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.   6 ,   No .   6 Dec em b er   201 6 ,   p p .   3 1 7 4 ~ 3 1 8 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 6i 6 . 1 2 0 4 9          3174       J o ur na ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Tex ture  Fusio n f o r Ba ti k  Mo tif  Re t riev a l Sys te m       I da   Nurha ida 1 H o ng   Wei 2 Re mm y   A.   M .   Z e n 3 ,   Ruli M a nu rung 4 ,   Ania t i M .   Ary m urt hy 5   1 Co m p u ter S c ien c e   F a c u lt y ,   Un iv e rsitas   M e rc u   Bu a n a ,   I n d o n e sia   2 S c h o o o f   S y ste m   En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   o f   Re a d in g ,   UK   3, 4, 5 Co m p u ter  S c ien c e   F a c u lt y ,   Un iv e rsitas   In d o n e sia ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   2 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   No v   8 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   No v   22 ,   2 0 1 6     T h is  p a p e s y ste m a ti c a ll y   in v e sti g a tes   th e   e ff e c o f   i m a g e   te x tu re   f e a tu re o n   b a ti k   m o ti f   r e tri e v a l   p e rf o r m a n c e .   T h e   re tri e v a p ro c e ss   u se s   a   q u e ry   m o ti im a g e   to   f in d   m a tch in g   m o ti f   i m a g e in   a   d a tab a se .   In   th is  stu d y ,   f e a tu re   f u sio n   o f   v a rio u ima g e   tex tu re   fe a tu r e su c h   a G a b o r,   L o g - G a b o r,   G re y   L e v e Co - Oc c u rre n c e   M a tri c e ( GL CM ),   a n d   L o c a Bin a r y   P a tt e rn   (L BP f e a tu re a re   a tt e m p ted   in   m o ti f   ima g e   re tri e v a l.   W it h   re g a rd to   p e rf o r m a n c e   e v a lu a ti o n ,   b o t h   i n d iv id u a f e a tu re a n d   f u se d   f e a tu re   se ts  a r e   a p p li e d .   Ex p e rime n tal  re su lt sh o w   th a o p ti m a fe a tu re   f u sio n   o u tp e rf o rm s   in d iv id u a l   f e a tu re in   b a ti k   m o ti f   re tri e v a l.   Am o n g   th e   in d iv id u a f e a tu re tes ted ,   L o g - G a b o f e a tu re p ro v id e   t h e   b e st  r e su lt .   T h e   p r o p o se d   a p p ro a c h   is  b e st  u se d   i n   a   sc e n a rio   w h e re   a   q u e ry   i m a g e   c o n tain i n g   m u lt ip le  b a sic   m o ti o b jec ts  is  a p p li e d   to   a   d a tas e i n   w h ich   re tri e v e d   im a g e a lso   c o n tain   m u lt ip le  m o ti o b jec ts.   T h e   re tri e v a ra te   a c h iev e 8 4 . 5 4 %   f o th e   ra n k   3   p re c isio n   w h e n   th e   f e a tu re   sp a c e   is  f u se d   w it h   G a b o r,   G L CM   a n d   L o g - G a b o f e a tu re s.  T h e   in v e stig a ti o n   a lso   sh o w th a th e   p ro p o se d   m e th o d   d o e n o t   w o rk   w e ll   f o a   re tri e v a sc e n a rio   w h e re   th e   q u e r y   i m a g e   c o n tain m u lt ip le  b a sic   m o ti o b jec ts  b e in g   a p p l ied   to   a   d a tas e t   in   w h ich   th e   re tri e v e d   i m a g e o n ly   c o n tain   o n e   b a sic   m o ti f   o b jec t.   K ey w o r d :   B atik   B atik   m o ti f   r etr iev al  s y s te m   C o n te n b ased   i m ag r etr iev al   Featu r e   f u s io n     Mo tif     Co p y rig h ©   2 0 1 6   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 :   I d Nu r h aid a,     C o m p u ter   Scien ce   Fac u lt y ,     Un i v er s ita s   Me r cu   B u a n a ,   J alan   R a y Me r u y Selatan   n o .   1 ,   Kem b an g a n   J ak ar ta  B ar at - 1 6 5 5 0 ,   I n d o n esia.   E m ail: id a. n u r h a id a@ m er cu b u an a. ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   B atik   is   f ab r ic  o r n a m e n ted   with   f ig u r es  o f   s p ec if ic  n at u r es .   B atik   is   f a m o u s   c u lt u r al  h er itag e   f r o m   I n d o n es ia,   o r ig in all y   r es er v ed   as  an   ar f o r m   f o r   J av an ese  r o y alt y .   T h w o r d   b atik   o r ig in ate s   f r o m   t h J av an ese   tik   a n d   m ea n s   to   d o t .   B atik   i s   a   m et h o d   o f   d y ei n g   d esig n s   o n   clo t h   b y   co ati n g   th p ar ts   t h at  ar n o t   to   b d y ed   w it h   r e m o v ab le  wax   [1 - 2] .   T h p atter n s   ar d r a w n   u s in g   a   s p o o n lik e   to o ( ca n ti n g ) ,   s ta m p in g   b lo ck ,   o r   b r u s h .   B ee s   w ax   ( ma la m )   p atter n s   ar ap p lied   to   f ab r ic  d u r in g   an   i m m er s io n   p r o ce s s .   T h p ar ts   co v er ed   in   w ax   r e s is t h d y an d   r e m ai n   in   th o r i g in al  co l o u r .   T h w ax   i s   r e m o v ed   af ter   th d y ei n g   p r o ce s s .   T h o r n am e n tatio n s   o n   p iece   o f   b atik   ar r an g ed   s o   as  to t al  co m p o s it io n   ca lled   m o ti f   [ 3 ] T h w a x i n g   a n d   d y ei n g   p r o ce s s   ca n   b r ep ea ted   to   cr ea te  m o r m o tifs a n d   d e s ig n s .   B atik   p la y s   m ea n i n g f u r o le  in   I n d o n e s ia s   c u lt u r al  h er ita g e.   B atik   g i v es  s i g n i f ica n co n t r ib u tio n   to   g lo b al  ar as  w ell.   T h p h ilo s o p h y   o f   b ati k   is   r ela ted   to   th cu lt u r al  id en ti t y   o f   t h I n d o n e s ian   p eo p le  an d   t h e   s y m b o lic  m ea n i n g s   t h at  e x p r es s   t h eir   cr ea tiv it y   a n d   s p ir it u al it y .   W h ile   v ar io u s   o th er   co u n t r ies  also   h a v t h eir   o w n   v ar ieties   o f   b atik ,   UNE S C h as   d esi g n ated   I n d o n es ia n   b ati k   a s   a   Ma s ter p iece   o f   Or al  an d   I n ta n g ib le   Her itag o f   H u m a n it y   in   2 0 0 9 .   