I SSN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0                                                                         2 5 5       An   Au t o m a t i c   I d e n t i f i c a t i o n   S y s t e m   o f   H u m a n   Sk i n   I r r i t a t i o n   ( Ab d u l   F a d l i l )   A n   A u t o m a t i c   I d e n t i f i c a t i o n   S y s t e m   o f   H u m a n   S k i n   I r r i t a t i o n         A b d u l   F a d l i l   D e p t .   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   I n d u s t r i a l   T e c h n o l o g y ,   Ah m a d   D a h l a n   U n i v e r s i t y     J l .   Pr o f .   D r .   So e p o m o ,   J a n t u r a n ,   Yo g y a k a r t a   5 5 1 6 4 ,   T e l .   + 6 2 - 2 7 4 - 3 7 9 4 1 8   e - m a i l :   f a d l i l 3 @ y a h o o . c o m       A b s t r a k   Ka r a k t e r i s a s i   k u a n t i t a t i f   u n t u k   k u l i t   m a n u s i a   y a n g   m e n g a l a m i   i r i t a s i   a d a l a h   p e n t i n g   t e t a p i   m e r u p a k a n   p e k e r j a a n   y a n g   s u s a h   d i l a k u k a n .   Se k a r a n g   i n i   u n t u k   m e n g i d e n t i f i k a s i   k u l i t   m a n u s i a   m a s i h   d i l a k u k a n   s e c a r a   m a n u a l .   T e n t u   s a j a ,   i d e n t i f i k a s i   s e c a r a   m a n u a l   d a r i   i r i t a s i   k u l i t   m a n u s i a   i n i   d a p a t   m e n j a d i   s u b y e k t i f .   An a l i s i s   i r i t a s i   k u l i t   t e l a h   d a p a t   d i l a k u k a n   m e n g g u n a k a n   p e n g u j i a n   b i o k i m i a ,   n a m u n   t i d a k   s e d e r h a n a .   Pa d a   p e n e l i t i a n   i n i   t e l a h   d i k e m b a n g k a n   s u a t u   p e n d e k a t a n   b a r u   s i s t e m   i d e n t i f i k a s i   i r i t a s i   k u l i t   m a n u s i a   s e c a r a   o t o m a t i s   b e r b a s i s   p e n g e n a l a n   p o l a   c i t r a   u n t u k   m e n d a p a t k a n   k e p u t u s a n   k u l i t   y a n g   d i u j i   m e r u p a k a n   k u l i t   y a n g   m e n g a l a m i   i r i t a s i   a t a u   t i d a k .   R a n c a n g a n   s i s t e m   y a n g   d i k e m b a n g k a n   i n i   m e n g g u n a k a n   m e t o d e   e k s t a k s i   c i r i :   g r a y   l e v e l   h i s t o g r a m   ( G L H )   d a n   c i r i   t e k s t u r   g r a y   l e v e l   c o - o c c u r r e n c e   m a t r i c e s   ( G L C M ) .   Se l a n j u t n y a   u n t u k   p r o s e s   k l a s i f i k a s i   m e n g g u n a k a n   m e t o d e   m e t r i k   j a r a k :   M a n h a t t a n   d a n   Eu c l i d e a n   d a n   j a r i n g a n   s y a r a f   k u a n t i s a s i   v e k t o r   p e m b e l a j a r a n   ( L VQ - N N ) .   U n t u k   m e n g e v a l u a s i   u n j u k   k e r j a   s i s t e m   d i l a k u k a n   d e n g a n   m e n g k o m b i n a s i k a n   m e t o d e - m e t o d e   p e n g e k s t a k s i   c i r i   d a n   p e n g k l a s i f i k a s i .   H a s i l - h a s i l   p e r c o b a a n   m e n u n j u k k a n   b a h w a   a k u r a s i   t e r b a i k   a d a l a h   8 3 , 3 3 %   y a n g   d i p e r o l e h   t a t k a l a   r a n c a n g a n   s i s t e m   d i i m p l e m e n t a s i k a n   m e n g g u n a k a n   c i r i   G L H   a t a u   G L C M   m e l a l u i   p e n g k l a s i f i k a s i   L VQ - N N .             K a t a   k u n c i :   s i s t e m   i d e n t i f i k a s i ,   p e n g e n a l a n   c i t r a ,   i r i t a s i   k u l i t                   A b s t r a c t   Q u a n t i t a t i v e   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   h u m a n   s k i n   i r r i t a t i o n   i s   i m p o r t a n t   b u t   i t   i s   d i f f i c u l t   t a s k   t o   b e   d o n e .   R e c e n t l y ,   a n   i d e n t i f i c a t i o n   o f   h u m a n   s k i n   i s   s t i l l   d o i n g   m a n u a l l y .   I n d e e d ,   t h e   i d e n t i f i c a t i o n   o f   t h e   h u m a n   s k i n   i r r i t a t i o n   s a m p l e   c a n   b e   v e r y   s u b j e c t i v e .   T h e   a n a l y s i s   o f   t h e   s k i n   i r r i t a t i o n   c o u l d   b e   c o n d u c t e d   u s i n g   b i o c h e m i c a l   t e s t ,   b u t   i t   i s   n o t   s i m p l e .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   a   n e w   a p p r o a c h   o f   a n   a u t o m a t i c   h u m a n   s k i n   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m   b a s e d   o n   i m a g e   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   i s   d e v e l o p e d   t o   o b t a i n   a   d e c i s i o n   o f   s a m p l e   t e s t   ( w h e t h e r   i t   h a s   i r r i t a t i o n   o r   n o t ) .   T h i s   s y s t e m   d e s i g n   w a s   d e v e l o p e d   u s i n g   t h e   f o l l o w i n g   f e a t u r e s   e x t r a c t i o n :   g r a y   l e v e l   h i s t o g r a m   ( G L H )   f e a t u r e   a n d   t e x t u r e   g r a y   l e v e l   c o - o c c u r r e n c e   m a t r i c e s   ( G L C M ) .   