T E L KO MNIK A , V ol . 1 7 No. 6 Dec e mb er   201 9 , p p. 3 21 8 ~ 3225   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 13220      32 18       Rec ei v ed   Ma y   27 20 1 9 ; R ev i s ed   J u l y  2 , 2 01 9 ; A c c ep t ed   J ul y   18 20 1 9   Aut om a tic  i mag e slice m arkin prop a gat i on     on  se gm e nt a tio n o den tal  C BC T       Ag u s Zainal  Ari f in * 1 E va n  Tan u w ija ya 2 , Ba sk o r o   Nu g r o h o 3 , Ar if   Mud i P r iy atn o 4 Rar a smay a I n d r as w a r i 5 E h a Re n w i A stu t i 6 , Dini Ad n i Nav a star a 7   1 ,2 ,3 ,4 ,5 , 7 Dep a r tm e n o f  I n fo r m a t i c s ,  F a c u l t y  o In f o rm a ti o n  a n d   Com m u n i c a ti o n  T e c h n o l o g y ,   In s ti tu T e k n o l o g i  Se p u l u h  No p e m b e r  (I TS),  Su ra b a y a In d o n e s i a     6 Dep a rt m e n o Den to m a x i l l o fa c i a l  Ra d i o l o g y Fa c u l t y  o De n t a l  M e d i c i n e   Uni v e r s i t a s  A i rl a n g g a ,  Su ra b a y a I n d o n e s i a   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,  e - m a i l :  a g u s z a @ c s . i ts . a c . i d *1 e v a n ta n u wij a y a . 1 8 0 5 1 @m h s .i ts .a c .i d 2 b a s k o ro . 1 8 0 5 1 @m h s .i ts . a c . i d 3 a ri f. 1 8 0 5 1 @m h s .i ts . a c .i d 4 r a ra s m a y a 1 6 @m h s . i f. i t s .a c .i d 5 e h a re n w i @gm a i l . c o m 6 d i n i _ n a v a s ta ra @ i f. i t s .a c .i d 7       Ab strac t   Con e   Be a m   Com p u te d   To m o g ra p h y   (CBC T)  i s   a   ra d i o g ra p h i c   te c h n i q u e   th a h a s  b e e n   c o m m o n l y   u s e d   to   h e l p   d o c to r s   p ro v i d e   m o re   d e ta i l e d   i n f o rm a ti o n   fo r   fu rth e r   e x a m i n a t i o n Te e t h   s e g m e n ta t i o n   o n   CBC i m a g e   h a s   m a n y   c h a l l e n g e s   s u c h   a s   l o w   c o n tra s t,   b l u rre d   te e t h   b o u n d a r y   a n d   i rre g u l a r   c o n to u o f   th e   t e e th I n   a d d i t i o n ,   b e c a u s e   th e   CBC p ro d u c e s   a   l o o s l i c e s ,   i n   whi c h   th e   n e i g h b o ri n g   s l i c e s   h a v e   re l a te d   i n fo rm a ti o n t h e   s e m i - a u to m a ti c   i m a g e   s e g m e n t a ti o n   m e th o d ,   th a n e e d s   m a n u a l   m a rk i n g   fro m     th e   u s e r,   b e c o m e s   e x h a u s ti v e   a n d   i n e ff i c i e n t.   In   t h i s   re s e a rc h ,   we  p r o p o s e   a n   a u to m a ti c   i m a g e   s l i c e   m a rk i n g   p ro p a g a ti o n   o n   s e g m e n ta ti o n   o d e n ta l   CBC T.   Th e   s e g m e n ta ti o n   re s u l t   o f   t h e   f i rs t   s l i c e   w i l l     b e   p ro p a g a te d   a s   th e   m a rk e r   fo th e   s e g m e n ta ti o n   o f   th e   n e x s l i c e s T h e   e x p e ri m e n ta l   r e s u l ts   s h o w   th a t   th e   p ro p o s e d   m e th o d   i s   s u c c e s s f u l   i n   s e g m e n t i n g   t h e   te e th   o n   CBC i m a g e s   wi t h   th e   v a l u e   o f   M i s c l a s s i fi c a t i o n  Err o r (M E) a n d  Re l a t i v e  F o re g ro u n d  Are a  Er ro r (RAE) o 0 .1 1 2  a n d  0 .4 7 8 re s p e c ti v e l y .     Key w ords : a u to m a ti c  s e g m e n ta ti o n d e n ta l  CBCT,  h i e ra r c h i c a l  c l u s te ri n g m e a n - s h i ft m o rp h o l o g y .     Copy righ ©  2 0 1 9  Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   Cone - b ea c o mp ute to mo gra ph y   ( CB CT )   i s   r ad i og r ap hi c   tec h ni qu t h at  ha s     be en   c o mm o nl y   us ed   i v ario us   ap pl i c at i on s   [1 - 3] CB CT   prov i de s   i nf ormat i o i th form  of   three - d i me ns i o na l   ( 3D)   i m ag es T h i s   i s   a ad v a nta g ov er  two - di m en s i on a l   ( 2 D)   pa no r am i c T he   3D  i m ag e   prov i de s   m ore  de t ai l e i nfo r m ati on   t h at  c an   be   us e for  furth er  an a l y s i s   an d   ex am i na t i on s T he r ef ore,   CB CT   ha s   be en   w i d e l y   us ed   f or  ex am i n ati on   r ath er  t ha   pa no r am i c  t ee t [4 - 1 0]   CB CT   c an   be   us e t he l p   orth od o nti c   s urger y   [ 11 ] ,   b y   s eg me nti ng   th bo n or  tee th T ee th   s e gm en ta ti o i s   the   mo s i mp ortant   pa r of  t he   proc ed ure   an i i s   ai de d   b y   the   c o mp ut er.  