Digital holography; (100.0100) Image processing; (100.2000) Digital image processing; (100.6890) Three-dimensional image processing

Digital holographic microscopy enables the capture of large three-dimensional volumes. Instead of using a laser as an illumination source, partially coherent alternatives can be used, such as light-emitting diodes, which produce parasitic reflection and speckle-free holograms. Captured high-contrast holograms are suitable for the characterization of micrometer-sized particles. As the reconstructed phase is not usable in the case of multiple overlapping objects, depth extraction can be conducted on a reconstructed intensity. This work introduces a novel depth extraction algorithm that takes into consideration the possible locations of multiple objects at various depths in the imaged volume. The focus metric, the Tamura coefficient, is applied for each pixel in the reconstructed amplitude throughout the volume. This work also introduces an optimized version of the algorithm, which is run in two stages. During the first stage, coarse positions of the objects are extracted by applying the Tamura coefficient to nonoverlapping window blocks of intensity reconstructions. The second stage produces high-precision characterizations of the objects by calculating the Tamura coefficient with overlapping window blocks around axial positions extracted in the first stage. Experimental results with real-world microscopic objects show the effectiveness of the proposed method

Mobile Multitouch : Mobiililaitteen ja monikosketusnäytön väliset vuorovaikutusmenetelmät

Työssä tutkittiin, miten mobiililaite ja monikosketusnäyttö voisivat toimia yhdessä. Siinä toteutettiin ohjelmisto, jossa hyödynnettiin kyseisiä laitteita. Tutkimusaihe liittyi CENTRIA Tutkimus ja Kehityksen sekä Oulun Eteläisen Instituutin keskeisiin teemoihin. Työn aiheena oli mobiililaitteen ja monikosketusnäytön välisten vuorovaikutusmenetelmien ohella niihin liittyvän langattoman tiedonsiirron sekä käytettävyyden tutkiminen ja kehittäminen. Tavoitteena oli tehdä näitä laitteita hyödyntävä ohjelmisto, ratkaista mobiililaitteen ja monikosketusnäytön väliseen vuorovaikutukseen liittyviä ongelmia sekä tutkia tällaisen teknologian käytettävyyttä. Oulun Eteläisen Instituutti vastasi käytettävyystesteistä. Ensisijaisena menetelmänä oli Nokia N900 -puhelinta ja Multitouch Cell -monikosketusnäyttöä käyttävän sovelluksen toteuttaminen. Järjestelmän käyttäjä nauhoittaa mediatiedostoja mobiililaitteella ja tekee niistä esityksiä monikosketusnäytöllä. Toteutuksessa käytettiin pääasiassa C++-ohjelmointikieltä ja Qt-kehitysympäristöä. Näiden lisäksi käytettiin GStreamer-kirjastoja mediatiedostojen tallentamisessa sekä Google Maps -ohjelmointirajapintaa niiden esittämisessä kartalla. Aihetta pohdittiin myös mobiili- ja monikosketusteknologia-, tietoliikenne- sekä käytettävyyskirjallisuuden pohjalta. Tuloksena syntyi toimiva mobiililaitteen ja monikosketusnäytön välistä vuorovaikutusta hyödyntävä ohjelmisto, jonka lisäksi saatiin aiheeseen liittyvää tietoa. Kehitetyn sovelluksen tapauksessa mobiililaitteiden ja monikosketusnäytön väliseen vuorovaikutukseen WiFin mukaisten, TCP-pohjaisia protokollia hyödyntävien palvelin–asiakas-tyyppisten ratkaisujen pääteltiin toimivan parhaiten. Käytettävyydessä luonnollisuus ja tehokkuus nähtiin tärkeäksi.In this thesis, research was made on how a mobile device and a multi-touch screen could work together. The objective of this research was a part of CENTRIA Research and Development and Oulu Southern Institute’s contemporary themes. Apart from the interaction methods, the subjects of this study were research and development of related wireless data transfer as well as usability. The objective was to develop an application which uses both the mobile device and the multi-touch screen, solve problems in interaction between said devices and study usability related to this technology. The usability tests were conducted by Oulu Southern Institute. The primary research method was to develop an application which uses the Nokia N900 smartphone and the Multitouch Cell multi-touch display. The former records media clips and images while the latter presents those files as well as narratives created from them. The implementation was done mostly using C++ programming language and Qt development environment. In addition, GStreamer libraries were used for recording media and Google Maps API in displaying the files on a map. The topic was also studied by using literature related to mobile and multi-touch technology, telecommunications and usability. The result of this thesis was an application which utilizes interaction between a mobile device and a multi-touch screen. In addition, some related information was found. In the case of the developed application, Wi-Fi-compliant, TCP-based server/client models were found to work best. As to usability, natural interfaces and efficiency were considered important