M e a n w h i l e ,   f o r   a   c l a s s i f i c a t i o n     p r o c e s s ,   u s i n g   t h e   f o l l o w i n g   d i s t a n c e   m e t r i c :   M a n h a t t a n   d i s t a n c e   a n d   Eu c l i d e a n   d i s t a n c e ,   o r   l e a r n i n g   v e c t o r   q u a n t i z a t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   ( L V Q - N N ) .   T h e   c o m b i n a t i o n   b e t w e e n   f e a t u r e   e x t r a c t o r   a n d   c l a s s i f i e r   m e t h o d s   p r o p o s e d   w a s   u s e d   t o   e v a l u a t e   t h e   p e r f o r m a n c e   s y s t e m .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   b e s t   a c c u r a c y   f o r   8 3 . 3 3 %   w a s   o b t a i n e d   w h e n   d e s i g n   s y s t e m   w a s   i m p l e m e n t a t e d   u s i n g   G L H   o r   G L C M   f e a t u r e s   t h r o u g h   L VQ - N N   c l a s s i f i e r .                         K e y w o r d s :   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m ,   i m a g e   r e c o g n i t i o n ,   s k i n   i r r i t a t i o n             1 .   I n t r o d u c t i o n     W i t h   t h e   a d v a n c e m e n t   i n   t h e   c o m p u t e r   a n d   i n f o r m a t i o n   t e c h n o l o g i e s ,   c o m p u t e r s   h a v e   b e e n   u s e d   a s   a   c o m m o n   a n d   c o n v e n i e n t   e q u i p m e n t   f o r   c o m p u t a t i o n s   a n d   a u t o m a t i o n   a p p l i c a t i o n s .   R e c e n t l y ,   i d e n t i f i c a t i o n   o f   h u m a n   s k i n   i s   s t i l l   d o i n g   m a n u a l l y .   F u r t h e r m o r e ,   m a n u a l   i d e n t i f i c a t i o n   o f   t h e   h u m a n   s k i n   i r r i t a t i o n   s a m p l e   c a n   b e   v e r y   s u b j e c t i v e .   T h e   s k i n   i r r i t a t i o n   a n a l y s i s   w a s   c o n d u c t e d   u s i n g   a   b i o c h e m i c a l   t e s t   [ 1 ] .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   i t   h a v e   b e e n   d e v e l o p e d   a n   a u t o m a t i c   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m   f o r   h u m a n   s k i n   i r r i t a t i o n   b a s e d   o n   a n   i m a g e   r e c o g n i t i o n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                    I S SN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T EL K O M N I K A     V o l .   8 ,   N o .   3 ,     D e c e m b e r   2 0 1 0   :     2 5 5     2 6 4     2 5 6   I m a g e   r e c o g n i t i o n   i s   o n e   o f   t h e   f i e l d   o f   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n .   T h e   r e c o g n i t i o n   p r o b l e m   i s   u s u a l l y   a p p r o a c h e d   t o   o n e   o f   t w o   m o d e s   n a m e l y   i d e n t i f i c a t i o n   a n d   v e r i f i c a t i o n   t a s k s .   F o r   t h e   s k i n   i r r i t a t i o n   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m ,   a   p r o b e   s k i n   i m a g e   s a m p l e   i s   p r e s e n t e d   a n d   t h e   s y s t e m   i s   i d e n t i f i e d   b y   c o m p u t i n g   t h e   s i m i l a r i t i e s   b e t w e e n   t h e   p r o b e   s k i n   i m a g e   s a m p l e   a n d   a l l   g a l l e r y   s k i n   i m a g e   s a m p l e s   i n   t h e   d a t a b a s e .   T h e   d e v e l o p i n g   o f   i m a g e   r e c o g n i t i o n   s y s t e m   i s   q u i t e   d i f f i c u l t   b e c a u s e   i m a g e   i s   q u i t e   c o m p l e x ,   a n d   c o r r e s p o n d   t o   e n v i r o n m e n t   c h a n g e s .   M a n y   i m a g e   r e c o g n i t i o n   t e c h n i q u e s   h a v e   b e e n   p r o p o s e d   a n d   h a v e   s h o w n   s i g n i f i c a n t   p r o m i s e ,   b u t   r o b u s t   i m a g e   r e c o g n i t i o n   i s   s t i l l   d i f f i c u l t .   I n   t h e   l i t e r a t u r e ,   t h e   f i s h   r e c o g n i t i o n   b a s e d   o n   r o b u s t   f e a t u r e s   e x t r a c t i o n   f r o m   s i z e   a n d   s h a p e   m e a s u r e m e n t s   u s i n g   n e u r a l   n e t w o r k   h a s   b e e n   p r o p o s e d   [ 2 ] .   Kh a l i d ,   e t . a l   h a v e   d e v e l o p e d   a   r o b u s t   d e s i g n   o f   r e c o g n i t i o n   s y s t e m   f o r   a n   i n t e l l i g e n t   w o o d   s p e c i e s   [ 3 ] .   I m a g e   s k i n   a n a l y s i s   c a n   b e   d o n e   b a s e d   o n   s k i n   c o l o r   [ 4 ]   a n d   t e x t u r e   [ 2 ] ,   [ 3 ] ,   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   i t   h a v e   b e e n   a n a l y z e d   t h e   c o m p a r a t i v e   p e r f o r m a n c e   o f   f e a t u r e s   a n d   c l a s s i f i e r   m e t h o d s .   