I n d o n esia’ s   B atik   p att er n s   ar class if ie d   as  g eo m etr ic  p atter n s   an d     n o n - g eo m etr ic  p atter n s .   T h er ar s ev er al  g r o u p s   o f   g eo m etr ic  p atter n s   n a m el y   ce p lo k,   ka w u n g ,   p a r a n g ,   leren g ,   an d   n itik ,   w h ile  v ar iet y   d esig n s   o f   n o n - g eo m etr ic  p atter n s   co n s is o f   f o u r   class e s   n a m el y   Lu n g - lu n g a n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Textu r F u s io n   fo r   B a tik  Mo tif R etri ev a l S ystem  ( I d a   N u r h a id a )   3175   an d   S eme n P a g e r s a r i,  Ta p la Meja   an d   W a ya n g .     E a c h   g r o u p   h a v its   o w n   v ar iat io n s   an d   d is ti n cti v e   f ea t u r es.    Sa m p le s   o f   r ea l i m a g es b ati k   m o ti f s   f r o m   g eo m etr ic  p atter n s   ca n   b s ee n   in   Fig u r 1 .     T h cr af o f   b atik   m u s b co n s er v ed   an d   p r eser v ed .   T o   th at  en d ,   o u r   m ai n   g o al  is   t h d o cu m en tatio n   o f   b atik   i n   lar g d ig ita r ep o s ito r y   s y s te m .   B atik   Mo ti f   R etr iev al   S y s te m   ( B MRS )   w il r etr iev i m a g e s   w h ic h   ar v is u all y   s i m i lar   to   th q u er y   i m a g in   d atab ase.   B MRS   s y s te m s   p er f o r m   f ea t u r ex tr ac tio n   a s   a   p r ep r o ce s s in g   s tep .   T o   r etr ie v e   s p ec if ic  b atik   m o ti f s   f r o m   th is   r ep o s ito r y ,   u s er   ca n   p lace   q u er y   to   th e   s y s te m ,   w h ich   th e n   a u to m a ticall y   p r o v id es  r elate d   i n f o r m atio n .   P r o ce s s i n g   o f   q u er y   i m a g i n v o l v e s   ex tr ac tio n   o f   i m a g f ea tu r e s   a n d   s ea r ch   i n   th v i s u al  f ea t u r s p ac f o r   s i m ilar   i m a g es.  T h To p - N   m o s t si m i lar   b atik   m o ti f   i m a g es  ar r etr iev ed   an d   p r esen ted   to   th u s er .   B MRS   s y s te m s   p er f o r m   f ea t u r ex tr ac tio n   as  a   p r ep r o ce s s in g   s tep .   O n ce   o b tain ed ,   i m ag e   f ea tu r e s   ac a s   i n p u t s   to   s u b s eq u en t   i m a g an al y s i s   ta s k s   a s   s i m ilar it y   est i m a tio n .   Ho w e v er ,   co n te n t - b ased   r etr iev al   s y s te m s   h a v li m itatio n s   b et w ee n   t h h u m a n   r ep r esen tatio n   o f   a n   i m ag a n d   th lo w   lev e f ea t u r es  s to r ed   in   th d atab ase,   o f ten   ca lled   th Se m an t ic     Gap   [4 - 6] .   T h r e d u ctio n   o f   t h s e m an t ic  g ap   an d   h o w   to   ac h iev ac c u r ate  r etr iev al  r es u l ts   ar ch allen g i n g   p r o b lem   in   C o n te n B ased   I m ag R etr iev a ( C B I R )   s y s te m s .   T h k e y   p r o b le m   in   b atik   m o ti f   r etr iev a l   s y s te m   is   t h n at u r o f   o b j ec t   in   b ati k   m o ti f ,   w h ic h   co n s is t s   o f   g eo m etr ic  o r n a m e n ts   w it h   cir cle  s h ap li k e   f lo w er   o r   s tar ,   ellip s e,   an d   s er ies  o f   s u c h   o b j ec ts   in   th f o r m   o f   d o ts   a n d   s m a ll  li n es  i n   p ar allel  p o s iti o n .   T h o r n a m e n ts   ar p lace d   i n   d ec o r ativ ar ea   w it h   v ar iatio n s   i n   p o s itio n ,   s ca le,   a n d   r o tatio n .   I is   o u r   h y p o th e s is   th at  th e s f ea t u r es  co m p le m e n ea c h   o t h er   i n   r ep r ese n ti n g   th e   b atik   m o tif  p r o p er ties   in   an   i m ag e   f o r m at .   E x p er i m e n tal  r es u lt s   h av e   s h o w n   th at   t h f u s io n   o f   f ea tu r es  e x tr ac ted   b y   d if f er en t   m et h o d s   i n cr ea s es   r ec o g n itio n   r ate  in   t h b atik   m o tif   r etr iev al  s y s te m .                       ( a)    T r u n tu m   So g an   o f   C ep lo k   class   ( b )   Kaw u n g   P icis   o f   Ka w u n g   cla s s   ( c)   L er en g   Ud a n   L ir is   o f   L er e n g   class   ( d )   P ar an g   R u s a k   o f   P ar an g   class   ( e)   Nitik   R a n d u   o f   Nitik   cla s s     Fig u r 1 .   B atik   m o ti f   f r o m   g e o m e tr ic  p atter n s C ep lo k   m o t if   h as r ep etitiv g eo m e tr ic  o r n am en ts   b ased   o n   cir cu lar   s h ap es,  s tar s ,   s q u ar e s ,   cu b es a n d   o th er   g eo m etr ic  li n es.  K a w u n g   m o tif   i s   th o ld est   k n o w n   b atik   p atter n .   K a w u n g   m o tif   co n s is t s   o f   th r ep etitio n   o f   cir cles o r   ellip tical  s h ap es t h at  t h at  to u c h   o r   o v er lap .     Ler en g   m o tif   h as d ia g o n al  r o w s   o f   p atter n s   in   b et w ee n   f i lle d   w it h   s m all  p atter n s .   P a r a n g   m o ti f   co n s i s ts   o f   s o m p a r allel  lin e s   i n   d iag o n al   f o r m   f illed   w it h   s m all  o r n a m e n ts .   N itik  m o t if   i s   cr ea ted   w it h   s m all  d o ts   a n d   d ash es i m it at in g   t h o r ig i n al  w o v en   f ab r ic   ( R ef er e n ce : B ati k   Mu s eu m   J ak ar ta,   I n d o n e s ia  an d   Sak u n d r ia  C o llectio n ) .       T h is   p ap er   b u ild s   o n   ea r lier   w o r k   [ 7 ]   in   w h ic h   co m p ar is o n   w as  co n d u cted   b ased   o n   s in g le  tex t u r f ea t u r in   t h d o m ai n   o f   b atik   i m a g d atab ase.   