I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 1 7 ,   p p .   2 5 5 5 ~ 2 5 6 4   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 1 . p p 2 5 5 5 - 2564          2555       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n l in e/in d ex . p h p /I JE C E   SVM  Clas sifica ti o n of MRI  Bra in  I m a g es for  Co m p uter - Ass isted Diag no si s       M a din a   H a m ia ne 1 F a t e m a   Sa ee d 2   De p a rt m e n o f   T e le c o m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g ,   A h li a   Un iv e rsity ,   M a n a m a ,   Ba h ra in       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct   22 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   J an   11 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u l   2 6 ,   2 0 1 7       M a g n e ti c   Re so n a n c e   Im a g in g   is  a   p o w e rf u tec h n iq u e   t h a h e lp in   th e   d iag n o sis  o f   v a rio u m e d ica c o n d it io n s.  M RI   Im a g e   p re - p ro c e ss in g   f o ll o we d   b y   d e tec ti o n   o f   b ra in   a b n o rm a li ti e s,  su c h   a b ra i n   t u m o rs,  a re   c o n sid e re d   in   th is  w o rk .   T h e se   i m a g e a re   o f te n   c o rr u p ted   b y   n o ise   f ro m   v a rio u so u rc e s.  T h e   Disc re te  Wav e let  T ra n s f o r m (DWT w it h   d e tails  th re sh o ld i n g   is  u se d   f o e ff icie n n o ise   re m o v a f o ll o w e d   b y   e d g e   d e tec ti o n   a n d   th re sh o ld   se g m e n tatio n   o f   th e   d e n o ise d   i m a g e s.  S e g m e n ted   i m a g e   f e a tu r e a re   th e n   e x trac ted   u sin g   m o rp h o l o g ica o p e ra ti o n s.  T h e se   f e a tu re a re   f in a ll y   u se d   to   train   a n   im p ro v e d   S u p p o rt  V e c to M a c h in e   c las sif ier  th a u se a   Ga u ss sia n   ra d ial  b a sis  f u n c ti o n   k e rn e l.   T h e   p e rf o rm a n c e   o f   th e   c las si f ier  is  e v a l u a ted   a n d   t h e   re su lt s o f   th e   c las sif ica ti o n   sh o w   th a th e   p r o p o se d   sc h e m e   a c c u ra tel y   d isti n g u is h e n o rm a b ra in   i m a g e f ro m   th e   a b n o rm a o n e a n d   b e n ig n   les io n f ro m   m a li g n a n tu m o u rs.  T h e   a c c u ra c y   o th e   c la ss i f ica ti o n   is  sh o w n   to   b e   1 0 0 %   w h ich   is  su p e rio t o   t h e   re su lt s rep o rted   i n   t h e   li tera tu r e .   K ey w o r d :   Dis cr ete  w av ele t tr an s f o r m   su p p o r t v ec to r   m ac h in C las s i f ier   Featu r ex tr ac tio n     MRI  b r ain   i m a g p r o ce s s i n g   I m ag s e g m e n tatio n       Co p y rig h ©   2 0 1 In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma d in Ha m ian e   Dep ar te m en t o f     T elec o m m u n icatio n   E n g i n ee r in g ,   Ah lia  U n i v er s it y ,   Ma n a m a,   Ki n g d o m   o f   B ah r ain   E m ail:  m h h a m ia n e @ ah l ia. ed u . b h       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   th e   f ield   o f   m ed ici n e,   m ed ical  I m a g p r o ce s s i n g   an d   a n al y s i s   h as  e x ce s s i v s ig n i f ica n ce .   I h as   ar is en   a s   o n e   o f   t h g r ea tes s ig n i f ica n to o ls   to   d etec as   w ell   as  id en ti f y   m an y   d i s o r d er s .   I en ab les   b o th   d o cto r s   an d   r ad io l o g is ts   to   r ea ch   s p ec if ic  d ia g n o s is ,   b y   v is u alizi n g   a n d   an al y zi n g   t h i m a g e.     C o m p u ter - Ai d ed   Diag n o s i s   ( C A D)   is   m et h o d   th at  is   g ai n in g   i m p o r tan ce   in   t h d a y - to - d a y   li f e.   I t   ca n   h elp   r ad io lo g is ts   p r ec is el y   r ea d   i m a g e s   an d   d etec p r o b ab le  f i n d in g s   to   a v o id   i m p r o p er   u n d er s ta n d in g   o f   lesi o n s .   Ho w ev er ,   it  i s   e s s e n ti al  to   p o in t   o u t   th at   C AD  s y s te m s   ca n   o n l y   p r o v id a   s ec o n d   o p in io n   a n d   ca n   b y   n o   m ea n s   r ep lace   r ad io lo g is ts   o r   p h y s icia n s .       T h er ar e   m a n y   i m a g i n g   te ch n iq u es  f o r   th h u m an   s o f tis s u an ato m y ,   s u c h   as  C o m p u ted   T o m o g r ap h y   ( C T ) ,   m a m m o g r a m   f u n ct io n ,   Ma g n e tic  R eso n an ce   I m ag i n g   ( MRI)   a n d   s o   o n .   T h f o cu s   o f   th i s   w o r k   i s   o n   MRI  i m a g es.  M R I   is   m ed ical  i m a g i n g   tec h n iq u th at  ta k es  i m a g es  o f   t h in s id o f   th h u m a n   b o d y .   I is   p ain - f r ee ,   n o n - ag g r es s i v e,   n o n - r ad io ac tiv tech n iq u f o r   v is u aliz in g   d e tailed   in f o r m atio n   r eg ar d in g   t h t u m o r s   a n d   a b n o r m alitie s   w it h o u t a n y   h u m a n   i n v o l v e m en t.    I n   d ig ital  i m a g p r o ce s s i n g ,   i m ag d e - n o is i n g   is   a n   i m p o r t an p r o ce d u r to   o b tain   q u alit y   i m ag e s ,   an d   en h a n ce   an d   r ec o v er   d etailed   in f o r m a tio n   t h at  m i g h b h id d en   in   t h d ata.   I r em o v es  th n o i s th at  i s   ac q u i r ed   b y   t h i m a g d u r in g   its   ac q u i s itio n   o r   tr an s m is s io n .   T h is   n o is e   is   a n   o b s tacle   f o r   ef f icien t   i m a g e   p r o ce s s in g   s i n ce   it  g i v es   p o o r   i m ag e   q u al it y .     Me d ical   i m ag e s   ar a ls o   co r r u p ted   by   n o is th at   lo w er s   th e   v is ib il it y   o f   lo w   co n tr a s o b j ec ts   a n d   cr ea te s   u n d esira b le  v is u al  q u alit y .   T h d e - n o is i n g   p r o ce s s   f ac ilit ate s   t h e   i m a g class if icatio n   ac c u r ac y   an d   en h a n ce s   th m ed ical  d iag n o s is .     