T h e   t w o   f e a t u r e s   a r e   g r a y   l e v e l   h i s t o g r a m   ( G L H )   f e a t u r e s   a n d   g r a y   l e v e l   c o - o c c u r r e n c e   m a t r i c e s   ( G L C M )   a n d   t h e   t h r e e   c l a s s i f i e r s   a r e   M a n h a t t a n   d i s t a n c e   a n d   E u c l i d e a n   d i s t a n c e ,   a n d   l e a r n i n g   v e c t o r   q u a n t i z a t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   ( L VQ - N N ) .   C o m b i n a t i o n   b e t w e e n   f e a t u r e   a n d   c l a s s i f i e r   m e t h o d s   h a v e   b e e n   p r o p o s e d   t o   e v a l u a t e   t h e   p e r f o r m a n c e   s y s t e m .   T h i s   p a p e r   h a s   b e e n   o r g a n i z e d   a s   f o l l o w s .   T h e   n e x t   s e c t i o n   d e s c r i b e s   r e s e a r c h   m e t h o d s   w h i c h   i n c l u d e   t h e   d a t a   c o l l e c t i o n   a n d   a c q u i s i t i o n ,   p r e p r o c e s s i n g ,   f e a t u r e   e x t r a c t o r ,   a n d   c l a s s i f i e r .   T h e   r e s u l t s   a n d   a n a l y s i s   w i l l   b e   d i s c u s s e d   i n   Se c t i o n   3 .   T h e   l a s t   s e c t i o n   c o n c l u d e s   t h e   p a p e r .       2 .   R e s e a r c h   M e t h o d   T h e   r e s e a r c h   m e t h o d o l o g y   u s e d   f o r   t h i s   m e a s u r e m e n t   c a n   b e   d e s c r i b e d   t h r o u g h   t h e   f o l l o w i n g   p o i n t s :   d a t a   c o l l e c t i o n   a n d   a c q u i s i t i o n ,   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n .   b l o c k   d i a g r a m   o f   t h e   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m   f o r   h u m a n   s k i n   i r r i t a t i o n   i s   s h o w n   a s   i n   F i g u r e   1 .             F i g u r e   1 .   b l o c k   d i a g r a m   o f   t h e   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m   f o r   h u m a n   s k i n   i r r i t a t i o n .       T a b l e   1 .   T r a i n i n g   a n d   t e s t   o f   t h e   s k i n   d a t a   s e t s   Sk i n   i m a g e   T r a i n i n g   T e s t   Si z e   F o r m a t   N o n - i r r i t a t i o n   1 0   1 2   8 0 0 x 6 0 0   * . b m p   I r r i t a t i o n   1 0   1 2       An   e x a m p l e   o f   t h e   s k i n   c o l o r   i m a g e s   f o r   n o n - i r r i t a t i o n   ( F i g u r e   2   a   a n d   b ,   r e s p e c t i v e l y )   a n d   i r r i t a t i o n   ( F i g u r e   2   c   a n d     d ,   r e s p e c t i v e l y ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0         An   Au t o m a t i c   I d e n t i f i c a t i o n   Sy s t e m   o f   H u m a n   Sk i n   I r r i t a t i o n   ( Ab d u l   F a d l i l )   2 5 7   2 . 1 .   D a t a   c o l l e c t i o n   a n d   a q u i s i t i o n     T h e   e x p e r i m e n t a l   s y s t e m   h a s   b e e n   s e t   u p   t o   a c q u i r e   t h e   i m a g e s   o f   t h e   s k i n   i r r i t a t i o n   o r   n o t   u s i n g   a n   i n d u s t r i a l   H a n d h e l d   D i g i t a l   M i c r o s c o p e   S e r i   D i n o - L i t e   M o d e l   AM - 2 1 1 .   D a t a   h a v e   b e e n   c o l l e c t e d   f r o m   f i v e   p e r s o n   a n d   t h e n     t h e   d a t a b a s e   w a s   d i v i d e d   i n t o   t w o   p a r t s   n a m e l y   f o r   a   t r a i n i n g   p h a s e   a n d   a   t e s t i n g   p h a s e .   Al l   d a t a   s e t s   o f   t h e   s k i n   i m a g e s   f o r   t r a i n i n g   a n d   t e s t i n g   p h a s e   a r e   s h o w n   i n   T a b l e   1 .         F i g u r e   2 .   An   e x a m p l e   o f   t h e   i m a g e   s k i n   t r u e   c o l o r   o r   R G B           F i g u r e   3 .   An   e x a m p l e   o f   t h e   i m a g e   s k i n   g r a y s c a l e   a .   n o n -   i r r i t a t i o n   d .     i r r i t a t i o n   b .   n o n - i r r i t a t i o n   c .     i r r i t a t i o n   d .     i r r i t a t i o n   b .   n o n - i r r i t a t i o n   a .   n o n - i r r i t a t i o n   c .   i r r i t a t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                    I S SN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T EL K O M N I K A     V o l .   8 ,   N o .   3 ,     D e c e m b e r   2 0 1 0   :     2 5 5     2 6 4     2 5 8   2 . 2 .   Pr e - p r o c e s s i n g     I n   t h i s   w o r k ,   t h e   g o a l   o f   t h e   p r e p r o c e s s i n g   i s   t o   c o v e r t   a   t r u e   c o l o r   i m a g e   t o   g r a y s c a l e .   T h e   v a l u e   o f   g r a y   s c a l e   i m a g e   i s   o b t a i n e d   f r o m   R B G   b y   r e f e r r i n g   t o   t h e   f o l l o w i n g   f o r m u l a :         B G R 2 . 0 3 . 0 5 . 