T he   r es u l ts   of   th c om p ute r - ai de d   s eg m en t ati on   c an   prov i de   fea t ure  i nf ormati on   ab ou t     the   di ffe r e nc es   be twe en   de nta l   t i s s ue s   an ot he r s T hi s   c an   be   us ed   i th ap pl i c ati o of  de nta l   di a gn os i s h um an   i de n ti f i c a ti on de n tal   c are an s o n.  Howev er,  C B CT   i ma ge   us ua l l y   ha s   l o w   c on tr as t,  bl urr ed   an i r r eg ul ar  to oth   b order s   [12 - 1 4] T he   three - d i m en s i on a l   ( 3D )   CB CT   i ma ge   c an   be   s l i c e i nto   s ev eral   two - d i me ns i o na l   ( 2D)   i ma ge s E ac 2 s l i c h as   i n format i on   th at   r el ate to  the   n ei g hb or i ng   s l i c es H owev er,   th t ee th   top o l og y   i e ac s l i c e   i s   us ua l l y   d i ffe r en t.   T ho s e p r o bl e ms  prov i de  c h al l en g es  fo r  t he  t ee th  s eg m en tat i o n o n  CB CT  i ma g [1 5 - 17] .   Res ea r c on   CB CT   i ma g s eg me n tat i on   m et h od s   ha s   be en   c arr i ed   o ut.   B r oa d l y   s pe ak i n g,  the   s eg me nta t i on   me t ho c a be   c l as s i fi e i nt c l as s es   na me l y   ma nu al   s em i - au tom ati c   a nd   a uto ma ti c   s eg me n tat i on   me t ho [1 8] In  ge n eral t he   au t om ati c   s eg me n tat i on   m eth od s   c a b c l as s i fi ed   furth er  i n t o   s ev eral   c l as s es ,   wh i c are  e dg e - b as ed ,   thres ho l d,  hy brid a nd   s on W a ng ,   et   al [ 19 ]   c o n du c ted   r es ea r c ab o ut  s e gm en tat i on   on   CB CT   i ma g us i n an   o pti ma l   t hres ho l d.  T he   op t i ma l   thres ho l i s   ob t ai ne fr o t he   i n forma ti o of  f i r s gr ay s c al s l i c e   an the   m ergi ng   of   grad i e nt  v a l u ac r os s   th s l i c es   Naum ov i c h,  et  al .   [2 0]   s eg me nt   th te eth   an j aws   o th C B CT   i ma ge   by   us i n wate r s h ed   tr an s format i o n.  T he   r es ea r c c ut  CB CT   i nto   s ev era l   s l i c es   b efo r s e gm e nta t i on   proc es s   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       A uto ma t i c  i ma g e s l i c e m ark i ng   prop ag at i o n o n  s eg m en tat i on   ( A gu s  Za i n al   A r i f i n )   3219   c arr i ed   o ut.   How ev er,  t he   r es e arc i mp os es   t h s am e   tr ea tme nt  i e ac s l i c e   fo   the   s eg me n tat i on   proc es s s tha i do es   no pa y   att e nti o to  t he   i nf ormat i on   c o n tai n ed   i e ac s l i c e.  In   ad di t i o n,  us i n s e mi - au tom ati c   i ma g s e gm e nta t i on   m eth o be c o me s   e x ha us ti v e   an i ne f fi c i en b ec au s th CB CT   i ma ge   pro du c es   l ot  o s l i c es   an t h m eth od   n e ed s   the   us er  t o   ma r k  th tee t h o n e ac h  s l i c e   to  prov i de  i nfo r m ati on  f or the  s eg me n tat i on  al go r i thm .   In  thi s   r es ea r c h,  w pro po s an   a uto ma t i c   i m ag s l i c m ark i ng   pro pa ga t i on   o s eg me n tat i on   of  de nta l   C B CT Ma r k er  fr o the   s e gm en tat i on   r es u l of  t he   f i r s s l i c wi l l   be   propa ga te as   the   i n form a ti on   for  t he   s eg m en t ati on   of  n ex s l i c es ,   the r efo r e   th r el ati on s h i be twe en   e ac s l i c i s   no i gn ored.  T h prop os ed   me th od   p erfor ms   s em i - au t om at i c   i m ag e   s eg me n tat i on   on   s ev er al   s l i c es i w hi c the   us er  ne e ds   to  ma r k   the   s eg m en t a ti on   ob j ec t prov i de   th i nfo r m at i on   ne e de for  t he   s e gm e nta t i o a l go r i th an d   us the   s eg m e nta t i on   r es ul to  s eg me nt  ot he r   s l i c es   au tom ati c a l l y Us i ng   th propos e me t ho d the   CB CT   i m ag e   s eg me n tat i on   proc es s   c an   be   m ore  eff ec ti v e,   be c au s e   i i nte grates   i nfo r m ati on   fr o the   us er  for  the   s eg m en t ati on   proc es s an be c o me s   mo r eff i c i en be c au s i on l y   ne ed s   to  ma r k     s ev eral  s l i c es .       2.  Re se a r ch  Me t h o d   In  thi s   r es ea r c h,  w pro po s s tr ate gy   for  s eg me nt i ng   tee t on   C B CT   i ma ge s   au to ma t i c al l y   ac c ordi ng   t F i gu r 1.  E v ery   s l i c e   i n   CB CT   i m ag es   w i l l   be   i ns erte d   s tarti n fr o the   fi r s t ni ne ty   pi ec es T he   i n pu tt ed   i m ag e   w i l l   be   s pl i i nt r e gi o ns an d   th m ark i ng   proc es s   i s  th proc es s  of  l ab el i ng   th e regi on s  as   an  o bj ec t o r  b ac k ground .           