T h o b j ec tiv o f   t h i s   w o r k   is   to   p r o v id a n   a u to m atic   d iag n o s t ic  to o t h at  w i ll  h el p   m ed ical  p r ac titi o n er s   in   d ia g n o s in g   b r a in   les io n s   b y   d is ti n g u i s h in g   t h e m   f r o m   n o r m al  b r ain   t is s u e.     T h f ir s s tep   i s   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 7   :   2 5 5 5     2 5 6 4   2556   en h a n ce   t h MRI  I m a g es  b y   d ev elo p in g   th eir   ap p ea r an ce   an d   r em o v in g   t h u n u s u a p atter n s   ca u s ed   b y   n o i s e   f r o m   th i n ter f er e n ce   o f   d if f e r en s o u r ce s .   T h is   w ill  r esu l in   an   alter n at iv i m ag w i th   en h a n ce d   an d   m o r n o ticea b l y   s tr u ctu r e s .   T h s ec o n d   p ar o f   th is   w o r k   i s   to   ex t r ac i m p o r tan t   i m a g f ea t u r es  f r o m   th e   d e - n o is e d   i m a g es  a n d   u s t h e s i m a g e   ch ar ac ter is tic s   in   t h cla s s i f icatio n   o f   t h MRI  i m a g es.  T h is   w i ll  as s is t h e   m ed ical  s p ec iali s t in   t h i n ter p r etatio n   o f   MRI  B r ain   i m a g es.       2.   M E T H O DO L O G AND  R E SU L T S   2 . 1 .   I m a g Da t a ba s e:   MRI  b r ain   i m a g es  u s ed   i n   t h is   w o r k   w er s elec ted   f r o m   Har v ar d   Me d ical  Sch o o l   Data b ase  [ 1 ]   w h ic h   is   w eb - b ased   d atab ase  th at  co n tai n s   lar g v ar iet y   o f   MRI  b r ain   s lice  i m a g es.  T h d atasets   u s ed   i n   th is   w o r k   co n s i s ts   o f   T 2 - w ei g h ted   MRI  b r ain   i m ag e s   in   a x i al  p lan e.   T 2   m o d el  w as  c h o s e n   in   t h i s   w o r k   s i n ce   T 2   im a g es a r o f   h i g h er - co n tr ast an d   clea r er   v is io n   co m p ar e d   to   o th er   m o d alities .     T h n u m b er   o f   MRI  b r ain   i m a g es i n   t h i n p u t d atase t is  Fo r ty .   T w en t y   ar o f   w h ic h   ar n o r m al  b r ai n   i m a g es  a n d   t w e n t y   o f   ab n o r m al  b r ain   i m ag e s .   T h ab n o r m a b r ain   M R   i m ag e s   o f   t h d at aset  co n s is t   o f   t h e   f o llo w in g   d i s ea s es:   A c u te  s tr o k e,   A lz h ei m er 's  d is ea s e,   C er e b r al  T o x o p las m o s is ,   C h r o n ic  s u b d u r al  h e m ato m a,   H y p er ten s iv e n ce p h alo p ath y ,   L y m en ce p h a lo p ath y ,   Me tas tatic  b r o n ch o g en ic  ca r cin o m a,   Mu ltip le  s cler o s is ,   Sar co m a,   Su b - ac u te  s tr o k e,   Mu ltip le  e m b o lic  in f ar ctio n s ,   Fatal  s tr o k e,   Mo to r   n eu r o n   d is ea s e,   P ick 's  d is ea s e   an d   Her p es  en ce p h alit is     2 . 2 .   P re - P ro ce s s ing :   M RI I m a g deno ing     T h Dis cr ete  W av e let  T r an s f o r m s   ( DW T )   d ec o m p o s iti o n   w as   u s ed   alo n g   w it h   t h r es h o ld in g   tech n iq u es   [ 2 ]   f o r   e f f icien n o is r e m o v al.     T h M A T L A B   w av ele to o lb o x   w a s   u s ed   f o r   th i s   p u r p o s e.   T h w a v elet b ased   m et h o d s   u s ed   f o r   d en o is in g   ar d ep icted   in   Fi g u r 1   b elo w   a n d   ca n   b s u m m ar ized   as:      Dec o m p o s e:  C h o o s w av e le an d   d ec o m p o s itio n   le v el  N .   C o m p u te  th w a v elet  d ec o m p o s itio n   o f   th i m ag d o w n   to   le v el  N.     T h r esh o ld   d etail  co ef f icie n ts : Fo r   ea ch   lev el  f r o m   1   to   N,   th r esh o ld   th d etail  co ef f icie n t s .       R ec o n s tr u ct:  C o m p u te  w a v ele r ec o n s tr u ctio n   u s i n g   th o r ig in al  ap p r o x i m atio n   co ef f icien t s   o f   lev el   an d   th m o d i f ied   d etail  co ef f icie n ts   o f   lev el s   f r o m   1   to   N.                                     Fig u r 1 .   W av elet  I m ag De n o is in g         Af ter   d ec o m p o s i n g   t h o r ig i n al  i m a g th a is   s h o w n   in   Fi g u r e   2 ,   in to   its   ap p r o x i m a tio n   an d   d etail  co ef f icie n t s   as  s h o w n   i n   Fi g u r 3 ,   all  th d etail  co ef f icie n t s   ( Ho r izo n tal,   d iag o n al  a n d   v er ti ca d etails)  o f   ea c h   lev el  ar t h r es h o ld ed   ac co r d i n g   to   th r e s h o ld i n g   m et h o d   an d   t h r esh o ld i n g   v al u e.   D if f er en t   th r e s h o ld   m et h o d s   an d   d if f er en th r es h o ld   s elec tio n   v alu e s   av a ilab le  i n   M A T L A B   DW T   to o l b o x   w er co m p ar ed .   T h e   th r es h o ld   m et h o d s   a v ailab le  ar e:  Har d   an d   So f t h r es h o ld ,   w h ile   t h t h r esh o ld   s elec tio n   v alu e s   ar e:  Fix ed   f o r m   t h r es h o ld ,   P en alize   h i g h ,   P en alize   m ed iu m ,   P en aliz lo w   a n d   B al.   s p ar s it y - n o r m   ( s q r t) .   T h n o is e   co r r u p tin g   t h i m a g es  w a s   as s u m ed   to   b w h ite  a n d   th u s   th av ailab le  s tr u ct u r o f   u n s ca l ed   w h ite  n o is w a s   co n s id er ed   f o r   th test   e x p er im en ts   o f   t h i s   w o r k .       MRI  B r ain   I m a g e   A p p l y   DW T   A p p l y   I n v er s DW T   R ec o n s tr u cted   Den o i s ed   MRI  B r ain   I m ag e   R e m o v n o is f r o m   d etail  co e f f icien ts     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S V M C la s s if ica tio n   o f MR I   B r a in   I ma g es fo r   C o mp u ter - A s s is ted   Dia g n o s is   ( Ma d in a   Ha mia n e )   2557   Af ter   d e n o is i n g ,   th e   t h r esh o l d ed   d etail  co ef f icien t s   t h e s e   w er u s ed   to g et h er   w i th   t h o r ig in a ap p r o x im a tio n   co e f f icien t   to   r ec o n s tr u ct   t h e   d en o is ed   i m a g e   as  s h o w n   i n   F ig u r e.   4 .   