Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.6 ,   No .5 ,  Octo b e r  2 016 , pp . 21 67 ~ 2 175  I S SN : 208 8-8 7 0 8 ,  D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 5.1 025 4   2 167     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Wood Cl assifi cati on B a sed on  Edge Detections and Texture  Features Selection      Achm ad Fahr uroz i 1 , Sarifu ddin  Madend a 1 , Ern a s t uti 1 , D j at i K e ra mi 2   1  Computer Science Dep a rtment,  Gunadarma University , Indonesia  2  Departement o f  Math ematics,  University  of  In donesia, Indones i a      Article Info    A B STRAC T  Article histo r y:  Received Feb 21, 2016  Rev i sed  Ju l 19 ,  20 16  Accepte d  J u l 30, 2016      One of the p r op erties of wood is a m echanical  property ,  includ es: hardness,  strength, cleav age resistance, etc. Am ong these properties ther e that can be  m eas ured or es tim ated b y  vis u al obs ervation  on cross-sectional areas of  wood, which  is based on in ter-f iber dens ity ,  f i ber size, and  lin es that build   the   a nnua l rings.  In this pape r,  we propose d a  ne w wood qua lity   classification method based   on edge  detections. Edge  d e tection is applied to   the wood test images with the  aim to im provin g  the  characteris tics of wood   fibers so as to  make it easier  to di stinguish th eir quality .  Gray  Level Co- occurren ce Matr ix (GLCM) used to obt ain wood textur e features, while th e  wood quality   classification don e  b y  Naïve B a yes classifier.   Found in our   experimental res u lts  that the  f i rst-order  edg e  d e tection  is likely   to  provide a  good accur a c y  r a te and pr ecisio n . The second o r der edge de te cti on is high l y   dependen t  on th e choice o f  par a meters a nd tends to giv e  worse classificatio n   results, as filter i ng the or iginal wood  image, thus blurri ng ch aracteristics   related  to wood  density .  S e l ect i on of fe atures  o b tain ed from  co -occurren c e   m a trix is  also qu ite  aff ect ed  the  c l assific a tion  resu lts.   Keyword:  Ed ge det ect i o n   GLCM   Naïve - bayes cl assifier   Texture feature s   Wood  q u a lity classificatio n   Copyright ©  201 6Institute of  Ad v anced  Engineeri ng and Scien c e.  All rights re se rve d .  Co rresp ond i ng  Autho r :  Achm ad Fa hr u r ozi ,     C o m put er Sci e nce  Depa rt m e nt ,  Gun a d a rm a Univ ersity,  10 0  M a rg o nda  R o ad , Dep o k , West   Ja va, I n d one si a.   Em a il: ach m a d . fah r u r o z i12 @ g m ai l.co m       1.   INTRODUCTION  Th e d e term in atio n  of wood  q u ality  is  esp ecially  i m p o r tan t  fo r a m a n u f act urer  of  wood , as a m ean s o f   quality control whic h se rve s  to  determ ine the a p pr opriate price  for each wood  product a n d  maintai n   co nsu m ers’ con f i d en ce. Th e  q u a lity of  wood  is  n a turally  in fl u e n c ed  b y   sev e ral factors, in clu d i n g   th e  den s ity  o f  th e  wood  stru ct u r e fi b e r, sh elter, weat h e r an d  so   forth. Th erefo r e,  woo d   will h a v e  sev e ral of m ech an ical  pr o p ert i e s, t e xt ures , s h ape s  a n d  col o rs . T h e  det e rm i n at i o n  of  w o od  q u al i t y  can be  bas e d  on  seve ral   t h i n g s ,  i n cl udi ng sl op e of t h e  wo o d  f i ber [ 1 ] ,  de fect s i n  t h e w o o d ,  especi al l y  knot s [2]  o r  t h e m e chani cal  p r o p e r t i e s o f   w ood  [3 ], [4 ].  H a rdn e ss and   stif f n ess  are mechanical properties that fre qu ently observe d  and consi d ered to  d e term in e q u a lity  o f  wo od  [4 ], and  h a v e  p o s itiv e co rrel atio n  to  d e n s ity o f  wood  [5 ]. So  th e alleged  of  o b s erv a tio ns are b a sed  on  the d e n s ity b e tween  con s titu ent o f  ann u a l ring s. Th e nu m b er o f  lin es th at  b u ild  an nu al r i n g s  of f o u r - s eason s  w ood  usu a lly m o r e  th an  th e  w ood  in  two- season s r e g i on   or tropical. The distance   th e lin es  on  ann u a l  ring s  d e term in ed  b y  large-sm al l an d   d e n s ity th e co n s ti tu en t  fib e rs  o f  t h e  wood .  At th e sim p le st lev e l, th e assessm en t o f  q u a lity o f   woo d  carried  th ro ugh  v i su al ob serv ation  by   expe rt s w h o ar e expe ri ence d  [6] .  B u t  i t  i s  t e nd t o  be l e ss efficien t in  term s o f  tim e an d  effo rt.  Ov er th e ti m e ,   th e assessm en t o f  th e q u a lity o f  wood  can  also  b e  do ne in  th e lab o r ato r y, wh ere testin g  can  b e  eith er  d e stru ctiv e or  n ond estru c tiv e  [ 3 ]. A s  t h e d e velo p m en t o f  cur r e n t  tech no logy, th er e ar e lo t o f  r e sear ch  h a s b een  done to  re place the function  of t h e hu m a n eye as a tool of vis u al observ ations,  one of  whom  is use digital  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