F i gu r 1.  T h e a l go r i th m o t he  pro po s ed  me t ho d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em b er   20 19 :   32 1 8 - 3225   3220   T he   ma r k i ng   proc es s   c on s i s ts   of  ba c k groun thres ho l d,  mo r ph o l og i c a l   proc e s s an   the   prop erty   r eg i on s   of   mo r ph ol og i c al   r es ul ts .   T he   m orpho l og y   proc es s   w i l l   be   c arr i ed   ou t   pe r   group  where   o ne   group   c on s i s t s   of   10   CB CT   i ma ge s .   S th at  on e   gro up   o nl y   do es     the   m orpho l o gi c a l   proc es s   on c the th r es ul of  th e   r eg i o prop erty   wi l l   be   us ed   on   t he   n ex ni n i ma g es T he   r eg i on   pr op erti es   ob tai ne d   wi l l   be   us ed   as   t he   ob j ec m ark er.  A f ter  tha t r eg i on   me r gi ng   w i l l   be   do n to  gr ou r eg i o ns   tha h av no be en   l a be l ed   as   o bj ec ts   or  ba c k ground s .   T he   r es ul of  r eg i o me r g i n i s   the   i m ag of  tee t tha ha v be e s eg m en t ed F or   thi s   r es ea r c h,  we u s ed  Ma t l a b s oft w are i n  th proc es s .     2.1 . D ataset   T he   da t us ed   i thi s   r es e a r c i s   Dent a l   CB CT   ( Co n e - B ea Com pu t ed   T om og r ap hy )   da ta   tak e fr o t he   s c an s   of  th hu m an   j a w.  T h i s   d at was   ob t ai n ed   fr om   th D en ta l   an d   O r al   Hos pi t al A i r l an gg Un i v ers i ty   ( RS G UNA IR) E v ery   da ta  ob t ai n ed   ha s   grou n tr uth   tha t   ha s   be en   c on f i r me by   r a d i o l o gi c al   ex p erts   s t ha t   th a c c urac y   of  th pro po s e me th od   c an   be   c al c ul a ted .   T h i s   d ata   s et  i s   3D  d ata ,   wh i c h   i s   t he n   s l i c ed   ac c ordi n t t he   ax i a l   pl an e   an r es u l t   i 2D  i ma g es   as   s ho wn  i F i gu r 2.  T h r es ul o the   s l i c i n proc es s   i s   20 i m ag es   wi th   th s i z of  26 6x 26 6  pi x e l s  e ac [2 1] .           F i gu r 2.  D en ta l  C B CT       2.2 . R egio n  S p l it t ing   T he   fi r s s tag i th i s   s eg m en tat i o proc es s   i s   th r eg i on   s pl i tt i ng   where  CB CT   i ma ge s   are  s ep arat ed   i nto   s ev era l   r eg i on s T he   al g orit hm   th at  r es ea r c he r s   us to  d th i s   r eg i on   s pl i tt i ng   i s   me an - s h i ft  c l us ter i ng   [2 2] T hi s   al go r i th di v i de s   CB CT   i ma g es   i nto   c l us ter  r eg i on s   ac c ordi ng   to  c o l or  s i mi l ar i ty T h me an - s hi ft   th at  the   r es ea r c he r s   us ed   w as   a   m ea n - s h i ft   by   the   E di s o S y s tem   [ 23 ] .  The  me an - s hi f t u s ed   ha s  s ev era l   i np ut  p a r am ete r s   i n t he   form  of  s p at i al  ba nd w i dt h,  ba nd wi d th  r an ge a nd   m i n i mu ar ea   r eg i on T he   v a l ue s   of  ea c pa r a me ter  ar e   7,  1 a nd   1 1.   T he   r es u l ts   o t he   s p l i tti ng   r eg i on   wi th  the   me an - s hi ft  a l go r i th ar i ma ge s   t h at  h av be e di v i d ed   i nt o c l us ter r e gi on s ,  whi c h c a n b e s ee n  i n  Fig ur e 3 .           F i gu r 3.  R eg i on  s p l i t ti ng     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       A uto ma t i c  i ma g e s l i c e m ark i ng   prop ag at i o n o n  s eg m en tat i on   ( A gu s  Za i n al   A r i f i n )   3221   2.3 Ma r king  P r o ce ss   A i ma ge   c o ns i s ts   of  ob j ec ts   an no n - ob j ec ts   ( ba c k ground ) In   th s eg me nta t i on   proc es s i i s   n ec es s ary   to  k no t he   o bj ec t's   bo un da r i es   to  s ep arate  ob j ec ts   fr om     the   ba c k gro un d.  In  th r eg i on   s p l i tt i n proc es s CB C T   i ma g es   are  d i v i d ed   i nto   s ev eral   c l us ter   r eg i o ns T he   c l us ter  w i l l   l at er  be   l ab el ed   as   an   ob j ec or  ba c k grou nd T h i s   m ark i n proc es s   ai ms   to  m ark   the s e   c l us ters   as   ob j ec ts   or  ba c k groun ds T he r efo r e,   th r es e arc he r   c on c l ud es   th at  i ma ge   ( I )   of  th r es ul ts   of  thi s   ma r k i ng   proc es s   wi l l   c on s i s of  th e   ob j ec ( O ) b ac k ground   ( B ) an no n - m ark ed  c l us ter ( C )  ac c ordi n g   to  ( 1 ) .     =   { , , }   ( 1)     T ma r k   the   too th  as   o bj e c ts the   i ni t i a l   i ma g i s   us e be f ore  th r eg i on   s p l i tti n g.  