T h ef f ec tiv e n e s s   o f   t h e   d en o is in g   p r o ce s s   is   m ea s u r e d   th r o u g h   t h u s e   o f   th e   t h r ee   m etr ic s P ea k   Si g n al  to   No is e   R atio   ( P SNR ) ,   Sig n al  to   No is R at io   ( SNR )   a n d   th e   Me a n   Sq u ar ed   E r r o r   ( MSE )   [ 3 ] - [ 5 ] .         Fig u r 2 .   Or ig in al  M R I   b r ain   i m ag e           Fig u r 3 .   A p p r o x i m a tio n   an d   d etail  co ef f icie n t s           Fig u r e   4 .   Den o is ed   i m a g e       T h d e - n o is i n g   is   co n s id er ed   ef f ec tiv e   w h e n   t h h i g h e s v a lu es  o f   P SNR   a n d   SN R   a n d   t h lo w est   v alu e   o f   MSE   ar r ea c h ed   c o n cu r r en tl y .   T h v al u es  o f   MSE ,   SN R   a n d   P SNR   o b tai n ed   f r o m   d en o i s in g   a   s a m p le  n o r m al  MRI  b r ain   i m ag b y   ap p l y in g   DW T   ap p r o a ch   w it h   d i f f er e n w a v elet  t y p es  an d   t h r es h o ld in g   tech n iq u es  ar s h o w n   i n   T ab le  1 T a b le  2 ,   T a b le  3   an d   T a b le  4 .   T h w av ele t y p es   th a wer u s ed   ar e:  Haa r ,   Dau b ec h ie s   ( d b 2   an d   d b 4 ) ,   Sy m let  ( s y m 2   an d   s y m 4 ) ,   C o i f le ( co if 1 ) ,   B io r th o g o n al  ( b io r 1 . 1 ,   b io r 3 . 1 ,   r b i o 1 . 1 )   an d   d m e y .   T h v alu e s   in   th e s e   t ab les  r esu lt  f r o m   t h ap p licatio n   o f   s o f an d   h ar d   th r es h o ld i n g   to   th d etails  o f   th f ir s t a n d   s ec o n d   DW T   lev el  d ec o m p o s itio n   o f   t h i m a g e.   C o m p ar is o n s   b et w ee n   t h d e - n o i s i n g   r e s u l ts   in   ter m s   o f   t h co m p u ted   v alu e s   o f   MS E ,   SNR   an d   P SNR   o b tain ed   w h e n   ap p l y i n g   h ar d   an d   s o f th r es h o ld s   o n   th d etail   co ef f icie n ts   r esu lti n g   f r o m   t h f ir s a n d   s ec o n d   le v el  DW T   d ec o m p o s itio n   o f   t h n o r m al   b r ain   i m a g es   in d icate   t h at  h ar d   t h r esh o ld in g   I s   b etter   th a n   s o f t h r esh o ld i n g   i n   th f ir s an d   s ec o n d   lev el s   o f   DW T .   I n   ad d itio n ,   th co m p ar is o n   b et w ee n   t h f ir s a n d   s ec o n d   lev e m etr ics  v al u es  o b tain ed   w it h   h ar d   th r es h o ld in g   o f   th d etai ls   g a v b etter   r es u lts   in   th e   f ir s le v el   o f   th DW T   d ec o m p o s itio n ,   e s p ec iall y   w i th   t h s elec t io n   t h r esh o ld   v al u m eth o d   o f   B al.   s p ar s it y - n o r m   ( s q r t) .                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 7   :   2 5 5 5     2 5 6 4   2558   T ab le  1 .   So f T h r esh o ld   o f   th First  L ev el  DW T         F i x e d   F o r m T h r e sh o l d     B a l .   s p a r s i t y - n o r ‎‎ ( sq r t )         M S E   S N R   P S N R   M S E   S N R   P S N R   h a a r   6 . 8 4 4 1   2 8 . 6 9 8 8   3 9 . 7 7 7 6   6 . 2 6 7 6   2 9 . 0 8 1   4 0 . 1 5 9 8   db2   7 . 0 2 4 9   2 8 . 5 8 5 6   3 9 . 6 6 4 4   1 2 . 2 7 7 5   2 6 . 1 6 0 9   3 7 . 2 3 9 7   db4   7 . 1 6 2 4   2 8 . 5 0 1 4   3 9 . 5 8 0 2   1 4 . 5 2 8 5   2 5 . 4 2 9 8   3 6 . 5 0 8 6   sy m 2   7 . 0 2 4 9   2 8 . 5 8 5 6   3 9 . 6 6 4 4   1 2 . 2 7 7 5   2 6 . 1 6 0 9   3 7 . 2 3 9 7   sy m 4   7 . 0 913   2 8 . 5 4 4 7   3 9 . 6 2 3 5   1 2 . 3 0 0 6   2 6 . 1 5 2 7   3 7 . 2 3 1 5   c o i f 1   7 . 0 6 9 5   2 8 . 5 5 8 1   3 9 . 6 3 6 9   1 2 . 4 0 0 9   2 6 . 1 1 7 5   3 7 . 1 9 6 3   b i o r 1 . 1   6 . 8 4 4 1   2 8 . 6 9 8 8   3 9 . 7 7 7 6   6 . 2 6 7 6   2 9 . 0 8 1   4 0 . 1 5 9 8   b i o r 3 . 1   7 . 2 0 6 6   2 8 . 4 7 4 7   3 9 . 5 5 3 5   1 2 . 5 8 7 1   2 6 . 0 5 2 7   3 7 . 1 3 1 6   r b i o 1 . 1   6 . 8 4 4 1   2 8 . 6 9 8 8   3 9 . 7 7 7 6   6 . 2 6 7 6   2 9 . 0 8 1   40 . 1 5 9 8   d m e y   8 . 4 3 3 9   2 7 . 7 9 1 7   3 8 . 8 7 0 5   1 2 . 3 9 8 9   2 6 . 1 1 8 2   3 7 . 1 9 7         T ab le  2 .   Har d   T h r esh o ld   o f   th First L e v el  DW T       Fi x e d   F o r m   T h r e sh o l d   B a l .   sp a r s i t y - n o r m   ‎‎ ( sq r t )         M S E   S N R   P S N R   M S E   S N R   P S N R   H a a r   6 . 0 7 4 5   2 9 . 2 1 6 9   4 0 . 2 9 5 7   6 . 0 5 5 2   2 9 . 2 3 0 7   4 0 . 3 0 9 5   db2   6 . 0 6 8 7   2 9 . 2 2 1   4 0 . 2 9 9 8   6 . 1 1 6 6   2 9 . 1 8 6 9   4 0 . 2 6 5 7   db4   6 . 0 9 7 3   2 9 . 2 0 0 6   4 0 . 2 7 9 4   6 . 2 4 1   2 9 . 0 9 9 4   4 0 . 1 7 8 2   sy m 2   6 . 0 6 8 7   2 9 . 2 2 1   4 0 . 2 9 9 8   6 . 1 1 6 6   2 9 . 1 8 6 9   4 0 . 2 6 5 7   sy m 4   6 . 0 9 8 4   2 9 . 1 9 9 8   4 0 . 2 7 8 7   6 . 1 7 8 3   2 9 . 1 4 3 3   4 0 . 2 2 2 1   c o i f 1   6 . 0 9 7 9   2 9 . 2 0 0 2   4 0 . 2 7 9   6 . 1 8 9 4   2 9 . 1 3 5 5   4 0 . 2 1 4 3   b i o r 1 . 1   6 . 0 7 4 5   2 9 . 2 1 6 9   4 0 . 2 9 5 7   6 . 0 5 5 2   2 9 . 2 3 0 7   4 0 . 3 0 9 5   b i o r 3 . 1   6 . 1 2 2 1   2 9 . 1 8 3   4 0 . 2 6 1 8   6 . 2 4 6 1   2 9 . 0 9 5 9   4 0 . 1 7 4 7   r b i o 1 . 1   6 . 0 7 4 5   2 9 . 2 1 6 9   4 0 . 2 9 5 7   6 . 0 5 5 2   2 9 . 2 3 0 7   4 0 . 3 0 9 5   d m e y   6 . 1 0 6 8   2 9 . 1 9 3 8   4 0 . 2 7 2 7   6 . 1 9 8 1   2 9 . 1 2 9 4   4 0 . 2 0 8 2         T ab le  I I I .   So f t th r es h o ld   o f   th e   Seco n d   lev el  DW T       Fi x e d   F o r m   T h r e sh o l d     B a l .   sp a r s i t y - n o r m   ( sq r t )         MSE   S N R   PSN R   MSE   S N R   PSN R   h a a r   7 . 5 3 5 9   2 8 . 2 8 0 6   3 9 . 3 5 9 5   1 6 . 1 7 4 4   2 4 . 9 6 3 7   3 6 . 0 4 2 5   db2   7 . 6 1 8 5   2 8 . 2 3 3 3   3 9 . 3 1 2 1   1 7 . 7 0 3 1   2 4 . 5 7 1 5   3 5 . 6 5 0 3   db4   7 . 5 6 6 1   2 8 . 2 6 3 3   3 9 . 3 4 2 1   1 7 . 