     I S SN :20 88- 870 8  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 5 ,  O c tob e r  20 16   :   216 7–2 175  2 168 cam e ras. B y  usi ng a di gi t a l  cam era we can obt ai n a  di g ital im age of an object.  Di gital image obtaine d can be   read a n d p r oc essed  by  a co m put er, t o  su bse que nt l y   us e in the nece s s ary resea r ch. Digital im age-base d  researc h  has  b een de vel o pe d fo r co nsi d e r ing the cha r acteristics of the object  in a digital image that contains   th e obj ect.  Non d e stru ctiv e meth od s  related   to  woo d  qu ality tests h a v e  been   d o n e  su ch as b y   u s i n g   a wo od  im age base d  o n  t h e sl o p e  o f   t h e w o od  fi ber  [ 1 ]  o r  c o nsi d e r i n g t h e  n u m b er  of  de fect s a n d  t h ei r  di st ri b u t i o n s   [7 ]. Th is stu d y  fo cu ses on  th e classificatio n  o f   wood   qu ality u s in g  a wood  i m ag e, bu t is o b s erv e d  a test wo od  t e xt ure  by  u s i ng t e xt u r e feat ures  o f  w o od .  Text u r e  f eat ur es ob tain ed   by u s ing   Gray-Level Co-occ urre nce  Matrix  (GLC M) as an  ex tr acto r  wh ich  is im p l e m en ted  in Matlab  so ftware.  Tex t u r e featu r es  of  GLC M  th at   ofte n used in  researc h   of texture a n alysis are C ont ra st, Correlation, Inve rse  D i ff er en ce Mo m e n t  (I D M ),  Ent r opy ,  E n er gy  an d  H o m e geni t y  [ 8 ] - [ 1 3] . B e f o re  feat u r e e x t r act i o n,  edge  det ect i o n  carri e d ,  beca use t h e   characte r istics of the  edges  in a n  im age can  be  use d  to   represen t  th e im ag e to   furth e r an alysis and   i m p l e m en tatio n  [1 4 ] , an d  also  r e info r ces the o b s er vatio n   o f  f i b e r   d e n s ity an d  annu al rin g s   o n  th e  o f  w ood  were ob serv ed   in  th is st u d y .      2.   THEORITICAL CONCEPTS    2. 1.   Edg e  detections  Ed ge det ect i o n  i s  a  m e t hod  u s ed t o  gai n  an  edge c o nt ai ned  i n  an im age o b ser v e d . E dge  st at es l i m it  whe r e t h ere  ha s drast i c  cha n g e  of g r ay  l e vel  [15] . I n  ge ne r a l ,  edge det ect i on m e t hod i s  di vi de d i n t o  t w o ,  i e   first-o r d e r ed ge d e tectio n  meth od s (in c l u des Ro b e rts,  Prewitt an d  Sobel) an d  secon d -ord er edg e  d e tection  m e thod  (Canny and La placia n  of  Gaussian  filters). R obe rt s detector usi n g a  2x2 m a sk or  kernel,  whe r e the  d i fferen tial soug h t   b y   d i ago n a lly (4 5 and   13 5 d e g r ees) as illu strated in  t h e  Fig u re  1 .           Fi gu re  1.  R e l a t i ons hi p  bet w ee n i m age pi xel s   and  m a sk of  R obe rt s  ope rat o r       Th us, R obe rt s  o p erat o r   det e ct s t h e ed ges  i n  a di a g onal   di rect i o n. T h e  pi xel  i n t e nsi t y  val u es i n   matrices as Rob e rts  op erat o r   resu lts at po sitio n ( x, y )  on  th e  th is p a p e r is calcu l ated   b y  th e  form u l a:     r x , y |p 1 – p 4 | |p 3 –p 2 | (1 )   Mean wh ile, Prewitt an d So b e l are ed g e  op erato r s t h at use a 3x 3 k e rn el as  sh own  in th e Fig u re  2 .           Fi gu re  2.  Ke rn el  of  (a ) P r ewi t t  ope rat o r a n d  ( b )  So bel   o p erat ors       From  Fi g u re  2 ,  we  ca n see  t h at   bot h P r ewi t t  and  S obel   o p erat or  det ect s  t h e e d ges i n   vert i cal  a n d   ho ri zo nt al  di re ct i ons. C a nny   edge  det ect i o n  per f o r m  sm o o t h i n g i n  a d va nce u s i n g Ga u ssi an f u n c t i on  and i s   claim e d as the best edge  detection m e thod because it can capture both  e dge s of the strong and wea k   edge s,   but  has c o m p l e x com put at i on  and t i m e cons u m i ng [1 4] ,[ 1 6 ] .  Laplacian of Gaus sian (L oG) has a kernel size is   v a r i ed  an d r e qu ir e s    (si g m a ) as a  param e ter, w h ere  sigm a is pa ram e ter used in  L o G ’ s  fo rm ula [14] :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE I S SN :  208 8-8 7 0 8       Woo d  Cla ssifica tio n Ba sed on Edg e   Detection s   a n d   Textu r e Fea t u r es  S e lectio n  (Achma d  Fah r u r o z i)   2 169 LoG( x , y ) =    1        (2 )     Gene ral l y , t h e  rel a t i ons hi p  b e t w een  val u e  of si gm a and t h e si ze  of t h e  ker n el  t h at  i s   oft e n u s ed i s   si ze=cei l i ng ( 3 *si g m a )*2+ 1.     2. 2.   