I n d on e s i an   Jo u r n al   o f  El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   21 ,   N o .   3 ,  M a r c h  2021 ,   pp.   14 24~ 14 34   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 21 .i 3 . pp 142 4 - 1434             1424       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   U l t r a s o u n d   i m a g e   s e g m e n t a t i o n   t h r o u g h   d e e p   l e a r n i n g   b a sed  i m p r o v i sed U - N e t       N ayan a  R   S h e n o y 1 ,   A n an d   Jatt i 2   1 D r .   A I T ,   B a ng a l o r e ,   I ndi a   2 R V C E ,   B a ng a l o r e ,   I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  M a y   7 ,   2 020   R e v i s e d  A ug  7 ,   2020   A c c e pt e d  O c t   1 ,   20 20       T hy r o i d  no dul e   a r e   f l u i d  o r   s o l i d  l um p   t h a t   a r e   f o r m e d   w i t h i n  hum a n’ s   g l a n d  a nd  m o s t   t hy r o i d  no dul e   do e s n ’ t   s ho w   a ny   s y m pt o m   o r   a n y   s i g n;   m o r e ov e r   t he r e   a r e   c e r t a i n  p e r c e n t a g e   o f   t h y r o i d  g l a nd  a r e   c a nc e r o us   a nd  w hi c h  c o ul d  l e a d  hum a n  i nt o   c r i t i c a l   s i t ua t i o n  u p  t o   de a t h.   H e nc e ,   i t   i s   o ne   o f   t he   i m po r t a nt   t y pe   o f   c a nc e r   a nd  a l s o   i t   i s   i m po r t a n t   f o r   de t e c t i o n  o f   c a nc e r .   U l t r a s o und  i m a g i ng   i s   w i de l y   p o pul a r   a nd  f r e qu e nt l y   us e d  t o o l   f o r   di a g no s i ng   t hy r o i d  c a nc e r ,   ho w e v e r   c o ns i de r i ng   t h e   w i de   a ppl i c a t i o n  i n   c l i ni c a l   a r e a   s uc h  e s t i m a t i ng   s i z e ,   s ha p e   a nd  po s i t i o n  of   t h y r o i d  c a nc e r .   F ur t he r ,   i t   i s   i m po r t a n t   t o   de s i g n  a u t o m a t i c   a nd  a bs o l u t e   s e g m e n t a t i o n  f o r   be t t e r   de t e c t i o n  a nd  e f f i c i e n t   di a g no s i s   ba s e d  o n  U S - i m a g e .   S e g m e nt a t i o n  o f   t hy r o i d  g l a nd  f r o m   t he   u l t r a s o und  i m a g e   i s   qu i e t   c ha l l e ng i ng   t a s k  du e   t o   i nho m o g e ne o us   s t r uc t ur e   a nd  s i m i l a r   e x i s t e nc e   o f   i nt e s t i n e .   T hy r oi d  no du l e   c a n  a ppe a r   a ny w he r e   a nd  h a v e   a ny   ki nd  o f   c o nt r a s t ,   s ha p e   a nd  s i z e ,   he nc e   s e g m e nt a t i o n  pr o c e s s   ne e d s   t o   de s i g ne d  c a r e f ul l y ;   s e v e r a l   r e s e a r c he r   ha v e   w o r ke d  i n  de s i g ni ng   t h e   s e g m e nt a t i o n  m e c ha ni s m   ,   ho w e v e r   m o s t   o f   t he m   w e r e   e i t he r   s e m i - a u t o m a t i c   o r   l a c k  w i t h  pe r f o r m a nc e   m e t r i c ,   ho w e v e r   i t   w a s   s ug g e s t e d  t ha t   U - N e t   po s s e s s e s   g r e a t   a c c ur a c y .   H e nc e ,   i n  t h i s   pa pe r ,   w e   pr o po s e d  i m pr o v i s e d  U - N e t   w h i c h  f oc u s e s   o n  s ho r t c o m i ng  of   U - N e t ,   t h e   m a i n  a i m   o f   t h i s   r e s e a r c h  w o r k  i s   t o   f i nd  t h e   p r o ba bl e   R e g i o n  o f   i n t e r e s t   a nd  s e g m e nt   f u r t he r .   F ur t h e r m o r e ,   w e   de v e l o p  H i g h  l e v e l   a nd   l o w - l e v e l   f e a t u r e   m a p  t o   a v o i d  t h e   l o w - r e s o l u t i o n  pr o bl e m   a nd  i nf o r m a t i o n;   l a t e r   w e   de v e l o p  dr o po ut   l a y e r   f o r   f ur t he r   o pt i m i z a t i o n.   M o r e o v e r   pr o po s e d  m o de l   i s   e v a l ua t e d  c o ns i d e r i ng   t h e   i m po r t a n t   m e t r i c s   s uc h  a s   a c c ur a c y ,   D i c e   C o e f f i c i e nt ,   A U C ,   F 1 - m e a s ur e   a n d  t r ue   po s i t i v e ;   o ur   pr o po s e d  m o de l   pe r f o r m s   be t t e r   t h a n   t h e   e x i s t i ng   m o de l .     Ke y w or ds :   Im p r o v i s e d  U - N e t s   T h y r o i d  gl a nd   T h y r o i d  s e gm e nt a t i o n   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   N a y a n a   R   S h e n oy ,   A na n d   J a t t i   D r.   A I T ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a   E m a i l   :   @ n a y a na s h e n o y 99 ,  @ r e di f f m a i l . c o m       1   I N TR O D U C TI O N   H um a n   b o d y   c o m pr i s e s   s e v e r a l   e n do c ri n e   o r ga n,   t h y r o i d  i s   on e   o f  t h e   e s s e n t i a l   e n do c r i n e   o r ga n   t h a t   l i e s   i n   t h e   n e a r   t h e   n e c k  b e l ow   t h e   c a rt i l a ge ,   t h y r o i d  h o rm o n e   r e gu l a t e s   t h e   m e t a b o l i s m   of   h um a n   b o d y .   F urt h e r,   s o m e   o f   t h e   t h y r o i d  n o dul e s   a r e   o f   pr o pe r   m a r gi n s ,   s o m e   o f   t h e m   a r e   i rr e gul a r   i n  s h a pe .   I n   ge n e r a l ,   t h y r o i d  n o dul e s   a r e   c a t e go ri z e d  i n t o   t hr e e   di s t i n c t i v e   f o r m   i . e .   c r y s t i c ,   s o l i d  a n d  i n t e g ra t i o n   o f   bo t h   c r y s t i c   a n d  s o l i d  n o dul e s ,   a l s o   s o m e t i m e s   c l a s s i f i c a t i o n   o f   t h y r o i d  i s   k n o w n   a s   i s o e c h o i c ,   h y po pe c h o i c   o r   h y pe r e c h o i c .   M o r e ove r   i n   l a s t   de c a de   i t   i s   o b s e r v e d  t h a t   t h y r o i d  c a n c e r   h a s   b e e n   i n c r e a s i n g  w i t h   r a t e   of   4. 5%   [1],   a n d  t hr o ug h   t h e   r e s e a r c h   i t   w a s   f o un d  t ha t   u ni t e d  s t a t e s   ha v e   r e po r t e d  m o r e   t ha n   f i f t y   t h o us a nd  c a s e s   of  t h y r o i d  c a n c e r   l a s t   y e a r   a n d  m o r e   t h a n  t w o   t h o us a n d  pe o pl e   h a v e   di e d  due   t o   t h e   c a n c e r   [2 ,   3] .   I n   ge n e r a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       U l t r as ound   i m ag e   s e gm e nt a t i on   t hr ough   de e p   l e ar ni ng   bas e d  i m pr o v i s e d  U - N e t   ( Nay an a  R   S he no y )   1425   t h y r o i d  n o dul e s   a r e   b e n i g n  w i t h  4. 5 - 6%  o f   m a l i g na n c y ,   h e n c e   r e s e a r c h e r   a n d  ra d i o l o gi s t   r e c o m m e nds   s c r e e n i n g   p r o c e s s .     M o r e ov e r ,   U l t ra s o n o gra p h y   i s   of   t h e   i m po rt a nt   a nd  po pul a r   t o o l   t o   e v a l ua t e   t h e   t h y r o i d  n o dul e .   U l t r a s o n o gra p h y   i s   m a i n l y   us e d  du e   t o   i t s   c o s t   e ffe c t i ve   a n d  hi g h   s e n s i t i v i t y   oc c ur r e n c e .   H ow e ve r ,   i t   r e qui r e s   c l i n i c a l   e xpe r i e n c e   of   r a d i o l o gi s t s   t o   i de nt i fy   t h e   t h y r o i d  c a nc e r   s i n c e   t h e   ra di o l o gi s t s   pe r f o r m s   t h e   di a g n o s i s   b a s e d  o n   t h e   n o dul e   c h a ra c t e ri s t i c s   a nd  t hi s   m a ke s   v e r y   m uc h  c ha l l e ngi n g   f o r   t h y r o i d  c a n c e r  de t e c t i o n .   H e n c e ,   s e v e r a l   r e s e a r c h e r   w o r k  o n   c o m put e r   a dde d  de s i g n   a ka   CA D   t o   a ut o m a t i c a l l y   c l a s s i fy   t h e   t h y r o i d  n o dul e s .   