7 0 3 1   2 4 . 8 1 1 3   3 5 . 6 5 0 3   sy m 2   7 . 6 1 8 5   2 8 . 2 3 3 3   3 9 . 3 1 2 1   1 7 . 7 0 3 1   2 4 . 5 7 1 5   3 5 . 6 5 0 3   sy m 4   7 . 6 4 2   2 8 . 2 1 9 9   3 9 . 2 9 8 7   1 8 . 0 9 2 9   2 4 . 4 7 6 9   3 5 . 5 5 5 7   c o i f 1   7 . 6 2 5 8   2 8 . 2 2 9 1   3 9 . 3 0 7 9   2 0 . 0 7 4 4   2 4 . 0 2 5 6   3 5 . 1 0 4 4   b i o r 1 . 1   7 . 5 359   2 8 . 2 8 0 6   3 9 . 3 5 9 5   1 6 . 1 7 4 4   2 4 . 9 6 3 7   3 6 . 0 4 2 5   b i o r 3 . 1   7 . 9 4 7 4   2 8 . 0 4 9 8   3 9 . 1 2 8 6   1 1 . 7 2 0 8   2 6 . 3 6 2 4   3 7 . 4 4 1 2   r b i o 1 . 1   7 . 5 3 5 9   2 8 . 2 8 0 6   3 9 . 3 5 9 5   1 6 . 1 7 4 4   2 4 . 9 6 3 7   3 6 . 0 4 2 5   d m e y   7 . 6 4 6   2 8 . 2 1 7 6   3 9 . 2 9 6 4   1 6 . 6 3 2   2 4 . 8 4 2 5   3 5 . 9 2 1 4         T h P en alize   h ig h ,   m ed i u m   an d   lo w   m et h o d   d o es   n o d if f er e n tiate  s i g n i f ican tl y   b et w ee n   t h d if f er e n d ec o m p o s itio n   le v el s ,   th d if f er en w a v elets  a n d   b et w ee n   th t h r esh o ld i n g   m et h o d s   as  it  g av t h e   s a m m etr ic s   v alu e s   f o r   all  w a v elet s   an d   b o th   lev e ls   o f   DW T   d ec o m p o s itio n   as  w ell  as  th e   s a m m etr ics   va lu e s   f o r   h ar d   a n d   s o f t h r es h o ld in g   m et h o d s .   W ca n   t h er ef o r co n cl u d th at   t h is   th r es h o ld in g   tec h n iq u is   n o s u itab le  f o r   d en o is in g   o f   MRI  b r ain   i m ag e s   th a w er e   u s ed   i n   th i s   w o r k   a n d   w as  d is ca r d ed   f r o m   t h e   an al y s is .   T h f ir s lev el  o f   DW T   d en o is in g   w it h   h ar d   th r es h o ld in g   a n d   w i th   t h B al.   s p ar s it y - n o r m   ( s q r t)   tech n iq u es   o f   th r es h o ld in g   g a v t h b est   r esu lts .   Sin ce   t h s a m r es u lt s   w er o b tain ed   f o r   th Haa r ,   B io r   an d   R b io   w av e lets ,   th d en o is in g   p r o ce s s   w as  th u s   r ep ea ted   f o r   th m e m b er s   o f   th s a m w a v elets   an d   th r esu l t s   w er tab u lated   in   T ab le  5   w h i ch   i n d icate s   t h at  i n B io r 1 . 3   g av t h m in i m u m   MSE ,   h i g h e s SNR   a n d   h ig h es P SNR   v al u es  f o r   th f iv i m a g es c o m p ar ed   to   o th er   w av ele t m e m b er s .                             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S V M C la s s if ica tio n   o f MR I   B r a in   I ma g es fo r   C o mp u ter - A s s is ted   Dia g n o s is   ( Ma d in a   Ha mia n e )   2559   T ab le  4.    Har d   T h r esh o ld   o f   th Seco n d   L e v el   DW T       Fi x e d   F o r m   T h r e sh o l d     B a l .   sp a r s i t y - n o r m   ( sq r t )         M S E   S N R   P S N R   M S E   S N R   P S N R   h a a r   6 . 1 7 1 2   2 9 . 1 4 8 3   4 0 . 2 2 7 1   6 . 6 6 5 2   3 9 . 8 9 2 7   3 9 . 8 9 2 7   db2   6 . 2 0 3 6   2 9 . 1 2 5 5   4 0 . 2 0 4 4   8 . 3 3 5 1   2 7 . 8 4 2 9   3 8 . 9 2 1 7   db4   6 . 2 3 1 3   2 9 . 1 0 6 2   4 0 . 1 8 5   8 . 5 5 4 6   2 7 . 7 3   3 8 . 8 0 8 8   sy m 2   6 . 2 0 3 6   2 9 . 1 2 5 5   4 0 . 2 0 4 4   8 . 3 3 5 1   2 7 . 8 4 2 9   3 8 . 9 2 1 7   sy m 4   6 . 2 3 1 5   2 9 . 1 0 6 1   4 0 . 1 8 4 9   8 . 7 5 8 6   2 7 . 6 2 7 6   3 8 . 7 0 6 5   c o i f 1   6 . 2 0 2 7   2 9 . 1 2 6 2   4 0 . 2 0 5   9 . 0 7 6 8   2 7 . 4 7 2 7   3 8 . 5 5 1 5   b i o r 1 . 1   6 . 1 7 1 2   2 9 . 1 4 8 3   4 0 . 2 2 7 1   6 . 6 6 5 2   2 8 . 8 1 3 9   3 9 . 8 9 2 7   b i o r 3 . 1   6 . 4 4 9 9   2 8 . 9 5 6 4   4 0 . 0 3 5 3   7 . 4 5 1 5   2 8 . 3 2 9 6   3 9 . 4 0 8 4   r b i o 1 . 1   6 . 1 7 1 2   2 9 . 1 4 8 3   4 0 . 2 2 7 1   6 . 6 6 5 2   2 8 . 8 1 3 9   3 9 . 8 9 2 7   d m e y   6 . 2 5 6 5   2 9 . 0 8 8 7   4 0 . 1 6 7 5   8 . 4 5 5 3   2 7 . 7 8 0 7   3 8 . 8 5 9 5       T ab le  5 .   Har d   th r esh o ld   o f   th e   First L e v el  DW T   w it h   B al.   Sp ar s it y - N o r m   ‎‎ ( s q r t)   M eth o d       B a l .   sp a r s i t y - n o r m   ‎‎ ( sq r t )         MSE   S N R   PSN R   b i o r 1 . 1   6 . 0 5 5 2   2 9 . 2 3 0 7   4 0 . 3 0 95   b i o r 1 . 3   6 . 0 5 1 1   2 9 . 2 3 3 6   4 0 . 3 1 2 4   b i o r 1 . 5   6 . 0 5 3 4   2 9 . 2 3 2   4 0 . 3 1 0 8   b i o r 2 . 2   6 . 1 9 9 8   2 9 . 1 2 8 2   4 0 . 2 0 7   b i o r 2 . 4   6 . 1 9 7 8   2 9 . 1 2 9 6   4 0 . 2 0 8 4   b i o r 2 . 6   6 . 1 9 7 7   2 9 . 1 2 9 6   4 0 . 2 0 8 5   b i o r 2 . 8   6 . 1 8 9 9   2 9 . 1 3 5 2   4 0 . 2 1 4   b i o r 3 . 1   6 . 2 4 6 1   2 9 . 0 9 5 9   4 0 . 1 7 4 7   b i o r 3 . 3   6 . 2 4 6 4   2 9 . 0 9 5 7   4 0 . 1 7 4 5   b i o r 3 . 5   6 . 2 1 6 5   2 9 . 1 1 6 5   4 0 . 1 9 5 3   b i o r 3 . 7   6 . 2 1 5 9   2 9 . 1 1 6 9   4 0 . 1 9 5 8   b i o r 3 . 9   6 . 2 1 1 8   2 9 . 1 1 9 8   4 0 . 1 9 8 7   b i o r 4 . 4   6 . 1 7 1 9   2 9 . 1 4 7 8   4 0 . 2 2 6 6   b i o r 5 . 5   6 . 1 7 7 3   2 9 . 1 4 4   4 0 . 2 2 2 8   b i o r 6 . 8   6 . 1 9 0 2   2 9 . 1 3 4 9   4 0 . 2 1 3 7   r b i o 1 . 1   6 . 0 5 5 2   2 9 . 2 3 0 7   4 0 . 3 0 9 5   r b i o 1 . 3   6 . 1 0 1 3   2 9 . 1 9 7 7   4 0 . 2 7 6 6   r b i o 1 . 5   6 . 1 1 1 6   2 9 . 1 9 0 4   4 0 . 2 6 9 3   r b i o 2 . 2   6 . 1 7 2   2 9 . 1 4 7 7   4 0 . 2 2 6 5   r b i o 2 . 4   6 . 1 8 0 1   2 9 . 1 4 2 1   4 0 . 2 2 0 9   r b i o 2 . 6   6 . 1 7 3   2 9 . 1 4 7   4 0 . 2 2 5 8   r b i o 2 . 8   6 . 1 8 5 9   2 9 . 1 3 8   4 0 . 2 1 6 8   r b i o 3 . 1   6 . 6 0 3 3   2 8 . 8 5 4 4   3 9 . 9 3 3 2   r b i o 3 . 3   6 . 3 1 3 9   2 9 . 0 4 9   4 0 . 1 2 7 8   r b i o 3 . 5   6 . 2 5 9 7   2 9 . 0 8 6 5   4 0 . 1 6 5 3   r b i o 3 .7   6 . 2 4 7 2   2 9 . 0 9 5 1   4 0 . 1 7 3 9   r b i o 3 . 9   6 . 2 4 4 1   2 9 . 0 9 7 3   4 0 . 1 7 6 1   r b i o 4 . 4   6 . 2 3 0 2   2 9 . 1 0 7   4 0 . 1 8 5 8   r b i o 5 . 5   6 . 2 3 2 1   2 9 . 1 0 5 7   4 0 . 1 8 4 5   r b i o 6 . 