0 W g r a y s c a l e + + =             ( 1 )     I n   t h e   p r e - p r o c e s s i n g   p h a s e ,   t h e   s k i n   i m a g e   o f   t r u e   c o l o r   w i l l   b e   c o n v e r t e d   t o   g r a y - s c a l e   i m a g e .   T h e   o r i g i n a l   i m a g e s   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2   h a s   b e e n   c o n v e r t e d   t o   g r a y   l e v e l     a s   s h o w n   i n     F i g u r e   3 .     2 . 3 .   G L H   a n d   G L C M   F e a t u r e   E x t a c t o r     I n   t h i s   r e s e a r c h ,   i t   h a s   b e e n   i m p l e m e n t e d   t w o   f e a t u r e s   m o d e l s   n a m e l y :   a   G L H   a n d   a   G L C M .   g r a y - s c a l e   h i s t o g r a m   s h o w s   h o w   m a n y   p i x e l s   c o n t a i n e d   i n   e a c h   g r a y   l e v e l   ( i n t e n s i t y   l e v e l ) .   Ea c h   p i x e l   i s   a   s h a d e   o f   g r a y ,   n o r m a l l y   f r o m   0   t o   2 5 5 .   T h e r e f o r e ,   s k i n   i m a g e   b a s e d   o n   g r a y   l e v e l   h i s t o g r a m   i s   a   f e a t u r e   v e c t o r   2 5 6 - d i m e n s i o n .   T h e   G L H   n o r m a l i z e d   o b t a i n e d   b y   d e v i d e   m a x i m u m   v a l u e   o f   h i s t o g r a m   a s   f e a t u r e s   o r   i n p u t   v e c t o r   f o r   c l a s s i f i e r .   T e x t u r e   a n a l y s i s   m e t h o d s   h a v e   b e e n   u t i l i z e d   i n   a   v a r i e t y   o f   i m a g e   r e c o g n i t i o n   a p p l i c a t i o n .   T h e   f a m o u s   t e x t u r e   a n a l y s i s   m e t h o d   i s   a   G L C M ,   w h i c h   w a s   i n t r o d u c e d   b y     H a r a l i c k   [ 7 ] .   T h e   G L C M   f e a t u r e s   h a v e   b e e n   i m p l e m e n t e d   i n   s o m e   a p p l i c a t i o n s   s u c h   a s   f i s h   r e c o g n i t i o n   [ 2 ] ,   w o o d   s p e c i e s   r e c o g n i t i o n   [ 3 ] ,   a n d   d e f e c t   d e t e c t i o n   [ 8 ] .   T h e   G L C M   i s   a   t a b u l a t i o n   s h o w s   o f   h o w   o f t e n   t h e   d i f f e r e n t   c o m b i n a t i o n s   o f   p i x e l   b r i g h t n e s s   v a l u e   ( g r a y   l e v e l s ) .   T h e   G L C M   d e s c r i b e s   h e r e   i s   t h e   j o i n t   p r o b a b i l i t y   o f   o c c u r r e n c e   o f   g r a y   l e v e l s   a   a n d   b   f o r   t w o   p i x e l s   w i t h   a   d e f i n e d   s p a t i a l   r e l a t i o n s h i p   i n   a n   i m a g e .   T h e   s p a t i a l   r e l a t i o n s h i p   i s   d e f i n e d   i n   t e r m s   o f   d i s t a n c e   d   a n d   a n g l e   θ .   I f   t h e   t e x t u r e   i s   c o a r s e   a n d   t h e   d i s t a n c e   d   i s   s m a l l   c o m p a r e d   t o   t h e   s i z e   o f   t h e   t e x t u r e   e l e m e n t s ,   t h e   p a i r s   o f   p o i n t s   a t   d i s t a n c e   d   s h o u l d   h a v e   s i m i l a r   g r a y   l e v e l s .   C o n v e r s e l y ,   f o r   a   f i n e   t e x t u r e ,   i f   t h e   d i s t a n c e   d   i s   c o m p a r a b l e   t o   t h e   t e x t u r e   s i z e ,   t h e n   t h e   g r a y   l e v e l s   o f   p o i n t s   s e p a r a t e d   b y   d i s t a n c e   d   s h o u l d   o f t e n   b e   q u i t e   d i f f e r e n t ,   s o   t h a t   t h e   v a l u e s   i n   t h e   G L C M   s h o u l d   b e   s p r e a d   o u t   r e l a t i v e l y   u n i f o r m .   F r o m   t h e s e   m a t r i c e s ,   a   v a r i e t y   o f   f e a t u r e s   m a y   b e   e x t r a c t e d .   T h e   m a t r i c e s   a r e   c o n s t r u c t e d   a t   a   d i s t a n c e   o f   d   =   1   f r o m   f o u r   d i r e c t i o n s   o f   a n g l e s   θ = 0 o ,   4 5 o ,   9 0 o ,   1 3 5 o ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e   m a t r i c e s   c a n   b e   r e p r e s e n t e d   f o r m a l l y   a s   f o l l o w s   [ 7 ] :     | | | , 0 : ) ] , ( ) , , [ ( | ) , ( , 0 d n l m k D n m l k b a P d o = - = - Î =       ( 2 )     | ) , ( ) , ( ) , ( : ) ] , ( ) , , [ ( | ) , ( , 4 5 d d o r d d n l m k D n m l k b a P d o - - = - - Î =                           ( 3 )     | 0 , | : | ) ] , ( ) , , [ ( | ) , ( , 9 0 = - = - Î = n l d m k D n m l k b a P d o                 ( 4 )     | ) , ( ) , ( ) , ( : ) ] , ( ) , , [ ( | ) , ( , 1 3 5 d d o r d d n l m k D n m l k b a P d o - - = - - Î =     ( 5 )     w i t h   f ( k ;   l )   =   a   a n d   f ( m ;   n )   =   b   f o r   a l l   a b o v e   e q u a t i o n s .     T h e   t o t a l   f e a t u r e s   e x t r a c t e d   f r o m   t h e   G L C M   a p p r o a c h   f r o m   e a c h   s k i n   s a m p l e   a r e   g i v e n   a s   f o l l o w s   [ 7 ] ,   [ 9 ] :   1 .   En e r g y   o r   a n g u l a r   s e c o n d   m o m e n t :   b a d b a P , 2 , ) , ( f         ( 6 )   2 .   I n e r t i a   o r   v a r i a n c e :   - a b d b a P b a ) , ( ) ( , 2 f       ( 7 )   3 .   