T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   4 Augus t   2020 ,   pp.   2213~2223   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i4. 14228     2213       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   D e t e c t io n  of   u ve al  m e la n om u si n g f u z z y an d  n e u r al   n e t w or k s c la ssi f ie r s       Dani e F .   S an t os Hel b e r t   E .   E s p it ia   Facu l t ad   d I n g e n i er í a ,   U n i v er s i d ad   D i s t ri t a l   Fran ci s co   J o s é  d Ca l d a s ,   Bo g o t á,   Co l o m b i a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived   S e 28,   2019   R e vis e M a r   4,   2020   Ac c e pted  M a r   27,   2020       T h u s o i mag p r o ces s i n g   i s   i n crea s i n g l y   u t i l i ze d   fo r   d i s ea s d et ec t i o n .   In   t h i s   art i cl e,   an   al g o r i t h i s   p r o p o s ed   t o   d et ec t   u v e al   m el an o ma  (U M)  w h i ch   i s   t y p o f   i n t ra o cu l ar  can cer.   T h p ro p o s ed   me t h o d   i n t eg ra t es   al g o r i t h ms   rel at e d   t o   i r i s   s e g men t at i o n   an d   p ro p o s es   a   n o v e l   al g o r i t h f o t h d et ec t i o n   o U fr o t h ap p ro ac h   o f   f u zzy   l o g i a n d   n e u ral   n et w o r k s .   T h s t u d y   ca s e   res u l t s   s h o w   76%   co rrect   cl as s i fi ca t i o n   i n   t h fu zzy   l o g i s y s t em  an d   96 . 04%   fo t h art i fi c i al   n eu ra l   n et w o rk s .   K e y w o r d s :   F uz z S ys tems   I mage   pr oc e s s ing   Ne ur a ne twor ks   Uve a mela noma   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   He lber E .   E s pit ia ,   F a c ult a de   I nge nier ía ,   Unive r s idad  Dis tr it a F r a nc is c J os é   de   C a ldas B ogotá ,   C olom bia .     E mail:   he e s pit iac @udis tr it a l. e du. c o       1.   I NT RODU C T I ON   T he   tr a dit ional   im a ge   pr oc e s s ing  is   us e to  s olve  pr oblems   li ke   qua li ty   im pr ove ment ,   r e s tor a ti on ,   highl ight   f e a tur e s ,   a mong   other s .   C ur r e ntl y ,   with  the  e mer ge nc e   of   br a nc he s   s uc a s   f uz z logi c   a n ne ur a l   ne twor ks ,   im a ge   pr oc e s s ing  is   a ls be ing  us e to  a ddr e s s   pr oblems   r e late to  dis e a s e s .   Among  them  is     the  uve a mela noma  ( UM ) ,   a   s ubtype  of   oc ular   mela noma  ( OM )   [ 1 ]   a   type   of   int r a oc ular   c a nc e r   that  a r is e s   in  the  mela noc ytes   of   the   c olour e d   pa r t   o f   the   e ye   ( i r is ) ,   c ir c le   of   mus c le  ti s s ue   ( c il iar y   body)   o r   in   th e   lar ge s pa r of   the  uve a   t r a c ( c hor oid )   whic is   loca ted  b e ne a th  the  r e ti na   in   the  ba c pa r of   the  e ye .   M os tl y,   oc ular   mela no mas   a ppe a r   withi the  c ho r oid  a nd   c ome  f r om  the  mela noc ytes ,   whic a r e   the  c e ll s   of   the  b ody  that   pr oduc e   pigm e nt  [ 2] .   E a r ly   diagnos is   a nd  loca l   tr e a tm e nt  a r e   c r uc ial   s ince   s ur vival  r a tes   c or r e late   with    the  s ize   of   the  pr im a r tu mou r .   How e ve r ,   a ppr o xim a tely  50%   of   pa ti e nts   will   de ve lop  meta s tas e s   wi th  a   s ur vival  r a te  of   6 - 12  mont hs   f r om  diagnos is   [ 3 ] .   Us ing  moder tool s   li ke   ult r a s onogr a phy,   f l uor e s c e in  a ngiogr a phy,   a nd  opti c a c ohe r e nc e   tom ogr a phy  c a s igni f ica ntl a id   in   diagnos is   [ 4 ,   5 ] ,   r oughly   3   out  o f   pe ople   with   oc ular   mela noma  s ur vive   f or   a t   lea s 5   ye a r s .   S ur vival   r a tes   tend  to  be   be tt e r   f or   c a nc e r   de tec ti on   in   e a r li e r   s tage s   than  f or   thos e   in  late r   s tage s .   W he c a nc e r   is   c onf ined  to  the  e ye ,   the  r e lative  s ur vival  r a te  a ye a r s   is   a r ound  80% .   F or   pe ople  with  e ye   mela nomas   that  ha ve   s pr e a to   dis tant  p a r ts   of   the  body ,   the  5 - ye a r   r e lative  s ur vival   r a te  i s   a r ound  15%   [ 6]   a nd  1 - ye a r   s ur vival  r a te  is   10%   to  15%   [7 9] .   I r e late wor ks ,   a   lar ge   number   of   p r ojec ts   a s s oc iate with   the  i r is   ha ve   be e de ve loped.   