Gray-le v el co-occurrence  m a tri x  (GLCM)  Gray-Level C o -occ urrence   Matrix  (G LC M)  is a m e th o d  of ten used  in t h e text ure  analysis [17],  pr o pose d  by   Haral i c k i n   [1 8]  on  19 7 3  t h at  i n cl udes 1 4  feat ures t e xt u r e. GLC M  p r o duce s  feat u r es  whi c h  descri be well  t h e relations hip  of adjacency a m ong pixels in  an texture im age. The s e features extracte d  from   a  co-occ urrence matrix,  where  th e con s tru c tion  of th ese m a trices d e p e nd s  o n  sev e ral p a ra m e ters, in clud ing :   sp atial d i stan ce ( d ),  di rect i o n o r  a ngl e  or i e nt at i on ( θ ) an d  gray-limit s  ( G ). Sp atial  d i stan ce d e term in es  adjace ncy  di st ance am ong  pi xel s  o f  an i m age,  whi l e  t h e  di rect i o n det e r m i n es ho w t o   nei g hb o r i n g pi xel s  o n   the  specified direction. Gray-limits  para m e ter determ ines the size of the  co-occ urrence  matrix are generated,  as well p a rtitio n e d  i n ten s ity v a lu e con t ained  in th e en tire i m ag e to   p r o d u ce a m a tri x  th at is “conv erted ” .  Fi gu re  3 s h o w s an e x am pl e of t h e rel a t i o n s hi p  bet w ee n co-occ urrence matrix  cons truction a nd t h e s e lected  param e ter valu es.           Fig u re  3 .  Illu st ratio n of  GLC M  con s tru c tio ns: (a) m a trix  of im age I, (b) conve rted  m a trix, (c)  c o -occ urre nce  matrix  ob tain ed   b y  choo sing   d  =  1,  θ  = 0 a n d   G  =  8      A s   f i gu r e  above, Figur e  3 - a i s  a m a tr ix  r e presen tatio n of  an  im ag e I   w ith th e assu m p tio n   h a v e  gr ay  lev e l 0-255 ,  wh ile Fi g u re3-b d e scrib e s co nv erted  m a trix   b y   G   = 8 ,  with  ru les:  i n ten s ity  fro m   h * 2  to   ( h +1 )*( 2 -1)  cha nge d t o   ( h +1 ),  w h er e   h  = 0,1,2 ,   …,  6 ,  7.    2. 3   Naï v e-B aye s c l assifier   Naïv e-Bayes classifier wo rk s u s ing  t h e pri n cip l e o f  Naï v e-Bayes,  t h e co nd itio n a l pro b a b ility  to   ev en ts m u tu ally in d e p e nd en t. For ex am p l e g i v e n  th e task o f  classificatio n wh ich con s ists o f  t w o classes,  whe r e each cl ass is recogni zed or  determined by consi d eri ng three f eatures, the  Naïve-Bayes classifier  d e term in es an  ev en t or ite m  i n to  th e p a rticu l ar class b y  first calcu latin g  th e p r o b a b ility t h at an  ite m  g o e s in to   each a give n class, in this suppose that c 1  and c 2  are class, th en  th e p r obab ilities d e n o t ed  b y  Pr (c 1 | x )  and Pr  (c 2 | x ) .  Su pp ose  i t e m  x has t h e val u e o f  a part i c ul ar feat u r e, i e  f 1 , f 2  and f 3 . The n  t h e cal cu l a t i on i s  based  on t h e  assum p tion  of  inde pende n ce  of each feat ure  of a n  item  x, Pr (c i | x ) is  calcul a ted   by the  form ula :     Pr(c 1 |x ) =  Pr (c 1 |f 1 )* Pr (c 2 |f 2 ) *  Pr(c 1 |f 3 ) a n d     Pr(c 2 |x ) =  Pr (c 2 |f 1 )* Pr (c 2 |f 2 ) *  Pr(c 2 |f 3 )       (3 )    If Pr   (c 1 |x ) >  P r  (c 2 | x ) t h e n  the ite m  x would be  classified a s  a m e m b er of  the class c 1   an d vi ce versa .   If there a r e more tha n  two c l asses,  then the ite m will  be  placed into a class with  the greatest proba b ility.   Naï v e B a y e s cl assi fi er has t w o p r i m ary  out put s, i e  post e ri o r  m a t r i x  and  ve ct or p r edi c t i o n.  M a t r i x  cont ai ns t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
     I S SN :20 88- 870 8  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 5 ,  O c tob e r  20 16   :   216 7–2 175  2 170 p r ob ab ility th at so m e  ite m s  t o   b e  classi fied   to   b e lon g  to each  class, an d t h e  p r ed ictio n  vecto r  is a  v ect o r  th at   expresse d t h e c l ass chose n  for that item s .       3.   PROP OSE D  METHO D   In  th is st u d y  t h e classification  of woo d   b a sed  on  its qu ality b y  first ap p l yin g  edg e   d e tectio n  on  th e  ori g inal  wood im age. Edge  detecti on operators use d   in ou r propose d  m e thod  a r e  R obe rts, Sobel, Prewitt,  C a nny  an d L o G ( w i t h  som e  param e t e r val u e) . Ext r act i o n  of t e xt ure f e a t ures  per f o r m e d usi ng  GLC M  and  Naïv e Bayes is ad op ted  fo r cl assifyin g  th e differen t  qu aliti es o f  woo d . Th e p r op osed  meth od  is su mmarized  on  t h e  di ag ram  i n  Fi gu re  4  bel o w:           Fi gu re  4.  Sc he m e  of t h e  pr op ose d  m e t hod       In t h i s  m e t hod , we use  fo u r  t e xt u r al  feat ur e s , (i .e. C o nt ras t , C o rrel a t i o n,  Ener gy  an d H o m ogenei t y )   deri ved  fr om  the c o - o ccu rre n ce m a t r i x  wi t h  vari ou s val u e s  of  GLC M   p a ram e t e rs. We  ha ve f o ur  ki n d s  of   wood  quality (as e xpe rt  database, see Fi gure  4),  wher e  each type is c o m posed of  20 im ages, whi c h a r e  di vi de d i n t o  t w o  set s  (i .e . t e st  set  an d t r ai n i ng set ,  eac h c ont ai ni ng  1 0  i m ages).  