезентацији слике разматране на одговарајући начин.Doktorska disertacija se bavi proučavanjem kvantitativnih aspekata atributa oblika pogodnih za numeričku karakterizaciju, to jest deskriptora oblika, kao i teorijom neodređenosti, posebno teorijom fazi skupova, i njihovom primenom u obradi slike. Originalni doprinosi i rezultati teze mogu se prirodno podeliti u dve grupe, u skladu sa pristupom i metodologijom koja je korišćena za njihovo dobijanje. Prva grupa doprinosa odnosi se na uvođenje novih deskriptora oblika (šestougaonosti i fazi kvadratnosti) kao i odgovarajućih mera koje numerički ocenjuju u kom obimu razmatrani oblik zadovoljava razmatrana svojstva. Uvedene mere su prirodno definisane, teorijski dobro zasnovane i zadovoljavaju većinu poželjnih svojstava koje svaka dobro definisana mera oblika treba da zadovoljava. Pomenimo neke od njih: obe mere uzimaju vrednosti iz intervala (0,1] i dostižu najveću moguću vrednost 1 ako i samo ako je oblik koji se posmatra šestougao, odnosno fazi kvadrat; ne postoji oblik ne-nula površine čija je izmerena šestougaonost, odnosno fazi kvadratnost jednaka 0; obe uvedene mere su invarijantne u odnosu na transformacije sličnosti; i daju rezultate koji su u skladu sa teorijski dokazanim rezultatima, kao i ljudskom percepcijom i očekivanjima. Brojni eksperimenti na sintetičkim i realnim primerima prikazani su u cilju ilustrovanja teorijski dokazanih razmatranja i pružanja jasnijeg uvida u ponašanje uvedenih mera. NJihova prednost i korisnost ilustrovani su u različitim zadacima prepoznavanja i klasifikacije slika objekata nekoliko poznatih i najčešće korišćenih baza slika. Pored toga, doktorska teza sadrži istraživanja vezana za primenu teorije neodređenosti, u užem smislu teorije fazi skupova, u različitim zadacima obrade slike i analize oblika. Razlikujemo zadatke koji se odnose na izdvajanje karakteristika oblika i one koji se odnose na poboljšanje performansi različitih tehnika obrade i analize slike. Što se tiče prve grupe zadataka, bavimo se primenom teorije fazi skupova u zadacima definisanja novog deskriptora fazi oblika, nazvan fazi kvadratnost, i merenja koliko je fazi kvadratan posmatrani fazi oblik. U drugoj grupi zadataka bavimo se istraživanjem poboljšanja performansi ocene transformacije slike euklidskim rastojanjima u tri dimenzije (3D EDT), kao i signature neprekidnog oblika u dve dimenzije zasnovane na rastojanju od centroida oblika. Ovo poslednje se posebno ogleda u postignutoj tačnosti i preciznosti ocene, povećanoj invarijantnosti u odnosu na rotaciju i translaciju objekta, kao i robustnosti u prisustvu šuma i neodređenosti koje su posledica nesavršenosti uređaja ili uslova snimanja. Poslednji rezultati se takođe odnose i na drugu grupu originalnih doprinosa teze koji su motivisani činjenicom da analiza oblika tradicionalno pretpostavlja da su objekti na slici prethodno jednoznačno i jasno izdvojeni iz slike. Takvo izdvajanje objekata se obično postiže u procesu jasne (to jest binarne) segmentacije originalne slike gde se odluka o pripadnosti tačke objektu na slici donosi na jednoznačan i nedvosmisleni način. Međutim, usled nesavršenosti uslova ili uređaja za snimanje, prisustva šuma i različitih vrsta nepreciznosti (na primer nepostojanje precizne granice objekta ili jasnih granica između samih objekata, greške u računanju, nedostatka informacija, itd.), mogu se pojaviti različiti nivoi nesigurnosti i neodređenosti u procesu donošenja odluke u vezi sa pripadnošću tačke slike. Ovo je posebno vidljivo u slučaju diskretizacije (to jest uzorkovanja) neprekidnog domena slike kada element slike, pridružen odgovarajućoj tački uzorka domena, može biti delimično pokriven sa više objekata na slici. U tom smislu, imamo da ova vrsta segmentacije može potencijalno dovesti do pogrešne odluke o pripadnosti tačaka slike, a samim tim i nepovratnog gubitka informacija o objektima koji se na slici nalaze. To proizlazi iz činjenice da segmentacija slike izvedena na ovaj način ne dozvoljava da tačka slike može delimično u određenom obimu biti član posmatranog objekta na slici, što dalje vodi potencijalnom riziku da tačke delimično sadržane u objektu pre segmentacije neće biti pridružene objektu nakon segmentacije. Međutim, ako se umesto binarne segmentacije izvrši segmentacija slike gde se odluka o pripadnosti tačke slike objektu donosi na način koji omogućava da tačka može delimično biti član objekta u nekom obimu, tada se donošenje binarne odluke o članstvo tačke objektu na slici može izbeći u ovom ranom koraku analize. To dalje rezultira da se potencijalno velika količina informacija o objektima prisutnim na slici može sačuvati nakon segmentacije, i koristiti u sledećim koracima analize. S tim u vezi, od posebnog interesa za nas jeste specijalna vrsta fazi segmentacije slike, segmentacija zasnovana na pokrivenosti elemenata slike, koja kao rezultat obezbeđuje fazi digitalnu reprezentaciju slike gde je vrednost članstva dodeljena svakom elementu proporcionalna njegovoj relativnoj pokrivenosti neprekidnim objektom na originalnoj slici. U ovoj tezi bavimo se istraživanjem modela digitalizacije pokrivenosti koji pruža ovakvu vrstu reprezentaciju slike i predstavljamo kako se mogu postići značajna poboljšanja u oceni 3D EDT, kao i signature neprekidnog oblika zasnovane na rastojanju od centroida, ako su informacije o pokrivenosti dostupne u ovoj reprezentaciji slike razmatrane na odgovarajući način