Alakohtaiset lyhyet sairauspoissaolot LYHTY – Lyhyiden työpoissaolojen ennaltaehkäisy -hankkeen loppuraportti

Kun tarkastellaan sairauspoissaoloja, huomio kiinnittyy siihen, että pitkiä sairauspoissaoloja on tutkittu paljon. Sen sijaan lyhyistä, 1 – 10 päivää kestävistä sairauspoissaoloista syineen, kestoineen ja ajoittumisineen, on hyvin vähän tutkimustietoa. Lyhyet sairauspoissaolot kuormittavat monella tavalla niin yksilöitä, työyhteisöjä kuin myös työnantajien taloutta. Lyhyiden sairauspoissaolojen on havaittu ennustavan pitkiä sairauspoissaoloja, mikä osaltaan tekee lyhyistä sairauspoissaoloista merkittävän tutkimuskohteen: kun halutaan ehkäistä pitkiä sairauspoissaoloja, tarvitaan tietoa lyhyistä sairauspoissaoloista. Centria-ammattikorkeakoulun toteuttamassa, Euroopan sosiaalirahaston ja Työsuojelurahaston rahoittamassa LYHTY –hankkeessa (1.11.2018 – 1.4.2022) etsitään syitä erityisesti niille poissaolojen aiheuttajille, joita ei ole vielä laajasti tunnistettu. Lyhyiden poissaolojen syy-seuraussuhteisiin pureutuminen mahdollistaa entistä syvällisemmän käsityksen luomisen työntekijän poissaolojen syistä. Kun näitä syitä tunnistetaan ala- ja ammattikohtaisesti, voidaan työterveyshuollossa ja hyvinvointiyrittäjien toimesta luoda ennaltaehkäiseviä työkaluja hyvinvoinnin edistämisen tueksi. LYHTY-hankkeessa (lyhyiden työpoissaolojen ennaltaehkäisy) tavoitteena oli lyhyisiin sairauspoissaoloihin liittyvien alakohtaisten, jopa ammattiryhmäkohtaisten, syiden etsiminen ja löytäminen

Media 1: Partially coherent digital in-line holographic microscopy in characterization of a microscopic target

Originally published in Applied Optics on 20 May 2014 (ao-53-15-3233

Digital holographic sensor network and image analyses for distributed potable water monitoring

Water-related diseases affect societies in all parts of the world. On-line sensors are considered as a solution to the problems of low sampling density and time-consuming culturing methods associated with laboratory testing for microbiological content in potable water. Digital holographic microscopy (DHM) has been shown to be well suited to image microscopic objects, especially in laboratory environments, and has the potential to rival state-of-the-art techniques such as advanced turbidity measurement. In this paper, we provide a solution that permits DHM to be applied to a whole class of on-line remote sensor networks, of which potable water analysis is one example

Space-variant video compression and processing in digital holographic microscopy sensor networks with application to potable water monitoring

Water-related diseases affect societies in all parts of the world. Online sensors are considered a solution to the problems associated with laboratory testing in potable water. One of the most active research areas of such online sensors has been within optics. Digital holographic microscopy (DHM) has the potential to rival state-of-the-art techniques such as advanced turbidity measurement. However, its use as an online sensor is limited by the large data requirements typical for digital holographic video. In this paper, we provide a solution that permits DHM to be applied to a whole class of online remote sensor networks, of which potable water analysis is one example. The designed sensors incorporate a novel space-variant quantization algorithm to preprocess each frame of a video sequence before transmission over a network. The system satisfies the generally accepted requirements of an online system: automated, near real-time, and operating in a real environment. To verify the effectiveness of the design, we implemented and evaluated it in an active potable water facility

Digital holographic sensor network and image analyses for distributed potable water monitoring

Water-related diseases affect societies in all parts of the world. On-line sensors are considered as a solution to the problems of low sampling density and time-consuming culturing methods associated with laboratory testing for microbiological content in potable water. Digital holographic microscopy (DHM) has been shown to be well suited to image microscopic objects, especially in laboratory environments, and has the potential to rival state-of-the-art techniques such as advanced turbidity measurement. In this paper, we provide a solution that permits DHM to be applied to a whole class of on-line remote sensor networks, of which potable water analysis is one example

Digital holographic microscopy in remote potable water monitoring

Optical sensors have been proposed as one solution to monitor water quality. In this paper, we provide a solution that permits use of digital holographic microscopy as an online water quality sensor