GLC M  t e xt ure  feat ures  f r om   all images in the training set  are stor e d  as a  feature  databas e , that is then  use d  t o  pe rf or m  t h e cl assi fi cat i on o f   th e i m ag es in  th e test set. The wood  qu ality classifica tio n   resu lts ob tain ed  b y  Naiv e Bayes classifier will b e   com p ared  or  v e ri fi ed  by  t h e e xpe rt  cl assi fi cat i on res u l t s  t h a t  are i n  t h e ex p e rt  dat a base . A nd as  fi nal   out put   of   the propose d  c l assification method is the accuration rate , with  pre c ision are  opti ona l outputs. Ac curation rate  co m p u t e b y  d i v i d i ng  th e  nu mb er  o f  all correct p r ed icted  item s  in  test set  with  th e  n u m b e r of ite m s  in  t e st set.  Pr ecision  co mp u t e  d e p e nd   on  th e qu er y  ( i n ou r   p a p e r, th e po ssib l e  qu ery  is lab e l of  w o od  t y pe, i . e .  T F , F ,  M   and GG).      4.   WOO D  I M AGE  Th is sectio n   will b e  d i v i d e d  in to  two   p a rts. Th e first part sh ows d i fferen t  k i nd s of woo d  qu ality   b a sed   o n  v i su al tex t u r e feat u r es pres en t in  wood  im ag es th at will  b e  test ed .  Th e seco nd   p a rt  d i scu sses abou t  t h e res u l t s   of  v a ri o u s e dge  det ect i on m e t hods  o n   wo o d  i m age.    4. 1   Woo d  imag e  acquisit i o n   As t h e resul t s   of  wo od i m ag e acqui si t i on, we have  fo ur t y pes of  wo od  whi c h are  di st ing u i s hed  by   th eir q u a lity. T h ese i m ag es ar e p r ov id ed  b y   LE2 I  lab o rato ry, Un iv ersité d e  Bo u r go gn e,  Fran ce. Th ere  are 8 0   im ages fro m  8 0  sa m p les of wood, which are  grouped into  four types of quality  and each group consists of 20   sam p l e s. Fi gure 5 sho w s an e x am ple of  wo o d  im ages with  fou r  diffe rent q u alities. These im ages are grayscale   and i n   png  format, wherein appears the transv erse cross - sect i ons, whi c h r e veal  t h e annu al  ri ngs and t h e  ray s  of   woo d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE I S SN :  208 8-8 7 0 8       Woo d  Cla ssifica tio n Ba sed on Edg e   Detection s   a n d   Textu r e Fea t u r es  S e lectio n  (Achma d  Fah r u r o z i)   2 171     Figure  5. Im age of f o u r  q u alities of w o o d : (a) very  g o o d ,  (b ) g o o d , (c)  m e d i u m  and (d ) p o o r       4. 2   Edg e  detection imag es  The  pu rp ose  of  t h e ed ge  det ect i on ap pl i e d t o   t h e w o od  im ag e is to  furth e r streng th en  th e ap p e aran ces  of t h e  w o o d  t e xt u r e feat u r es  cont ai ne d t h e r ei n, especi al l y  t o  obt ai n t h e fi ber c o m posi t i on a nd t h e l i n es t h at   co nstru c t annual rin g s  th at are co n s id ered  as p a ram e ters t o  d e term in e th e q u a lity o f  wo od . Fi g u re 6  sh ow s  edge  detection results of se veral  m e thods (i.e. Robe rts,  S obel, P r e w itt, Canny and LoG) a pplied to  ori g inal   w ood  im ag e in  Figu r e  5- b.            Fig u re  6 .  Edg e  d e tection  resu l t s o f   sev e ral  o p erato r s: (a) Rob e rts, (b )  So b e l ,  (c) Prewitt, (d) Cann y an d (e)  LoG (with   p a ra m e ter  σ  = 0.66  an d size  5 )       We ca n  see in  Figure  6 that t h e  res u lts of  Sobel   and   Prewi tt o p e rators  h a v e  sim ilar ch aracteristics as   m e nt i oned i n  [ 14] . Im age of s econ d  o r der ed ge det ect i o n m e t h o d s ha ve ch aract eri s t i c s  m u ch  di ffe re nt  t h an t h e   r e su lts of  th e f i r s t o r d e r. Canny d e tecto r  g e ner a tes th e ed g e s in  b i n a r y  fo rmat, th at can  c a p t ur e th e str o n g  an d  weak e d ges,  but these e d ges  are ve ry  t h i n  com p ared t o   t h e ot hers  o p e r at or s res u l t s .  The  out put   of  LO G  o p e rator seem s lik e th e  orig inal i m ag e with   rein fo rcem en t on  th e v i ew  o f  fi b e rs.      5.   E X P ERIME N TAL RESULT    Th is sectio n   presen ts th e an alysis o f  GLCM tex t ure feat ures , effect of  change GLCM param e ters,   and cl assi fi cat i on re sul t s  u s i ng  o u r  pr op os ed m e t hod.  A s  expl ai ned i n  t h e fi rst  pa rt ,  t h at  t h i s  st ud y  was   conducted to c l assify wood  based on  its qua lity with a focus  on  utilizing the i m age of  the test wood. B ecause   pre v i o us re sear ch rel a t e d t o  t h e  m echani cal  p r o p ert i e s o f   wo od i s   do ne  by  usi n g ul t r as o n i c  waves ,  x -ray s  and   ot he r l a b o r at or y  equi pm ent  ( not   use  i m age o f   wo o d ) ,  t h e n  t h e c o m p ari s on  ag ai nst  t h e  res u l t s  i n  t h i s  pa per   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