En t r o p y :     ) , ( l o g ) , ( , 2 , , b a P b a P d b a d f f       ( 8 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0         An   Au t o m a t i c   I d e n t i f i c a t i o n   Sy s t e m   o f   H u m a n   Sk i n   I r r i t a t i o n   ( Ab d u l   F a d l i l )   2 5 9   4 .   H o m o g e n e i t y :           + + a b d b a P b a ) , ( ) ( 1 1 , 2 f       ( 9 )     5 .   M a x i m u m   Pr o b a b i l i t y :   ) , ( m a x , , b a P d b a f           ( 1 0 )     6 .   C o n t r a s t :   - ) , ( , b a P b a d k l f           ( 1 1 )   7 .   I n v e r s e   D i f f e r e n c e   m o m e n t :   ¹ - b a b a k d b a b a P ; , , ) , ( l f         ( 1 2 )   8 .   C o r r e l a t i o n :   y x b a y x d b a P a b s s m m f - , , ) ] , ( ) [ (       ( 1 3 )   w h e r e :       = a b d x b a P a ) , ( , f m               ( 1 3 a )     = b b d y b a P b ) , ( , f m               ( 1 3 b )       - = a b d x x b a P a ) , ( ) ( , 2 f m s             ( 1 3 c )       - = b b d y y b a P b ) , ( ) ( , 2 f m s             ( 1 3 d )     f e a t u r e   v e c t o r   o f   s k i n   i m a g e   b a s e d   o n   G L C M   i s   3 2 - d i m e n s i o n   h a s   b e e n   o b t a i n e d   f r o m   e i g h t   f e a t u r e s   a n d   e a c h   o f   f e a t u r e s   c o n s t r u c t e d   b y   f o u r   a n g l e s   d i r e c t i o n s .     2 . 4 .   D i s t a n c e   M e t r i c   a n d   L VQ   N e u r a l   N e t w o r k   C l a s s i f i e r       f e a t u r e   v e c t o r   { } n f f f F , . . . , , 2 1 =   i s   m a p p e d   t o   a   p o i n t   ( ) n f f f P , . . . , , 2 1   i n   t h e   n - d i m e n s i o n s .   T h i s   m a p p i n g   h e l p s   u s   t o   p e r c e i v e   t h e   i m a g e s   ( r e p r e s e n t e d   b y   t h e i r   f e a t u r e   v e c t o r s )   a s   h i g h - d i m e n s i o n a l   p o i n t s .   T h e   a d v a n t a g e   o f   t h i s   r e p r e s e n t a t i o n   i s   t h a t   o n e   c a n   n o w   u s e   d i f f e r e n t   d i s t a n c e   m e t r i c s   f o r   ( i )   f i n d i n g   s i m i l a r i t y   b e t w e e n   t w o   i m a g e s   a n d   ( i i )   o r d e r i n g   a   s e t   o f   i m a g e s   b a s e d   o n   t h e i r   d i s t a n c e s   f r o m   a   g i v e n   i m a g e .   T h i s   r e s e a r c h   c o n s i d e r s   M a n h a t t a n   d i s t a n c e   a n d   Eu c l i d e a n   d i s t a n c e   [ 1 0 ]   a n d   a l s o   L e a r n i n g   Ve c t o r   Q u a n t i z a t i o n   ( L VQ )   N e u r a l   N e t w o r k   a s   a   c l a s s i f i e r   [ 1 1 ] .   M a n h a t t a n   d i s t a n c e   i s   a l s o   c a l l e d   t h e   L 1   d i s t a n c e .   I f   ) , ( 1 1 y x u = a n d   ) , ( 2 2 y x v = a r e   t w o   p o i n t s ,   t h e n   t h e   M a n h a t t a n   d i s t a n c e   b e t w e e n   u   a n d   v   i s   g i v e n   b y     2 1 2 1 ) , ( y y x x v u d M - + - =     ( 1 4 )       I n s t e a d   o f   t w o   d i m e n s i o n s ,   i f   t h e   p o i n t   h a s   n - d i m e n s i o n s ,   s u c h   a s   ( ) n x x x a , . . . . , , 2 1 =   a n d   ( ) n y y y b , . . . . , , 2 1 =   t h e n   t h e   M a n h a t t a n   d i s t a n c e   b e t w e e n   a   a n d   b   c o u l d   b e   w r i t t e n   a s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                    I S SN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T EL K O M N I K A     V o l .   8 ,   N o .   3 ,     D e c e m b e r   2 0 1 0   :     2 5 5     2 6 4     2 6 0     n n M y x y x y x b a d - + + - + - = ... ) , ( 2 2 1 1   = = n i i i y x 1 ,   ( 1 5 )     Eu c l i d e a n   d i s t a n c e   i s   a l s o   c a l l e d   t h e   L 2   d i s t a n c e .   I f   ) , ( 1 1 y x u = a n d   ) , ( 2 2 y x v = a r e   t w o   p o i n t s ,   t h e n   t h e   Eu c l i d e a n   d i s t a n c e   b e t w e e n   u   a n d   v   i s   g i v e n   b y       2 2 1 2 2 1 ) ( ) ( ) , ( y y x x v u d E - + - =           ( 1 6 )     I n s t e a d   o f   t w o   d i m e n s i o n s ,   i f   t h e   p o i n t   h a s   n - d i m e n s i o n s ,   s u c h   a s   ( ) n x x x a , . . . . , , 2 1 =   a n d   ( ) n y y y b , . . . . , , 2 1 =   t h e n   t h e   Eu c l i d e a n   d i s t a n c e   b e t w e e n   a   a n d   b   c o u l d   b e   w r i t t e n   a s       2 2 2 1 2 2 1 ) ( . . . . ) ( ) ( ) , ( n n E x x y y x x b a d - + + - + - =   = - = n i i i y x 1 2 ) (   ( 1 7 )     An   L V Q   n e u r a l   n e t w o r k   i s   a   s u p e r v i s e d   v e r s i o n   f o r   a   t r a i n i n g   c o m p e t i t i v e   l a y e r   f o r   a d a p t i v e   p a t t e r n   c l a s s i f i c a t i o n .   c o m p e t i t i v e   l a y e r   w i l l   a u t o m a t i c a l l y   l e a r n   t o   c l a s s i f y   i n p u t   v e c t o r s .   