I t   s tu d ied   b atik   m o ti f   id en ti f ic atio n   in   co m p ar i n g   w it h   o th er   lab eled   b atik   m o ti f   in   th d atab ase.   T h h ig h est  p er f o r m a n ce   o f   clas s i f icatio n   ac c u r ac y   ac h iev ed   n ea r l y   8 0 u s in g   Gr e y   L e v e C o - o cc u r r en ce   Ma tr i x   f ea t u r es.  Sh ap s i m ilar it y   an d   tex t u r ch ar ac ter i s tics   h av e   also   b ee n   e m p lo y ed   f o r   b atik   i m ag e   r etr iev al  [ 8 ] .   T h is   r esear ch   u tili ze d   ed g d etec tio n   an d   s h ap in v ar ia n m o m e n as  f ea t u r e .   A   th r es h o ld in g   ap p r o ac h   is   u s ed   to   r etr iev th i m a g es  b a s ed   o n   th v al u o f   th h i g h e s t - g r ad r ep r esen tati o n   o n   ea c h   i m a g e   q u er y .   T h b est  p er f o r m a n ce   ac h ie v ed   p r ec is io n   a n d   r ec all   o f   7 0 % a n d   7 5 % r esp ec ti v el y .     I n   a n o th er   s t u d y   o f   b atik   i m a g r etr iev a l,  s i m ilar   v al u es o f   7 4 % a n d   8 9 w er o b tain ed   [ 9 ] .   T h is   s tu d y   ap p lied   ed g f ea tu r o r ien tatio n   co m b i n ed   w it h   m icr o   s tr u c t u r d escr ip to r   f o r   en h a n ci n g   r etr iev a p er f o r m a n ce .   R a n g k u ti,  et   al  [ 1 0 ]   r ep o r ted   u s i n g   C an n y   ed g e   d etec tio n   to   a n   in p u i m a g e,   w a v elet s   as  tex t u r f ea t u r es   an d   in v ar ia n m o m en as  s h ap f ea t u r es  m et h o d .   T h p er f o r m a n ce   r es u lts   ac h iev ed   o p ti m a l p r ec is io n   o f   av er ag 9 0 -   92 %.    I n   th is   ar ticle,   w f ir s s h o w   t h at  co m b in in g   m u lt ip le  tex tu r d escr ip tio n   m eth o d s   s ig n if ican t l y   i m p r o v es  t h p er f o r m an ce   co m p ar ed   to   u s i n g   t h s i n g le  tex tu r m et h o d   alo n f o r   B atik   Mo tif   R etr ie v al.   T h id ea   is   th at  t h th eo r etica p r o p er ties   o f   ea ch   f ea tu r ar e   ex a m i n ed   in   o r d er   to   s elec th r o b u s an d   r eliab le   f ea t u r es  f o r   f u s io n .   W p ar ticu lar l y   f o cu s   o n   d is cu s s i n g   a n d   ev alu a tin g   h o w   t h s in g le   f ea tu r an d   f u s io n   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.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   3 1 7 4     3 187   3176   f ea t u r es  p er f o r m   in   th r etr ie v al  o f   b atik   m o ti f .   Fi n all y ,   w p r o v id co m p r eh e n s i v e   e v alu atio n   o f   b o th   m u ltip le  f ea t u r es  a n d   s in g le  f ea tu r f o r   th e   tas k   o f   i m a g r etr iev al  b ati k   m o ti f .   T h is   w ill   co n tr ib u te   to w ar d s   th d ev elo p m e n o f   d ig ita l   i m ag r ep o s ito r y   s y s te m   o f   b atik   m o ti f s   f o r   cu ltu r al  h e r itag p r eser v atio n   s o lu tio n s .   I n   th i s   p ap e r ,   w co n d u ct  s y s t e m atica a n al y s i s   to   i n v e s ti g at th i n f lu e n ce   o f   i m ag tex t u r f ea tu r e   f u s io n   to   t h p er f o r m a n ce   o n   b atik   m o ti f   r etr iev al  s y s te m .   T h p ap e r   is   o r g an ized   as  f o l lo w s .   I n   Sectio n   2 ,   th alg o r it h m   o f   f ea t u r ex tr ac tio n   m et h o d s ,   f u s io n   m et h o d ,   an d   s i m ilar it y   d is tan ce   ar ela b o r ated .   I n   Sectio n   3 ,   th p er f o r m an ce   o f   f ea t u r f u s io n   u s i n g   s i m ilar it y   d i s tan ce   i s   test ed   a n d   co m p ar ed   in   s er ies  o f   ex p er i m e n ts .   Fi n all y ,   t h r es u l o f   C B I R   e x p er i m en t s   ar d i s cu s s ed   in   Sect io n   4   an d   co n cl u s io n s   ar e   g iv e n   i n   Sectio n   5 .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1 .   F ea t ure  E x t ra ct io n M e t ho ds   a nd   P er f o r m a nce  E v a lua t io n   I n   th is   p ap er ,   w e   u s v ar io u s   tex tu r f ea t u r es,  i.e .   Gab o r   f ilter s ,   L o g   Gab o r   f il ter s ,   G r ey   L e v el     Co - o cc u r r en ce   Ma tr ices,  a n d   L o ca B i n ar y   P atter n s a n d   an al y ze   th e ir   co m b i n atio n   in   b atik   m o ti f   i m ag e   r etr iev al  ap p licatio n s .   T h s p atial  lo ca lit y ,   o r ien tatio n   s ele ctiv it y ,   an d   f r eq u e n c y   ar ca p tu r ed   as  th m ai n   ch ar ac ter is tic s   f o r   r ep r esen tati o n   o f   s alie n t v is u al  p r o p er ties     [ 1 1 - 12] .         2 . 1 . 1 .   G a bo F ilte     Gab o r   f ilter s   ar e   u s ed   to   m o d el  th s p atia s u m m atio n   p r o p er ties   o f   s i m p le  ce ll   in   th v is u al     co r tex   [ 1 3 - 14] .   Fil ter in g   o p er atio n   is   co n d u cted   b y   i m ag co n v o lu tio n   o f   a n   o r ig i n al  i m ag w it h   G ab o r   f ilter   to   g e n er ate  n e w   i m ag e .   T h n u m b er   o f   n e w   i m a g es  is   co r r elate d   to   th n u m b er   o f   f ilter s   u s ed .   A   2 D   Gau s s ia n   en v elo p   is   m o d u late d   2 Gab o r   f ilter   in   co m p l ex   s i n u s o id al  w a v e.   T h 2 Gab o r   f ilter s   ca n   b e   ca teg o r ized   in to   t w o   co m p o n en t s r ea p ar as   s y m m etr ic  co m p o n en t   an d   a n   i m a g in ar y   p ar as  t h e   as y m m etr ic  co m p o n e n t.  