     I S SN :20 88- 870 8  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 5 ,  O c tob e r  20 16   :   216 7–2 175  2 172 aren' t  do ne.  R e search  o n  t h e  im age of  w o od  i s  ge ne ral l y  per f o r m e d t o   det ect  w o o d  defect s  [ 1 ] , [ 7 ]  or t o   classif y  w ood   b a sed  on   sp eci es [9 ]- [1 3 ] . Ther efo r e, we pr esen t exp e r i m e n t al r e su lts of  cl assif i catio n   o f   w ood  dat a base  t h at   we  use i n  t h i s   pape r  were  i m pl em ent e d i n  s o m e  cl assi fi cati on m e t hod  b a s e d  on  w o od  s p eci es.    5. 1   Wo od Cl as si fi cati on of   Pr op osed Me th od   As explained  earlier that GLCM as fea t ures extract or has three parameters, i.e. spatia l distance ,   di rect i on and  gray  l i m i t s . The sel ecti on o f  di fferent  va lues of these para m e ters  can affect the res u lts of   statistical that calculate  from co-occurence  matr icex, th at  maybe  influence class i fica tio n results. Some edge   det ect i on  m e t hods al so co nsi d er t h e ori e nt a t i on t o wards  t h e edges, s o  i n  t h i s  paper, c h ange  of t h ese  t h ree  param e ters are considered for  texture features  extraction  that use as classification f eatures. Table 1  presents the  differences of  classific a tion result (as measured  by accuration ra te, precision, and running time) that  di st i ngui shed  b y  t h e use  of  ed ge det ect i on m e t hods a n d   t h e  sel ect i on of s p at i a l  di st ance. Accu rat i on rat e  and   preci si on are  present e d i n   p e rcent ,  and r u nni n g  t i m e   i n  second.  In t h i s  paper, we  p r esent  t h e average of   preci si on o f  al l  possi bl e q u eri e s (i .e. TF, F,  M  and G G ).       Tabl e 1. C l assifi cat i on R e sul t s vs Spat i a l  Di st an ce Val u e B a sed o n  Vari o u s  Edge  Det ect i o n M e t hods   Oper ator E v aluation  Spatial Distance   1 2  3  4  5  Rober t s  Accur a tion Rate  85   85   85   82. 5   85   Pr ecision 87. 412 6   88. 311 7   88. 311 7   86. 607 1   88. 311 7   Runnin g  T i m e   13. 699 7   13. 715 6   13. 708 0   13. 846 2   13. 695 3   Sobel  Accur a tion Rate  82. 5   87. 5   82. 5   85   82. 5   Pr ecision 86. 417 7   89. 393 9   86. 417 7   88. 690 5   87. 087 9   Runnin g  T i m e   44. 890 2   44. 944 2   44. 889 0   44. 817 0   44. 879 0   Prewitt   Accur a tion Rate  82. 5   87. 5   82. 5   85   85   Pr ecision 86. 417 7   89. 393 9   86. 417 7   88. 690 5   88. 690 5   Runnin g  T i m e   44. 897 1   44. 806 7   44. 890 0   44. 842 2   44. 832 1   Canny   Accur a tion Rate  80   75   52. 5   52. 5   47. 5   Pr ecision 80. 524 0   77. 638 0   50. 000 0   54. 155 8   46. 969 7   Runnin g  T i m e   23. 556 5   21. 998 9   22. 165 8   22. 182 0   22. 060 3   Lo G  Accur a tion Rate  77. 5   82. 5   77. 5   80   80   Pr ecision 77. 478 4   83. 018 6   77. 061 7   81. 095 6   82. 359 3   Runnin g  T i m e   18. 274 9   18. 229 5   18. 164 4   18. 195 9   18. 109 3       In Table 1 it can be seen that cha nges i n  t h e  val u e of s p at i a l di st ance param e ter doesn' t  gi ve a si gni fi cant   effect on the  classification results, wh ich  is characterize d  by a constant  percentage  of accuration  rate and  preci si on, except  for C a nny  operat o r .   W h i l e  t h e  im pact  o f  changes t o  t h e  G  against  classification results are  present e d i n  Ta bl e 2.       Tabl e 2. C l assifi cat i on R e sul t   vs Gray  Li m i t s  Val u e B a sed o n  Vari o u s E d g e  Det ect i on M e t hods   Operator  Hal  yang  Dia m ati   Gra y  li m its   8 16   32   64   128   Rober t s  Accur a tion Rate  85   82. 5   82. 5   82. 5   82. 5   Pr ecision 87. 412 6   86. 039 0   86. 417 7   86. 417 7   86. 417 7   Runnin g  T i m e   13. 699 7   14. 773 6   14. 980 4   15. 028 0   15. 436 7   Sobel  Accur a tion Rate  82. 5   82. 5   82. 5   85   80   Pr ecision 86. 417 7   86. 417 7   86. 417 7   87. 791 4   79. 711 5   Runnin g  T i m e   44. 890 2   45. 957 2   45. 914 6   45. 872 0   46. 283   Prewitt   Accur a tion Rate  82. 5   82. 5   82. 5   82. 5   82. 5   Pr ecision 86. 417 7   86. 417 7   86. 417 7   86. 417 7   86. 417 7   Runnin g  T i m e   44. 897 1   45. 835 3   45. 781 8   45. 880 8   46. 340 3   Lo G  Accur a tion Rate  77. 5   77. 5   77. 5   80   80   Pr ecision 77. 478 3   77. 478 4   77. 478 4   80. 833 3   80. 833 3   Runnin g   T i m e   18. 274 9   18. 376 8  18. 197 4   18. 339 0  18. 