T he r e   a r e   two  main  a ppli c a ti ons identif ica ti on  o f   pe ople  t hr ough  unique  pa tt e r ns   [ 10 12 ]   a nd  de tec ti on  of   dis e a s e s   whe r e   I r idol ogy   is   f ound ,   whic is   a   br a nc o f   a lt e r na ti ve   medic ine  that  is   r e s pons ibl e   f or   e xa mi ning   pa t ter ns ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   4 Augus 2020 :    2213  -   2223   2214   c olour s ,   a nd  other   c ha r a c ter is ti c s   of   the   ir is   to   de ter mi ne   the  he a lt h   of   pa ti e nts   [ 13,   14] .   F o r   e xa m ple  [ 15] ,   whe r e   the  ir is   is   e mpl oye f o r   the  de tec ti on   of   Alz he im e r .     I [ 16]   is   s hown  how  to  de tec dis e a s e s   in  the  ir is   us ing  the  Ga bor   f il te r .   Am ong   the  c las s if ied  dis e a s e s   a r e   c or ne a oe de ma,   ir idot omi e s ,   a nd  c onjunctivi ti s .   M or e ove r ,   in   [ 17] ,   thr ough   tec hniques   of   I r idol ogy  a nd  the   W a ter s he tr a ns f or dis e a s e s   a r e   identif ied,   r e a c hing  a a c c ur a c of   87 . 5%   in    the  de tec ti on  of   kidney  p r oblems .   I n   [ 18] ,   us ing   un ique  ir is   f e a tur e s   a nd  a dva nc e e nc r ypti on   s tand a r ( AE S )   im a ge s   a r e   e nc r ypted,   a c hieving  high   leve ls   of   s e c ur it y.     As   s hown  in   [ 2 ,   5]   ther e   is   no   a ppr ove d   ther a py   to   tr e a t   meta s tatic  uve a l   mela noma   a nd   c ons ider ing  that  it s   e a r ly  de tec ti on  s igni f ica ntl incr e a s e s   th e   c ha nc e s   of   s ur vival,   ther e   wa s   de v e loped  a   m e thod  to  identif UM .   T he   p r opos e method  int e gr a tes   a lgor it hms   us e in  wor r e late to   ir is   s e gmenta ti on  a nd   pr opos e s   a   methodology  f or   UM   de tec ti on  f r om   the  f uz z logi c   a nd  ne ur a ne twor k   a ppr oa c h,   a s   we ll   a s   pr e s e nt  a   va r iation  of   the  a lgor it hm   pr opos e by  W il de s   in  [ 19] .   T he   va r iation  im pleme nts   a ddit ion a logi c   to   incr e a s e   the  a c c ur a c a s   we ll   a s   im pleme nti ng   da ta  s tr uc tur e s   li ke   a   r e d - blac tr e e   a nd   dis joi nt   s e with    the  union  by   r a nk  a nd  pa th   c ompr e s s ion  to  r e duc e   t he   tur na r ound  ti me.   T he   s hown  a lgo r it hm   e mpl oye d   to   de tec UM   c ons is ts   of 1)   p r e pr oc e s s   im a ge s   with   a nd  wi thout   UM ,   2)   a pply  a   s e gmenta ti on  a lgor i thm   to  e a c o f   thes e   pr e p r oc e s s e im a ge s   to  f ind   the   r e gion   of   int e r e s t   ( R OI ) ,   3)   tr a ns f or m   the  R OI   to   a nother   s pa c e   that   a ll ows   a a na lys is   with  les s   nois e ,   4)   obtain   de s c r ipt or s   of   the  R OI s   to   ge ne r a te   a   tr a ini ng   da tas e t,   5)   a   f u z z a nd  a   ne ur a l   ne twor c las s if ier   a r e   c r e a ted  ba s e on    the  tr a ini ng  da tas e t,   a nd  f inally   in  6)   the   r e s ult s   of   t he   c las s if ier s   a r e   a na lys e a nd  c ompar e d.       2.   I M AGE   P ROCE S S I NG   Huma ns   a r e   ve r good  a de tec ti ng  pa tt e r ns   but  unli ke   mac hines ,   we   a r e   not  good  a pr oc e s s ing   lar ge   a mount s   o f   da ta,   then,   i f   the  mac hine  is   ta ught  to   identi f pa tt e r ns   it   is   pos s ibl e   to   a utom a te  many  s pe c ialize tas ks   s uc a s   dis e a s e   de tec ti on.   F or   t he   pr e s e nt  c a s e   s tudy,   Hough  c i r c ular   tr a ns f or m ,   a da pti ve   binar iza ti ons ,   f il ter s ,   Hu   mom e nts ,   a mong  other s   t e c hniques   a r e   us e to  tr a in   the  c las s if ier s   to   identif UM ,   a   br ief   de s c r ipt ion  o f   thos e   a lgo r it hms   is   pr ovided .     2. 1.   Hou gh   c irc u lar   t r an s f or m   Hough  c ir c ular   t r a ns f or m   ( HC T )   is   a n   a lgor it h m   to  s e a r c h   c i r c les   in   im a ge s ,   thi s   a ppr oa c is   us e be c a us e   it   pr ovides   r obus tnes s   to  the  pr e s e nc e   of   nois e ,   oc c lus ion  a nd  va r iation  of   il lum ination  [ 2 0] .   T his   a lgor it hm  ha s   thr e e   f unda menta pha s e s :   1.   Ac c umul a tor   a r r a c omput a ti on   2.   C e nter   e s ti matio n   3.   R a dius   e s ti mation   T he   HC T   is   us e to  tr a ns f or m   a   s e of   c ha r a c ter is ti c s   of   point s   in  the  s pa c e   of   the  im a ge ,   ( 1)   to  a   s e of   votes   a c c umul a ted  in  the  s pa c e   of   the   pa r a mete r s   ( 2) .   T he s e   votes   a r e   int e ge r   va lues   that  a r e   s tor e in  a n   a r r a y.   T he   pos it ion  of   the  a r r a nge ment  tha c ontai ns   the  mos votes   indi c a tes   the  pr e s e nc e   of   a   c ir c le.   