8   6 . 1 8 5 9   2 9 . 1 3 8   4 0 . 2 1 6 8       Af ter   tes tin g   t h ab o v p r o ce d u r o n   all  n o r m al  b r ain   i m ag es  an d   id en ti f y i n g   t h b est  w a v elet  t y p e ,   b est  DW T   lev el  alo n g   w it h   t h b est  th r es h o ld in g   tech n iq u e,   b ased   o n   th ab o v m e tr ics,  t h s a m p r o ce d u r o f   d en o is i n g   w a s   ap p lied   to   all  MRI  b r ain   i m a g es i n   t h in p u t d ata  s et.       2 . 3 .     I m a g Seg m e nta t io n   I m ag s eg m e n tatio n   is   m et h o d   th at  s p lit  an   i m a g to   a   g r o u p   o f   n o n - o v er lap p in g   ar e as  [ 6 ]   . T h u n i f ica tio n   o f   th e s ar ea s   is   t h w h o le   i m ag e .   Ho w ev er ,   t h e   b o u n d ar ies  o f   v ar io u s   ti s s u es   i n   b r ain   i m ag e s   ar u n clea r   an d   th i n te n s itie s   o f   th g r a y   a n d   w h ite  tis s u e s   ar alm o s s i m ilar .   T h ad j ac en tis s u es  ar d if f icu l t   to   b s ep ar ated   b ec au s th e   b o u n d ar ies   ar s m o o th   an d   t h e   i n ten s it y   d o es  n o c h a n g e   to o   m u c h   b et w ee n   th e s tis s u es.  He n ce ,   ed g d etec tio n   is   r eq u ir ed   p r io r   to   th i m a g s eg m e n tat io n .   I m ag ed g es  w er d etec ted   b y   u s i n g   th C a n n y   m et h o d   to   f in d   t h b i n ar y   g r ad ien m ask   [ 7 ]   as   s h o w n   i n   Fi g u r 5 .   T o   d e tect  w ea k   a n d   s tr o n g   ed g e s ,   th i s   m et h o d   u s e s   t w o   t h r es h o ld s .   Hen ce ,   th e   C a n n y   m et h o d   is   m o r li k el y   to   d etec tr u w ea k   ed g es,  an d   less   lik e l y   t h a n   th o th er   m et h o d s   to   b d is p er s ed   b y   n o i s e.   Af ter   d ete ctin g   t h ed g e s ,   t h ese   ed g es   wer o u tli n ed   o n   t h o r i g in a i m ag to   d i f f er e n tiate   b et w ee n   d if f er en t t is s u es o f   th b r ain .   Af ter   o u t lin i n g   t h ed g es  o n   th i m ag e,   g lo b al  th r e s h o ld   u s in g   Ot s u s   m e th o d   [ 8 ]   w as   ap p lied   to   id en ti f y   t h in te n s it y   lev e l,  an d   th im a g e   w as   t h en   co n v er te d   to   a   b in ar y   i m a g an d   th r es h o ld ed   ac c o r d in g   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 7   :   2 5 5 5     2 5 6 4   2560   v alu e   r etu r n ed   b y   t h f u n ctio n   o f   Ot s u s   m e th o d .   A n   ex a m p le  o f   t h t h r es h o ld   s eg m e n tati o n   o u tp u is   s h o w n   in   Fi g u r e   6 .         Fig u r e   5 .   B in ar y   g r ad ien m a s k   an d   ab n o r m al  b r ain   w i th   ed g es d ete cted           Fig u r 6 .   T h r esh o ld   Seg m e n ta tio n   Fig u r 7 .   T h r esh o ld   Seg m e n ta tio n   w it h o u t E d g Dete ctio n       T h th r esh o ld ed   i m ag o b tai n ed   b y   ap p l y in g   Ot s u s   t h r es h o ld   b u w ith o u ed g e   d etec tio n   is   s h o w n   in   Fi g u r e   7.   an d   clea r l y   in d ic ates  th at  t h ed g d etec ti o n   t ec h n iq u is   a n   i m p o r tan s tep   th at  s h o u ld   n o b e   s u p p r ess ed   w h e n   ap p l y i n g   th s eg m e n tatio n   s tep   th at  i s   b ase d   o n   in ten s it y   th r e s h o ld i n g .                 Fig u r 8 .   T u m o r   T h r esh o ld   Ma s k   Fig u r 9 .   E x tr ac ted   T u m o r   I m ag e     Af ter   t h r esh o ld i n g   t h i m a g e,   th h o le s   in   t h i m a g th at  ar e   th s a m as  t h b ac k g r o u n d   w er e   f illed .   T h th r es h o ld ed   i m a g w a s   t h en   co n v er ted   to   b i n ar y   i m a g an d   m o r p h o lo g ical  o p er atio n s   w er e   ap p lied   to   r e m o v i s o lated   p ix e ls   w h ic h   ar i n d i v id u al   1 s   t h at  ar e   s u r r o u n d ed   b y   0 s .   Nex t,   an o th er   m o r p h o lo g ical   o p er atio n   w as   ap p lied   th at  p er f o r m s   er o s io n   f o llo w ed   b y   d ilatio n .   E r o s io n   r e m o v e s   p ix els  o n   o b j ec t   b o u n d ar ies  w h ile  d ilatio n   ad d s   p ix els  to   t h b o u n d ar ies   o f   o b j ec ts   in   an   i m ag e.   T h r eg io n s   o f   i n ter es ( R OI )   w er s u b s eq u en t l y   e x tr ac ted   f r o m   th e   b in ar y   i m ag a s   s h o w n   in   F ig u r 8   d is p la y in g   t u m o r   m as k T h tu m o r   w a s   e x tr ac ted   f r o m   t h b r ai n   i m ag e   b y   as s ig n i n g   v al u o f   0   to   all  p i x els   ex ce p th e   p ix el s   o f   t h t u m o r   m a s k   as sh o w n   i n   Fi g u r 9 .     2 . 4 .   I m a g F ea t ure  E x t ra ct io n   Var io u s   tec h n iq u es   f o r   e x t r a ctin g   f ea tu r e s   f r o m   M R I   b r ain   i m a g es  h a v b ee n   r ep o r ted   in   t h e   liter atu r e,   t h m o s co m m o n   a r e:  Dis cr ete  W av ele T r an s f o r m   ( DW T )   [ 9 ]   ,   Gab o r   f ilter s   [ 1 0 ]   an d   Gr ay   L ev el   Co - o cc u r r en ce   Ma tr ix   ( G L C M)   [ 1 1 ] .   B o th   DW T   an d   Gab o r   Fil ter   m et h o d s   p r o d u ce   f ea tu r v ec to r s   w i th   a   lar g n u m b er   o f   ele m en ts   w h i ch   n ec e s s i tates  t h u s o f   s ize   r ed u ctio n   tec h n iq u es  p r io r   to   f ee d in g   t h f ea tu r e   v ec to r s   to   th cla s s i f ier .   O n   th o th er   h an d ,   T h Gr a y   L ev e C o - o cc u r r en ce   Ma tr ix   ( G L C M)   h as  p r o v en   to   b Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S V M C la s s if ica tio n   o f MR I   B r a in   I ma g es fo r   C o mp u ter - A s s is ted   Dia g n o s is   ( Ma d in a   Ha mia n e )   2561   s u p er io r   in   ter m s   th e   d i m e n s io n   o f   t h f ea tu r v ec to r s   an d   th u s   is   m o r ap p r o p r iat f o r   MRI  i m a g e   class i f icatio n .   