641 4       B a sed on t h e resul t s  obt ai ned i n  Tabl e 1 and Tabl e 2,  we can sum m ari ze t h at   R obert s operat o r   generally provi des the best classifi ca tion results, both in term s  of accura tion rate, precision,  running time and  the stability of level of  accu racy. Change the param e ters  of spatia l dis t ance and gra y limits not provide a   considerable influence on the  accurati on rate  and precision,  except on Canny  operator. T hus, the best value for  a param e t e r G  t h at  can be select ed i s  8, as  m e nt i oned i n  [19]  wi t h  t h e i n t e nt i on of red u c i ng t h e co m put at i on,  because the size of co-occurre nce  matrix is s m aller than the cu rre nt G value greater than  8.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE I S SN :  208 8-8 7 0 8       Woo d  Cla ssifica tio n Ba sed on Edg e   Detection s   a n d   Textu r e Fea t u r es  S e lectio n  (Achma d  Fah r u r o z i)   2 173 Furt her  a n al y s i s  carri e d   out  o n  t h e a ngl e  o r i e nt at i o n   p a ram e t e r and  R obe rt s  ope rat o r ,   due  o n l y   R obe rt s o p erat or  usi n g a  di ago n al  di rect i o n  t o  t h e det e rm inat i on  o f  t h e e dge a n d gi ve t h e be st  cl assi fi cat i o n   resu lt con s tan tly. Th en   research   d i d   b y  usin g  th e features GLCM wit h  th e  p a ram e t e rs ob tain ed  fro m  a  di ag onal  di rect i on,  i e   45  an d  13 5  de grees .  R e sul t s  o f  cl as si fi cat i on  by   u s i n g  t h e i m age o f  R o be rt s  op erat o r   sho w n i n  Ta bl e 3.       Tabl e  3. T h e  E ffect   of  C h a ngi ng  F eatures  Se lection on R oberts Im age  Dir ection  Spatial Distance 1 2  0,  45,  90 and 135   85   85   45 and 13 5   87. 5   85       It can be seen  from  Table 3 that  t h e cl assi fi cat i on res u l t s  us i ng t h e feat ure s  from  t h e di rect i on 4 5  an d   135 degrees with  the  spatial distance  1  provides  a better accuration rate  than   using all  the features that come   fr om  t h e fo ur  d i rect i ons  o f   GL C M  on  R o bert s i m age.    5. 2   Wo od Cl as si fi cati on of   O t he r  Me th od   C l assi fi cat i on m e t hod u s ed  h e re i s  t h e cl assi fi cat i on of  wo od  base d on s p eci es, pr op ose d  by  M oha n   S.  i n  [ 12] . Thi s   m e t hod   use s  C a nny  ope rat o r  at   p r e- p r oces si ng st age  a n d uses  t h ree  t e xt ure feat u r es of  GLC M   i e  C ont rast , E n t r o p y ,  an d St an dar d  De vi at i o n .  The n u m b er of fe at ure s  use d  i s  30 , beca us e i t  uses bl oc k im age   from   the origi n al im age. Cla ssifier is used  Pears on c o rr elation factor. T o  determ ine  the class of an image in    test set (herein a fter refe rre d to test sam p le), calcula ted  th e co rrelation  facto r  b e t w een  t h e test sa m p le  with  each im age in  training set.  Suppose t h e  highest c o rrelation  factor is  with a n  im age include d i n  the   class K,  then test sa m p le classified as wood  of cla ss K. Th is m e th od  lo ok s like k - NN classi fier with  correlatio n   distance a n d  k  = 1 .  Th e d a tab a se an d th e t e st set d e scri bed   o n  t h ird  part in  th is  p a p e r im p l e m en ted  to  th is   m e t hod t h en c o m p ared t h e  re sul t s  wi t h   o u r  pr o pose d  m e t hod . C l assi fi cat i on  res u l t s  o f  t h i s  m e t hod  pre s ent e d   in  Tab l e 4, where ite m s  in  th e train i ng  set be n u m b e red   fro m  0 1  to  40  an d  item s  in  th e test set b e  n u m b ered   fr om  41 t o  8 0 .       Tab l e 4 .  Im p l emen tatio n   Resu lts  of D a ta  of Wood -Based   Q u ality on  M o h a n ' s Classificatio n  Method  Sa m p le   Test   Highest  Correlation  Closest  Neighboor   Prediction  Class  Actual   Class    Sa m p le  Test   Highest  correlation  Closest  Neighboor   Prediction  Class  Actual  Class  41  0. 9999   04   T F   T F     61   0. 9998   26   M  M  42  0. 9984   37   GG  T F     62   0. 9997   01   T F   M  43  0. 9999   04   T F   T F     63   0. 9998   22   M  M  44  0. 9982   37   GG  T F     64   0. 9994   16   F  M  45  0. 9999   04   T F   T F     65   0. 9999   24   M  M  46  0. 9996   05   T F   T F     66   0. 9998   23   M  M  47  0. 9995   06   T F   T F     67   0. 9995   15   F  M  48  0. 9995   02   T F   T F     68   0. 9996   28   M  M  49  0. 9997   03   T F   T F     69   0. 9999   24   M  M  50  0. 9974   38   GG  T F     70   0. 9999   23   M  M  51  0. 9998   19   F  F    71   0. 9995   37   GG  GG  52  0. 9992   15   F  F    72   0. 9998   38   GG  GG  53  0. 9998   13   F  F    73   0. 9994   37   GG  GG  54  0. 9998   19   F  F    74   0. 9998   38   GG  GG  55   0. 9999   19  F  F    75   0. 9988   15  F  GG  56  0. 9996   15   F  F    76   0. 9993   31   GG  GG  57   0. 9998   13  F  F    77   0. 9991   15  F  GG  58  0. 9998   19   F  F    78   0. 9989   31   GG  GG  59  0. 9998   13   F  F    79   0. 9998   37   GG  GG  60   0. 9954   39  GG  F    80   0. 9995   38  GG  GG  Accur a tion Rate =  77. 5   Runnin g  T i m e   = 2 7 . 0946   Pr ecision = 80. 85  Accur a tion r a te an d pr ecision ar e in p e r cent,   r unning tim e  ar e in second      In Table  4 a bove, t h e closest  sam p le in ques tion is a n   obje ct or im age in the traini ng set  that ha s the   h i gh est correlatio n   v a lu e ag ai n s t to  test samp le co m p ared to  o t h e r  obj ects in  th e trai n i ng set. It can  b e   seen  that the accura cy and precision of cl assification m e thod  by M oha n S is qui t e low, and  no  single type of  wood  that has  a  preci sion up t o   100%.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