T he   ( 1)   r e pr e s e nts   a   c ir c le,   whe r e     is   the   r a dius   a nd  ( 0 , 0 )   a r e   the   c oor dinate s   of   the   c e ntr e   o f   the  c i r c le.     2 = ( 0 ) 2 + ( 0 ) 2   ( 1)     T he   ( 2 )   r e pr e s e nts   the  pa r a metr iza ti on  o f   the  c i r c le  whe r e   ( 0 , 0 )   a r e   the   c oor dinate s   o f   the   c e ntr e   o f     the  c ir c le  a nd    is   the  a ngle   of   inclinat ion.   T ha e qu a ti on  a ll ows   tr a ns f or mi ng   a   c ir c le   int a   r e c tangle .     = 0 + co s ( ) = 0 + s in ( )   ( 2)     2 . 2.   A d ap t ive   t h r e s h old in g   C onve nti ona thr e s holdi ng  methods   us e   a   th r e s hold  f or   a ll   pixels ,   while   a da pti ve   thr e s holdi ng   ( A T )   c ha nge s   the  thr e s hold  va lue  dyna mi c a ll on  the  im a ge .   T he   AT   ha s   s hown  be tt e r   r e s ult s   with  r e s pe c to    the  tr a dit ional  th r e s holdi ng   s ince   the  il lum inatio a nd  the  s ha dows   c ha nge   de pe nding  on  the  pos it ion  of     the  im a ge   [ 21 ] .   W it hin  the  thr e s holdi ng   methods   us e in  thi s   a r ti c le   a r e Ga us s ian  thr e s holdi ng  ( r e pr e s e nted   by   ( 3) )   a nd  mea n   thr e s holdi ng.   I ( 4)   is   de picte a e xa mpl e   of   a   Ga us s ian  window.     ( , ) = 1 2 2 2 + 2 2 2   ( 3)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De tec ti on  of  uv e al  me lanoma  us ing  fuz z y   and  ne ur al   ne tw or k s   c las s if ie r s   ( Danie F .   Santos )   2215   = 1 16 [ 1 2 1 2 4 2 1 2 1 ]   ( 4)     2. 3.   Hu   m om e n t s   T he   Hu  M oments   a ll ow  to  obtain   im a ge   f e a tur e s   us e in  the  c las s if ica ti on  pr oc e s s .   T he   f oll owing   de f ini ti on  is   im po r tant  in   thi s   r e ga r d.   De f ini ti on  ( M ome nt  of  an   image ) :   A   me as ur e   that   pr ov ides   ge ne r ic  r e p r e s e ntat ion  of  an  obj e c t,   w it s imple  or   c omple x   fi gur e s   [ 21] .     T he r e   a r e   a   c ons ider a ble  number   o f   us e a nd  we ll - known  mom e nts   withi whic we   c a include   ge ometr ic  mom e nts   [ 23] ,   Z e r nike   mom e nts   [ 24] ,   r otational   mom e nts   [ 25] ,   a nd   c ompl e x   mom e n ts   [ 26] .     T he   invar iants   o f   the  mom e nt  we r e   int r oduc e b Hu  in   [ 23] ,   thes e   a r e   ve r us e f ul   pr ope r ti e s   tha c a be   e xtr a c ted  f r om  a n   im a ge   be c a us e   they  a r e   not  onl indepe nde nt  to  pos it ion,   s ize   a nd  or ienta ti on  bu a ls to   p a r a ll e pr ojec ti on,   thus   they  ha ve   be e wide ly  u s e to  pe r f or m   pa tt e r n   r e c ognit ion,   im a ge   r e gis tr a ti on  a nd   im a ge   r e c ons tr uc ti on  [ 23 ,   27 29 ] .     2. 4.   I n var ian t   m om e n t s   two - dim e ns ional  mom e nt  of   o r de r   ( + )   is   de f ined   by   the  ( 5 ) .      = ( ) ( ) ( , )             , = 0 , 1 , 2 . . .   ( 5)     I f   the   f unc ti on   ( , )   is   de f ined  in  pa r ts ,   the   mom e nts   of   a ll   o r de r s   e xis a nd   the  s e que nc e   of   mom e nts      is   only  de ter mi ne by  the  f unc ti on   ( , ) ,   but  thos e   mo ments   in  the  ( 5)   may   not  be   invar iant   to  tr a ns latio n,   r otation  or   s c a le,   thus   the  invar iant  Hu  mom e nts   c a be   c a lcula ted  us ing  the  c e ntr a mom e nts ,   whic a r e   de f ined  by  ( 6 ) .      = ( ) ( ) ( , )             , = 0 , 1 , 2   ( 6 )     T he   mom e nts      a r e   c a lcula ted  u s ing   the  i mage   ( , ) ,   the s e   a r e   e quivale nt  to      whos e   c e ntr e   ha s   be e n   moved  to  the   c e ntr oid   of   the  im a ge ,   ther e f or e ,   the   mom e nts   a r e   invar iant   to   tr a ns lation  [ 23] .   W he r e   t he   pixel  ( , )   is   the  c e ntr oid   of   the  im a ge   a nd:     = 10 00 , = 01 00     W it the   us e   of   the   no r maliza ti on  o f   the   mom e nts   the   invar ianc e   to   s c a le  c a be   obtaine d.   