T hi s   ma r k i ng   proc es s   i s   c arr i ed   ou ev ery   10   s l i c es   of  da t s tarti ng   da ta  pi ec es   fr om   the   10 th 20 th an u to  t he   9 0 th   s l i c i n   to  s pe ed   up   t he   s eg me nt ati o proc es s   wi t l ar ge   a mo un ts   of  da ta   s l i c es T he   ma r k i ng   proc es s   of  the   10 th   s l i c e   wi l l   be   u s ed   as   ma r k er  for  the   ne x s l i c es F or  the   20 th   s l i c e,  t he   r e - ma r k i ng   pr oc es s   wi l l   b c arr i ed   ou t,   an the   ne x t   9   s l i c es   w i l l   us e     the  m ark i ng  i n forma ti o n f r o m t he  20 th   s l i c e.   T he   fi r s s ta ge   of  th m ark i ng   proc es s   i s   t he   ba c k grou nd   thres h ol d.  T h thres h ol d   v al ue   us ed   i s   the   av erag thr es h ol v a l u of   a l l   CB CT   i m a ge   e ntri es   wi t th a l go r i th [1 8]   s t ha   the   gray   c o l or   be l ow   th t hres ho l wi l l   be   c on s i de r e as   ba c k grou nd   a nd   om i tte d   to   0.   F or    the   v al ue   a bo v t he   thr es ho l d,  th gray   c ol or  i s   c ha ng ed   to  1.  T he   r es u l of  t he   ba c k gro un d   thres ho l i s   the i ns ert ed   i nto   th fi l ter  proc es s   to   r em ov ba c k grou nd   no i s tha i s   s ti l l   r em ai ni ng T he   r e ma i n i ng   ba c k groun n oi s e   l i k s ma l l   do ts   s ti l l   r e ma i ns   i the   i ma g e.     T o remo v e  th e n oi s e,  me di an  f i l t erin g i s   pe r for me d  th r ee  t i me s .  In   F i gu r e 4 ,  th e  l e ft i ma g e s ho ws   the   i m ag be f or the   m ed i an   fi l teri ng   proc es s   was   do ne an the   r i g ht  i ma g s ho ws   the   r es ul t   fr om  th e m ed i an  f i l teri ng .           F i gu r 4.  T h e res ul t o the   me d i an   fi l teri ng       T he   n ex s tep   i s   t he   mo r p ho l og i c a l   proc es s Mo r ph o l og y   us ed   i s   c i r c l e.  T h c i r c l mo de l   i s   us ed   be c au s t h s ha pe   of  hu ma n   te eth   i C B CT   i m ag es   i s   as s u m ed   t be   l i k   c i r c l e T h r es u l ts   o t h m orpho l o gy   are   tak e f r om   t he   prop erty   r eg i on   of  e ac c i r c l ob ta i ne d.  Reg i o pr op erty   ob ta i ne i s   a   c en tr oi d ma j or  ax i s   l e ng th mi n or  ax i s   l en gt h.  T f i nd   the  d i a me ter  D   of  a c i r c l e , t he  r es ea r c he r   us es  th e  fo l l owi n ( 2 ) .     D =   ( major   ax i s   l eng th 2 ) × ( mi no r   ax i s   l eng th 2 )   2   ( 2)     T he   ma j or  ax i s   l en g th  a n the   m i n or  ax i s   l e ng th  a r v al ue s   of  t he   pro pe r ty   r eg i o n.     T he   v a l ue   o t he   ma j or  ax i s   l en gth   a nd   mi no r   ax i s   l e ng th   i s   di v i de by   2   to   s hr i nk   t he   ob j ec ma r k ers   s tha t   the   ba c k gr ou nd   i s   n ot  m ark ed T h r e s ul ts   of  t he   ma r k i n proc es s   c an   be   s e en   i F i gu r 5 I t he   r e s ul ts   of   the   pro pe r ty   r e gi o ns t he   r es e arc he r   g ets   c i r c l es   tha i nd i c ate     the   po s i t i on   of   th o bj ec l i k F i g ure  5   ( b) T h c i r c l es   are  t he   en t i r c o ordi na te   o the   ob j ec t   s the   r es ea r c h er  tak es   s ev eral   c oo r d i n ate s   ( x y )   by   dra wi ng   s tr ai gh l i ne   i th e   mi d dl of  e ac c i r c l e ,   s tha a l l   t he   c oo r di na t es   of  the   ob j ec are   ob ta i ne d.  F or  the   b ac k ground   ma r k i n proc es s   i s   do ne   by   tak i ng   a   nu m be r   of  c oo r di n ate s   t ha t   are  f ar  ou ts i de   e ac c i r c l e .   S o   tha th ere  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em b er   20 19 :   32 1 8 - 3225   3222   i s   c l us ter  r e gi on   tha t   h as   be e l a be l ed   as   o bj ec O   c on s i s of   N   c l us ter  o bj ec O i   l i k e   ( 3 )   a nd   ba c k groun c o ns i s t o f   M   c l us ter bac k grou nd   B i   l i k ( 4 ) .     O = { O i }   i = 1 , , N     ( 3)     B = { B i }   i = 1 , , M     ( 4)         ( a)     ( b)     F i gu r 5.  ( a )  R es ul of  b ac k gro un d t hres h ol d  an d m ed i an  f i l t er, an d   ( b i ts   m ark er       2.4 . R egio n  M er g ing   In  the   r eg i on   me r g i ng   ph as e,  the   hi erar c hi c a l   c l us t erin me t ho d   we  us was   m o di f i ed ,   whi c was   m od i fi ed   at  th e   di s ta nc m ea s ure me n [1 8] D i s tan c me as ureme nt   i hi erar c hi c a l   c l us teri n i s   mo di f i e by   ob s erv i ng   i nte r - c l as s   an i ntra - c l as s   di s tan c es T hi s   mo d i f i ed   hi erar c h i c al   c l us teri ng   me tho d   r eq u i r es   s ev era l   i np ut  p arame ters T he s e   p a r am ete r s   are    the   l oc a ti o of  th ob j ec pi x el s wh i c h   i s   ma r k e i the   prev i o us   proc es s l oc ati o of    the   ba c k groun pi x e l s i ni t i al   i ma g e,  an d   th r es u l of  r eg i o s p l i tt i n proc es s .   T he   proc es s   c arr i ed   o ut  t t he   no n - l a be l ed   r e gi on s T h es n o n - l ab el ed   r e gi on s   w i l l   b e   c ou nt ed   w i th    the   r eg i o tha ha s   b ee l a be l ed   fr o th r es ul ts   o th ma r k i n proc es s Re gi on s   tha are  no t   l ab el e w i l l   b c al c u l at ed   i nte r - c l as s   an d   i ntra - c l as s   wi th  the   r eg i on   of  th c l us ter  ob j ec a nd   ba c k groun d.  T he   r es u l ts   of  c al c u l at i ng   t he   d i s ta nc be tw ee ob j ec ts   an b ac k ground   w i l l     be   c om pa r ed T he   l owes t   di s tan c e whe the r   i t's   an   ob j ec or  ba c k grou nd   w i l l   be   l ab e l ed   as     the   c l us ter.  S o,   th r es u l t s   of  t he   r e gi on   s p l i tti ng   wi l l   me r ge   i nto   c l us ters   t ha ha v be en     l ab el e an prod uc s e gm en ted   i ma ge F i gu r i s   the   r es ul of  r eg i on   m ergi n g,  wh i c i s     a s eg m en te i ma ge .       ( a)     ( b)       F i gu r 6.  ( a )  G r ou nd  tru th  i ma ge s   1 st    4 th   s l i c es   an ( b s eg me nta t i o n res ul t 1 st    4 th   s l i c es     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       A uto ma t i c  i ma g e s l i c e m ark i ng   prop ag at i o n o n  s eg m en tat i on   ( A gu s  Za i n al   A r i f i n )   3223   3.  Re sult   a nd  Di sc u ss ion   T he   r es ul ts   of  t he   au tom ati c   too th  s eg m en t ati on   r es ea r c on   C B CT   da t wi l l   be   c om pa r e w i th   th ex i s t i n g   au t om a ti c   me th od s na me l y   O T S [ 24 ]   an HC A   [25] T ev al ua te   thi s   prop os ed   m eth o d,  r es ea r c he r s   us ed   Mi s c l as s i fi c ati o E r r or  ( ME )   an Re l at i v F oregr ou n A r ea   E r r or  ( R A E ) T h ME   v al u me as ures   th ob j ec an ba c k grou nd   pi x e l s   t h at  ar wr o ng l y   c l as s i fi e d.  RA E   s erv es   to   me as ure  th di f ferenc i area  be twee s eg m en t ed   ob j ec ts   an groun d t r uth ME   h as  a  c al c ul at i o n e q ua t i o n l i k ( 5 ) .     ME = 1   | O g     O r | +   | B g     B r | | O g     B g |   ( 5)     T he   c al c u l at i o proc es s   of   Mi s c l as s i f i c at i on   err or  ( M E )   us es   th to tal   nu mb er  of  err or   proba bi l i t i es   ( 1)   m i nu s   th nu mb er  of  tr uth s   t ha t   wer e   s uc c es s ful l y   pe r for me d.   T he   proc es s   of  c al c ul a ti n t he   am o un t   of   tr uth   i s   d on e   by   d i v i di n g   the   nu mb er  of  pi x e l s   th a a r c orr ec t l y   c l as s i fi e d i v i de d   by   th t ot al   pi x e l   i ma ge T he   tr uth   of   the   tot al   pi x e l   i s   c al c u l at e by   s u mm i ng   the   tot al   s i mi l arit y   p i x el s   of   the   grou nd   tr uth   ( O g)  ob j e c an the   t ota l   pi x e l   s eg m en tat i o r es ul t   ( O r )   an the   tot a l   pi x e l   s i m i l arit y   to  the   b ac k ground   i m a ge   ( B g)  an the   to tal   pi x e l   ba c k groun of  the   s e gm en ta ti o ( B r ) T h s ma l l er  M E   r es ul ts ,   th be tte r   s eg m en t ati on   r es ul t s A   c a l c u l at i on   formu l a f or RA E  i s   ex pl ai n e d i n  ( 6).     R A E =   { A g   A r A g     if   A r <   A g A r   A g A r     if   A r     A g   ( 6)     W he r e   A i s   an   area   of   the   i m ag e   of  grou nd   tr uth ,   A r   i s   an   are o i ma ge   s e gm e nta t i on   r es ul ts T h s m al l er   the   R A E   v al ue ,   th mo r e   s i m i l ar  the   r es u l ts   o s eg me nta t i o w i th   grou nd   tr uth   s o   th at  i t   prod uc es   g o od   s e gm e nta t i o r es u l ts I n   T ab l e   s h ows   t he   r es ul ts   of   the   tr i al   of  the   pro po s ed   me t ho d   wi t O T S an HC A T he   r es ul ts   ob ta i ne s tat e th at  th ME   a nd   MA E   me an   v a l ue s   of   the   pro po s ed   me t ho d   wer e   0. 