     I S SN :20 88- 870 8  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 5 ,  O c tob e r  20 16   :   216 7–2 175  2 174 6.   CO NCL USI O N   B a sed o n  t h e cl assi fi cat i on re sul t s  obt ai ne d,  edge  det ect i on  m e t hod o f  t h e  fi rst  or de r gi ve s t h e im age  that characte r izes the sprea d   of  fibe r which  is good  for eac h wood  group. Canny are less suitable for use i n   the case of  wood classification base d on quality, because  it captures the  weak e dge  t h ough, so obsc ure the   charact e r i s t i c  that  can  di st i n g u i s h am on g t y pes o f   wo o d . P r e- pr ocessi ng  usi n g e dge  det ect i on m e t hods  i n  o u r   pr o pose d  m e t h od , especi al l y  t h e fi rst  orde r, gi ve a fai r l y  goo d cl assi f i cat i on resul t s .  R obert s o p er at or i s   relatively  m o re  efficient beca use of  t h e n u m b er  of  feat ures  use d  can  be  re duce d  t o  hal f  a nd  p r o v i d e t h e  bet t e r   accuration  rate on  spatial dist ance of  1, a n d gene rally its  perform a nce is com p arable  to othe rs detect or that  use m o re  feat ures .  Wo o d  c l assi fi cat i on  m e t hod  base d  o n  s p eci es  b y  M oha n  S.  l e ss s u i t a bl e i f  i t  i s   i m p l e m en ted  to  th e  d a ta in  t h is stud y th at is wood -b as ed   q u a lity. It is alleg e d  th e  u s e  of Cann y op erat o r  and   because the  da ta characte r istics of  w ood-bas ed s p asies  not t h e sam e  as th e  data c h aracteri s tics of wood-base d   q u a lity th at u s ed  in  th is study. Th e selection  of featur es t h rou g h  th e  d e term in atio n  o f   th e p a ram e ters th at   construct  GLC M  also very i m portant beca use quite a ffec t s the accuracy  and  precisi on  from  the classification  process ,  es pecially that use R obe rt s ope rat o r   i n  pre - p r ocess i ng st age.       REFERE NC ES   [1]   R. W. Atmaja , et al. , “The Detection of Straight and Slant  Wood Fiber Th rough Slop Ang l e Fiber Featur e,”  TELKOMNIKA Indonesian Journ a l of  Electrical  Engineering,  vol/issue: 14(2) , pp . 318-322, 2015.  [2]   W. Lin and J. Wu, “Nondestructive Testing of  Wood Defects Based on Stre ss Wa ve Techno log y ,”  TE LKOMNIKA   Indonesian Jour nal of Elec trical Engineering,  vol/issue: 11(11) , p p . 6802-6807 , 2 013.  [3]   T. R .  Mard ikan t o , e t  a l . , “ Sifa t Mekanis  Ka yu ,”  PT Penerbit IPB  Press, 2011.  [4]   L. Karlin asari, “Non-destructiv e ultr asonic testin g method for determining  bending strength properties of Gmelina  wood (Gmelina  arborea) ,”  Journ a l of Tropical  Forest Science,  vo l. 20 , pp . 99-104 , 2008 .  [5]   J .  Baan,  et al,  “Prediction of Mechanical Propert ies-Modulus of  Ru pture and Modulus  of Elasticity - of Five Tropical  S p ecies  b y   Nond es truct i ve M e tho d s , ”  M a de ra s,  Ci e n ci a  y Te c n ol og i a , vo l/issue: 1 7 (2), pp . 239-25 2, 2015 .  [6]   V.  Bucur,  “ Nond estructive Chara c terization  and I m aging of Wood ,” Spring er-Verlag Ber lin  Heidelberg, 2003 .  [7]   H. I. A .  Wibo wo and F. Mer i audeau, “Rule- Based Wood Knot Defect  Image Classificatio n,”  Proc.  Mast ers  Erasmus Mundus in Vision  &  Ro botics M eeting  Day , pp . 87-91 ,  2010.  [8]   P. Mohanaiah ,   et al. , “Image Textur e Featur e Extraction Using GLCM App r oach,”  International Journal o f   Scien tifi c and  R e search Publ icat i ons,  vol/issue: 3( 5), 2013 .  [9]   P r as eti y o,  et al. , “A Co mparativ e Stud y  of Featu r e Extr acti on Methods for Wood Textur e Classification,”  Proc. o f   the 6th In ternational Conferen ce on Signal Im age  Technolog y and Internet  Based Systems ( S ITIS) , pp. 23-29,  2010.  [10]   J.  Y.  Tou,   et al. , “Rotational inv a rian t wood species r ec ognition  through wood species verif i cation,”  Proc. o f  t h e   1st Asian Conference on Intel lig ent Information  and Dat abase Systems, ( D S ‘09 ) , IEEE  Xplore P r ess, Dong Hoi ,  pp. 115-120 , 20 09.  [11]   Brem ananth R. ,   et al. , “Wood Species Recog n ition S y st em ,”  International Journal of  Computer, Electrical,  Automation ,  Co ntrol and In formation  Engineerin g , vol/issue: 3(4) , 2009 .  [12]   S. Mohan,  et  al. , “An Intellig ent  Recogn ition  S y stem  fo r Ident i fi cat ion of Wood  Species,”  Journal of Computer   Scien c e , vol/issue: 10(7) , pp . 123 1-1237, 2014 .  [13]   S. Mohan,  et al. , “Wood Species Identification  S y stem,”  Inter national  Journal of Engin eerin g and Computer  Scien c e , vol/issue: 3(5) , pp . 5996 -6001, 2014   [14]   M. Juneja and S. Shandu, “Perfor m an ce Evalu a tio n of Edge Detection Techni ques  for Images in Sp atial Domain,”  International Jo urnal of Com puter Theory amd  Engineering ,  vol/issue: 1(5), pp. 6 41–621, 2009 .  [15]   R. C. Gonzalez  and R.  E. Woods, “D igital Image  Processing Third  Edition,”  New   York, Pearson P r entice H a ll, 200 8.  [16]   R. Maini and H. Agwaral, “ S tud y  and Com a pri s on of Various  Image Edge  Det ect ion Techn i qu e,”  International  Journal of Image Processing ( I JIIP) ,   vol/issue: 3 ( 1), 2009 .   [17]   M. Venkatar a mana,  et al .,  “A Review of Recent Text u r e Classification: Meth ods,”  IOSR Jou r nal of Computer   Engineering ( I OSR-JCE) , vo l/issue: 14(1) , pp . 54 -60, 2013 .   [18]   R. M. Haralick,  et al . ,  “ T extua l  F eatures  of I m ages  Clas s i fic a tion , ”  IEEE Transaction on Systems, Man and   Cybernatics , vol/issue: 3(6) , pp .  610-621, 1973 .    [19]   A. Fahrurozi,  et al.,  “Wood Texture Features Extraction b y  Using GL CM Co mbin ed With Various Edge Detectio n   Methods”,  In The 2016 Interna tional Congress on Theoretical  and Applied M a thematics, Physics  &   Chemistry  ( T he Science 20 16) , April 2016.                  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE I S SN :  208 8-8 7 0 8       Woo d  Cla ssifica tio n Ba sed on Edg e   Detection s   a n d   Textu r e Fea t u r es  S e lectio n  (Achma d  Fah r u r o z i)   2 175 BIOGRAP HI ES  OF AUTH ORS          Achm ad Fahrurozi – has receiv e d B.S. degre e  i n  Mathem atics f r om  Universit y  of Indonesia in  July  2009 , M.S. in Mathematics  from University  of Indon esia in Januar y  2012, and the Ph.D .  degree from Gunadarma Univer sity  – Indonesia, in  2016. His areas of Intere st also include  image  processing, coding  theor y   &  stat i s tics.  Em ail:  a c h m ad.fahruroz i 12 @gm a il.com       Prof. Sarifuddin  Madenda - Currently  Dir ecto r  of High School of Computer Scien ce and   Management Jakarta (STMIK Jaka rta STI&K).  He received  the B. S .  degr ee fro m  Univers i t y   o f   Indonesia, in 19 89, the M.S. degree from Institut e National des  Sciences  Appliquées de  Ly on   (INSA de Ly on)  – French, in 19 92, and  the Ph.D . degree from  University  of B u rgund y  -  French,  in 1995. From 1995 to 1996 , he  was a Research   Asso ciate at LIESIB  Laborator y  -  University  of  Burgund y .  In 1997, he becam e a Lec t urer i n  Com puter Sc ienc e Departm e nt, Gunadarm a  University  – In donesia. From 2002 to 2007, he  was a research er at Academic Resear ch   Consortium  on digita l im aging ,   video,  audio  and  m u ltim edia (Co R IMedia),  Cana da. His res earc h   inter e s t s  are im a g e proces s i ng: i m a ge com p res s i on, color im agin g, im age dat a bas e  and s earch ing,   m e dical im age  anal ysis, im ple m enting of im age processing al gorithm s  on  FPGA for real time  image an aly s is.  Em ail: sarif@sta ff.gunadarma.ac.id           Dr. Ern a stuti -  has received   B.S. deg r ee in   Mathematics f r om University of Indon esia  in   Decem ber 1985, and the M.S. in  Com puter Scie nce from  Universit y  of Indon esia, in Jul y  1994 ,  and PhD degrees in Computer Science from Guna darma University , Indonesia,  in  April 2008. Sh e  is  curren t l y   an  as s o cia t e  prof es s o r in th e f acul t y  of  com puter s c ien ce  and Inform atio n   Engineering, G unadarma Univ ersity . Her  curr ent  r e s ear ch in t e res t s  in clude  g r aph th eor y  and  combinatorial o p timization, gr a ph-theoretic interconnection  n e twor ks, parallel and distributed  computing,  and  design and  an alysis of  algor ithms. Email: er n a s_tuti@ y a hoo.co.id                   Djati Keram i  - rece ived the Doct or degree in in fo rm atics from  Institut e  Nationa l Pol y te chnique de   Toulouse, France, in 1985. He is working at Math ematics Department Univ ersity  of Indonesia as  a profes s o r.  His  curren t  r e s ear c h  int e res t s  in clu d e m a them at ic al  m odeling  in bi oinform a tics   an d  im age proc essin g  algor ithm s . E m ail: d j at ikr@sc i.ui .a c.id     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.