H o w e v e r ,   t h e   c l a s s e s   t h a t   t h e   c o m p e t i t i v e   l a y e r   f o u n d   a r e   d e p e n d e n t   o n l y   o n   t h e   d i s t a n c e   a m o n g   t h e   i n p u t   v e c t o r s .   I f   t w o   i n p u t   v e c t o r s   a r e   v e r y   s i m i l a r ,   t h e   c o m p e t i t i v e   l a y e r   w i l l   p r o b a b l y   p u t   t h e m   i n t o   s a m e   c l a s s .   T h e   t u n i n g   o f   t h e   d e c i s i o n   s u r f a c e   i s   d o n e   b y   r e w a r d i n g   t h e   c o r r e c t   c l a s s i f i c a t i o n s   a n d   p u n i s h i n g   t h e   i n c o r r e c t   o n e s .   W h e n   t r a i n i n g   p a t t e r n   x k   f r o m   c l a s s   c j   i s   p r e s e n t e d   t o   t h e   n e t w o r k ,   l e t   t h e   c l o s e s t   r e c o n s t r u c t i o n   w i   b e l o n g s   t o   c l a s s   c l .   T h e n   o n l y   v e c t o r   w i   i s   u p d a t e d   a c c o r d i n g   t o   t h e   f o l l o w i n g   s u p e r v i s e d   r u l e ,     ¹ - - = - + = D l j i k k l j i k k i c c i f w x c c i f w x w ) ( ) ( h h                                                                                                                                             ( 1 8 )     w h e r e   t h e   l e a r n i n g   r a t e   η k   i s   a s s u m e d   t o   b e   m o n o t o n i c a l l y   d e c r e a s i n g   f u n c t i o n   o f   t h e   n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s   k .   T h e   d e c r e a s i n g   l e a r n i n g   r a t e   a l l o w s   t h e   n e t w o r k   t o   c o n v e r g e   t h e   n e t w o r k   t o   a   s t a t e   i n   w h i c h   t h e   w e i g h t   v e c t o r s   a r e   s t a b l e .   T h e   p r i m a r y   e f f e c t   o f   e q u a t i o n   ( 1 8 )   i s   t o   m i n i m i z e   t h e   n u m b e r   o f   m i s c l a s s i f i c a t i o n s .   At   t h e   s a m e   t i m e ,   t h e   v e c t o r s   w i   a r e   p u l l e d   a w a y   f r o m   t h e   z o n e s   o f   c l a s s   o v e r l a p   w h e r e   m i s c l a s s i f i c a t i o n s   p e r s i s t .   T h e   a l g o r i t h m   d e s c r i b e d   h e r e   i s   r e f e r r e d   t o     L VQ 1   l e a r n i n g   r u l e .   T h e   L VQ   n e t w o r k   a r c h i t e c t u r e   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .           F i g u r e   4 .   T h e   L VQ   n e t w o r k   a r c h i t e c t u r e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0         An   Au t o m a t i c   I d e n t i f i c a t i o n   Sy s t e m   o f   H u m a n   Sk i n   I r r i t a t i o n   ( Ab d u l   F a d l i l )   2 6 1   3 .   R e s u l t s   a n d   A n a l y s i s   T h e   p u r p o s e   o f   t h e   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   i s   t o   e n h a n c e   t h e   v a r i a b i l i t y   w h i c h   h e l p s   t o   d i s c r i m i n a t e   a m o n g   t h e   c l a s s e s .   I t   m e a n s   t h e   f e a t u r e s   v e c t o r   i s   f o u n d   t o   b e   v e r y   d i f f e r e n t   b e t w e e n   s k i n   i m a g e   n o n -   i r r i t a t i o n   a n d   i r r i t a t i o n .   T h e   g r a y   l e v e l   h i s t o g r a m   ( G L H )   f e a t u r e s   h a v e   b e e n   s e l e c t e d   a n d   t h e   f e a t u r e   v e c t o r   o f   i m a g e   s k i n   o b t a i n e d   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .                 F i g u r e   5 .   G r a y   L e v e l   H i s t o g r a m   o f   s k i n   i m a g e s             F i g u r e   6 .   G r a y   L e v e l   H i s t o g r a m   o f   s k i n   i m a g e s   c .     i r r i t a t i o n   d .     i r r i t a t i o n   b .   n o n - i r r i t a t i o n   a .   n o n - i r r i t a t i o n   c .     i r r i t a t i o n   d .     i r r i t a t i o n   b .   n o n - i r r i t a t i o n   a .   n o n - i r r i t a t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                    I S SN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T EL K O M N I K A     V o l .   8 ,   N o .   3 ,     D e c e m b e r   2 0 1 0   :     2 5 5     2 6 4     2 6 2   F o r   e n h a n c e m e n t   t h e   f e a t u r e s   v e c t o r ,   i t   h a v e   b e e n   p r o p o s e d   n e w   a p p r o a c h   n a m e l y   a   n o r m a l i z e d   t h e   f e a t u r e   v e c t o r .   T h e   n o r m a l i z a t i o n   o f   t h e   G L H   f a t u r e s   i s   o b t a i n e d   b y   d i v i d i n g   t h e   t h e   m a x i m u m   v a l u e   o f   h i s t o g r a m   a s   s h o w n   i n   F i g u r e     6 .   T h e   G L C M   f e a t u r e s   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   7 .             F i g u r e   7 .   G r a y   L e v e l   C o - o c c u r r e n c e   M a t r i x   o f   s k i n   i m a g e s       T a b l e   2 .