T h 2 Gab o r   f u n ct io n   ca n   b m a th e m atica ll y   f o r m u lated   as  [ 1 4 ]       (               )                     (                             )                                                             ( 1 )           w h er :                                                                     I n   eq u atio n   ( 1 ) ,   f     is   t h f r eq u e n c y   o f   s i n u s o id al  w a v e,     r ep r esen t s     th an ti - clo c k w is r o tat io n   o f   t h e   Gau s s ia n   en v elo p an d   th s i n u s o id   d en o tes  th s m o o th in g   p ar a m e ter s   o f   t h Gau s s i an   en v elo p e ,   an d         in d icate s   t h o r th o g o n al  to   th e   d ir ec tio n   o f   th w a v e ,   r esp ec tiv el y .     T h to tal  n u m b er   o f   f r eq u en c i es        an d   t h to tal  n u m b er   o f   o r ien tatio n s         o f   th Gab o r   f ilter s   ar d eter m in ed   to   d es ig n   Gab o r   f ilter   b an k .   T h co m b i n atio n   o f   f r eq u e n c y   an d   o r ien tatio n   g en er ates  t h Gab o r   f ilter   b an k   [ 1 3 ] .   R esear ch   b y   C lau s [ 1 4 ]   s elec ted   h ig h est  f r eq u en c y                 ,   f o u r   n u m b er   o f   f r eq u en c y           ( 2 2 . 6 3 ,   1 1 . 3 1 ,   5 . 6 6 ,   an d   2 . 8 3   p ix el  p er   c y cle)   an d   s i x   o r ien t atio n s         (0 0 ,   30 0 ,   60 0 ,   90 0 ,   1 2 0 0 ,   an d   1 5 0 0 )   to   f ilter   ea ch   te s t i m ag e.   T h ese  f i lter s   ar p u r p o s ed   to   w ell - lo ca lized   m ea s u r o f   th lo ca i n f o r m atio n .       2 . 1 . 2 . G re y   L ev el  Co - o cc urre nce  M a t rice s   Gr e y   L e v el  C o - o cc u r r en ce   M atr ix   ( GL C M)   is   co m m o n   m eth o d   u s ed   f o r   an al y zi n g   i m a g tex tu r e s .   T h b asic  id ea   f r o m   t h i s   m e th o d   is   to   ex tr ac h o m o g e n e o u s   ch ar ac ter i s tics   f r o m   i m a g tex tu r e.   G L C M   p r o d u ce s   f ea t u r es  w h ic h   d esc r ib w ell   t h r elatio n s h ip   o f   a d j ac en cy   a m o n g   p ix el s   i n   a n   tex t u r i m ag e   [ 1 5 ] .    T h s ec o n d   o r d er   s tatis tics   ar ac cu m u lated   i n to   s e o f   2 m atr ice s ,     (           )     ea ch   o f   w h ich   m e asu r es  t h e   s p atial  d ep en d en c y   o f   t w o   g r a y   lev e ls ,   an d   j ,   g iv e n   d is p l ac e m en v ec to r       (       )   (         )     [ 1 3 ] .   T h e   n u m b er   o f   o cc u r r en ce s   ( f r eq u en cie s )   o f   a n d   j ,   s ep ar ated   b y   d i s tan ce   d ,   co n tr ib u tes  t h ( i,j )   en tr y   in   t h e     co - o cc u r r en ce   m atr ix     (           ) .   A   co - o cc u r r en ce   m a tr ix   i s   g i v e n   as:       (           )   , ( (           )   (           ) )     (           )         (           )     -   (           )   (           )             (           )   (                     )                                                                 ( 2 )     w h er e:     (           )           =  N u m b er   o f   o cc u r r en ce s   o f   th p air   o f   g r e y   le v els  i   a n d   j   (           )   an d   (           )   =   co o r d in ates o f   p ix el s   i n   t w o   p o s itio n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Textu r F u s io n   fo r   B a tik  Mo tif R etri ev a l S ystem  ( I d a   N u r h a id a )   3177           d is p lace m en v ec to r           d is tan ce           o r ien tatio n           C ar d in alit y   o f   s et   T ex tu r f ea t u r es,  s u c h   a s   h o m o g e n eit y ,   e n er g y ,   en tr o p y ,   c o n tr ast,  a n d   co r r elatio n ,   ar t h en   d er iv ed   f r o m   t h co - o cc u r r en ce   m atr i x .   a.   C o n tr ast :                      (         ) (       )                                                                                             ( 3 )     w h er e:   k   th n u m b er   o f   r o w s   o r   co lu m n s   T h p r o b a b ilit y   o f   t w o   p ix els    (       )   in d icate d   th s ep ar atio n   o f   t w o   p ix els  w it h   d if f er e n g r e y   le v el  an d   j   [ 6 ] .   C o n tr ast  m ea s u r es lo ca l i n ten s i t y   o f   i n v ar ian ce .     b.   Ho m o g e n eit y   o r   An g u lar   Seco n d   Mo m en t ( ASM)   :              (         )                                                                                                          ( 4 )       T h h o m o g e n eit y   o f   an   i m a g e   is   m ea s u r ed   b y   u s in g   An g u lar   Seco n d   Mo m en t.  T h s u m   o f   s q u ar es  w ill  b e   h ig h   i f   h o m o g e n eo u s   s ce n co n tai n s   o n l y   f e w   g r a y   lev el s   b u t r elati v el y   h i g h   v al u es o f     (       ) .   c.   I n v er s Di f f er en ce   Mo m en t ( I DM )   :                 (       )                     (       )                                                                                  ( 5 )     T h h o m o g e n eit y   o f   t h i m a g a f f ec ted   th I DM s   v alu e.   I DM   v al u w i ll  b lo w   i f   t h i m a g is   n o t   h o m o g en y .   Ot h er w is e,   f o r   h o m o g e n eo u s   i m a g e,   t h I DM   v alu is   h i g h .   C o r r elatio n     C o r r elatio n   is   m ea s u r o f   g r a y   le v el  lin ea r   d ep en d en ce   b et w ee n   th p ix el s   at  th s p e cif ied   p o s itio n s   r elativ to   ea ch   o th er .                           (       ) (         ) (         )                                                                                                   ( 6 )     w h er                     ar m ea n   v al u o f   r o w   an d   co l u m n   j   a n d                       ar s tan d a r d   d ev iatio n   o f   r o w   a n d   co lu m n   j .     2 . 1 . 3 . L o g   G a bo F ilte r   Field   p r o p o s ed   L o g - Gab o r   f il ter s   as  a   m o d i f icatio n   to   t h b asic  Gab o r   f u n ct io n   [ 1 6 ]   ( Fi eld   1 9 8 7 ) .   T h s in g u lar it y   o f   th lo g   f u n ct io n   L o g   Gab o r   f ilter s   b asicall y   ar d ef i n ed   in   th f r e q u en c y   d o m ai n   as   Gau s s ia n   f u n ctio n s   t h at  s h i f f r o m   t h o r ig in   [ 1 7 ] .   Gab o r   f ilter s   p r esen li m itatio n   in   th e   b an d w id th   w h er o n l y   b an d w id th   o f   1   o ctav m ax i m u m   co u ld   b d esi g n ed       [ 1 8 - 20] .   L o g   Gab o r   co n s is ts   o f   lo g ar ith m i c   tr an s f o r m a tio n   in   th Gab o r   d o m a in   w h ic h   eli m i n ate s   th D C - co m p o n en allo ca ted   in   m e d iu m   a n d   h ig h - p ass   f ilter s .   T h f r eq u e n c y   r esp o n s is   a   Ga u s s ian   o n   a   lo g   f r eq u en c y   a x i s .   T h co m p ar is o n   b et w ee n   Gab o r   an d   L o g   Gab o r   f u n ct io n s   ca n   b s e en   in   Fig u r e   2 .                                  ( a)   Gab o r   F u n ctio n       ( b )   L o g   Gab o r   F u n ctio n     Fig u r e   2 .   C o m p ar is o n   o f   Gab o r   an d   L o g   Gab o r   Fu n ctio n s   [ 1 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.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   3 1 7 4     3 187   3178   T h f r eq u en c y   r e s p o n s o f   L o g   Gab o r   f ilter   ca n   b d ef i n ed   as :       (   )        (   *     (       ) +       *     (       ) +   )                                                                                ( 7 )     w h er       is   ce n ter   f r eq u en c y   o f   f il ter   an d       is   s ca li n g   f ac to r   o f   r ad ian   b an d w id t h   [ 1 6 ]     2 . 1 . 4 . Lo ca l B ina ry   P a t t er n ( L B P )   T h L B P   o p er ato r   is   o n o f   t h b es t   p er f o r m i n g   te x tu r e   d escr ip to r s   an d   it   h a s   b ee n   w id el y   u s ed   i n   v ar io u s   ap p licatio n s .   T h co m p lex i t y   ti m e   w ill  b m i n i m i ze d   w h eth er   p r ep r o ce s s in g   a n d   L B P   ar ap p ly in g   r esp ec tiv el y   [ 2 1 ] T h L o ca B in ar y   P atter n   ( L B P )   o p er a to r   u tili ze s   th ce n ter   v al u as  r ef er en ce   in   a     3 ×3   p ix el  n eig h b o r h o o d   [ 2 2 ] .   T h th r esh o ld   v a lu i s   f r o m   t h ce n ter   p ix el  w h ile  t h p i x el  v alu o f   n eig h b o r   is   m ar k ed   as  0 ”  w h e n   it i s   b el o w   t h t h r es h o ld   an d   1 ”  o th e r w i s e.   A   b in ar y   n u m b er   is   f o r m ed   to   ch ar ac ter ize   th lo ca tex t u r ( s ee   Fig u r e   3 ) .   T h en ,   s u b tr ac tin g   th av er ag g r e y   le v els  b elo w   t h ce n ter   p ix el  f r o m   t h e   g r e y   le v el  ab o v o r   eq u al  to   th ce n ter   p ix el  w ill r es u lt i n   C o n tr ast ( C ) .                                               ( a)   E x a m p le   ( b )   T h r esh o ld er   ( c)   W eig h ts   ( d )   L B P   C alcu - latio n     Fig u r e   3 .   An   E x a m p le  o f   L o ca l B in ar y   P atter n   C alc u latio n       A   b i n ar y   n u m b er   is   r ep r esen te d   as f o llo w                (       )     (           )               (   )       ,                                                                                        ( 8 )     w h er e:           th g r a y   lev el  o f   th ce n ter   p ix el  o f   lo ca l n ei g h b o r h o o d               th g r a y   lev el s   o f   e v en l y   s p ac ed   p ix els o n   cir cle  o f   r ad iu s   R .     2 . 2 .   F ea t ure  F us io n   Featu r f u s io n   i n te g r ates  i n f o r m atio n   f r o m   all  a v ailab le  f ea tu r es  i n to   u n i f ied   r ep r esen ta tio n   [ 2 3 ] Data   f u s io n   ca n   b co n d u cte d   at  th r ee   d is tin ct  lev e ls ,   i.e .   f ea tu r le v el  f u s io n ,   m atc h i n g / s co r lev el,   an d   d ec i s io n   lev el  [ 2 4 ] .   Featu r lev el  f u s io n   is   p er f o r m ed   b y   co n ca ten ati n g   th f ea tu r e s   r esu lti n g   f r o m   f ea tu r e   ex tr ac tio n   p r o ce s s .   I i s   m o r co m p licated   s in ce   s e o f   f ea t u r es  p r o b ab ly   h a v d if f er en t   d i m e n s io n .   Ho w e v er ,   f ea t u r lev el  f u s io n   h as  b ee n   co n s id er ed   p r ef er ab le  b ec au s f u s ed   f ea t u r es  m a y   co n tain   ad d itio n al   d is tin ct   i n f o r m atio n   to   i n d iv id u al  f ea t u r es.  On   t h o t h er   h a n d ,   it  is   p o s s ib le   to   s elec f ea t u r es  f o r   el i m in at in g   r ed u n d an t i n f o r m atio n   f r o m   f ea t u r s et.         I m p le m e n tatio n   f o r   f u s io n   at  m atch i n g /s co r lev el  i s   m o s f r eq u en tl y   u s ed   co m p ar ed   to   f ea tu r e   f u s io n   i n   th lo w er   lev el.   F u s i o n   at  d ec is io n   lev el  g a th er s   i n f o r m atio n   af ter   d ec is io n   is   t ak en   b y   m a tch er   b ased   o n   it s   d eli v er ed   i n p u t   [ 2 5 ] .   T h f in al   d ec is io n   i s   m ad e   b y   a   m aj o r ity   v o te  s c h e m e,   b eh av io r   k n o w led g e   s p a ce ,   w ei g h ted   v o ti n g ,   a n d   A N r u le  a n d   OR   r u le.   