11 a nd   0.4 78 .   T he   O T S U   m eth od   ob t ai ne d   M E   an M A E   av erag es   of  0.4 1 an 0.6 5 an the   HCA  me th od   av era ge d   ME   an MA E   of  0. 39 8   an 0. 71 9 It  c an   b c on c l ud e tha t he   pr op os e d   me tho ha s   be tt er  l ev el   of  ac c urac y   c om pa r e d t au t om a ti c  s eg me nt ati on   me th od s  s uc h a s  O T S U a nd  HC A .   T he   c om p ared  me th od s   pe r form  i ma ge   s eg me nta t i on   us i ng   thres ho l d   v al ue   ( au tom ati c a l l y )   a nd   do   no pa y   att en t i on   to  the   ne i gh b orhoo v al ue   an d   3D  i nf ormati on   of  C B CT   i ma ge T hi s   c au s es   t he   b ac k ground   t ha ha s   a i nt en s i ty   v al ue   ab ov the   t h r es ho l to  b c l as s i fi e as   an   ob j ec an the   ob j ec ts   tha h as   an   i nte ns i ty   v al u be l ow  th t hres ho l d   to  be   c l as s i fi e as   ba c k groun d.  T he   err or  c om pa r i s o r es ul on   T a bl s ho ws   tha t   the   propos e me th od   gi v es   mo r e   e ffe c ti v s eg m en t ati on   r es ul ts ,   p r ov en   by   the   s ma l l er  err or   v al u es t ha n     the   au t om ati c   s eg m en t ati o me th od s   be c au s the   pro po s ed   m eth o i nt eg r at es   i n format i on   fr o the  us er f or th e s eg m en t ati on  proc es s .   Ma r k i ng   ob j ec ts   au t om at i c al l y   us i ng   mo r ph ol og y   an property   r eg i on s   c an   de tec tee th  on   CB CT   i ma ge s   tha are   s ha pe l i k c i r c l es How ev er,  as   s ho wn  i F i gu r e   6,  the   r eg i on   me r gi ng   proc es s   c an n ot   d ete c al l   th tee t be c a us s om te eth   r eg i o ha s   mo r s i mi l ar  i nte ns i ty   t t he   ba c k grou n d.  T h i s   c au s e s e gm e nta t i on   err or  an f urther   an al y s i s   ab o ut  mo r ac c urate reg i on  me r g i n g m eth o d c an   be  p erfor m ed .       T ab l e   1.  C om pa r i s o n Re s u l ts   of  the  P r o po s ed  Me t ho d   No   C B C D a t a   P r o p o s e d   Met h o d   OTS U   HCA   ME   MA E   ME   MA E   ME   MA E   1   A   0 . 1 1 2   0 . 3 0 9   0 . 3 4 0   0 . 5 4 4   0 . 3 6 0   0 . 6 2 1   2   B   0 . 0 9 7   0 . 4 2 3   0 . 4 3 4   0 . 7 2 9   0 . 3 8 4   0 . 7 2 9   3   C   0 . 1 2 2   0 . 6 6 2   0 . 5 2 1   0 . 9 3 4   0 . 4 1 8   0 . 8 1 0   4   D   0 . 0 7 4   0 . 4 5 8   0 . 3 1 3   0 . 5 3 0   0 . 3 6 5   0 . 7 7 8   5   E   0 . 0 8 8   0 . 5 7 2   0 . 4 9 1   0 . 7 9 0   0 . 4 8 3   0 . 8 4 3   6   F   0 . 1 3 0   0 . 5 2 9   0 . 4 1 6   0 . 6 1 9   0 . 3 8 4   0 . 6 6 1   7   G   0 . 1 6 0   0 . 3 9 2   0 . 3 5 3   0 . 4 4 9   0 . 3 9 3   0 . 5 9 0   A v e r a g e   0 . 1 1 2   0 . 4 7 8   0 . 4 1 0   0 . 6 5 7   0 . 3 9 8   0 . 7 1 9     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em b er   20 19 :   32 1 8 - 3225   3224   4.  Co n clus ion   In  t hi s   r es ea r c h,  we   pro po s s tr at eg y   i n   s eg m en ti ng   te eth   au t om ati c a l l y T h i s   r es ea r c us ed   de nt al   CB C T   da ta  t ak en   fr om   s ev era l   pa ti en ts   fr o th RS G U NA IR  ho s pi tal T he   prop os ed   me t ho ha s   s ev eral   s tag es w hi c a r r eg i o s pl i tt i n us i n t he   m ea n - s h i ft   al g orit h m,   ma r k i ng   us i n g   mo r ph o l og y   an prop erty   r eg i on s ,   an r e gi on   me r gi ng   us i ng   hi erar c h i c al   c l us ter i ng   al go r i thm .   T he   r es ul ts   ob t ai ne fr om   th pro po s e m eth od   h av l ow er  err or  v al ue s   t ha n   th ex i s t i ng   au t om a ti c   s eg me n tat i o me t ho d,  wh i c ar th ME   v a l ue   wi t   an   av era ge   of  0.1 1 a nd   t he   M A E   v al ue   wi t a av erage  of  0.4 7 8.  T he   ex pe r i me nta l   r es u l ts   s ho t ha t   th propos e m eth o c a au to ma t i c al l y   s e gm en t he   C B CT   da ta   by   p ay i ng   at ten t i o to  i ts   3 i nfo r m ati on T h eff ec ti v e ne s s   of  t he   pro po s ed   me t ho d   i s   i nd i c ate b y   the   l ow  err or  r ate   c om pa r ed   to  the   oth er  me th od s F urt he r   r es e arc ab ou t he   pa r a me ters   or   al g orit hm s   for   c on du c ti ng   r eg i on   s pl i tt i ng   an d   r eg i on   me r gi n proc es s   i s   n ee d ed   to  prod uc a   mo r eff ec t i v an eff i c i en t  r es ul t .       