T his   mo ment   c a n   be   de f ined  by:      =  00 , = + + 2 2 ,             + = 2 , 3 ,   ( 7)     B a s e on  thos e   mom e nts ,   Hu  in  [ 23]   pr e s e nted  the  s e ve mom e nt  invar iants   s hown  be low:     1 = 20 + 02   2 = ( 20 02 ) 2 + 4 11 2   3 = ( 30 3 12 ) 2 + ( 3 21 03 ) 2   4 = ( 30 + 12 ) 2 + ( 21 03 ) 2   5 = ( 30 3 12 ) ( 30 + 12 ) [ ( 30 + 12 ) 2 3 ( 21 03 ) 2 ]   + ( 3 21 03 ) ( 21 + 03 ) [ 3 ( 30 + 12 ) 2 ( 21 + 03 ) 2 ]   6 = ( 20 02 ) [ ( 30 + 12 ) 2 ( 21 + 03 ) 2 ]   + 4 11 ( 30 + 12 ) ( 21 + 03 )   7 = ( 3 21 03 ) ( 30 + 12 ) [ ( 30 + 12 ) 2 3 ( 21 03 ) 2 ]   ( 30 3 12 ) ( 21 + 03 ) [ 3 ( 30 + 12 ) 2 ( 21 + 03 ) 2 ]     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   4 Augus 2020 :    2213  -   2223   2216   I is   im po r tant   to   mention   that   the  no is e   ge ne r a te by   dif f e r e nt   f a c tor s ,   s uc a s   the   type  o f   c a mer a   a nd   f il e   f or matti ng,   c a n   pr oduc e   e r r or s   whe n   c a lcula ti ng  mom e nts .   I n   other   wor ds ,   mom e nts   c a n   v a r with     the  ge ometr ic  tr a ns f or mation   of   the  im a ge   [ 29 ] .   I n   the  c a s e   of   a   s c a le  tr a ns f or mation   or   r otation   of   th e   im a ge ,   a   r ounding   of   pixel   pos it ions   o r   int e r polation   is   ge ne r a ted  whic c a us e s   that   a a   digi tal   leve l   the   inva r iants   of   the  mom e nt  a ls c ha nge   [ 30 ] .       3.   RE S E AR CH  M E T HO D   T his   s e c ti on  de s c r ibes   the  a lgor it hm  ( s e e   F igur e   1) ,   e a c s ub - s e c ti on  r e pr e s e nts   e a c s tage   a s   f oll ows the   f ir s t   one   c or r e s ponds   to   the  im a ge   pr oc e s s ing;   ne xt,   r e f e r s   to   the   de tec ti on   of   the  r e gion  of   int e r e s t;   a f ter wa r ds   c omes   the   f i lt r a ti on   a nd  t r a ns f or mation   of   thos e   r e gions   to   f inally  pe r f or m   the   f e a tur e   e xtr a c ti on.           F igur e   1.   S tage s   f o r   im a ge   f e a tur e   e xtr a c ti on       3. 1.   I m age   p r e - p r oc e s s in g   T his   is   the   f ir s t   pha s e   a nd  it   is   of   vit a l   im por tanc e   to  f a c il it a te  the  de tec ti on   of   the  R OI ,   in  whic h   e nter s   a im a ge   ( , )   whos e   output   is   the  im a ge   ( , ) .   F igur e   s hows   the  s tage s   thr ough  whic   the  im a ge   pa s s e s .   Us ing  F igur e   it   is   s hown  how  thi s   s tage   wor ks ,   thi s   im a ge   c or r e s ponds   to  a e ye   a f f e c ted  with  uve a mela noma  [ 31 ] .   T he   s e que nc e   of   a lgor it hms   that  f a c il it a te  the   de tec ti on  of   the  R OI :   -   Gr a ys c a le  tr a ns f or mation:   F ir s t,   a im a ge   with  th r e e   c ha nne ls   R GB   is   r e c e ived  a nd  tr a ns f or med  int a   gr a ys c a le  im a ge thi s   is   mainly   due   to   the   f a c t   th a a   g r a ys c a le  im a ge   is   e a s ier   to   pr oc e s s   than  a n   R GB   im a ge   ( s e e   F igur e   4 ) .   -   Apply  media f il ter :   T he   im a ge   is   s moot he d   by  a pplyi ng  a   media n   f il ter ,   thi s   will   de c r e a s e   the  n ois e ,   he lpi ng  to  make   the   R OI   c lea r e r .   T he   r e s ult   o f   thi s   pr oc e s s   is   s hown  in  F igur e   5 .   -   Apply  binar iza ti on:   W it h   th is   s tage   the   bound a r ies   a r e   c lea r ly   de f ined,   the   binar iza ti on   us e d   wa s     the  Ada pti ve   M e a T hr e s holdi ng  a nd  the  Ada pti ve   Ga us s ian  T hr e s holdi ng.   F igur e   s hows   the  r e s ult   obtain e in  thi s   s tep.   -   I mage   dil a ti on:  Aga in,   a   pr oc e s s   is   done   to  r e duc e   nois e ,   in  thi s   c a s e ,   pe ppe r   type  nois e ,   us ing  dil a ti on.   T he   r e s pe c ti ve   r e s ult   obtaine in   thi s   s tep  is   s hown   in  F igu r e   7 .           F igur e   2.   T he   s e que nc e   of   a lgor it hms   that  f a c il it a te   the  de te c ti on  o f   the  R OI       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De tec ti on  of  uv e al  me lanoma  us ing  fuz z y   and  ne ur al   ne tw or k s   c las s if ie r s   ( Danie F .   Santos )   2217       F igur e   3.   E ye   a f f e c ted  with   uve a mela noma  [ 31 ]             F igur e   4.   I mage   with  UM   c onve r ted  to  gr a ys c a le     F igur e   5.   I mage   with  UM   in   gr a ys c a le  s moot he us ing  a   media f il te r             F igur e   6.   I mage   with  UM   a f ter   a pplyi ng   a da pti ve   mea thr e s holdi ng     F igur e   7.   Dilate i mage         3. 2.   D e t e c t ion   o f   t h e   r e gion   o f   i n t e r e s t   T he   r e gion  o f   int e r e s is   the  ir is ,   thi s   is   a ls a   c r uc ial  s tage   f or   the  de tec ti on  o f   UM   s ince   a inappr opr iate   loca ti on  of   the  R OI   c a r e s ult   i e xtr a c ti on  of   c ha r a c ter is ti c s   f r om  non - r e leva nt  pa r ts ,   ge ne r a ti ng  a   tr a ini ng   with   nois e   a nd  ther e f or e   a e r r on e ous   c las s if ica ti on.   