I n   ge n e r a l   CA D   c o m pr i s e s   t hr e e   c o m po n e n t   i . e .   de t e c t i o n   of   n o dul e ,   i m a ge   f e a t ur e   e xt ra c t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n.   D e t e c t i o n   o f  n o dul e   i s   c a rri e d  t hr o ugh   p r o c e s s   kn o w n   a s   s e gm e n t a t i o n ,   s e gm e n t a t i o n   i s   t h e   pr o c e s s   of  f i n di n g  p r o b a b l e   R O I   ( r e gi o n   o f  i n t e r e s t ).   M o re ove r ,   de e p  l e a rni n g  m e t h o do l o g y   pr o v i de s   t h e   i m p r o v i s a t i o n   i n   i m a ge   p r o c e s s i n g,   F i g u r e   1  s h o w s   t h e   ge n e ra l   p r o c e s s   of   s e gm e n t a t i o n .   F u rt h e r,   i t   i s   di v i de d  i n t o   f i v e   b l o c ks ,   f i r s t   b l o c k  s h ow s   ul t ra s o un d  i m a ge   i n   s e c o n d  b l o c k  t h e   r e gi o n   i s   i de n t i f i e d  l a t e r   i n   t hi r d   b l oc k  m o de l   i s   t ra i n e d  us i n g  t h e   a n y   de e p  l e a rni n g  m e t ho do l o g y .   O n c e   t h e   m o de l   i s   t ra i n e d   t h e n   i t   i s   s e gm e n t e d  a n d   t h e   o ut put   i s   gi v e n ,   s e v e r a l   m e t h o do l o gi e s   [4 - 7] .            F i gu r e   1 .   G e n e ra l   p r o c e dur e   f o r   s e gm e n t a t i o n       S e gm e n t a t i o n   i s   o n e   o f   t h e   i m po rt a nt   r o l e   f o r   de t e c t i n g  t h e   n o dul e s   a nd  ge n e ra t i n g  t h e   R O I  ( r e gi o n  of   i n t e r e s t )  i n   t h y r o i d  ul t ra s o un d  i m a ge s ;   m o r e o ve r   a b s ol ut e   s e gm e n t a t i o n   o f  t h y r o i d  n o dul e   h e l p s   i n  a c hi e v i n g   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   i n   CA D   m o de l .   H ow e v e r ,   s e gm e n t a t i o n  i s   o n e   o f   t h e   c h a l l e n gi ng  t a s k  a s   m a n u a l   s e gm e nt a t i o n  a r e   t i m e   c o n s u m i n g  a n d   di f f e r s   f r o m   huge   v a ri a b i l i t y .   S o m e   o f   t h e   r e s e a r c h e r   ha v e   pr o po s e d  s e m i - a ut o m a t i c   s e gm e n t a t i o n   f o r   u l t ra s o un d   i m a ge ,   h o w e ve r   i t   s o l v e s   o n l y   t h e   p a r t i a l   p r o b l e m   a s   i t   s t i l l   r e qu i r e s   h u m a n   i n t e r a c t i o n   a nd  t hi s   f ur t h e r   c a us e s   i n   w i de s pr e a d  a ppl i c a t i o n   o f   CA D   m o d e l   i n   t h y r o i d  US - i m a ge   [8] .   D r i v e n  by   t h e   c l i n i c a l   r e qui r e m e nt   a n d   de m a n d   i n  a ppl i c a t i o n   i t   b e c o m e s   t o p  m o s t   pri o r i t y   t o  de ve l o p  t h e   f ul l   a ut o m a t i c   m e t h o d;   f ur t h e r   r e s e a r c h e r   ha v e   fo c us e d  o n   a c t i v e   c o n t o ur   b a s e d  m e c h a ni s m   t o   be   a ppl i e d  o n   e i t h e r   l e v e l   s e t   fo r m   o r   p a r a m e t ri c   fo r m   [9] .   A l t h o ugh   a c t i v e   c o n t o ur   h e l ps   i n   f i n di ng  t h e   p r o b a b l e   r e gi o n ,   i t   i s   t o t a l l y   de p e n de nt   o n   p r e - pr o c e s s i n g  a n d  i ni t i a l i z a t i o n ,   t hi s   po s s e s s e s   h i g h   e rr o r   ra t e   o f  l e a rn i ng  i f  pr e - p r o c e s s i n g  f a i l s .   O t h e r   r e s e a r c h e r   ha v e   a l s o   de v e l o pe d   c o n v e n t i o na l   l e a rni n g   m e t h o d,   h o w e ve r   t h e s e   w o r ke d  i n   pa rt s   a n d  f a i l   t o   a c h i e v e   a b s o l ut e   s e gm e n t a t i o n   s i n c e   m o s t   o f   t h e   m e t h o d  a r e   b a s e d  o n   t h e   ha n dc r a f t e d  f e a t ur e s .   E xt ra c t i ng  t h e   f e a t u r e   i s   a n o t h e r   c o m pl i c a t e d  t a s k  w h i c h   r e qu i r e s   s e l e c t i n g  f e a t u r e   a n d   i n t e g r a t i ng  f e a t u r e   t hr o ug h  c l a s s i f i e r .     In  a n y   i m a g e   p r o c e s s i n g   t e c hni que   s e gm e n t a t i o n   p l a y s   a n  i m po r t a nt   r o l e   a s   i na c c ura t e   s e gm e n t a t i o n   m i g ht   l e a d  t o   m i s di a g n o s e s ,   e s pe c i a l l y   w h i c h   a r e   b o un d a r y   b a s e d.   M o r e ov e r   a c c ur a t e   s e gm e n t a t i o n   i s   c o n s i de r e d  a s   t h e   b a s i s   of   di ff e r e n c e   b e t w e e n   m a l i g na nt   a nd  b e n i g n ,   f u rt h e r   t h y r o i d  gl a nd  s e gm e nt a t i o n   i s   b a s i c   n e e d  fo r   e s t i m a t i o n   o f   t h y r o i d  vo l um e .   T h y r o i d  v o l u m e   i s   us e d  fo r   a na l y z i ng  t h e   s e c r e t i o n   o f   t h y r o i d  h o rm o n e ,   t hi s   n e e ds   t o   b e   c o n s i de r e d  a s   p ri o r i t y   a s   i t   h e l ps   i n   f i ndi n g  t h e   t h y r o i d  a b n o rm a l i t y .   H ow e v e r   c l i n i c a l l y   i t   i s   h i g hl y   i m pr o b a b l e   fo r   e s t i m a t i n g  t h e s e   c h a ra c t e r i s t i c s   t hr o ug h   h u m a n s .   H e n c e ,   s e gm e n t a t i o n   i s   v e r y   i m po r t a nt   i n   gl a nd  s e gm e n t a t i o n   a n d  n o dul e   s e gm e n t a t i o n.   M o r e o ve r   U l t ra s o un d  I m a ge   s e gm e n t a t i o n   ha s   b e e n   pa rt   o f   r e s e a r c h   f r o m   p a s t   f e w   de c a de s   a n d   m o s t   o f   t h e m   w e r e   m a c h i n e   l e a rn i ng  b a s e d  a s   m a c hi n e   l e a rn i ng  pe r f o r m s   b e t t e r   t h a n  a n y   t r a d i t i o na l   m o de l ,   H ow e ve r   m a c hi n e   l e a rni n g   m e t h o d  do e s   f a c e   s o m e   s e r i o us   i s s ue   s uc h   a s   t h e s e   m e t h o d  r e qui r e s   a de qua t e   a m o u nt   o f   m a r ke d  da t a s e t   a n d  i t   t a ke s   l o t   of   t i m e   t o  t r a i n  t h e   m o de l .   Co n s i de ri n g  t h e s e   f a c t s   w e   h a v e   de ve l o p e d  a   s e gm e nt a t i o n   m o de l   t o   f i n d  t h e   r e g i o n   o f  i n t e r e s t .   T h e   c o nt r i b ut i o n   o f   t h i s   r e s e a r c h   a r e   hi g hl i g ht e d  t hr o ugh   t h e   b e l ow   po i n t s .   a)   A t   f i r s t   w e   a dd r e s s   i s s ue   of   c o n v e n t i o na l   U - N e t   a r c hi t e c t u re ,   t h e s e   i s s ue   i n c l ude s   t h e   p r o b l e m   o f   l o w   i m a ge   r e s o l ut i o n,   hi g h  r e s o l ut i o n  a nd  o pt i m i z a t i o n   i n   num b e r  o f   poo l i n g   b)   W e   pr o po s e   a n   i m p r o v i s e d  U - n e t   f o r   t h y r o i d  c a n c e r   i m a g e   s e gm e n t a t i o n ,   t h e   m a i n  a i m   o f   pr o po s e d   m o de l   i s   t o   f i n d   t h e   R O I.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 ,  M a r c h  2 021   :     1424   -   1434   1426   c)   Im p r o v i s e d  U   n e t   fo c u s e s   o n   a c h i e v i n g  t h e   H i gh   l e v e l   f e a t ur e   m a p  a n d  l o w   l e ve l   fe a t ur e   m a p  t o   a v o i d   t h e   r e s o l ut i o n  p r o b l e m   o c c ur r e d  i n   b a s i c   U - N e t   a r c hi t e c t u r e .     