Ref er en ce s   [1 ]   Stu d e b a k e B,  Ho l l e n d e L M a n c l   L J o h n s o n   J D,  Pa r a n j p e   A Th e   In c i d e n c e   o Se c o n d   M e s i o b u c c a l   Can a l s   L o c a te d   i n   M a x i l l a r y   M o l a r s   wit h   th e   Ai d   o Con e - b e a m   Com p u te d   To m o g ra p h y J o u r n a l   o f   e n d o d o n ti c s 2 0 1 8 4 4 (4 ):  5 6 5 570.   [2 ]   Pa te l   S Dawo o d   A,   Fo r d   T P,  Wh a i te s   E.   Th e   p o t e n t i a l   a p p l i c a ti o n s   o f   c o n e   b e a m   c o m p u t e to m o g ra p h y   i n   th e   m a n a g e m e n o e n d o d o n t i c   p ro b l e m s .   In te r n a ti o n a l   e n d o d o n t i c   j o u rn a l .   2 0 0 7 ;   4 0 (1 0 ):  8 1 8 8 3 0 .   [3 ]   J o h n   G P,  J o y   TE,   M a th e J Ku m a VR.   A p p l i c a t i o n s   o c o n e   b e a m   c o m p u te d   to m o g r a p h y   fo a   p ro s t h o d o n ti s t.   T h e   J o u rn a l   o th e  I n d i a n  Pro s th o d o n t i c  So c i e ty 2 0 1 6 1 6 (1 ) 3 .   [4 ]   L e e   R J P i   S,   Pa rk   J Nel s o n   G Hat c h e D,   O b e ro i   S.   Th re e - d i m e n s i o n a l   e v a l u a ti o n   o f   r o o p o s i ti o n     a th e   re s e a p p o i n tm e n wi t h o u r a d i o g ra p h s a   p ro o f - of - c o n c e p s tu d y .   Pro g re s s   i n   o rth o d o n ti c s 2 0 1 8 1 9 (1 ) 1 5 .   [5 ]   Ku m a r   M ,   Sh a n a v a s   M ,   Si d a p p a   A Ki r a n   M .   Con e   b e a m   c o m p u te d   to m o g ra p h y - k n o i t s   s e c r e ts .   J o u rn a l  o i n te rn a ti o n a l   o ra l   h e a l th J IOH 2 0 1 5 7 (2 ):  6 4 6 8.   [6 ]   Ke ta b i   AR,  Ke t a b i   S,  Na b l i   M B,  L a u e HC Bre n n e M Det e c ti o n   a n d   m e a s u r e m e n ts   o a p i c a l   l e s i o n s   in  th e   u p p e j a b y   c o n e   b e a m   c o m p u te d   t o m o g ra p h y   a n d   p a n o ra m i c   ra d i o g r a p h y   a s   a   fu n c t i o n   o f   c o rti c a l  b o n e  t h i c k n e s s .   Cli n i c a l  o ra l  i n v e s ti g a ti o n s 2 0 1 9 2 2 :   1 - 7.   [7 ]   Am i n o s h a r i a e   A,  K u l i l d   J C,  Sy e d   A.   Con e - b e a m   Co m p u t e d   To m o g ra p h y   Co m p a re d   w i th   In tr a o ra l   Rad i o g r a p h i c   L e s i o n s   i n   En d o d o n ti c   O u tc o m e   St u d i e s Sy s te m a ti c   Rev i e w.  J o u rn a l   o e n d o d o n ti c s 2 0 1 8 4 4 (1 1 ):  1 6 2 6 1 6 3 1 .   [8 ]   Pa te l   S,   Dura c k   C,   Ab e l l a   F,   Sh e m e s h   H,   Roi g   M ,   L e m b e r g   K.  Con e   b e a m   c o m p u te d   to m o g ra p h y   i n   En d o d o n ti c s a  re v i e w.  In te r n a ti o n a l  e n d o d o n ti c  j o u rn a l 2 0 1 5 4 8 (1 ):  3 - 1 5 .   [9 ]   Rod ríg u e z   G ,   Ab e l l a   F,   Dur á n - Si n d r e u   F,   Pa te l   S,   Roi g   M .   In f l u e n c e   o f   Con e - b e a m   Com p u te d   To m o g ra p h y   i n   Cli n i c a l   De c i s i o n   M a k i n g   a m o n g   Sp e c i a l i s ts J o u r n a l   o e n d o d o n t i c s 2 0 1 7 ;     4 3 (2 ):  1 9 4 199.   [1 0 ]   Rod ríg u e z   G Pa te l   S,  Durá n - Si n d re u   F,   Roi g   M Ab e l l a   F.   In fl u e n c e   o Con e - b e a m   Com p u te d   To m o g ra p h y   o n   En d o d o n ti c   Ret re a t m e n Stra te g i e s   a m o n g   G e n e r a l   De n ta l   Pra c t i ti o n e rs   a n d   En d o d o n ti s ts .   J o u rn a l  o e n d o d o n ti c s .   2 0 1 7 4 3 (9 ):  1 4 3 3 1 4 3 7 .   [1 1 ]   Nil s s o n   J Ric h a rd s   RG Th o A,  Ka m e L Vi rtu a l   b i te   re g i s t ra ti o n   u s i n g   i n tra o r a l   d i g i t a l   s c a n n i n g C T   a n d   CBC T:   In   v i tr o   e v a l u a ti o n   o a   n e m e th o d   a n d   i t s   i m p l i c a ti o n   fo o rth o g n a t h i c   s u r g e ry J o u r n a l   o f   Cran i o - M a x i l l o fa c i a l  Su rg e ry 2 0 1 6 4 4 (9 ):  1 1 9 4 1 2 0 0 .   [1 2 ]   Ka k e h b a ra e i   S,   Se y e d a r a b i   H,  Z e n o u z   A T.   De n ta l   S e g m e n ta t i o n   i n   Con e - b e a m   Com p u te d   To m o g ra p h y   I m a g e s   Us i n g   Wa te rs h e d   a n d   M o rp h o l o g y   O p e ra to r s J o u rn a l   o m e d i c a l   s i g n a l s   a n d   s e n s o rs .   2 0 1 8 8 ( 2 ):  1 1 9 124.   [1 3 ]   L v   J Wa n g   F,   X u   L M a   Z,   Y a n g   B.  s e g m e n ta ti o n   m e th o d   o b a g g e d   g re e n   a p p l e   i m a g e Sc i e n t i a   h o rti c u l t u ra e .   