B a s e on  the   li ter a tu r e   of   i r is   s e gmenta ti on  a lgor it hms ,   it   wa s   de c ided  to  us e   a   va r iation  of   the  w il de s   a lgor it hm  due   to  it s   e a s e   of   im pleme ntation,   c omput a ti ona l   e f f icie nc a nd   s uit a ble  pr ope r ti e s .   -   Algor it hm  o f   R OI   de tec ti on   Algor it h 1   r e c e ives   the  im a ge   o f   F igur e   7,   c a lcul a tes   the  width   a nd  he ight   of   the   im a ge   to   make   a e s ti mate   of   the  maximum   r a dius   a nd  mi nim um  r a d ius   that  the  ir is   c a ha ve ,   the  mi nim um   is   c a lcula ted  ba s e d   on  a     pr e - e s tablis he d.   As   the  f unc ti on  of   the  Hough  tr a n s f or r e c e ives   a s   a r gument  the  im a ge   a nd  the   r a dius ,   thi s   p r oc e dur e   is   c a r r ied  out   withi n   a it e r a ti on  va r ying   the     f r om       to        a nd  a t   the   s a me  ti me   it   is   e xe c uted  twice   s ince   tw types   o f   binar iza ti on   a r e   us e d .   B e c a us e   the  a lgo r it hm   is   e xe c uted  s e ve r a ti mes   a   s e is   us e to  s tor e   unique   R OI s .   T he   s e s tor e s   the  R OI s   in   a   r e d - blac tr e e   t ha will   a ll ow  to   a c c e s s   the  e leme nts   quickly  a nd   a voidi ng  dupli c a tes .   At   the   e nd  o f   thi s   s tage ,   ther e   is   a   s e of   pos s ibl e   r e gions   of   int e r e s t,   a s   s e e in  F igur e   8.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   4 Augus 2020 :    2213  -   2223   2218   Algor it hm  1 .   I de nti f R OI   1:  procedure     ( ( , ) )   2:            ( ( ) , ( ) )   3:            /   4:            {   }   5:         for               do   6:            circles.insert(houghTransform( , radius))   7:         return   circles     3. 3.   F il t e r in of   r e gion s   of   in t e r e s t   As   c a n   b e   s e e n   i n   F ig u r e   8   a   la r ge   n um be r   o f   r e g ion s   of   in te r e s we r e   d e t e c ted ,   s o me   v a l id   a nd   o t he r s   n o t ,   s o me   wi t h   n ois e   o r   ve r y   s im il a r ,   t hus   i t   is   n e c e s s a r y   a   f il te r in g   s ta ge .   R e du c i ng   t he   nu mb e r   o f   R O I s   r e du c e s   t he   p r o c e s s in g   s tag e .   A lg o r i t hm   2   dis c a r ds   in va li d   c i r c les .   S inc e   t he   pe r f o r ma nc e   o f   th e   a lg or i th m   de te r io r a tes   u n de r   un c o nt r ol le c o nd it i ons   [ 1 9 ] ,   a n th e r e   is   a   la r ge   n um be r   o f   s i m il a r   R O I s ,   Al go r it hm   wa s   m a d e   t jo in  s im il a r   R O I ,   t his   las t   one   us e s   d is jo in s e t   wi th   u ni o by   r a nk   a nd   p a t h   c o mp r e s s i on   tha t   b me a ns   o f   a   δ   o f   d is ta nc e   jo ins   s i mi la r   R OI .   T he   r e s u lt s   o f   t his   s ta ge   c a n   be   s e e n   in   F i gu r e   9 .     Algor it hm   2 .   F i lt e r   ( R OI )   1:  procedure   (   )   2:          (img.width*img.height)   3:            {   }   4:         for     in      do   5:                (  . ) 2   6:                 /    7:               if                [ , ] then   8:                   if     is       then   9:                       validRegions.insert(region)   10:        return                                                 T he  s e w it h t he  v a li d r e gi ons     Algor it hm  3 .   J oin  s im il a r   ( R OI )   1:  procedure   (   )   2:               ( regions.length )                                  I ns ta nc e  of  S tr uc tu r e  U ni on F in d   3:         for     0   to    .    do   4:             for   + 1   to    .    do   5:               if   (    ,  )   < delta  then    .  (  ,  )   6 :         return   .    _                           T he  s e w it h a ll  di f f e r e nt e  r e gi ons  a f te r  uni on pr oc e s s             F igur e   8.   P os s ibl e   r e gions   of   int e r e s de tec ted  us in Algor it hm  1 ,   obtaine d   f r om   the  dil a ted   im a ge s     F igur e   9.   R e gions   of   I nter e s f i lt e r e us ing  Algor it hms   a nd   3       3. 4.   T r an s f or m a t ion   o f   t h e   r e gion   o f   i n t e r e s t   W i th   t he   de t e c ti on   of   th e   R O I   i t   is   a p pl ie a   t r a ns f o r m a ti on   tha t   r e d uc e s   no is e   in   or de r   to   i s o la te   t he   i r is   a nd   to   ob ta in   t he   f e a tu r e s .   