Fu s io n   at  t h h i g h er   lev el  m a y   d ec r ea s th r ec o g n itio n   p er f o r m a n ce   s i n ce   s o m i n f o r m atio n   w i ll b lo s t in   t h co u r s o f   f u s io n   p r o ce s s .       2 . 3 .   F ea t ure  M a t ching   Featu r m atc h i n g   is   f u n d a m en tal  p r o b le m   in   co m p u ter   v is io n ,   a n d   p la y s   a   cr itical  r o le  in   m an y   task s   s u c h   as  o b j ec r ec o g n itio n   an d   lo ca lizatio n   [ 2 6 ] .   A   s i m i lar it y   m ea s u r f o r   co n ten t - b as ed   r etr iev al  s h o u ld   b ef f ic ien e n o u g h   to   m a tch   s i m ilar   i m a g es  a s   w ell  a s   b ein g   ab le  to   d is cr i m i n ate  d is s i m ila r   o n es  [ 6 ] .   Featu r v ec to r s   u s u all y   ex i s in   v er y   h ig h - d i m en s io n al  s p ac e.   T h p r o b lem   o f   m atc h in g   ca n   b d ef in ed   as  estab lis h in g   m ap p in g   b et wee n   f ea t u r es  i n   o n i m a g a n d   s i m ilar   f ea tu r es  i n   a n o th e r   i m ag e.   S i m ilar it y   m ea s u r o n   t h is   r esear c h   w as   co n d u cted   u s in g   E u cl id ian   d is tan ce   f u n ctio n .   T h E u cli d ea n   d is tan ce   i s   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Textu r F u s io n   fo r   B a tik  Mo tif R etri ev a l S ystem  ( I d a   N u r h a id a )   3179   d is tan ce   f u n ct io n   m o s w id el y   u s ed   to   m ea s u r t h d is ta n ce   of   t w o   v ec to r s .   I f   t h t w o   v e cto r s   ar v ec to r s   an d   B ,   w h er e:           [                           ]                           [                           ]                                                                                       ( 9 )     T h E u clid ian   Dis tan ce   i s   d ef i n ed   as:                                       (             )                                                                                ( 1 0 )     2 . 4 .   P er f o r m a nce  E v a lua t io n   P r ec is io n   an d   R ec all   ar t w o   in d icato r s   o f   t h co r r ec tn es s   r etr iev al  r es u lt  [2 7 - 28] .   R ec all   m ea n s   a   r atio   b et w ee n   t h n u m b er   o f   co r r ec tly   r etr ie v ed   i m ag b y   th s y s te m   an d   t h n u m b er   o f   all  i m a g es   in   th e   d atab ase  w h ich   h av t h s a m class   w ith   t h q u er y .     I n   o th er   w o r d s ,   r ec all  d escr ib es  th s y s te m s   ca p ab ilit y   to   r etr iev r elev an i m a g es,  w h er ea s   p r ec is io n   is   t h n u m b er   o f   r elev a n i m ag e s   f o u n d   co m p ar ed   to   th e   n u m b er   o f   all  i m a g es  f o u n d   in   q u er y   p r o ce s s .   P r ec is io n   d ep icts   th ab ilit y   o f   t h s y s te m   to   r ej ec t   th e   ir r elev an t   i m a g e.     p er f ec t   p r ec is io n   s co r o f   1 . 0   m ea n s   th at  ev er y   r es u lt  r etr ie v ed   b y   s ea r ch   w a s   r elev a n t   w h er ea s   p er f ec r ec all  s co r o f   1 . 0   m ea n s   th a all  r ele v an t   i m a g es  w er r etr ie v ed   b y   th e   s ea r ch .   R ec al an d   p r ec is io n   ar in v er s el y   r elate d   an d   ca n   b d ef in ed   as:                                                                                                                                                                                                                                                                                                        2 . 5 .   P ro po s ed  M et ho d   I n   th i s   p ap er ,   w p r o p o s C B I R   ap p r o ac h   f o r   b atik   m o tif   r etr iev al  s y s te m   t h at  b u i ld s   o n   tex tu r e   f ea t u r f u s io n   t h r o u g h   a n   e f f ec tiv s e lectio n   f ea t u r e.   F u r t h er m o r e,   th e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   w as  e x te n s iv el y   ev alu a ted   o n   th e   i m ag e   d ata  s et  o f   b ati k .     I s h o u ld   b n o te d   th at  w u s e   th e   s a m p ar a m eter   u s ed   b y   [ 7 ]   f o r   GL C an d   Gab o r   f ea t u r ex t r ac ti o n .   T h p u r p o s is   to   co m p ar o u r   r esu lt s   w it h   p r ev io u s   w o r k .   N u r h a id a,   et. al  [ 7 ]   d is co v er ed   th at  u s in g   s in g le  GL C f ea t u r w ith   r a w   i m ag i n p u g a v th b est   ac cu r ac y   f o r   b atik   m o ti f   class i f icatio n .   Ho w e v er ,   w w ill  u s th f ea t u r f o r   o u r   B atik   Mo tif   r etr iev al  s y s t e m   tas k .   Fig u r 4   d ep icts   th f r a m e w o r k   o f   t h p r o p o s ed   ap p r o ac h   f o r   b atik   m o ti f   r etr iev al  s y s te m ,   w h ic h   m ai n l y   in cl u d es  o f   f ea t u r ex tr ac tio n   p r o ce s s ,   d ata  n o r m aliza t io n ,   f u s io n   at   t h e   f ea t u r e   lev el,   a n d   th m ea s u r e m en o f   s i m ilar it y   m atc h in g   b et w ee n   q u er y   i m ag es  ag ai n s i m ag e s   in   th d atab ase.   T h f r a m e w o r k   o f   f ea t u r ex tr ac tio n   f u s io n   is   s h o w n   i n   Fi g u r 4 .             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.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   3 1 7 4     3 187   3180       Fig u r e   4 .   Fra m e w o r k   o f   f ea t u r ex tr ac tio n   f u s io n   f o r   B atik   Mo tif   R etr ie v al  S y s te m       3.   