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   c o m b i n i n g   f e a t u r e s   a n d   c l a s s i f i e r   F e a t u r e s   A c c u r a c y   ( % )   D i s t a n c e   M e t r i c   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k   M a n h a t t a n   Eu c l i d e a n   G r a y   L e v e l   H i s t o g r a m   6 2 . 5 0   5 0   8 3 . 3 3   G r a y   L e v e l   C o - o c c u r a n c e   M a t r i c e s   7 5   7 5   8 3 . 3 3       T h e   m e t h o d s   f o r   i d e n t i f i c a t i o n   o f   s k i n   i r r i t a t i o n   h a v e   b e e n   i m p l e m e n t e d   i n   M A T L A B   p r o g r a m m i n g   l a n g u a g e .   T h e   d a t a   c o l l e c t i o n   h a v e   c o n s i d e r e d   d i f f e r e n t   h u m a n   s k i n   i m a g e s   b e t w e e n   n o n - i r r i t a t i o n   o r   i r r i t a t i o n .   T h e   a l l   d a t a b a s e   t h a t   i t s   u s e d   i n   t h i s   e x p e r i m e n t   a s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .         T a b l e   3 .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   G L H   a n d   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k   L e a r n i n g   r a t e   ( a )   0 , 1   0 , 3   0 , 5   0 , 7   0 , 9   #   C o m p e t i t i v e   n e u r o n s   =   3 2   Ac c u r a c y   ( % )   7 9 , 2   6 6 , 7   7 9 , 2   5 0   5 0   #   C o m p e t i t i v e   n e u r o n s   =   6 4   Ac c u r a c y   ( % )   7 0 , 8   8 3 , 3   6 6 , 7   5 0   5 0   #   C o m p e t i t i v e   n e u r o n s   =   1 2 8   Ac c u r a c y ( % )   7 0   5 8 , 3   7 0   6 6 , 7   5 0   #   C o m p e t i t i v e   n e u r o n s   =   2 5 6   Ac c u r a c y   ( % )   5 8 , 3   5 8 , 3   7 5   4 5   5 0     c .     i r r i t a t i o n   d .     i r r i t a t i o n   b .   n o n - i r r i t a t i o n   a .   n o n - i r r i t a t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0         An   Au t o m a t i c   I d e n t i f i c a t i o n   Sy s t e m   o f   H u m a n   Sk i n   I r r i t a t i o n   ( Ab d u l   F a d l i l )   2 6 3   T a b l e   4 .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   G L H   a n d   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k   L e a r n i n g   r a t e   ( a )   0 , 1   0 , 3   0 , 5   0 , 7   0 , 9   #   C o m p e t i t i v e   n e u r o n s   =   1 6     Ac c u r a c y   ( % )   7 5   6 6 . 6 7   7 0 . 8 3   6 2 . 5   5 0   #   C o m p e t i t i v e   n e u r o n s   =   3 2     Ac c u r a c y   ( % )   7 0 . 8 3   8 3 . 3 3   7 0 . 8 3   6 6 . 6 7   5 8 . 3 3   #   C o m p e t i t i v e   n e u r o n s   =   6 4     Ac c u r a c y   ( % )   7 5   7 5   6 6 . 6 7   7 5   6 2 . 5       Al l   o f   t h e   e x p e r i m e n t s   w e r e   p e r f o r m e d   u s i n g   c o m b i n a t i o n   o f   f e a t u r e s   a n d   c l a s s i f i e r   m e t h o d s .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   a r e   s h o w n   i n   T a b l e   2 .   F r o m   t h a t   t a b l e ,   t h e   b e s t   a c c u r a c y   o f   8 3 . 3 3 %   i s   o b t a i n e d   w h e n   t h e   d e s i g n   s y s t e m   i s   i m p l e m e n t e d   f o r   G L H   o r   G L C M   f e a t u r e s   u s i n g   a n   L V Q   n e u r a l   n e t w o r k   c l a s s i f i e r .           T h e   p e r f o r m a n c e   s y s t e m   i s   f o u n d   t h e   b e   b e s t   a c c u r a c y   w h e n   t h e   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m   d e s i g n   u s e s   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k ,   b u t   i t s   n o t   s i m p l e   d u r i n g   t h e   t r a i n i n g   p h a s e   c o m p a r e   t h a n   t h e   d i s t a n c e   m e t r i c .   I n   t h e   t r a i n i n g   p h a s e   o f   t h e   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k   d o n e   b y   t r i a l   a n d   e r r o r   m e t h o d s   b y   a d j u s t i n g   t h e   l e a r n i n g   r a t e   a   o r   t r a i n i n g   c y c l e s .   T h i s   s t r a t e g y     w i l l   e n a b l e   t o   o b t a i n   m o r e   a c c u r a t e   r e s u l t s .   An d   a l s o ,   t h e   n u m b e r   o f   c o m p e t i t i v e   n e u r o n s   h a v e   b e e n   a d j u s t e d   t o   o b t a i n   t h e   o p t i m a l   o f   a c c u r a c y .   T h e   d e t a i l   r e s u l t s   o f   t h e   e x p e r i m e n t   b a s e d   o n   a n   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k   c l a s s i f i e r   a r e   s h o w n   i n   T a b l e   3   a n d   T a b l e   4 .         4 .   C o n c l u s i o n     I n   t h i s   p a p e r ,   a n   a u t o m a t i c   h u m a n   s k i n   i d e n t i f i c a t i o n   s y s t e m   b a s e d   o n   a n   i m a g e   r e c o g n i t i o n   h a s   b e e n   p r o p o s e d .   