d)   F urt h e r  i n  o rde r  t o   a c hi e v e   t h e   b e t t e r  pe r f o r m a n c e   o pt i m i z a t i o n   i s   c a rr i e d   o ut   t hr o ug h  d r o po ut   l a y e r   e)   P r o po s e d  m o de l   i s   e v a l ua t e d   c o n s i de r i n g   s t a n d a r d  da t a s e t .   f)   F urt h e r  Im p r o v i s e d  U - N e t   i s   e v a l ua t e d  c o n s i de r i ng  pe r f o r m a n c e   m e t ri c   s uc h   a s   D i c e   Co e ff i c i e n t   a n d   t r ut h  po s i t i v e   r a t e .   T h i s   r e s e a r c h  w o r k  ha s   b e e n   de s i g n e d  i n   a   s t a n d a r d  w o r k,   a s   f i r s t   s e c t i o n   i n v o l ve s   b a c kgr o un d  a b o ut   t h y r o i d,   t h y r o i d  c a n c e r   a n d  i t s   v a ri o us   a s pe c t ,   f ur t h e r   i n   t he   s a m e   s e c t i o n   w e   h i g h l i g ht   t h e   s h o r t c o m i n g  o f  s o m e   of   t h e   e xi s t i n g  s e gm e n t a t i o n   m o de l .   F urt h e r ,   i n   s a m e   s e c t i o n   w e   di s c us s   m o t i v a t i o n   a n d  c o n t r i b ut i o n   of  t h i s   r e s e a r c h   w o r k.   S e c o n d  s e c t i o n   di s c us s   t h e   ov e r a l l   Im p r ov i s e d  U - n e t   m o de l   a l o n g  w i t h   i t s   m a t h e m a t i c a l   fo r m u l a t i o n,   Im p r o v i s e d  U - N e t   i s   e v a l ua t e d   i n  t hi r d   s e c t i o n   c o n s i de ri n g   v a r i o us   pe r f o r m a n c e   m e t ri c s .         2   R ELA TED   WO R K   A c c o r di n g  t o   di f fe r e nt   s e gm e nt a t i o n   t a r ge t s ,   t h e   s t udi e s   o f   t h y r o i d  ul t r a s o u n d  i m a ge   s e gm e n t a t i o n  a r e   di v i de d  i n t o   t w o   di r e c t i o n s ,   n a m e l y ,   t h y r o i d  gl a nd  s e gm e n t a t i o n  a n d   t h y r o i d  n o dul e   s e gm e n t a t i o n.   A l t h o ug h   t h e   t a rge t s   o f   t h e   t w o   s e gm e n t a t i o n   a pp l i c a t i o n s   a re   di f fe r e nt ,   t h e   m e t h o d  c a t e go r i z a t i o n s   o f   t h e   t w o  s e gm e n t a t i o n   a pp l i c a t i o n s   a r e   r o ug h l y   t h e   s a m e .   I n   [ 10] ,  c o m pa r e d  a l l   t h e   t hr e e   s e gm e n t a t i o n   m e t h o d  w h i c h   i n c l ude s   L RA C   (l oc a l i z e d  r e gi o n )   [11] ,   A CW E   a n d  D R L S E   (di s t a n c e   r e gul a ri z e d)   [12] ;   L R A C  us e d  l oc a l   pa r a m e t e r   f o r   c o n s t ruc t i n g  e n e r gy   f un c t i o n   fo r   s e gm e n t a t i o n,   i n   h e r e   b a c kgr o un d  a nd  f o r e gr o un d  c o n s i de r i ng  t h e   s m a l l   l o c a l   a r e a s ;   h e r e   e a c h   po i n t   i s   c o n s i de r e d  i n   s e pa ra t e   w a y   fo r   o pt i m i z i n g  t h e   l o c a l   e n e r gy .   D R L S E   h e l ps   i n   u t i l i z i n g  t h e   e xt e rna l   e n e r gy   a n d  di s t a n c e   r e gu l a ri z a t i o n   t e rm   f o r   a c h i e v i n g   t h e   de s i r e d  e dge s   t hr o ug h  c o n t o ur ;   f u r t h e r   t h e y   i m pl i e d  t h e   t h e s e   t hr e e   m o de l   t o   s e gm e n t   t h e   t h y r o i d  ul t r a s o u n d  i m a ge s .   F urt h e r ,   i t   i s   ob s e r ve d  t h a t   L R A C  ob s e r ve d  t h e   s h o r t e s t   i t e r a t i o n  w i t h  b e t t e r   a c c ura c y ,   h o w e v e r   t h e y   di d  n o t   g i v e   t h e   e v a l ua t i o n   r e s ul t s   i n   c a s e   of   t h y r o i d  gl a n d  i n   U S - i m a ge ;   s i m i l a r   c a s e   w a s   o bs e r v e d  i n   [13].   F e w   r e s e a r c h e r  us e d  gr a p h   c ut   [14 ]  f o r   s e gm e n t i n g  t h e   t h y r o i d  U S - i m a ge ,   gra p h   c ut   i s   po pul a r   a n d  i m po rt a nt   o pt i m i z a t i o n   a l go ri t hm   w hi c h   a s s o c i a t e   t h e   s e gm e nt a t i o n   p r o b l e m   w i t h   t h e   m i n - c ut   p r o b l e m ;   h o w e v e r   t hi s   m e t h o d  w a s   b a s e d  o n   s e m i - a u t o m a t i c   m e t h o d  a nd  f urt h e r  i t   r e qui r e s   m a nua l   s ke t c h   o f   b a c kgr o un d  a n d  f o r e g r o un d   i n   U S - i m a ge .   M o r e o v e r ,   g ra p h   c ut   m o de l   i s   us e d  f o r   s e gm e n t i ng  t h e   141 6  2D   i m a ge s   a n d   dc e   c oe ff i c i e n t   a s   c o n s i de r e d  f o r   e v a l ua t i o n   a n d  a c hi e v e s   76. 5%.   I n   [15 ] ,   d e v e l o pe d  a n   a u t o m a t i c   s e gm e nt a t i o n   m e t h o d  f o r   m ul t i p l e   o r ga n s ,   w h i c h   w a s   m a i nl y   b a s e d  o n   e c h o ge n i c i t y   s i m i l a ri t y ,   h o w e v e r   i t   f a i l e d  m i s e r a b l y   due   t o  i t s   a c c ur a c y   i s s ue .   In   r e c e n t   s o m e   o f   t h e   m e t h o d  l i ke   [16]   de v e l o pe d  U - n e t   b a s e d  CN N   a nd  a c h i e v e s   t h e   di c e   c o - e ff i c i e n t   o f   0. 876,   i t   w a s   b e t t e r   t ha n   t h e i r  t ra di t i o na l   a pp r o a c h ,   f u r t h e r   [17 ]  w h i c h   w a s   a n o t h e r   U - n e t   b a s e d  CN N   a n d  a c h i e v e s   p o o r   r e s ul t s   o f   di c e   c oe f f i c i e n t   v a l ue   o f   0 . 538  c o n s i de r i ng  t h y r o i d  gl a n d .   T h e y   us e d  r a d i a l   b a s e d - N N   a n d  pa t c h   b a s e d  c l a s s i f i c a t i o n   i s   us e d  fo r   t r a i ni n g  a n d  a c h i e v e s   t h e   a c c ur a c y   of   96. 52,   h o w e ve r   t h e   r e s ul t   w a s   m a i nl y   b a s e d  o n   s e l e c t e d  i m a ge s .   I n   [1 8] , d e v e l o p e d  a n o t h e r   a u t o m a t i c   m e t h o d  w h i c h   s h o w e d  t h a t   m a n u a l   t ra c i n g  i s   b e t t e r   f o r   s e gm e nt a t i o n   a nd  do e s   pr o v i de   t h e   b e t t e r   u n de r s t a n di ng  o f   m e t h o do l o g y   due   t o  t r a c i n g ,   h o w e v e r   i t   r e qui r e s   h i g h l y   e xpe r i e n c e d  r a d i o l o gi s t s   [19 ,  2 0]  de v e l o p e d  a n  a u t o m a t i c   m e t h o d  f o r   s e gm e n t i n g  t h e   t h y r o i d  gl a n ds   i n   2D   i m a ge s ,   t hi s   m e t h o d  w a s   n a m e d  o n   R B F N N .   F ur t h e r   3D   t h y r o i d  vo l um e s   w e r e   e s t i m a t e d  b a s e d  o n   2D   i m a ge .   H e r e   s e gm e n t a t i o n   i s   c o n s i de r e d  i n   f o ur   s t e p  i . e .   I m a ge   e nh a n c e m e n t   a n d   p r o b a b l e   r e gi o n   i de n t i f i c a t i o n,   e xt ra c t i ng  f e a t u r e s   a n d   t ra i ni n g  R B F N N   a l o n g   w i t h  t h y r o i d  r e c ov e r y .   M o r e ov e r   Im a ge   p r o c e s s i n g  w a s   c a rri e d  o ut   t o   s pe c kl e   n o i s e   a n d  e nha n c e   t h e   ul t r a s o u n d  i m a ge   a n d   h e n c e   r e duc e   t h e   c o m put a t i o n  a m o unt .   F u r t h e rm o r e ,   i n  f e w   m e t h o ds   2D   t h y r o i d  ul t ra s o und  i m a ge ,   v e rt i c a l   pr o j e c t i o n   i s   c a rri e d  o ut   t o   f o r   l o c a t i n g  t h e   p r o b a b l e   r e gi o n.   It   us e d  A W M F   a n d   m o r p h o l o gi c a l   o pe ra t i o n   i s   p r o po s e d  fo r   s pe c kl e   n o i s e   r e duc t i o n,   f ur t h e r   g ra y   l e v e l   c o m pe n s a t i o n   i s   us e d  fo r   c o n t r a s t   a dj us t i n g  b e t w e e n   t h e   t h y r o i d  a n d  b a c kg r o und.   