T he   s c h e me   o f   F i gu r e   10   wa s   us e d   t o   c a r r y   o ut   th e   p r o c e s s   of   un w r a pp in t he   i r i s .   T he   ir is   r e gion   is   t r a ns f or med  int o   a   c onf ined  r e c tangula r   a r e a ,   r e c ognizing  the   bounda r ies   is   pos s ibl e   to  a pply  a   tr a ns f or mation   f r om   P olar   c oor dinate s   ( , )   to  C a r tes ian  c oor dinate s   ( , ) ,   a c c o r ding   to   ( 8 )   a nd   ( 9 ) whe r e   [ 0 , 2 ] , ( , )   r e pr e s e nts   the  d ir e c ti on   of   the   pupil   r e gion  whic h   is   be ing   tr a ns f or med   a nd   ( , )   is   the   ne loca ti on   of   that  i r is   e leme nt.   T he   r e s ul ts   s howe in  F igu r e s   11  a nd   12   dis play  the  f il ter e im a ge   a nd  the  t r a ns f or mation  to   C a r tes ian  c oor din a tes .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De tec ti on  of  uv e al  me lanoma  us ing  fuz z y   and  ne ur al   ne tw or k s   c las s if ie r s   ( Danie F .   Santos )   2219   = +   co s   ( )   ( 8)     = +   s in   ( )   ( 9)           F igur e   10.   S c he me  us e f o r   t r a ns f or the   r e gion   o f   int e r e s t           F igur e   11.   R e gion  of   int e r e s is olate in   P olar   c oor dinate s           F igur e   12.   I s olate r e gion  of   int e r e s in   C a r tes ian  c oor dinate s       3. 5.   F e at u r e   e x t r ac t ion   F or   the  f e a tu r e s   e xtr a c ti on,   the  Hu  mom e nts   we r e   s e lec ted  due   to  their   pr ope r ti e s   mentioned  in  de tail   in  s e c ti on  2. 4 .   T he   e xtr a c ti on  wa s   pe r f or med   in   a   t otal  of   1622   im a ge s   that  a r e   divi de d   a c c or ding  to  T a ble  1.   W it thes e   im a ge s ,   the   c ha r a c ter is ti c s   we r e   e xtr a c t e a nd   s t or e in   a   c omm a - s e pa r a ted  va lue  ( c s v)   f il e ,   whic h   will   be   late r   us e to  t r a in  the  c las s if ier s .       T a ble  1.   T he   nu mber   o f   im a ge s   f o r   f e a tu r e   e xtr a c ti on   I ma ge   N umbe r   W it hout  U ve a M e la noma   1424   W it h U ve a M e la noma   198       3. 6.   F u z z m od e l   T h e   r a nge s   t ha t   d i f f e r e nt ia te   he a l th y   a nd   un he a l th y   i r is   s e ts   a r e   e s ta b li s he d   us in g   the   da ta   s e t   ( c s v - f il e ) w i th   th is   p r o c e s s in g ,   the   me mbe r s hi p   f u nc ti ons   w e r e   bu il t   i n   a   M a md a n f uz z y   s ys te m   ( F ig u r e   1 3 ) .   C on s i de r i ng  t he   s e ve Hu   m om e n ts   1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7   f o r   e a c h   m om e n it   w a s   d e c id e d   t us e   t r ia ng le  f un c t io ns   t i m pl e m e n t   t he   a nt e c e de n ts   s how n   i n   F i gu r e   13 ,   w hi l e   Ga us s i a n   f u nc ti ons   a r e   i mp le me nt e d   f o r   the   c o ns e qu e n t;   t h is   r e p r e s e n ts   a   n u me r i c a va lu e   t ha t   id e n ti f ies   i f   t he   im a g e   is   h e a lt hy   or   un he a l th y ,   a s   s h ow i F ig u r e   1 4 .     T h e   r e s u l t   o f   th is   m od e l   c a n   be   s e e n   i n   T a b le   2   i n   wh ic h   it   wa s   o bt a i ne d   7 6 %   o f   c o r r e c t   c las s if ic a t io n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   4 Augus 2020 :    2213  -   2223   2220       F igur e   13.   B lock  diagr a m   of   the  f uz z inf e r e nc e   s y s tem           F igur e   14.   F uz z s e ts   us e in  the   output   f or   he a lt hy  or   unhe a lt hy   c las s if ica ti on       3. 7.   Ne u r al   n e t wor k s   B e c a us e   the  pr opos e f uz z s y s tem  ha s   a   s uc c e s s   r a te  of   76% ,   i wa s   de c ided  to  pe r f or a   ne ur a ne twor c las s if ier .   S uppor ted   by  a e xpe r im e ntal   de s ign;   dif f e r e nt  c on f igur a ti ons   of   ne ur a ne twor ks   we r e   im plem e nted  to  ob tain  the   a c c ur a c of   the  c las s if ie r .   T he   ne u r a ne twor ks   pa r a mete r s   that   a r e   c ha nge c a be   s e e in  T a ble  2.   T he   inpu ts   of   the   ne ur a ne twor a r e   the  s e ve Hu  mom e nts   1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7   a nd     the  output s   a r e   two:  he a lt hy   a nd  unhe a lt hy .   F igu r e   1 s hows   a   s a mpl e   c onf igu r a ti on  wi th  7   input s ,   hidden  laye r s   with  ne ur ons   e a c one   a nd  ou tput s .       T a ble  2.   