T h e   s y s t e m   w a s   o b j e c t i v e l y   d e v e l o p e d   t o   b e   c o s t - e f f e c t i v e   t o   r e p l a c e   s k i n   i r r i t a t i o n   i d e n t i f i c a t i o n   m a n u a l l y .   T h e   p e r f o r m a n c e   s y s t e m   h a s   b e e n   e v a l u a t e d   u s i n g   a   c o m b i n a t i o n   o f   f e a t u r e s   a n d   c l a s s i f i e r   m e t h o d s .   I n   t h e   e x p e r i m e n t ,   t h e   d e s i g n   h a v e   b e e n   a p p l i e d   u s i n g   t h e   G L H   a n d   G L C M   f e a t u r e s   e x t r a c t o r .   T h e   s e l e c t e d   c l a s s i f i e r s   w e r e   a   d i s t a n c e   m e t r i c   ( M a n h a t t a n   a n d   E u c l i d e a n ) , a n d   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k .   F r o m   t h a t   s e l e c t i o n ,   t h e   s y s t e m   s h o w s   a   h i g h   r a t e   o f   a c c u r a c y   f o r   8 3 . 3 3 %   t h r o u g h   L VQ   n e u r a l   n e t w o r k   c l a s s i f i e r   d i s r e g a r d   u s i n g   G L H   o r   G L C M   f e a t u r e .   I n   t h e   f u t u r e ,   i t   i s   s t i l l   p o s s i b l e   t o   i m p r o v e   i t s   a c c u r a c y   u s i n g   n e w   f e a t u r e   e x t r a c t o r   t e c h n i q u e s   a n d   c l a s s i f i e r   m e t h o d s .       R e f e r e n c e s     [ 1 ]     H a s h i m   P,   Sh a h a b   N ,   M a s i l a m a n i   T ,   Ba h a r o m   R ,   I b r a b i m   R .   C o s m e t i c   An a l y s i s   i n   C o m p l i a n c e   w i t h   t h e   L e g i s l a t i v e   R e q u i r e m e n t s ,   H a l a l   a n d   Q u a l i t y   C o n t r o l .   M a l a y s i a n   J o u r n a l   o f   C h e m i s t r y .   2 0 0 9 ;   1 1 ( 1 ) :   0 8 1 - 0 8 7 .   [ 2 ]     Al s m a d i     M K S,     O m a r   K B ,     N o a h   SA ,   Al m a r a s h d e h   I .   F i s h   R e c o g n i t i o n   Ba s e d   o n   R o b u s t   F e a t u r e s   Ex t r a c t i o n   f r o m   Si z e   a n d   S h a p e   M e a s u r e m e n t s   U s i n g   N e u r a l   N e t w o r k .   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   Sc i e n c e .   2 0 1 0 ;   6 ( 1 0 ) :   1 0 5 9 - 1 0 6 5 .   [ 3 ]     Kh a l i d   M ,   L e e   EL Y,   Yu s o f   R ,   N a d a r a j   M .   D e s i g n   o f   An   I n t e l l i g e n t   W o o d   S p e c i e s   R e c o g n i t i o n   Sy s t e m .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   Si m u l a t i o n   Sy s t e m ,   Sc i e n c e   &   T e c h n o l o g y .   2 0 0 8 ;   9 ( 3 ) :   9 - 1 9 .   [ 4 ]     M o s t a f a   L ,   A b d e l a z e e m   S .   F a c e   D e t e c t i o n   B a s e d   o n   Sk i n   C o l o r   u s i n g   N e u r a l   N e t w o r k s .   Pr e o c e e d i n g   o f   G VI P .   C a i r o ,   Eg y p t .   2 0 0 5 :   5 1 - 5 6 .   [ 5 ]     U m a r a n i   C ,   G a n e s a n   L ,   R a d h a k r i s h n a n   S.   C o m b i n e e d   St a t i s t i c a l   a n d   St r u c t u r a l   Ap p r o a c h   f o r   U n s u p e r v i s e d   T e x t u r e   C l a s s i f i c a t i o n .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I m a g i n g   a n d   En g i n e e r i n g .   2 0 0 8 :   2 ( 1 ) :   1 6 2 - 1 6 5 .   [ 6 ]     C u l a   O G ,   D a n a   K J ,   M u r p h y   F P ,   R a o   BK.   Sk i n   T e x t u r e   M o d e l i n g .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   Vi s i o n .   2 0 0 5 ;   6 2 ( 1 / 2 ) :   9 7 - 1 1 9 .     [ 7 ]     H a r a l i c k   R M .   St a t i s t i c a l   a n d   St r u c t u r a l   Ap p r o a c h e s   t o   T e x t u r e .   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   I EEE ,   1 9 7 9 ;   6 7 ( 5 ) :   7 8 6 - 8 0 4 .   [ 8 ]     Po p e s c u   D ,   D o b r e s c u   R ,   N i c o l a e   M .   T e x t u r e   C l a s s i f i c a t i o n   a n d   D e f e c t   D e t e c t i o n   b y   St a t i s t i c a l   F e a t u r e s .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C i r c u i t s ,   s y s t e m   a n d   Si g n a l   Pr o c e s s i n g .   2 0 0 7 ;   1 ( 1 ) :   7 9 - 8 4 .   [ 9 ]     G o n z a l e z   R C ,   W o o d s   R E .   D i g i t a l   I m a g e   Pr o c e s s i n g .   Se c o n d   e d i t i o n .   N e w   Yo r k :   Pr e n t i c e   H a l l .   2 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                    I S SN :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T EL K O M N I K A     V o l .   8 ,   N o .   3 ,     D e c e m b e r   2 0 1 0   :     2 5 5     2 6 4     2 6 4   [ 1 0 ]     F a d l i l   A.   Si m p l e   Pr o g r a m   F a c e   R e c o g n i t o n   S y s t e m   U s i n g   D i s t a n c e   F u n c t i o n .   T EL K O M N I KA .   2 0 0 6 ;   4 ( 3 ) :   1 5 3 - 1 5 8 .   [ 1 1 ]     D e m u t h   H ,   Be a l e   M .   N e u r a l   N e t w o r k   T o o l b o x .   N e w   Yo r k :   T h e   M a t h   W o r k s   I n c .   1 9 9 4 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.