T h e y   a ppl i e d  s i x  t e xt u r e   f e a t ur e   w h i c h   i n c l u de s   m e a n ,   v a r i a n c e ,   c o e ff i c i e n t ,   hi s t o gra m   a n d   b l o c k  di ffe r e n c e   a n d  i n t e n s i t y   di ffe r e n c e .   R BF N N   c o m pri s e s   t hr e e   l a y e r s   n a m e l y   i n pu t   l a y e r ,  hi dde n   l a y e r   a nd  o ut put   l a y e r   [21]  a do pt e d  t h e   s e gm e n t a t i o n  of   t h y r o i d  gl a n d  b a s e d  o n   t h e   m a c h i n e   l e a rn i ng  m e t h o ds   a n d  s uppo r t   v e c t o r   m a c h i n e ,   h e r e   t h e   w h o l e   s e gm e nt a t i o n   w a s   pa r t e d  i n t o   t w o  di s t i n c t i v e   pa rt s   i . e .   t h y r o i d  gl a n d  s e gm e nt a t i o n   a n d  n o dul e   r e c o gn i t i o n.   T h y r o i d  gl a nd  s e gm e nt a t i o n   c o n t a i n s   t hr e e   pa rt s   i . e .   i m a ge   e nh a n c e m e n t ,   s pe c kl e   n o i s e   a n d  i n c r e a s i n g  t h e   i m a g e   qua l i t y   [22] .   P r o po s e d  F N N   fo r   s e gm e n t a t i o n   purpo s e ,   h e r e   ni n e   di f f e r e n t   f e a t u r e s   w e r e   c o n s i de r e d  w hi c h   i n c l ude s   t h e   t h y r o i d  gl a nd  r e gi o n,   hi s t o gra m   e n e r gy ,   h i s t o gra m   ku rt o s i s ,   h i s t o gra m   s ke w n e s s ,   h i s t o g r a m   e n t r o py ,   h i s t o gra m   v a r i a n c e   s t a n d a r d  de v i a t i o n ,   m e a n ,   H A A R V   a n d  H A A R M ,   t h e i r   a c c ura c y   w a s   be t t e r ,   h o w e ve r   t h e y   c o n s i de r e d  o nl y   l i m i t e d  s e t   o f   i m a ge s .   In   [23] ,   d e v e l o pe d  a   m e t h o d  w h i c h   w a s   t ra i n e d  w i t h   s u p e r v i s e d  l e a rni n g   a l go r i t hm   f o r   c o n s t r uc t i ng  t h e   c l a s s i f i e r ,   t h e   m a i n   d ra w b a c k  w a s   t h a t   i t   w a s   t e s t e d  o n   d a t a s e t   o f   5  i m a ge s   [24 ] .   P r o po s e d  U - n e t   m o de l   t o   s e gm e n t   t h e   w h o l e   s e gm e n t   c o n s i de r i ng  e n c o de r   a n d  de c o de r ,   h e r e   e n c o de r   i s   r e s po n s i b l e   c l a s s i fy i n g  a n d  i de nt i fy i n g  t h e   ul t ra s o und  i m a ge   pi xe l   a n d  de c o de r   w a s   us e d   fo r   f i n di ng  t h e   s pe c i f i c   pa r t   o f   t h e   l oc a t i o n.   H e r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       U l t r as ound   i m ag e   s e gm e nt a t i on   t hr ough   de e p   l e ar ni ng   bas e d  i m pr o v i s e d  U - N e t   ( Nay an a  R   S he no y )   1427   t o   a v o i d  t h e   o v e r f i t t i n g  d a t a   a ug m e nt a t i o n  i s   c a rri e d  o ut ,   t h i s   m o de l   c o n s i de r s   t h e   f a i r   a m o unt   o f   da t a   f o r   m o de l   e v a l ua t i o n  a n d   a c hi e v e s   b e t t e r   t ha n  t h e   o t h e r   m o de l .         3   P R O P O S ED   M ETH O D O LO G Y   S e gm e n t a t i o n   i s   o n e   o f   t h e   p ri m a r y   s t e ps   i n  i de n t i f i c a t i o n  o f   t h y r o i d  c a n c e r,   f u r t h e r   U - N e t   h a s   ga i n e d  po pul a r i t y   due   t o   i t s   c a pa b i l i t y   of   a n a l y s i n g  t h e   b i o m e di c a l   i m a ge   a n d  p r o m i s e s   b e t t e r   e ff i c i e n c y .   H ow e ve r ,   c o n v e n t i o n a l   U - N e t   a r c hi t e c t u r e   ha s   s e v e r a l   d r a w b a c ks .   M a i n   d r a w b a c k  i s   l ow - r e s o l ut i o n   i m a ge   i n f o r m a t i o n   i n   de s i g n e d  f e a t u r e   m a ps ,   t hi s   di r e c t l y   e ffe c t s   t he   e ff i c i e n c y   of   t h e   m o de l .   O t h e r   d r a w b a c k  i s   i t   i s   v e r y   di ff i c ul t   t o   o pt i m i z e   t h e   po o l i n g  o pe ra t i o n s ,   h e n c e   t o   a vo i d  s uc h   i s s ue   w e   de v e l o pe d  Im pr o v i s e d  U - n e t   w h e r e   a pa rt   f r o m   t h e   c o n v e n t i o n a l   U - n e t   t w o   f e a t ur e   m a p   a r e   de s i gn e d  n a m e l y   h i g h   l e v e l   a nd  l o w   l e v e l   w h i c h   h e l ps   i n   a v o i di n g  t h e   l o w   r e s o l ut i o n   i s s ue .   I n   h e r e   a t   f i r s t   w e   de s i gn   t h e   U   N e t   w h i c h   i s   b i o m e di c a l   a r c hi t e c t u r e   o f   c o n vo l ut i o n   n e u ra l   n e t w o r k,   l a t e r   t w o   f e a t ur e   m a ps   a r e   de s i g n e d.       3. 1 .       P r e l i m i n ar i e s   U - n e t   ha s   Co n v o l ut i o n   l a y e r ,   w h i c h   c o m p r i s e s   t w o   o pe r a t i o n s   i . e .   Co n v o l ut i o n   a n d  a c t i v a t i o n   a l o n g   w i t h   po o l i n g;   c o n v o l ut i o n   l a y e r   r e duc e s   t h e   c o m put a t i o na l   c o m pl e xi t i e s   t hr o ug h  di s t ri b ut i n g   ke rn e l   c o - e ff i c i e n t   fo r   e a c h   f e a t u r e   m a p .   F u r t h e r ,   i t   ge n e ra t e s   v a r i o u s   fe a t ur e s   i n   s pa t i a l   do m a i n   a n d  e a c h   l a y e r   h a s   s e v e r a l   ke rn e l s .   M o r e o ve r ,   o ut put   o f   c o n vo l ut i o n   l a y e r   a n d  po o l i n g  i n   f ul l y   c o n n e c t e d  l a y e r   i s   c o m put e d  i n   f ul l y   c o n n e c t e d  n e t w o r k.   F u l l y   c o n n e c t e d  n e t w o r k  i s   gi v e n  i n  t h e   b e l o w ,      ℯ   = { ℯ 1 , ℯ 2 , … … , ℯ }   (1)     S i m i l a rl y   ke r n e l   i s   gi v e n  a s ,       = { 1 , 2 , … … , }   (2)     A n d   b i a s   v a l ue   i s   gi v e n  a s ,       = { 1 , 2 , … … , }   (3)     A c t i v a t i o n  i n  t h e   kt h  l a y e r   i s   g i v e n   i n   t h e   b e l ow .       ℯ = ℎ ( + ⊗ ℱ ( ℰ − 1 ) ) ∈ ℰ , 1 ≤ ≤ ,   ,   (4)     ℯ ≡ ℰ ( ℱ ( ℯ − 1 ) ; ) , 1 ≤ ≤   (5)       In   t h e   a b o ve   e qua t i o n,   ⊗   i n di c a t e s   t h e   c o n v o l ut i o n   o pe r a t o r ,   ℎ ( )   i n d i c a t e s   t h e   a c t i v a t i o n   f un c t i o n,   ℱ   ()  i ndi c a t e s   do w n   s a m p l e   po o l i n g   a s   po o l i n g   h e l ps   i n   ha n d l i ng  t h e   g l o b a l   f e a t ur e     i n d i c a t e s   p a r a m e t e r  s e t   o f  kt h   l a y e r .   M o r e o ve r ,   t r a n s l a t i o n   v a r i a n c e   f r o m   po o l i n g   h e l p s   i n   r e duc i n g   t h e   n u m b e r   o f   pa r a m e t e r.   F u rt h e r   P R e L U   i s   e m pl oy e d  fo r   a c t i v a t i o n  a n d  gi v e n  i n  t h e   n e x t   s e c t i o n .       3. 1 . 1.     A c ti v ati o n   th r o u gh   P R e Lu   A n  a c t i v a t i o n  f un c t i o n  c a n  b e   de f i n e d  a s ,      ℎ ( ) = {              ℎ     Α             ℎ                (6)       i n di c a t e s   n o n - l i n e a r  a c t i v a t i o n   i n pu t ,   ℎ   i s   n o n - l i n e a r   a c t i v a t i o n ,   f u r t h e r  t o   c o n t r o l   c o e ff i c i e n t   o f  n e ga t i v e   s l o pe   ,   Α   i s   us e d  a s   t h e   c o e ff i c i e n t   c o n t r o l l i n g;   I  i n d i c a t e s   t h e   v a r i a t i o n  o f   n o n - l i n e a r  a c t i v a t i o n  o n  t h e   v a r i o us   c ha nn e l s .   