P a r a mete r s   a nd  r a nge s   that  va r ied  f or   the  ne ur a ne twor tes t   P a r a ma te r   R a nge   N umbe r  H id de n L a ye r s   [ 1, 10]   N umbe r  N e ur ons  pe r  l a ye r   [ 1, 10]   T ype  of  ne twor k   F e e d f or w a r d, C a s c a de   f or w a r d, F it ne t           F igur e   15.   S a mpl e   c on f igur a ti on   ne ur a ne twor k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         De tec ti on  of  uv e al  me lanoma  us ing  fuz z y   and  ne ur al   ne tw or k s   c las s if ie r s   ( Danie F .   Santos )   2221   B e low  a r e   the  r e s ult s   with   thr e e   types   of   ne ur a ne twor ks ,   e a c c onf igur a ti on  wa s   e xe c uted  f our   ti mes ,   the  r e s ult s   of   one   of   the   e xe c uti ons   a r e   s hown   be low;  f inally,   s tatis ti c a mea s ur e s   a r e   s hown  e a c c onf igur a ti on.   F igu r e   16   r e pr e s e nts   the  mea n   s qua r e e r r or   ( M S E )   f or   e a c type   of   ne ur a l   ne twor k ,   va r ying  the  number   of   laye r s   a nd  the  number   of   ne ur on s   ba s e on  the  pa r a mete r s   of   T a ble  2.   T he s e   gr a phs   a nd    T a ble  pr e s e nt  the  c ondit ions   in  whic the  UM   i s   mos li ke ly  to  be   de tec ted.   T he   c onf igur a ti ons   with  low  M S E   outcome s   a r e   the  one s   with   les s   than  ne ur o ns   pe r   laye r   a nd   les s   than  laye r s .           ( a )   ( b)       ( c )     F igur e   16.   Ne ur a ne two r ks   r e s ult s   ( a )   pe r f or manc e   f e e f or wa r n e t   ( b)   pe r f or manc e   c a s c a de   f or wa r ne t ( c )   pe r f or ma nc e   F it Ne t       T a ble  3.   R e s ult s   of   ne ur a ne two r c onf igu r a ti ons   T ype  of  N e twor k   R e s ul ts   F e e d F or w a r d N e t   L a ye r s /Ne ur ons   4   6   7   8     4   0.0720   0.0491   0.0757   0.0814     5   0.0606   0.1065   0.07783   0.0732     6   0.0778   0.0756   0.0763   0.0592     8   0.0728   0.0679   0.0696   0.0867   C a s c a d e  F or w a r d N e t   L a ye r s /Ne ur ons   2   4   7   8     4   0.0751   0.0667   0.0828   0.0636     6   0.0717   0.0753   0.0819   0.0824     8   0.0712   0.0786   0.0647   0.0606     9   0.08198   0.0611   0.0495   0.0 822   F it N e t   L a ye r s /Ne ur ons   4   5   6   8     1   0.0783   0.0780   0.0823   0.0629     2   0.0629   0.0760   0.0750   0.0757     4   0.0775   0.0729   0.0467   0.0843     6   0.0756   0.0630   0.0753   0.0728       4.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   As   a e xpe r im e ntal  r e s ult ,   the  a c c ur a c r a tes   of   the  f uz z s ys tem  a nd  the  ne ur a ne twor s ys tem  a r e   s hown.   I n   the  c onf us ion   matr ix   of   T a ble   a r e   s hown  the  r e s ult s   o f   the   f uz z c las s if ier ,   the   f unc ti on   that  wa s   us e to  pe r f or m   the  c las s if ica ti on  c a be   s e e in  the  ( 10 )   whe r e     is   the  f uz z s ys tem  c r e a ted ,     is     the  f unc ti on   that   obtains   the  va lues   of   Hu   a nd    is   the   im a ge   to   be   tes ted.   As   c a n   be   s e e in   the   c o nf us ion  matr ix  of   T a ble  4 ,   the  f uz z s ys tem  ge ne r a tes   be tt e r   r e s ult s   with  he a lt hy  im a ge s .   T he   hypothes is   of   thes e   r e s ult s   is   ba s e on  the  f a c that  the  e ntr y   da tas e is   lar ge r   f or   he a lt hy  ir is   than  f or   unhe a lt hy  ir is .   Give the  las Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   4 Augus 2020 :    2213  -   2223   2222   table   is   pos s ibl e   to   c omput e   s ome  mea s ur e s   li ke   a c c ur a c y,   e r r o r   r a te,   s e ns it ivi ty  a nd   pr e c is ion  that   c a give   mor e   ins ight s   o f   the   model,   the   r e s ult s   a r e   0 . 7663 3,   0 . 23366,   0 . 88847,   a nd   0. 83917 ,   r e s pe c ti ve ly.   R e ga r ding    the  pr e c is ion  a nd  s e ns it ivi ty  c a b e   s hown  that   the   s ys tem  is   pr one   to   de tec he a lt hy  im a ge s .   Af ter   e xe c uti ng  the  dif f e r e nt   c onf igur a ti ons   of   ne ur a ne twor ks ,   a   s tatis ti c a a na lys is   wa s   pe r f or med  on  f our   da ta - s e ts   c or r e s ponding  to  the  r e s ult s   of   e a c c onf igur a ti on;    r e pr e s e nts   the  s tand a r de viation  of   the  r e s ult s   of     the  e xe c uti on  number   .   T he   r e s ult s   obtaine d   a r e   s h own  in  T a ble  5 ,   whe r e   it   c a be   s e e that  the   ne tw or that  pr oduc e s   the  be s r e s ult s   is   the  f e e f or wa r d   ne twor with  a   s uc c e s s   r a te  of   96 . 04% .     ( ) = {  ( ( ) ) > 0   ( ( ) ) < 0     ( 10)       T a ble  4.   