GL C i s   a   s tati s tical   tec h n iq u f o r   ex tr ac t in g   te x t u r f ea t u r es  f r o m   i m a g es  [ 1 1 ] .   I as s u m es   th a t h e   tex t u r o f   n o r m al  ti s s u es  i s   v er y   d i f f er e n f r o m   th te x t u r o f   tu m o r   tis s u e s .   T h tex tu r e   f ea tu r es  e x tr ac ted   f r o m   t h G L C m atr ix   ar e:  co n tr ast,  co r r elatio n ,   en er g y ,   h o m o g en ei t y .   Selecti n g   g o o d   s et  o f   f ea t u r e s   i m p r o v t h p r o ce s s   o f   cla s s i f icatio n .   A d d itio n al  f ea t u r es  w er al s o   ex tr ac ted   f r o m   t h is   m atr i x   w h ic h   ar e :   me an ,   s tan d ar d   d ev iatio n ,   en t r o p y ,   r o o m ea n   s q u ar e,   v ar ia n ce ,   k u r to s is ,   s k e w n ess .   A ll  f ea tu r es  u s ed   in   th is   w o r k   ar lis ted   i n   T ab le  6 .   T h e se   f ea tu r e s   w er e   ex tr ac ted   f r o m   t h t w en t y   n o r m al  i m ag es  f o r m i n g   class   I   i m a g es  a n d   t h t h ir t y   i m a g es   o f   ab n o r m a r eg i o n s   o f   in ter e s f o r m in g   c lass   I I   i m ag e s .   T h av er ag ed   f ea t u r es   v alu e s   ar s h o w n   i n   T ab le  7 .       T ab le  6 .     GL C Featu r e s   Fe a t u r e s   E q u a t i o n   C o n t r a st   ( , ) | | 2 1   ,         =   0   C o r r e l a t i o n   [    ( , ) ]     E n e r g y   ( , ) 2 1   ,         =     0   Ho m o g e n e i t y   ( , ) 1 +   | + |   M e a n   ( , ) 1   ,       1   S t a n d a r d   d e v i a t i o n   1 (   ) 2 = 1   E n t r o p y     ( , ) ln ( , )   R M S   1   | | 2   =     1       V a r i a n c e   ( 1 1   ) 2 ( , )   Ku r t o si s   =   (   ) 4 = 1 ( (   ) 2 = 1 ) 2   S k e w n e ss     (   ) 3 = 1 ( (   ) 2 = 1 ) 3 / 2       T ab le  7.    E x tr ac ted   f ea tu r es o f   n o r m al  an d   ab n o r m a l i m a g e s   C l a ss / Fe a t u r e   C l a ss I   ( N o r m a l )   C l a ss I   ( A b o r m a l )   C o n t r a st   0 . 1 6 1 7 8   0 . 0 5 3 0 0 2   C o r r e l a t i o n   0 . 9 6 9 4 5   0 . 9 5 6 9 6   En e r g y   0 . 4 8 2 7 9 8   0 . 9 3 5 9 6 1   H o mo g e n e i t y   0 . 9 5 2 3 9   0 . 9 9 2 5 3   M e a n   4 0 8 8   1 0 2 0   S t a n d a r d   D e v i a t i o n   2 2 5 2 7 . 9 7 2   7 8 8 8 . 4 7 4   En t r o p y   0 . 4 5 7 0 8 5   0 . 9 2 3   R M S   1 0 6 0 6 . 1 3   2 8 5 4 . 7 1 8   V a r i a n c e   5 . 1 3 E+ 0 8   6 2 2 9 3 2 3 6   K u r t o si s   5 9 . 0 1 6 6 6   6 1 . 9 6 6 7   S k e w n e ss   7 . 5 3 3 6 4 6   7 . 8 0 6 5 6 7       2 . 5 .   I m a g Cla s s if ica t io n   C las s i f icatio n   is   t h p r o ce s s   o f   ca teg o r izin g   g iv e n   in p u t   b y   p r o p e r   class if ier .   T h o b j ec tiv o f   class i f icatio n   is   to   g i v lab el   to   ea ch   MR  b r ain   i m a g b ase d   o n   s o m i m a g e s   f ea t u r es.  T h s tr u c tu r la y o u t   an d   d esig n   o f   class i f ica tio n   s y s te m   i n v o lv e s   th c h o ice  an d   ca lcu latio n   o f   f ea tu r e s   f r o m   th i m ag e s   t h at  w e   w a n t to   class if y   as  s h o w n   in   F ig u r 1 0   [ 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 7   :   2 5 5 5     2 5 6 4   2562   Su p p o r Vec to r   Ma ch i n ( SV M)   class i f ier   w a s   u s ed   i n   th i s   w o r k   as  i h as  s h o w n   to   r e s u l t   in   g r ea ter   ac cu r ac y   co m p ar ed   to   o t h er   cl ass i f ier   s tr u ct u r es  i n   t h cla s s i f icatio n   o f   M R I   i m a g es  [ 1 2 ]   -   [ 1 3 ] .   T h Su p p o r Vec to r   Ma ch in ( SVM)   is   s u p er v is ed   lear n i n g   tech n iq u t h at  u s es  s et  o f   lab elled   tr ain in g   d ata  as  i n p u t   to   tr ain   th cla s s i f ier   a n d   p r o d u c in p u t - o u t p u m ap p in g   f u n ct i o n s .           Fig u r 1 0 .     I m a g C las s i f icati o n   S y s te m   s tr u c tu r [ 6 ]       Fo r   MRI  i m a g es,  t h S VM   o u tp u is   h y p er p lan t h at  cla s s i f ies  n e w   M R I   i m ag e s .   Fo r   th ca s o f   th t w o   clas s - clas s i f icatio n   u s ed   in   th i s   w o r k ,   t h p r o ce s s   o f   th SVM   tech n iq u is   to   f i n d   th h y p er p lan t h a t   p r o v id es th lar g es m i n i m u m   d is tan ce   to   th tr ai n i n g   d ata  as   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 1 .   [ 1 4 ] - [ 1 5 ]           Fig u r 1 1 .   Op tim a l h y p er p la n in   SVM  [ 1 5 ]       T h SVM  class i f ier   u s ed   in   t h is   w o r k   p r o v id es  th p o s s ib il i t y   o f   c h o o s in g   t h k er n e f u n c tio n   [ 1 3 ] .   T h k er n el  f u n c tio n   c h o s en   i s   R B F   th a r ep r esen ts   t h Ga u s s ian   R ad ial  B asis   F u n ctio n   k er n el.   T h is   ch o ice   w a s   b ased   o n   t h ex ce llen p er f o r m an ce   o f   t h is   SVM  k er n e f u n ct io n   as  r ep o r ted   in   t h li ter atu r e.   T h in p u t   d ata  s et  w a s   d iv id ed   i n   t w o   s u b s et s ,   tr ain i n g   s et  co n s is t in g   o f   te n   n o r m a i m a g e s   an d   f if tee n   ab n o r m al   i m a g es  a n d   tes t in g   s et  co n s is ti n g   o f   t h r e m a in i n g   te n   n o r m al   an d   f i f teen   ab n o r m al  i m ag e s .   T h S u p p o r t   Ve cto r   Ma ch in ( SVM)   cla s s i f ier   w as   tr ai n ed   af ter   ex tr ac ti n g   th f ea t u r es a n d   lab els  f r o m   th tr ain in g   s et .   Af ter   tr ai n i n g   th e   clas s i f ier ,   t h te s ti n g   s et  w as   u s ed   to   test   th p er f o r m an ce   o f   th e   clas s i f ier   a n d   its   ab ilit y   to   ac c u r atel y   c lass if y   t h MRI  i m a g es  a s   eit h er   n o r m al  o r   ab n o r m al.   