M o r e ov e r ,   i n  c a s e   i f   Α   i s   z e r o   t h e n  i t   a c t s   a s   R e L U ,   h o w e v e r   w h e n  Α   i s   l e a rna b l e   pa r a m e t e r  t h e n  i t   a c t s   a s   P R e L U   (P a ra m e t ri c   R e L U ).   W e   fo rm ul a t e   t h e   P R e L U   e qua t i o n  t hr o ug h  b e l ow .       ℎ ( ) ≡ Α   ( 0 , ) + ma x ( , 0 )   (7)     Α   Is   p a r a m e t e r   w hi c h  ra n ge   b e t w e e n   0   a n d   1 ;   f i n a l   o ut p ut   ( ; )   of   gi v e n   f e e d  fo r w a r d  i s   g i v e n   a s ,    ( ; ) = ℯ ̃ 2 − 1 ( ⋯ ℯ + 1   ( ℯ ( ⋯ ℯ 2 ( ; 1 ) ; 2 ) ⋯ ; 2 ) ; + 1 ) ⋯ ; 2 − 1 )   (8)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 ,  M a r c h  2 021   :     1424   -   1434   1428       I n di c a t e s   i n p ut   s i g na l   a n d     i s   pa ra m e t e r   s e t ,   f u r t h e r   w e   c o m put e   t h e   de c o di n g   p a r t   a n d   c o n vo l ut i o n  o ut put   ℯ ̃     i s   g i v e n   a s   i n  ( 9 ) ,      ℯ ̃ = ℎ ( + ⊗ ( ℯ ̃ − 1 ) ) ∈ ℰ , 1 ≤ ≤ ,   (9)     ℯ ̃   = ℰ ̃   ( ⊗ ( ℯ ̃ − 1 ) ; + 1 ) , + 1 ≤ ≤ 2 − 1   (10)     In  t h e   a b o ve   e qua t i o n,   (   )   i n di c a t e s   up   po o l i ng  w hi c h  r e c ov e r s   t h e   o ri gi na l   m a t r i x   s i z e ,   f ur t h e r  c o n vo l ut i o n  ke rn e l   i s   us e d  f o r  de c o di n g   a n d   b i a s   v a l ue   i s   us e d  f o r   de c o di n g   i n  rt h  l a y e r ,   a l s o   ℯ ̃ − 1   a nd  ℯ   − 1 i s   e qua l   i f   t = n   + 1 .      3. 2 .     U - N e t   A   s i m pl e   U - n e t   a r c hi t e c t u r e   i s   s h o w n   i n   f i gu r e ,   w h e r e   t h e   i n t e r m e di a t e   l e v e l   U - N e t   i s   a ppl i e d  f o r   l o w   r e s o l ut i o n   i m a ge .   I n   h e r e   gi v e n   i n pu t   i m a ge   ℎ   i s   f i r s t   f i l t e r e d  us i ng  t h e   l o c a l   f i l t e r   Ξ ,   l a t e r   i t   i s   o pt i m i z e d   us i n g  t h e   po o l i n g  o pe ra t i o n  Φ ,   f urt h e r  t hi s   c a n  b e   f o r m ul a t e d  t hr o ug h :       ℰ = ϕ  ( ℎ ⊛   Ξ )   (11)     ( ℎ ⊛   Ξ ) In d i c a t e s   f i l t e ri n g ,   ϕ  i n di c a t e s   po o l i n g   o pe r a t o r.   F u rt h e r  s i n c e   U - N e t   po s s e s s e s   by - pa s s   c o n n e c t i o n;   c o n v o l ut i o n  c o e ff i c i e n t   i s   g i v e n   t hr o ug h   t h e   b e l ow .       = ( ℎ ⊛   Ξ )   (12)     W h e r e   M   i s   c o m put e d  a s ,       = [   ϕϕ  ]   (13)     = +     ϕ    (14)       ϕϕ    i n di c a t e s   m a t ri x   o f   r a nk  de f i c i e n t ,   c o n s i de r i ng  t h e   a v e r a ge   po o l i n g  ,   t h e s e   m a t ri x   a r e   fo r m u l a t e d  a s   v ,       = [ ℎ ⊛   Ξ   ϕϕ  ℎ ⊛   Ξ )   ]   (15)     ℎ ̌ = − 1 ∑ ( ℎ ⊛   Ξ   ⊛   Γ +   ϕϕ  (   ℎ ⊛ Ξ ) ⊛   ) = 1   (16)     3. 2 . 1.    I m p r o v i s e d   U - N e t   U - N e t   i s   o n e   o f   t h e   po pul a r  b a s e   n e t w o r k,   us e d  f o r  s e gm e n t a t i o n   i n   b i o   m e di c a l   i m a ge   s e gm e n t a t i o n ,   h o w e ve r   i t   ha s   p r o b l e m   o f   l ow   r e s o l ut i o n   a s   l o w   r e s o l ut i o n   m i g ht   c a us e   s m o o t hi n g  o f   obj e c t   bo un da ri e s ,   h e n c e   t o   a v o i d  t h a t   w e   e m pl oy   h i g h   l e v e l   f e a t ure   a n d  l o w   l e v e l   f e a t ur e .   I n   h e r e   w e   a do pt   t h e   U   n e t   a n d  i m p r o v i s e d  i n   F i gu r e   2  t o   a c h i e v e   a b s o l ut e   R O I,   f ur t h e r   t o   a c h i e v e   t h a t   p r o po s e d  m e t h o do l o g y   us e s   t w o   n o ve l   f e a t ur e   m a p ,   o n e   i s   f o r   H i gh  L e v e l   fe a t u r e   a nd  a n o t h e r  i s   f o r   l o w   l e ve l   f e a t ur e .    Co n s i de r i n g   t h e   d r a w b a c ks   of   n o rm a l   U - N e t   w e   h a v e   de s i g n e d  Im p r o v i s e d  U - N e t   a r c hi t e c t u r e ,   Im p r o v i s e d  U - N e t   m a i nt a i n s   t h e   h uge   r e c e pt i v e   f i e l d  us i n g   t h e   t i g ht   w a v e l e t s ,   i . e .   h e r e   n o n - l o c a l   t ra n s f o r m   ϕ    i s   a pp l i e d  i n s t e a d   o f   ge n e ra l   po o l i ng  o pe ra t i o n .   M o r e o v e r   t he   f i l t e r  b a n k  i s   g i v e n   t hr o ug h   t h e   b e l ow .     ϕ = [ ℛ 1 … … … … . . ℛ ]   (17)     T h e   b e l ow   e qua t i o n   s h o w s   t h e   t i g ht   f i l t e r  b a n k  w h e r e     i ndi c a t e s   s ub - b a n k  o pe ra t o r  f o r   gi v e n   s c a l a r   c   w h i c h   i s   g r e a t e r  t h a n  z e r o .       ϕϕ  = ∑   ℛ ℛ = ℰ = 1 ℐ   (18)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       U l t r as ound   i m ag e   s e gm e nt a t i on   t hr ough   de e p   l e ar ni ng   bas e d  i m pr o v i s e d  U - N e t   ( Nay an a  R   S he no y )   1 429       F i gu r e   2 .   I m p r o v i s e d  U - N e t       F urt h e r  c o n v o l ut i o n  c o e ff i c i e n t   i s   w r i t t e n   b y :       = ( ℎ ⊛   Ξ )   (19)     W h e r e ,      = [   1 … … . . ]   (20)   ℰ = ℎ ⊛ Ξ     =   ℛ       = ℛ   ℛ   (21)     Im p r o v i s e d  U - N e t s   us e s   r e s i dua l   p a t h   f o r   a v o i di n g  t h e   l o w   r e s o l ut i o n   i n f o r m a t i o n,   h o w e ve r   i n  i m p r o v i s e d  U - N e t s   pl a c e s   i t s   r e s i dua l   p a t h   a f t e r   po o l i n g ,   t h i s   h e l ps   i n   a c h i e v i n g  t h e   h i g h   r e s o l ut i o n   i n f o r m a t i o n.   F u rt h e r   t o   a c h i e v e   w e   us e   a da p t i v e   f i l t e r ,   pe r m e a t i o n   ra t e   i s   de f i n e d  i s   gi v e n  by :       P R = {   − 0 . 5 , if   NM ( , A ) < 0 . 01 Σ , A ∈ o b j l   ( , A ) NM ( , A ) Σ , A ∈ o b j l ab el ( , A ) NM ( , A ) , o t h e r w i se ,   (22)     In  ( 22) ,  NM   i n d i c a t e s   n o rm a l i z e d  f e a t u r e   m a p   a f t e r  t h e   r e s i du a l   p a t h  a n d   NM   i n di c a t e s   f e a t u r e   m a p   a f t e r  r e s i du a l   pa t h;   l a be l   i ndi c a t e s   t h e   o b j e c t   b i n a r y   m a s k.   I n  i m p r o v i s e d  U - N e t ,   up  s a m p l i n g   i s   c a rr i e d  by   t h e   de - c o n vo l ut i o n   l a y e r   i n   r e s i du a l   o pe ra t i o n   a nd  r e s i d ua l   p a t h   a t   s k i p  c o nn e c t i o n   e a s i l y   f i l t e r s   t h e   s i z e   b a s e d  i n f o r m a t i o n  w h i c h   i s   g i v e n   b y :       , + 1 = ℎ ( , + 1 ⨂ S ℱ ( − 1 ) + , + 1 ) ∈ + 1   (23)     ℰ , + 1 =   ℰ ̌ + 1 ( ℱ ( − 1 ) ; + 1 )   (24)     , + 1 = ℎ ( , + 1 ⨂ ( − 1 − + 1 ) + , + 1 ) ∈ + 1 ,   (25)     , + 1 ≡ + 1 ( − 1 − + 1 ; + 1 ) ,   (26)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 ,  M a r c h  2 021   :     1424   -   1434   1430   + 1   i n di c a t e s   o bj e c t   de pe n de n t   up  s a m p l i n g ,   + 1   i n d i c a t e s   n e t w o r k  o ut put .   M e a n w hi l e   a b o ve   e qua t i o n   p r o v i de s   t h e   o ut put   a f t e r  t h e   s ki p   c o nn e c t i o n   r e s pe c t i v e l y .   F ur t h e r  + 1   i n di c a t e s   pa r a m e t e r   s e t ,   , + 1   i n di c a t e s   b i a s   v a l ue   of   v t h   ke rn e l ,   , + 1   i ndi c a t e s   w e i ght   o f   v t h   k e rn e l .   