2 0 1 9 2 4 6 4 1 1 417.   [1 4 ]   Fa n   Y,  Be a re   R,  M a tt h e ws   H,   Sc h n e i d e P,  Ki l p a tr i c k   N,  Cle m e n J Cla e s   P,  Pe n i n g t o n   A,  Ad a m s o n   C. M a rk e r - b a s e d  wa t e rs h e d  t r a n s f o rm   m e th o d  f o r f u l l y  a u t o m a ti c  m a n d i b u l a r s e g m e n ta t i o n  f ro m  CBC T   i m a g e s .   Den to m a x i l l o fa c i a l  Ra d i o l o g y .   2 0 1 9 4 8 (2 ):  2 0 1 8 0 2 6 1 .   [1 5 ]   G a o   H,  Cha e   O In d i v i d u a l   to o th   s e g m e n ta ti o n   fro m   CT  i m a g e s   u s i n g   l e v e l   s e m e th o d   wit h   s h a p e   a n d   i n te n s i t y  p r i o r.  P a tt e rn  Re c o g n i ti o n 2 0 1 0 4 3 (7 ):  2 4 0 6 - 2 4 1 7 .   [1 6 ]   Xi a   Z,   G a n   Y,   Cha n g   L ,   Xi o n g   J ,   Zh a o   Q I n d i v i d u a l   to o t h   s e g m e n ta ti o n   fr o m   CT  i m a g e s   s c a n n e   wit h   c o n ta c t s   o m a x i l l a r y   a n d   m a n d i b l e   te e t h Com p u t e m e th o d s   a n d   p ro g ra m s   i n   b i o m e d i c i n e   2 0 1 7 1 3 8 : 1 - 2.   [1 7 ]   G a n   Y,   Xi a   Z,   Xi o n g   J ,   L i   G Z h a o   Q .   To o th   a n d   Al v e o l a r   Bo n e   Se g m e n ta t i o n   Fro m   Den ta l   Com p u te d   To m o g ra p h y  I m a g e s IEEE  j o u rn a l  o b i o m e d i c a l   a n d   h e a l th  i n fo rm a ti c s 2 0 1 7 2 2 ( 1 ):  1 9 6 - 2 0 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       A uto ma t i c  i ma g e s l i c e m ark i ng   prop ag at i o n o n  s eg m en tat i on   ( A gu s  Za i n al   A r i f i n )   3225   [1 8 ]   Ari fi n   AZ,   Ar i fi a n i   S Fa r i z a   A,  Nav a s ta ra   DA,  In d ra s w a ri   R.   Hie ra rc h i c a l   C l u s te ri n g   L i n k a g e   fo r   Reg i o n   M e rg i n g   i n   In t e ra c ti v e   Im a g e   Se g m e n t a ti o n   o n   De n ta l   Co n e   Be a m   Com p u te d   T o m o g r a p h y IEE E   In te rn a ti o n a l  Co n fe re n c e  o n  A p p l i e d  I n fo rm a ti o n  T e c h n o l o g y  a n d  I n n o v a ti o n  (I CAI TI ).  2 0 1 8 1 2 4 128.   [1 9 ]   Wa n g   L L i   J P,  G e   ZP,   L i   G CBC i m a g e   b a s e d   s e g m e n t a ti o n   m e th o d   fo to o th   p u l p   c a v i t y   re g i o n   e x tra c ti o n De n to m a x i l l o fa c i a l   Rad i o l o g y 2 0 1 8 4 8 (2 ):  2 0 1 8 0 2 3 6 .   [2 0 ]   Nau m o v i c h   SS Na u m o v i c h   SA,  G o n c h a re n k o   VG Th re e - d i m e n s i o n a l   re c o n s tru c ti o n   o t e e th  a n d   j a w s   b a s e d   o n   s e g m e n ta t i o n   o CT   i m a g e s   u s i n g   wat e rs h e d   tra n s fo rm a ti o n Den t o m a x i l l o f a c i a l   Rad i o l o g y .   2 0 1 5 4 4 (4 ) 1 6.   [2 1 ]   In d ra s wari   R,  Ku ri ta   T,   Ari fi n   AZ,   Su c i a ti   N,  A s tu t i   ER,  Nav a s t a ra   DA.  3 Reg i o n   M e rg i n g   fo r   Se g m e n ta t i o n   o Te e t h   o n   Co n e - Be a m   Com p u t e d   To m o g ra p h y   Im a g e s IEEE   J o i n t   1 0 t h   I n te rn a t i o n a l   Con fe re n c e   o n   So ft   Com p u ti n g   a n d   In te l l i g e n S y s t e m s   (SCIS)  a n d   1 9 th   In te rn a ti o n a l   Sy m p o s i u m   o n   Ad v a n c e d  I n te l l i g e n t  Sy s te m s   (ISI S).  2 0 1 8 3 4 1 - 3 4 5 .   [2 2 ]   Che n g   Y.  M e a n   Sh i ft M o d e   Se e k i n g   a n d   Cl u s t e ri n g IE EE  tra n s a c ti o n s   o n   p a tt e rn   a n a l y s i s   a n d   m a c h i n e  i n t e l l i g e n c e .   1 9 9 5 1 7 (8 ):  7 9 0 7 9 9 .   [2 3 ]   Com a n i c i u   D,  M e e P.   M e a n   Sh i ft Rob u s A p p ro a c h   To ward   F e a tu re   Sp a c e   A n a l y s i s 2 0 0 2 ;     2 4 (5 ):  6 0 3 619.   [2 4 ]   O ts u   N.  Th re s h o l d   Se l e c ti o n   M e th o d   fro m   G ra y - L e v e l   H i s to g r a m s IEEE  t ra n s a c ti o n s   o n   s y s t e m s ,   m a n a n d   c y b e rn e ti c s 1 9 7 9 2 0 (1 ):  6 2 6 6 .   [2 5 ]   Pu s p a n i n g ru m   A,  Nur  N,   Riz a   O S,  Ari fi n   AZ.   Im a g e   th re s h o l d i n g   b a s e d   o n   h i e ra r c h i c a l   c l u s te r i n g   a n a l y s i s   a n d   p e r c e n t i l e   m e th o d   fo tu n a   i m a g e   s e g m e n ta t i o n Nus a n t a ra   J o u rn a l   o Com p u te rs   a n d   i ts   Ap p l i c a ti o n s 2 0 1 8 2 (1 ):  1 8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.