T o   ev alu ate   o u r   SVM  cla s s i f ier ,   a   co n f u s io n   m atr i x   w as  b u ilt  as  s h o w n   i n   T ab le  8.   an d   th p er f o r m a n ce   o f   th clas s i f ier   ev a lu ated   as  s h o w n   in   T ab le   IX .   I n   th test in g   test ,   ten   i m a g es  w er lab elled   as  No r m al  an d   th e   r e m a in i n g   f if tee n   i m a g es  w er e   lab elled   as  A b n o r m al.   As  in d icate d   in   T ab le  9 ,   th class i f i er   s u cc ee d ed   to   class i f y   MRI   b r ain   i m a g es  i n to   n o r m al  a n d   ab n o r m al .       T ab le  8 .   C o n f u s io n   Ma tr i x     Pr e d i c t e d   N o r m a l   A b n o r m a l   T r u t h   N o r m a l   20   0   A b n o r m a l   0   30       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       S V M C la s s if ica tio n   o f MR I   B r a in   I ma g es fo r   C o mp u ter - A s s is ted   Dia g n o s is   ( Ma d in a   Ha mia n e )   2563   T ab le   9.    P er f o r m an ce   o f   R B F   SVM  class i f ier   C l a ss e s   N o .   o f   i m a g e c l a ssi f i e d   N o .   o f   i m a g e m i scl a ssi f i e d   S e n si t i v i t y   sp e c i f i c i t y   A c c u r a c y   C l a ss I   (N o r m a l )   2 0   0   1 0 0 %   1 0 0 %   1 0 0 %   C l a ss I (A b n o r m a l )   3 0   0   1 0 0 %   1 0 0 %   1 0 0 %       3.   SUM M ARY  O F   RE SUL T S   I n   th is   w o r k ,   t h t w o   d i m en s i o n al  w a v elet  to o lb o x   o f   MA T L A B   w a s   u s ed   f o r   th p r e - p r o ce s s i n g   o f   th i m a g es   b y   ap p l y i n g   DW T   to   r e m o v th n o is e   f r o m   M R I   b r ain   i m ag e s .   T h p r o ce s s   f i r s d ec o m p o s es  t h e   i m a g e,   th e n   ap p lies   t h r es h o l d   to   th d etail  co ef f icie n ts   a n d   af ter   t h at  r ec o n s tr u ct s   t h e   n o is e - f r ee   i m a g e.   Dif f er en t   w a v elets,   th r e s h o ld in g   tec h n iq u es   w it h   v ar io u s   th r es h o ld   s elec tio n   t y p es   wer in v esti g ated   to   ch o o s th b est  w a v elet  t y p an d   d ec o m p o s itio n   le v el  a lo n g   w i th   t h b est  t h r es h o ld in g   tech n iq u e.   T h ev alu a tio n   w a s   d o n b ased   o n   th v al u es  o f   th t h r ee   m et r ics  MSE ,   SN R   an d   P SNR .   B io r 1 . 3   w a v elet  h as   p r o v en   to   b th b est  w a v elet  alo n g   w it h   t h f ir s lev e o f   d ec o m p o s i tio n ,   h ar d   th r e s h o ld i n g   an d   B al.   s p ar s it y - n o r m   ‎‎ ( s q r t)   as  th m et h o d   o f   t h r es h o ld   s elec tio n   v alu e.   B io r 1 . 3   w av e let  w a s   ap p lied   o n   all  im a g e s   th at  w er e   u s ed   in   t h i s   w o r k .   MA T L A B   f u n ct io n s   f r o m   t h I m ag e   p r o ce s s in g   a n d   t h b io i n f o r m atics   to o lb o x es  w er th e n   u s ed   i n   th i m a g p r o ce s s i n g   p h ase.   E d g d etec tio n   w a s   ap p lied   a s   t h f ir s s tep   to   d etec t h e d g es  o f   MRI  b r ai n   i m a g es.  C a n n y   m et h o d   w as   t h en   u s ed   w h ic h   g a v v er y   g o o d   r esu lt s .   T h ed g e s   w er e   o u tl in ed   o n   t h o r ig i n al   i m a g to   d i f f er e n tiate   b et w ee n   t h v ar io u s   tis s u es  o f   t h b r ain ,   an d   t h e n   t h b r ain   i m ag es  w er s e g m e n ted   b ased   o n   in te n s it y   s e g m e n tati o n   b y   u s in g   O t s u s   m e th o d   as   s ec o n d   s tep .   T h last   s tep   o f   i m ag p r o ce s s i n g   w a s   to   ap p ly   t h m o r p h o lo g ic al  o p er atio n s   o f   er o s io n   an d   d ilatio n   to   ex tr ac t t h r eg io n   o f   i n ter est.   T h s tep s   u s ed   i n   p r o ce s s i n g   t h M R I   b r ain   i m a g es  h a v s h o w n   e f f ec t iv e x tr ac tio n   o f   th r eg io n   o f   in ter est   f r o m   t h t w en t y   n o r m al  an d   t h ir t y   ab n o r m al  i m a g e s .   T h ex tr ac ted   r e g io n   o f   in ter e s w a s   t h e n   u s ed   i n   th p o s p r o ce s s i n g   s tep   f o r   th e x tr ac tio n   o f   t h eir   f ea tu r es.  G L C w as  u s ed   to   cr ea t g r a y   lev e co - o cc u r r en ce   m atr i x   f r o m   i m a g es .   G L C y ield ed   1 1   d is tin ct  f ea t u r es  t h at  w er s u b s e q u en tl y   u s ed   in   th e   class i f icatio n   s tep .   T h f ea t u r es  w er ex tr ac ted   f r o m   ea c h   o f   t h f if t y   b r ai n   i m ag e s   to   f o r m   t h f ea tu r m atr i x   ch ar ac ter is i n g   t h i m ag e .   C las s if ica tio n   w as  p er f o r m ed   u s i n g   Su p p o r Vec to r   m ac h i n w i th   Gau s s i a n   R ad ial   B asis   Fu n ctio n   k er n el  w h ich   r esu lted   i n   an   e f f ec ti v class i f i ca tio n   o f   all  i m ag e s   w it h   1 0 0 % a cc u r ac y .         4.   CO NCLU SI O N   MRI  i m a g es  h a v m a n y   a d v an ta g es  i n   b io m ed ical  en g in ee r i n g   co m p ar ed   to   o th e r   im a g i n g   tech n iq u es.  T h i s   w o r k   f o c u s ed   o n   b r ain   i m a g es   b ec au s e   lar g ar ea s   o f   th o r g an   p r o ce s s   ar af f ec ted   b y   b r ai n   in j u r ies.  Mo s m o v e m en t a n d   b o d y   f u n ctio n s   ar co n tr o lled   an d   co o r d in ated   b y   th b r ain .   De - n o is i n g   o f   M R I   b r ain   i m ag es  w a s   o n o f   th o b j ec tiv es  o f   th i s   w o r k .   I w as  f o u n d   th at  MRI  b r ain   i m a g es  ca n   b ef f ic ien t l y   d e n o is ed   u s in g   t h Dis cr ete  W av elet  T r a n s f o r m s   ( DW T )   w ith   t h r esh o ld i n g   a s   co n f ir m ed   b y   th o p ti m al  m et r ics  v al u es  o b tain ed .   