C onf us ion  matr ix   us ing  the  p r opos e f uz z s ys tem     T r ue  di a gnos is       H e a lt hy   U nhe a lt hy   T ot a l   H e a lt hy   1195   229   1424   U nhe a lt hy   150   48   198   T ot a l   1345   277   1622       T a ble  5.   S tanda r de viation   a nd  M S E   T ype  of   N e twor k   1    1   2    2   3    3   4    4   F e e d F or w a r d   0.0093   0.0491   0.4598   0.0408   0.0080   0.0396   0.0098   0.0442   C a s c a d e  F or w a r d   0.0066   0.0495   0.00110   0.0463   0.0095   0.0431   0.0238   0.0466   F it N e t   0.0090   0.0467   0.0205   0.0445   0.0107   0.0446   0.0066   0.0432       F i n a l l y ,   j u d g i n g   f r o m   t h e   r e s u l t s   c o l l e c t e d   t h r o u g h   t h e   d i f f e r e n t   e x e c u t i o n s ,   i t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   f e e d   f o r w a r d   n e t w o r k   p r o d u c e s   t h e   b e s t   a c c u r a c y   o f   96 . 04%   w i t h   s t a n d a r d   d e v i a t i o n   o f   0 . 008   w h i c h   c a n   b e   i m p r o v e d   f r o m   d i f f e r e n t   a p p r o a c h e s   s u c h   a s   i n c r e a s i n g   t h e   s i z e   o f   t h e   d a t a   s e t ,   i n c r e m e n t i n g   t h e   n u m b e r   o f   d e s c r i p t o r s ,   e . g   G a b o r   d e s c r i p t o r   o r   u s i n g   o t h e r   t e c h n i q u e s ,   e . g   A N F I S ,   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k s   o r   g e n e t i c   a l g o r i t h m s .       5.   CONC L USI ON   T he   pr opos e methodology   wa s   tes ted  us ing  di f f e r e nt  c onf igu r a ti ons ,   the   e xpe r im e ntal   r e s ult s   s how  that  f uz z logi c   a nd  ne ur a ne twor ks   c las s if ier s   pr ovide  a   s uit a ble  s ys tem  to  de tec uve a m e lanoma ,   a c hieving  76%   in  the  f uz z c las s if ier   a nd  f or   the  ne u r a ne twor c las s if ier   whic pe r f or ms   be tt e r   with   a a c c ur a c of   96 . 04%   us ing  a   F e e F o r wa r Ne t .   F o r   the   s e gmenta ti on  of   the  R OI   i wa s   pr opos e a   ne a lgor it hm  buil t   ove r   the  pr inciples   o f   W il de s   a lgor it hm,   th is   ne a lgor it hm   wa s   done   to  im pr ove   the   s uc c e s s   r a ti o f   we ll - s e gmente r e gions   of   int e r e s t   ( R OI s )   a s   we ll   a s   the  in tegr a ti on   of   da ta   s tr uc tur e s   li ke   dis joi nt - s e t   with  pa th  a nd  r a nge   c ompr e s s ion  to  r e duc e   the  pr o c e s s ing  ti me.   As   a   r e s ult   of   the  pr e - pr oc e s s ing  s tag e ,   it   wa s   pos s ibl e   to  pe r f o r m   de tec ti on  o f   the   r e gions   of   int e r e s t.   T he   s tage   o f   tr a ns f or mation   a nd   u s e   of   da ta  s t r uc tur e s   wa s   de c is ive  to  r e duc e   the   nois e   in   the   da ta  s e a n the  p r oc e s s ing  ti me  f o r   the  f e a tur e   e xtr a c ti on .   I n   or de r   to   im pr ove   the  pe r f or manc e   of   the  c las s if ier s ,   it   is   c ons ider e to  e xpa nd  the  number   of   im a ge s   us e d,   a s   we ll   a s   the  int e gr a t ion   of   mor e   de s c r ipt o r s   int o   the  t r a ini ng  da ta  s e s uc a s   G a bor   de s c r ipt or s .   I n   a   f utu r e   wor k     the  methodology  a nd  the   a lgor it hm   pr opos e c ould   be   im pleme nted  in   s mar thphones       AC KNOWL E DGM E N T   T he   a uthor s   e xpr e s s   gr a ti tude  to  the   F a c ult a d   de   I nge nier ía  of   the   Unive r s idad  Dis tr i tal  F r a nc is c J os é   de   C a ldas ,   a nd  a ls to  the  Dr .   P a ul   T .   F inger ,   M D.       RE F E RE NC E S   [ 1 ]   K .   Ma h e n d r ar a j ,   S.   S h re s t h a,   C .   S.   M.   L a u ,   a n d   R.   S.   C h a m b er l a i n ,   O c u l a m e l a n o ma - w h e n   y o u   h a v s e e n   o n e,   y o u   h a v n o t   s e e n   t h em  a l l :   c l i n i ca l   o u t c o m s t u d y   fr o t h s u r v e i l l a n c e,   e p i d em i o l o g y   a n d   e n d   r e s u l t s   ( s ee r)  d a t a b a s e   ( 1 9 7 3 - 2 0 1 2 ),   C l i n i c a l   O p h t h a l m o l o g y v o l .   2017 ,   n o .   11 ,   p p .   153 - 160 ,   2 0 1 7 .   [ 2 ]   N a t i o n a l   O r g a n i za t i o n   f o Ra re  D i s o r d e r s ,   “R ar d i s e a s d a t a b a s e,   2 0 1 9 .   [ O n l i n e ].   A v a i l a b l e :   https:// r a r e dis e a s e s. or g/   r a re - d i s e a s e s / o c u l a r - me l a n o m a / .   A cc e s s e d S e p t e m b e 2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.