E XP E R I M E NT A L   DE SI G N   T he   d ataset  co n s is t s   o f   2 1 0   te m p lates  ( 1 5 0   x   1 5 0   p ix els)  m o ti f s   o f   b ati k   i m a g es  f r o m   5   class es  o f   g eo m etr ic  p atter n .   T h i m ag e s   w er f ir s t ly   g r o u p ed   in to   5   class es  b ased   o n   th n at u r b atik   m o ti f s .   T h 5   class es  ar ce p lo k,   ka w u n g le r en g ,   n itik ,   an d   p a r a n g .   T h ese  tem p late s   w er cr o p p e d   in to   p r im iti v p atter n s .   T h q u er y   d ataset  i s   g e n er ated   f r o m   ea ch   te m p late  b ased   o n   tr an s latio n ,   s ca le ,   an d   r o tatio n .   T h to tal  n u m b er   o f   g e n er atin g   q u er y   i m ag e s   i s   3 , 1 6 5   in   J P f o r m at   a n d   t h e y   h a v s ize  o f   4 5 0   x   4 5 0   p ix els.  T h q u er y   i m a g es  ar g e n er ated   b ased   o n   th r ele v an te m p late  w it h   a   v ar iatio n   o f   tr a n s la tio n ,   s ca le,   an d   r o tatio n .   T h er e   is   n u m b er   o f   te m p lates i n   ea ch   q u er y   i m a g r an g in g   f r o m   1   to   9   o b j ec ts .     E x a m p les ar s h o w n   i n   Fi g u r e   5   I n   th is   r esear c h ,   w u s Gab o r   f ilter ,   G L C M,   L o g   Gab o r   f il ter ,   an d   L o ca B i n ar y   P atter n   as  tex tu r e   f ea t u r es.  Fo r   th Gab o r   f ilter   b an k ,   w c h o o s 6   v alu e s   o f   o r ien tatio n 0 0 ,   3 0 0 ,   6 0 0 ,   9 0 0 ,   1 2 0 0 ,   an d   1 5 0 0   an d   4   f r eq u en c ies  ar s elec ted 2 2 . 6 3 ,   1 1 . 3 1 ,   5 . 6 6 ,   an d   2 . 8 3   f o llo w i n g   [ 1 4 ] ,   [ 2 9 ] .   GL C w a s   co m p u ted   o v e r   d is tan ce   d   1   an d   4   d ir ec tio n s   ( 0 0 ,   4 5 0 ,   9 0 0 ,   an d   1 3 5 0 ) .   F o r   L o g   Gab o r ,   f o llo w i n g   [ 1 6 ] ,   w ch o o s f o u r   n u m b er s   o f   w a v elet   s ca le s   a n d   s ix   n u m b er s   o f   f ilter   o r ien t atio n s .   L o ca B i n ar y   P atter n   ( L B P )   f ea tu r es   ar ex tr ac ted   u s i n g   i n v ar ia n p ar a m eter   s et  to   1   w h ic h   m ea n s   ev er y   L B P   lab el  i s   co m p u ted   u s in g   th e   m in i m al   ch ain   b y   r o tati n g   n ei g h b o r in g   p ix els     I n   o r d er   to   g et  th b est r etr iev al  r esu lt,  t h t w o   t y p es o f   d ata s et  u s ed   as a   q u er y   ar ex p lai n ed   b elo w :   Data s et  1   :   I m ag d ataset  w h ic h   co n tai n ed   o n b asi m o tif   o b j ec t te m p late  f r o m   p ar ticu lar   clas s .     Data s et  2   :   I m ag d ataset  w h ic h   co n tai n ed   m u ltip le  o b j ec ts   I n   th i s   r esear ch   w atte m p t t h r ee   s ce n ar io s   as  f o llo w s :   Scen ar io   1   : O n e   i m ag e   co n tai n i n g   o n e   o b j ec t is selected   a s   q u er y   i m ag e,   w h ile  th e   r est  i m a g es   i n   d atase t   1   ar u s ed   as te m p late  i m ag e s .       Scen ar io   2   On i m a g co n tai n in g   m u l t ip le  o b j ec ts   is   s elec ted   f r o m   th d ataset  2 ,   w h i le  th i m ag es  in   d ataset  1   ar u s ed   as t e m p late  i m a g es.      Scen ar io   3   :   On i m a g co n tain in g   m u ltip l o b j ec ts   is   s elec ted   f r o m   th e   d ataset  2 ,   w h ile  t h r est   i m ag in   d ataset  2   w ill ar as te m p late  i m ag e s .     w h er e:   T em p late  i m a g e s     i m a g es i n   d atab ase   Qu er y   i m a g es     i m a g es  r e f er r in g   to   u s er s   tas k   o f   s ea r ch in g   f o r   b atik   m o ti f   o b j ec ts   th at  ar r elev a n to   a   q u er y   w it h i n   i m a g es i n   d atab ase   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Textu r F u s io n   fo r   B a tik  Mo tif R etri ev a l S ystem  ( I d a   N u r h a id a )   3181         ( a)   T em p late  I m a g   002 - C P K0 0 3 - B lib ar 1 1 . p n g   w it h   S ca le  1 . 0 .   ( b )   Qu er y   I m ag w i th   3   O b j ec ts ,   S ca le  0 . 5   an d   R o tatio n   0   D eg r ee   w it h   R an d o m   P o s itio n   ( c)   Qu er y   d ata  w i th   9   o b j ec ts ,   Sc ale  0 . 5   an d   Ro tatio n   0   De g r ee   w it h   R eg u lar   P a tter n     Fig u r e   5 .   E x p er i m en Data s e Gen e r ated   f r o m   T e m p late  I m a ge       E ac h   i m a g i n   d ataset  i s   u s ed   as  q u er y   i m a g a n d   te m p late  i m a g alter n atel y .   T h p u r p o s o f   th ese  s ce n ar io s   is   to   f i n d   o u w h et h er   th f ea t u r f u s io n   w i ll  i m p r o v r etr ie v al  r ate  i f   t h n u m b er   o f   m o ti f   o b j ec ts   is   ad d ed   to   te m p late  a n d   q u er y   d ata  in cr e m en tall y .   Fu r t h er m o r e,   w i n v e s ti g ate  w h et h er   th e   s y s te m   ca n   d is co v er   t h p r i m iti v m o tif   t h at  is   co n tai n ed   in   q u e r y   i m ag a g ai n s te m p late  d atase t .   W f ir s r ep r esen th i m ag e s   in   t h g r e y   s ca le  a n d   th e n   e m p lo y   t h f ea tu r e x tr ac tio n   m et h o d s   to   g ai n   th e   f e at u re   v e cto f o r   e ach   imag e In   p art icu l ar,   t h e   im ag e   re t rie v al   p ro ce s s   is   b as e d   o n   f u s io n   p ro ce s s   w h ich   u t il ize f e at u re s   re s u lt e d   f ro f e a t u re   e x t r act io n   p ro ce s s e s   re s p e cti v e ly .   