Fu r t h er   en h a n ce m en o f   th i m a g es  w a s   o b tain ed   th r o u g h   th u s o f   ed g e   d etec tio n   a n d   th r es h o ld   s e g m en ta tio n .   I was  s h o w n   th a e li m i n atio n   o f   th ed g e   d etec tio n   s tep   r esu l ted   in   s eg m e n tatio n   in ac c u r ac i es.  I n   ad d itio n ,   m o r p h o lo g ical  o p er atio n s   w er e   u s ed   to   e x tr ac t h r eg io n   o f   i n ter est i n   t h i m a g e.   Sev er al  f ea t u r es  w er e x tr ac t ed   f r o m   t h e n h a n ce d   MRI  i m ag e s   a n d   w er u s ed   t o   tr ai n   an   SVM   class i f ier   w it h   R B k er n el  w h ich   s u cc ee d ed   in   cla s s i f y i n g   t h MRI   b r ain   i m a g e s   as  n o r m al  o r   ab n o r m al.   T h e   ac cu r ac y   o f   th S VM   m o d el  w a s   f o u n d   to   b 1 0 0 w h ic h   o u tp er f o r m s   r es u lt s   r ep o r ted   in   th liter at u r e.   Th is   ac cu r ate  class if ica tio n   o f   t h e   SVM  class i f ier   ca n   b u s e d   b y   n e u r o lo g i s ts   to   h elp   t h e m   to   id en ti f y   th e   ab n o r m alit y   th a m i g h t b h id d en ,   d u to   th lar g n u m b er   o f   s lice s   th a t a r o b tain ed   f r o m   MRI  b r ain   i m a g es.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   K.  &   Be c k e J.,   T h e   W h o le Brain   A tl a s [ h tt p :/ /w ww .   m e d . h a rv a rd   . e d u a a n li b / h o m e . h tm l]   [ 2 ]   A .   Dix it ,   &   P .     S h a rm a ,   A   C o m p a ra ti v e   S tu d y   o f   W a v e l e Th re sh o l d in g   f o Im a g e   D e n o isin g ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a   o Ima g e ,   Gr a p h ics   a n d   S ig n a l   Pro c e ss in g ,   39 - 4 6 . ,   2 0 1 4 .   [ 3 ]   A .   G e o rg ,   &   A .     P ra b a v a th y ,     A   S u rv e y   On   Di ff e re n A p p ro a c h e Us e d   In   Im a g e   Qu a li ty   As se ss m e n t”,  In ter n a t io n a J o u rn a o Eme rg i n g   T e c h n o l o g y   a n d   Ad v a n c e d   En g i n e e rin g ,   Vo lu m e   3 ,   Iss u e   2 ,     2 0 1 3 .   [ 4 ]   C.   V a rn a n ,   A .   Ja g a n ,   J.  Ka u r,   D .   J y o ti ,   &     D.  Ra o ,   I m a g e   Qu a l it y   A ss e ss m e n T e c h n iq u e p n   S p a ti a Do m a in ,     In ter n a t io n a J o u rn a o C o mp u ter   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Vo l.   2 ,   Iss u e   3   ,   2 0 1 1 .   [ 5 ]   S .   Nish a ,   Im a g e   Qu a li t y   A ss e s s m e n T e c h n iq u e s” ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o A d v a n c e d   Res e a r c h   in   Co mp u ter   S c ien c e   a n d   S o ft w a re   En g in e e rin g ,   V o l u m e   3 ,   Iss u e   7 ,   2 0 1 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 7   :   2 5 5 5     2 5 6 4   2564   [ 6 ]   O.  M a rq u e s,  P ra c ti c a Im a g e   a n d   V id e o   P r o c e ss in g   Us in g   M A TL AB,  b y   Jo h n   W il e y   &   S o " n s,  In c . , 2 0 1 1 .   [ 7 ]   A .   Ku lk a rn i,   &   R.   K a m a th e ,   M RI  Bra in   Im a g e   S e g m e n tatio n   b y   Ed g e   De te c ti o n   a n d   Re g io n   S e lec ti o n ,   In ter n a t io n a J o u rn a o T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e ,   Iss u e .   2 ,   V o l.   1 ,   2 0 1 4   [ 8 ]   G .   E v e li n   S u jj , Y. V . S . L a k sh m i ,   &   G .   W ise li n   Ji,  M RI  Bra in   I m a g e   S e g m e n tatio n   b a se d   o n   T h re sh o ld in g ,   In ter n a t io n a J o u rn a o A d v a n c e d   Co m p u ter   Res e a rc h ,   Vo l.   3 ,     No . 1   ,   Iss u e   8   ,   2 0 1 3 .   [ 9 ]   Ic k e ,   G u z id e Ka m a rth i,   V.S a g a r   ,   F e a tu re   e x trac ti o n   th r o u g h   d isc r e te wa v e l e tran sf o r m   c o e ff icie n ts” ,   In telli g e n S y ste ms   in   De sig n   a n d   M a n u f a c tu rin g   VI ,   Pro c e e d i n g o t h e   S PI E ,   Vo lu m e   5 9 9 9 ,   p p .   2 7 - 3 5 ,   2 0 0 5 .   [ 1 0 ]   S .   S h a h ,   &   N C h a u h a n ,   Clas sif ic a ti o n   o f   Bra in   M RI  Im a g e s u sin g   Co m p u tatio n a I n telli g e n T e c h n i q u e s” In ter n a t io n a J o u rn a o C o mp u ter   Ap p l ica ti o n s ,     Vo l u m e   1 2 4   ,   N o . 1 4 .   2 0 1 5 .   [ 1 1 ]   Zu lp e ,   N.  &   P a w a r,   V . ,     G L C M   T e x tu ra F e a tu re f o Bra in   T u m o Clas sif ic a ti o n ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   Co mp u ter   S c ien c e   Iss u e s ,   Vo l.   9 ,   Iss u e   3 ,   No   3 ,   2 0 1 2   [ 1 2 ]   V .   Jo se p h in e ,   &   P .   L a th a ,   S VM  - Ba se d   A u to m a ti c   M e d ica De c isi o n   S u p p o rt  S y ste m   F o M e d ica Im a g e ,   J o u rn a l   o T h e o re ti c a a n d   A p p l ied   I n fo r ma ti o n   T e c h n o l o g ,   V o l.   6 6   No . 3 . ,   2 0 1 4 .   [ 1 3 ]   A   Yu n iarti,   " Clas si f ica ti o n   a n d   n u m b e rin g   o f   d e n tal  ra d io g ra p h s   f o a n   a u to m a ted   h u m a n   id e n ti f ica ti o n   sy ste m ,   T EL KOM NIKA  T e lec o mm u n ic a ti o n ,   C o mp u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l. ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 7 - 1 4 6 ,   2 0 1 2 .   [ 1 4 ]   D.  Bo sw e ll ,   In tro d u c ti o n   to   S u p p o rt  V e c to M a c h i n e s,   a v a il a b le at:   h tt p :/ / d u stw e ll . c o m /P a stW o rk /In tro   T o S V M   . p d f   [ 1 5 ]   Op e n CV,  In tr o d u c ti o n   t o   S u p p o rt  M a c h in e s,  a v a il a b le  a t:   h tt p :/ /d o c s.o p e n c v . o rg /2 . 4 / d o c /t u to r ials/m l/ in tro d u c t io   _ to _ sv m /i n tro d u c ti o n _ to _ sv m . h tm l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.