S i m i l a r l y ,   t h e   a b ov e   pa r a m e t e r   i s   us e d  i n   o t h e r   e qu a t i o n  f o r   l   t h  ke rn e l   a n d   r   b i a s   v a l ue .       3. 3 .       H i gh   l e v e l   an d   l o w   l e v e l   fe a tu r e   m ap   M o r e ov e r   fe a t u r e   m a p   f o r   H i gh   l e v e l   a r e   ge n e ra t e d  a f t e r   t h e   r e s i dua l   p a s s   a n d  e x t ra c t s   t h e   gi v e n  e dge   i n f o r m a t i o n   f o r   h i g h - l e v e l   fe a t ur e ,   f ur t h e r   t h i s   i s   f o r m ul a t e d  i n  t h e   b e l ow .    + 1   i s   pr o po s e d  i m a ge   b e fo r e   t h e   c o n v o l ut i o n   o f   l a y e r   k+ 1 ,   t hi s   i s   gi v e n  i n  t h e   b e l ow .          + 1 =   ( ℰ ( ℱ ( − 1 ) ; ) )   ⨁   ℰ + 1 ( ℯ − 1 − ℯ − 1 ; + 1 )   (27)     H i gh - l e v e l   f e a t ur e   m a p  i s   g i v e n   t hr o ugh  b e l ow ,         + 1 = ( ℰ ( ℱ ( − 1 ) ; ) )   ⨁   ℰ + 1 ( ℯ − 1 − ℯ  − 1 ; + 1 )   (28)     w h e r e   ℯ + 1 ≡ ℯ  − 1       F o r   t h e   l ow   l e v e l   f e a t ur e ,   f e a t u r e   m a p  do   n o t   ha v e   pr o b l e m   o f   r e s o l ut i o n   i s s ue   a n d  c a n   us e d  f o r   gl o b a l   f e a t ur e   e x t r a c t i o n ,   IU N   i n d i c a t e s   I m p r o v i s e d  U - N e t .          + 1 =   ( ℰ ( ℱ ( − 1 ) ; ) ) ⊕ ℰ + 1 ( ℯ − 1 ; + 1 )   (29)     w h e r e   ℯ + 1 = 0       F urt h e r  t h e s e   b o t h   f e a t u r e   a r e   c o m b i n e d   t o   a c h i e v e   t h e   b e t t e r   p r o b a b l e   de t e c t i o n   o f   Re gi o n   o f  i n t e r e s t .   M o r e o ve r   i n   t h e   n e xt   s e c t i o n   Im p r o v i s e d  U - N e t   i s   e v a l ua t e d.   I n   a n y   de e p  l e a rn i n g - N e u ra l   n e t w o r k,   t h e r e   a r e   h i g h   p r o b a b i l i t y   of   ov e r f i t t i n g  a   t r a i n i ng  d a t a s e t ,   h e n c e   w e   us e   dr o po ut   w h i c h   i s   g i v e n   i n  n e xt   s e c t i o n .      3. 4 .       O p ti m i z ati o n   th r o u gh   d r o p ou t   In  t hi s   s e c t i o n   w e   t e n d  t o   o pt i m i z e   t h e   l o s s   f un c t i o n,   w hi c h   a vo i ds   t h e   o ve r f i t t i n g ;   M o r e o v e r   dr o po ut   i s   t h e   pa rt i c ul a r   r e gul a r i z a t i o n   m e t h o d  w h i c h   a pp r o xi m a t e s   h uge   da t a s e t   w i t h   v a r i o us   a r c hi t e c t u r e   pa r a l l e l .   F urt h e rm o r e   i n  o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s   s e ve r a l   n u m b e r   o f   l a y e r s   a r e   d r o ppe d  o ut   i . e .   i t   i s   t e m po r a ri l y   r e m o v e d   w i t h  i t s   a l l   o ut go i ng  a n d   i n c o m i n g   c o nn e c t i o n s .     M o r e ov e r   c o n s i de ri n g  t h e   a b ov e   h i dde n   l a y e r   de n o t e d  b y     a n d   i nde x  o f   h i d de n  l a y e r   de n o t e d  by   ∈ { 1 , … … . , } .   I n  h e r e     ( )   a n d   ℬ ( )   i ndi c a t e s   i nput   a nd   o ut put   r e s pe c t i v e l y .   ( )   i ndi c a t e s   t h e   w e i gh t s   of   l a y e r   n  a nd  ( )   i ndi c a t e s   b i a s e s   a t   l a y e r   n.       ( + 1 ) = + 1 + ( + 1 )   (30)     ( + 1 ) = ℎ ( + 1 )   (31)     H e n c e ,   t h e   f e e d  f o r w a r d  o f   n e t w o r k  w i t h  d r o po ut   i s   de s c r i b e d  by :       ( + 1 ) ∽   (32)   ̌ ( ) =   ( ) ∗ ( )     ( + 1 ) = + 1 + ( + 1 ) ̌ ( )     ( + 1 ) = ℎ ( ( + 1 ) )       I n  c o l l e c t i v e   e qu a t i o n,   ( ) i nd i c a t e s   i nde pe nde nt   ra ndo m   v a ri a b l e   o f   b e rn o ul i ,   ̌ ( )   i nd i c a t e s   t hi nne d  o ut pu t   c re a t e d   t hro ug h  ( ) .   T he s e   t hi n ne d   o u t p u t   i s   us e d   a s   t he   i nt e rm e d i a t e   l a y e r  o f   i np ut   a nd   i t   i s   a p p l i e d   t o   e a c h   l a y e r   f o r   t he   l a rge r   ne t w o rk .   M o r e o v e r   t hro u g h   a b o v e   pr o c e s s   n e t w o r k  i s   t hi n ne d  o r   c a p a c i t y   i s   r e duc e d ,   w hi c h  a v o i ds   t he   o v e r f i t t i ng  F u rt he r  de ri v a t i v e s   o f   b a c k p ro pa g a t i o n  i s   a pp l i e d   t o   t hi s   n e t w o r k   f o r  b e t t e r  l e a rni ng .   O nc e   t he   m o de l   i s   t ra i ne d  t hro u g h   i m p r o v i s e d  U - N e t   a nd  o p t i m i z e d  t hro u g h   d r o po u t   l a y e r,   p r o po s e d   m o de l   i s   e v a l u a t e d   c o n s i de ri ng   v a ri o u s   m e t ri c s   a nd   i t   i s   c a rri e d   o u t   i n  ne x t   s e c t i o n  o f   t hi s   r e s e a rc h  w o r k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       U l t r as ound   i m ag e   s e gm e nt a t i on   t hr ough   de e p   l e ar ni ng   bas e d  i m pr o v i s e d  U - N e t   ( Nay an a  R   S he no y )   1431   4   P ER F O R M A N C E  EV A LU A TI O N   I n  t hi s   s e c t i o n  w e   e v a l u a t e   I m p ro v i s e d  U - N e t   m e t h o d ,   f u rt h e r   i n  o rde r  t o   e v a l ua t e   w e   ha v e   c o n s i de re d   t h e   i de a l   s y s t e m   c o n f i g u ra t i o n   o f   w i ndo w s   10   o pe ra t i ng  s y s t e m   p a c ke d  w i t h  8 G B   R A M ,   2G B   N V i d i a   g ra p hi c s   w i t h  1 T B   o f   H a rd   d i s k .   M o r e o v e r,   M A T L A B   i s   us e d   a s   p r o g r a m m i ng   l a ngu a ge   w i t h  2 01 6b   v e rs i o n.       4. 1 .       D at as e t   d e s c r i p t i o n   In   a n y   m a c h i n e   l e a rni n g  b a s e d  a l go r i t hm   da t a s e t   pl a y s   a   m a j o r   r o l e   a s   da t a   r e qui r e   fo r   m o de l   t r a i ni n g   n e e ds   t o   be   s uff i c i e n t   e n o ug h   t o   pe r f o r m   t h e   m o de l .   In  h e r e ,   w e   h a v e   us e d  s t a nda r d   da t a s e t   f r o m   t h e   o pe n   a c c e s s   D i gi t a l   D a t a b a s e   of   t h y r o i d  ul t ra s o un d  i m a ge s   f r o m   t h e   U n i v e r s i d a d  N a c i o na l   de   Co l o m b i a   L a bo r a t o r y   [25].   F u r t h e r,   t h i s   da t a s e t   i s   ut i l i z e d  f o r   c o m put a t i o n  o f   pr o po s e d  m o de l .   M o r e ov e r ,   da t a s e t   c o m pr i s e s   92  i m a ge s   o f   t h y r o i d  ul t r a s o und,   o ut   o f   t h e s e s   42  w e r e   f r o m   fe m a l e   a n d  50  f r o m   m a l e   f r o m   di f fe r e nt   a ge   gr o up.   M o r e o v e r ,   t h e s e   i m a ge s   w e r e   c a pt ur e d  t hr o ug h   T O S H IB A   l i n e a r   t r a n s duc e r   a n d   e xt ra c t e d  f r o m   ul t ra s o un d  v i de o   s e qu e n c e .   T h e s e   t h y r o i d  n o dul e s   i m a ge s   a r e   s t o r e d  i n   u l t ra s o n o gra p h y   m o de l ,   w h i c h   i n c l ude s   w h o l e   di a g n o s t i c   de s c ri pt i o n   a n d  a nn o t a t i o n   o f   t h y r o i d  l e s i o n s .   F u r t h e r ,   t h e s e   a r e   c a rri e d  o ut   unde r   s upe r v i s i o n   o f   t w o   r a di o l o gi s t   e xpe rt   us i n g   t h e   T I - R A D S   l e xi c o n .   P r o po s e d  Im pr o v i s e d  U - N e t   i s   e v a l ua t e d  us i n g   v a r i o us   pe r f o r m a n c e   m e t ri c   s uc h  a s   a c c ura c y ,   F 1 - s c o r e ,   D i c e   c oe ff i c i e n t   a n d   t rue   po s i t i v e .   D i c e   c oe ff i c i e n t   de pi c t s   t h e   s i m i l a r i t y   m e a s ur e   b e t w e e n   t h e   gr o u n d  t rut h   a n d  a r e a   p r e di c t e d,   t h e s e   m e t r i c s   ra n ge   f r o m   0  t o   1.   T h e   m o r e   t h e   v a l ue   i s   c l o s ur e   t o   1 ,   t h e   b e t t e r  t h e   m o de l   e f f i c i e n c y .     4. 2 .     R o i   c o m p ar i s o n   V a r i o us   m e t h o do l o gi e s   pr o po s e d  i n   [25 - 28 ]  a r e   us e d  f o r   c o m pa r a t i v e   a na l y s i s .   In   t hi s   s e c t i o n ,   c o m pa ra t i v e   a n a l y s i s   i s   c a r ri e d  o ut   b a s e d  o n   t h e   R O I  w h i c h  i s   s h o w n   i n   T a b l e   1,   f u r t h e r   t h e   c o m pa r i s o n   i s   s h o w n   c o n s i de r i n g   t w o   i m a ge s   T a b l e   1   c o m pri s e s   t hr e e   c o l um n ,   f i r s t   c o l um n  s h o w s   t h e   o r i gi na l   i m a ge   g i v e n   i n   da t a s e t ,   s e c o n d  c o l um n   s h o w s   t h e   g r o un d  t r u t h   o f   o r i g i na l   i m a ge ,   t hi r d  c o l um n   i s   R O I  a c hi e v e d  t hr o ug h   t h e   e xi s t i ng  m o de l   [28]   a n d   f o ur t h  c o l um n   s h o w s   t h e   R O I  a c h i e v e d  fo r   I m p r o v i s e d  U - N e t   m o de l .   F u r t h e r  t hr o ugh   t h e   T a b l e   1  w e   ob s e r v e d  t h e r e   i s   h uge   di f f e r e n c e   i n  t h e   R O I  s t r uc t u r e   of  e xi s t i ng  m o de l   a n d  g r o u n d  t r ut h,   t h i s   i s   o c c ur r e d  due   t o   t h e   i m a ge   qua l i t y   us e d  i n   t h e   s e gm e n t a t i o n   p r o c e s s   of   e xi s t i n g   m o de l   w h e r e a s   o ur   m o de l   i s   n e a r e r  t o   t h e   g r o u n d  t r ut h.         T a b l e   1 .   c o m pa ri s o n   o f   R O I  w i t h  e xi s t i ng  m e t h o do l o g y   a l o n g  w i t h   g r o u n d   t rut h   O ri g i n a l   im a g e   G ro u n d   t ru t h   S S H O S ( e x i s t i n g )   Im p ro v i s e d   U - N e t                                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 ,  M a r c h  2 021   :     1424   -   1434   1432   4. 3 .       T r u e   p o s i ti v e   A   t r ue   po s i t i v e   i s   de f i n e d  a s   a n   o ut c o m e   w h e r e   t h e   pr o po s e d  m o de l   pr e di c t s   t h e   po s i t i v e   c l a s s   o f  pa r t i c ul a r  m o de l .   P r e c i s e l y ,   T r ue   po s i t i v e   i s   c a l c ul a t e d  a s   t he   r a t i o   o f   pos i t i v e   pr e di c t i o n   t o   t h e   t o t a l   n um b e r  of   po s i t i v e .   F ur t h e r m o r e   F i gu r e   3  p r e s e nt s   t h e   c o m pa r i s o n   o f   v a ri o us   m e t h o do l o g y   w i t h   p r o po s e d  m o de l   a nd  c o m pa ra t i v e   a n a l y s i s   s h ow s   t h a t   [2 6]  a c h i e v e s   o n l y   52. 26  %   of   t r ue   po s i t i v e   r a t e ,   a l t h o ug h   [27]  a n d  N D R L S   [25]  a c h i e v e s   93. 51  a nd  95 . 44  r e s pe c t i v e l y ,   s t i l l   i t   u n de r pe r f o r m s .   F u rt h e r ,   e xi s t i ng  96 . 44  %  o f   t r ue   po s i t i v e   ra t e   w h e r e a s   I m p r o v i s e d  U - N e t   a c h i e v e s   n e a r l y   a b s o l ut e   t r ue   po s i t i v e   ra t e   o f   98. 9 5  % .             F i gu r e   3 .  Co m p a r i s o n  o f   v a r i o us   m e t h o do l o g y   c o n s i de r i n g   t rue   po s i t i v e   ra t e       4. 4 .      D i c e   c o e ffi c i e n t   In   s e gm e n t a t i o n ,   D i c e   Co e ff i c i e n t   i s   a n   e v a l ua t i o n   m e t ri c   w h i c h   i s   us e d  fo r   ga ug i n g  t h e   s i m i l a ri t y   b e t w e e n   t w o  gi v e n   i m a ge .   I n   ge n e r a l   D i c e   c oe ff i c i e n t   i s   r a t i o   of   2*  A o O   (A r e a   of   o ve r l a p)  t o   t o t a l   n um b e r   o f  pi xe l s   i n  g i v e n   i m a ge s .   F i gu r e   4  s h o w s   t h e   c o m pa r i s o n  o f   va r i o us   e xi s t i ng  m o de l   w i t h  p r o po s e d  Im pr o v i s e d   U - N e t   m o de l ,   i n   h e r e   [26]   a c h i e v e s   l e a s t   di c e   c o e ff i c i e n t   pf   67. 93 ,   [ 27]  a c hi e v e s   80. 85,   e x i s t i ng  m o de l   S S H O S   a c hi e v e s   92. 24 ,   N D R L S   a c h i e v e s   94. 2  w h e r e a s   p r o po s e d  m o de l   a c h i e v e s   95. 60 .             F i gu r e   4 .   Co m p a r i s o n  o f   v a r i o us   m e t h o do l o g y   c o n s i de r i n g   di c e   c o e ff i c i e n t   m e t r i c s       4. 5 .       A c c u r ac y ,   F 1 - m e as u r e   an d   s p e c i f i c i ty   A c c ur a c y   i s   o n e   o f  t h e   i m po r t a n t   pe r f o r m a n c e   m e t ri c   m e a s ur e   i n   c l a s s i f i c a t i o n   p r o c e s s ;   a c c ur a c y   pr e s e nt s   t h e   c o rr e c t l y   pr e di c t e d  m o de l ,   f ur t h e r   i t   i s   de f i n e d  a s   ra t i o   of   n um b e r   o f   s a m pl e   c o r r e c t l y   pr e di c t e d  t o   t h e   t o t a l   num b e r  o f   s a m pl e s .   M o r e o ve r   t hi s   c a n   b e   f o r m ul a t e d  t hr o ug h  t h e   b e l o w .        =         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       U l t r as ound   i m ag e   s e gm e nt a t i on   t hr ough   de e p   l e ar ni ng   bas e d  i m pr o v i s e d  U - N e t   ( Nay an a  R   S he no y )   1433   W h e r e   CP   t h e   num b e r   o f   i s   c o rr e c t   p r e di c t i o n  a nd     i s   t o t a l   n um b e r   o f   s a m pl e s .   E v a l u a t i o n   o f  v a r i o us   m e t r i c s   i s   t a b ul a t e d   i n  T a b l e   2.   O u r  m o de l   a c hi e v e s   t h e   a c c ura c y   of   98. 39   %.   F 1  s c o r e   i s   m e a s u r e m e n t   o f   t e s t ’s   a c c ur a c y ;   f ur t h e r   F 1  m e a s u r e   i s   c o m put e d  us i n g  p r e c i s i o n   a n d   r e c a l l .   I n   ge n e r a l ,   w e   c a n  s a y   t ha t   F 1  m e a s u r e   i s   t h e   h a rm o n y   m e a n  o f   pr e c i s i o n   a nd  r e c a l l .   Im p r o v i s e d  U - N e t   a c hi e v e   F 1 - s c o r e   of   91. 87.   S pe c i f i c i t y   w h i c h   i s   a l s o   k n o w n   a s   T N R   ( t r ue   n e ga t i v e   r a t e )  i s   m e a s u r e   o f   gi ve n   po r t i o n   o f  a b s o l ut e   n e ga t i v e s   w h i c h   a r e   c o r r e c t l y   c l a s s i f i e d,   i t   i s   o n e   of   t h e   h i g hl y   a ppr e c i a t e d  a nd  po pul a r  m e t r i c s   i n  b i o m e di c a l   f i e l d .   H i g h e r  v a l ue   o f   s pe c i f i c i t y   i ndi c a t e s   b e t t e r   e f f i c i e n c y   o f   m o de l ,   i n   h e r e .   T hr o ug h  t h e   c o m pa r a t i v e   a na l y s i s   i t   i s   o bs e r v e d   t ha t   o ur   m o de l   n o t   o n l y   p e r f o r m s   b e t t e r   i n   t e rm s   of   c o m pa r a t i v e   a n a l y s i s   b ut   a l s o   c o n s i de r s   t h e   v a r i o us   p a r a m e t e r  w h i c h   i s   m o s t l y   i gn o r e d  by   o t h e r   s e gm e n t a t i o n  m e t h o do l o g y .       T a b l e   2 .  E v a l ua t i o n   o f   v a r i o us   m e t r i c s   P e r fo r m a n c e _   M e t ri c s   V a l u e   o b s e r v e d   (i n   p e r c e n t a g e )   A c c u ra c y   9 8 . 3 9 5   F1 - M e a u re   0 . 9 1 8 7 6 2   S p e c i f i c i t y   0 . 9 8 7 4 4       5   C O N C LU S I O N   T h y r o i d  s e gm e n t a t i o n   i s   o n e   o f  t h e   e s s e n t i a l   p r e c ur s o r   f o r   s e ve r a l   qu a nt i t a t i v e   a na l y s i s   fo r   t h y r o i d   di s e a s e .   H ow e ve r ,   s e gm e n t a t i o n   i s   m a j o r   c h a l l e n gi ng  c o n s i de r i ng  t h e   e xi s t e n c e   of  s i m i l a r   s t ruc t u r e   s uc h   a s   l y m ph   n o de ,   a m b i guo us   b o un da r y ,   l o w   c o n t r a s t   a n d  s i g n a l   t o   n o i s e   r a t i o .   F u rt h e r ,   i t   ha s   i nh o m o ge n e o us   a ppe a ra n c e   t hi s   m a ke s   m o r e   di f f i c ul t   f o r   s e gm e n t a t i o n   a nd  t h us   i t   i s   c l a s s i f i e d  a s   pa t c h   c l a s s i f i c a t i o n   t a s k .   I n  t h i s   p a pe r   c o n s i de ri n g  t h e   U - N e t   a dv a n t a ge ,   w e   de v e l o p  a n   i m p r o v i s e d  U - N e t   fo r   s e gm e n t a t i o n   o f   U l t r a s o u n d  i m a ge ,   i n   h e r e   w e   de v e l o p  t w o  fe a t ur e   m a p  n a m e l y   h i g h  l e ve l   fe a t ur e   a nd  l o w   l e ve l   f e a t ur e   f o r     be t t e r   r e s o l ut i o n    a n d  b e t t e r  i n f o r m a t i o n   r e g a r di ng  t h e   i m a ge ;   f u r t h e r   w e   de pl oy   dr o po ut   l a y e r   f o r   o pt i m i z i ng  t h e   pe r f o r m a n c e   a n d  a c h i e v e   b e t t e r   m e t ri c s .   Im p r o v i s e d  U - N e t   i s   e v a l ua t e d  o n   s t a n d a r d  da t a s e t   o f   D D T I  c o n s i de r i ng  pe r f o r m a n c e   m e t r i c s   l i ke   t rue   po s i t i v e ,   s pe c i f i c i t y ,   F 1 - m e a s ur e   a n d  a c c ura c y   t hr o ug h   t h e   pe r f o r m a n c e   a na l y s i s   i t   i s   o bs e r v e d  t h a t   i m p r o v i s e d  U - N e t   a c h i e v e s   a c c ur a c y   of   98. 39%,   F 1 - m e a s u r e   o f  91. 87 ,   D i c e   Co - e ff i c i e n t   o f   95. 60  a n d   t r ue   po s i t i v e   r a t e     w hi c h   i s   b e t t e r   t h a n  a n y   e xi s t i n g   m o de l   t i l l   t h e   d a t e   t h i s   r e s e a r c h  i s   c a rri e d  o ut .   A l t h o ug h   o ur  p r o po s e d  m o de l   a c hi e v e s   be t t e r   i n   t e rm s   o f   de f i n e d  m e t ri c s ,   s t i l l   t h e r e   a r e   s e v e r a l   a r e a   s uc h   a s   c o n s i de r i ng  f u r t h e r   l a rge   da t a s e t   a n d  o t h e r   m e t ri c s .       R EF ER EN C E   [ 1]   K .   B i b bi ns - D o m i ng o ,   ` ` S c r e e ni ng   f o r   t hy r o i d  c a nc e r :   U S   pr e v e nt i v e   s e r v i c e s   t a s k  f o r c e   r e c o m m e nda t i o n   s t a t e m e nt , ' '   J am a ,   v o l .   317 ,   no .   1 8,   pp .   188 2 - 1887 ,   201 7.     [ 2]   B i ka s   a nd  K .   D .   B u r m a n ,   “ E pi de m i o l o gy   of   t hy r o i d  c a nc e r , ' '   i n  T he   T hy r o i d   and   I t s   D i s e as e s ,   M .   L us t e r ,   L .   D u nt a s ,   a nd  L .   W a r t o f s ky ,   E ds .   B a s e l ,   S w i t z e r l a n d:   S pr i ng e r ,   p p.   54 1 - 547 ,   2019 .     [ 3]   S m r i t i   S a h u ,   M a he e dh a r   D ube y ,   M o ha m m a d   I m r oz e   K ha n ,   “ C o m pa r a t i v e   A na l y s i s   o f   I m a g e   E nha nc e m e n t   T e c hni qu e s   f o r   U l t r a s o und   L i v e r   I m a g e , ”  I n t e r na t i o na l   J o ur n al   of   E l e c t r i c al   and   C om pu t e r   E ng i ne e r i n g  ( I J E C E ) ,   v o l .   2,   n o.   6,   p p.   79 2~ 797   I S S N :   2088 - 8708 ,   2012 .     [ 4]   V .   K um a r ,   J .   M .   W e bb ,   A .   G r e g o r y ,   M .   D e ni s ,   D .   D .   M e i xn e r ,   M .   B a y a t ,   D .   H .   W ha l e y ,   M .   F a t e m i ,   a nd  A .   A l i z a d,   “ A ut o m a t e d  a nd  r e a l - t i m e   s e g m e nt a t i o n  o f   s us p i c i o us   b r e a s t   m a s s e s   us i ng   c o n v o l ut i o na l   ne u r a l   ne t w o r k , ' '   P L oS  O N E ,   v o l .   13 ,   no .   5 ,   201 8,   A r t .   no .   e 0195 816 .     [ 5]   F .   M i l l e t a r i ,   S . - A .   A hm a di ,   C .   K r o l l ,   A .   P l a t e ,   V .   R o z a ns k i ,   J .   M a i o s t r e ,   J .   L e v i n,   O .   D i e t r i c h,   B .   E r t l - W a g ne r ,   K .   B öt z e l ,   a nd  N .   N a v a b ,   “ H o ug h -   C N N :   D e e p  l e a r n i ng   f o r   s e gm e nt a t i o n  of   de e p  br a i n  r e g i o ns   i n  M R I   a nd   ul t r a s o und, ' '   C om put .   V i s .   I m age   U n de r s t and . ,   v o l .   164 ,   pp .   9 2 - 102 ,   201 7.     [ 6]   J .   Y a ng ,   L .   T o ng ,   M .   F a r a j i ,   a nd   A .   B a s u ,   “ I V U S - ne t :   A n  i nt r a v a s c ul a r   u l t r a s o und   s e g m e n t a t i o n  n e t w o r k , ' '   2018,   ar X i v : 1 806 . 03 583 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a bl e :   ht t p: / / a r xi v . o r g / a b s / 1806 . 03 583   [ 7]   C .   A z z o pa r di ,   Y .   A .   H i c ks ,   a nd  K .   P .   C a m i l l e r i ,   “ A ut o m a t i c   c a r o t i d  ul t r a s o und  s e g m e nt a t i o n  us i ng   de e p  c o n vo l ut i o na l   n e ur a l   ne t w o r ks   a nd   ph a s e   c o ng r ue nc y   m a ps , ' '   i n  P r oc .   I E E E   14 t h  I n t .   Sy m p .   B i om e d.   I m ag .   ( I SB I ) ,  pp.   62 4 - 628 ,   2 017 .     [ 8]   K o unda l   D ,   G up t a   S ,   S i ng h  S ,   “ A ut o m a t e d  de l i n e a t i o n  o f   t h y r oi d  no dul e s   i n  ul t r a s o und  i m a g e s   us i ng   s pa t i a l   ne ut r o s o phi c   c l u s t e r i ng   a n d  l e v e l   s e t ,”   A p pl   So f t   C om p ut ,   v o l .   40 ,   p p.   86 - 97 ,   2016 .     [ 9 ]   S a v e l o n a s M A ,   I a k o v i d i s   D K ,   L e g a k i s   I , M a r o u l i s   D ,   “ A c t i v e   c o n t o u r s   g u i d e d   by   e c ho g e n i c i t y   a n d   t e x t u r e   f o r   d e l i n e a t i o n   o f   t hy r o i d   n o d u l e s   i n   u l t r a s o u n d   i m a g e s , ”   I E E E   T r a n s   I n f   T e c h n o l   B i o m e d ,   v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   p p .   5 1 9 - 527 ,   2 0 0 9 .     [ 10]   B ha r g a v   B ha t k a l ka r ,   A bhi s he k   J o s hi ,   S r i ka n t h  P r a b hu ,   S u l a t ha   B ha nd a r y ,   “ A ut o m a t e d  f undu s   i m a g e   qua l i t y   a s s e s s m e nt   a nd  s e g m e n t a t i o n  o f   o pt i c   di s c   us i ng   c o nvo l ut i o na l   ne u r a l   ne t w o r ks , ”   H om e ,   v o l .   10 ,   n o .   1,   20 09.     [ 11]   B r i j e s hN . S ha h 1,   J a y m i nK . B ha l a ni 2,   “ C o m pa r a t i v e   a na l y s i s   a nd  i m pl e m e nt a t i o no f   s t r uc t ur e d  e dg e   a c t i v e   c o nt o ur , ”  I nt e r n at i on al   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   and   C om pu t e r   E ngi ne e r i ng  ( I J E C E ) , v o l .   10 ,   n o.   2 ,   pp .   1 842 ~ 18 48 ,   20 20 ,   I S S N :   2088 - 870 8,   D O I :   10. 115 91/ i j e c e . v 10 i 2. pp18 42 - 1848 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.