T h e   f e at u re   v e cto is   ach ie v e d   as  f o ll o w s         {                                 }   , {                                 }   {                                 }   {                                 }   {                                 }   -     w h er e:         f ea tu r v ec to r   r esu lted   f r o m   ea ch   f ea t u r ex tr ac tio n   m et h o d   E ac h   t y p e   o f   f ea t u r es  r ep r ese n ts   s o m e   i m ag e   ch ar ac ter is tic   s o   th a t h f u s io n   p r o ce s s   w i ll  in teg r ate   i m a g ch ar ac ter i s tics   to   f u l f il i m a g r etr iev a l.  Sp ec i f icall y ,   th e   f ea t u r v ec to r   is   r ep r es en ted   as   s i n g le   v ec to r .     T h er ef o r e,   w ap p l y   t h n o r m aliza tio n   p r o ce s s   w h ic h   tr an s f o r m s   all  f ea t u r es  in to   co m p ar ab le  r an g e   o f   v al u es.  I n   o t h er   w o r d s ,   th is   n o r m aliza tio n   p r o ce s s   ch an g es  t h r an g o f   p i x el  in te n s it y   v al u es     b et w ee n   [ 0     1 ] .   T h q u er y   d at aset  an d   te m p late  d ataset  f r o m   t h d atab ases   ar u s ed   b y   th s y s te m   to   o b tain   th b est  1 ,   3 ,   5 ,   7 ,   4 2   an d   6 3 2   m atch ed   i m ag e s   o r d er ed   b y   t h eir   s i m ilar it y ,   i.e .   E u cli d ea n   d is tan ce .   T h   T o p - 4 2   an d   T o p - 6 3 2   ar th a v er ag e   n u m b er   o f   te m p late   i m ag es   an d   q u er y   i m ag e s   w h ic h   d is tr ib u ted   i n   ea c h   class   co n s ec u ti v el y .   T h ai m   is   to   ac h ie v t h e   b est  p er f o r m an ce   o f   t h s y s te m   t h at   ca n   r etr iev u p   to   t h o s e   n u m b er s   o f   i m a g es.  T h s i m il ar it y   ca lcu latio n   o f   s in g le  f e atu r v ec to r   is   as  f o llo w s :   1)   C alcu late  th a v er ag v al u o f   th f ea t u r v ec to r        an d   v ar ian c e        .   2)   C alcu late  E u clid ia n   d is ta n ce           (       )   w h er ( i≠ j )   b et w ee n   q u er y   i m ag an d   te m p la te  i m a g es i n   d a tab ase            (       )   (             )               w h er e:   r   =   co r r esp o n d in g   d escr ip to r   o f   f ea t u r       3)   Fo r   g iv e n   q u er y   i m a g q ,   ca lcu late  E u c lid ian   d is ta n ce   w it h   a ll i m a g in   te m p late  d atab ase      Dis t ( 1 , q ) ,   Dis t ( 2 , q ) ,   Dis t ( 3 , q ) ,   …  Dis t ( m total , q )     w h er e:      m total   to tal  te m p late  i m ag e s   i n   th e   d atab ase     T h p er f o r m an ce   o f   s u cc ess f u l r etr iev al  i m a g is   e v al u ated   b y   t h t w o   m ea s u r es,  p r ec is io n ,   an d   r ec all.       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.  6 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 6   :   3 1 7 4     3 187   3182   4.   RE SU L T   AND  ANA L YS I S   T ab le  1   c o m p ar es  t h p r ec is io n   a n d   r ec all   r esu lts   o b tai n ed   f r o m   th s y s te m   o n   to p - N   s i m i lar   i m a g e s   f r o m   ea c h   c lass .   B ased   o n   th ex p er i m e n tal   r es u lts   u s i n g   s ce n ar io   1 ,   all   s i n g le - f ea t u r an d   f ea tu r f u s io n   m et h o d s   ar ab le  to   r etr iev th s a m i m a g f r o m   th i m a g d atab ase.   T h f u s io n   o f   Gab o r ,   GL C M,   L B P ,   an d   L o g   Gab o r   f ea t u r es  g ai n ed   th h i g h est  r etr iev al  p er f o r m a n ce   f o r   th to p   3   r e tr iev al  im ag e s ,   w h er ea s   t h e   f u s io n   o f   Gab o r ,   L o g   Gab o r ,   an d   GL C f ea tu r e s   ac h ie v es  t h h i g h est  v al u f o r   t h to p   5 ,   7 ,   an d   4 2 .   T h b est   p r ec is io n   is   7 3 . 9 3 f o r   th to p   3   an d   th b est  r ec all  is   3 2 . 5 3 f o r   to p   4 2 .   T h b est  p r ec is io n   an d   r ec all  u s in g   s i n g le   f ea tu r e   is   o b tain ed   u s in g   L o g   Gab o r   f ea -   tu r w it h   p r ec is io n   o f   7 2 . 8 3 f o r   th e   to p   3   an d   r ec all   o f   3 1 . 8 8 % f o r   th to p   4 2 .         T ab le  1 .   P r ec is io n   an d   Re ca ll  o f   th B atik   Mo ti f   R etr iev al  S y s te m   f o r   Te m p late  to   T em p la te  Scen ar io   1   F e a t u r e   Ex t r a c t i o n   M e t h o d   T O P   1   3   5   7   4 2     P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 9 . 9 8 %   4 . 5 3 %   5 9 . 0 5 %   6 . 0 2 %   5 4 . 1 6 %   7 . 4 8 %   3 5 . 4 7 %   2 6 . 2 3 %   G L C M   1 0 0 %   2 . 3 7 %   5 8 . 6 1 %   3 . 9 0 %   4 8 . 9 1 %   5 . 2 1 %   4 4 . 4 1 %   6 . 4 1 %   3 4 . 0 4 %   2 6 . 6 2 %   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   5 7 . 5 0 %   3 . 5 5 %   4 8 . 3 4 %   4 . 8 6 %   4 2 . 9 9 %   5 . 8 2 %   3 1 . 7 9 %   2 2 . 8 6 %   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 2 . 8 3 %   4 . 5 0 %   6 3 . 5 1 %   6 . 3 3 %   5 8 . 9 0 %   7 . 9 4 %   4 3 . 5 5 %   3 1 . 8 8 %   G a b o r   G L C M   1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 5 . 5 6 %   4 . 3 0 %   5 5 . 4 5 %   5 . 8 4 %   5 0 . 6 4 %   7 . 2 4 %   3 6 . 4 0 %   2 8 . 1 5 %   G a b o r   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 4 . 6 1 %   4 . 1 6 %   5 5 . 1 7 %   5 . 6 4 %   5 0 . 8 5 %   7 . 0 1 %   3 5 . 1 4 %   2 6 . 1 1 %   G a b o r   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 2 . 8 3 %   4 . 5 2 %   6 4 . 2 7 %   6 . 4 5 %   5 9 . 3 8 %   8 . 0 9 %   4 4 . 0 1 %   3 2 . 4 8 %   G L C M   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 0 . 6 6 %   3 . 9 9 %   5 2 . 2 3 %   5 . 4 1 %   4 7 . 1 2 %   6 . 6 3 %   3 4 . 1 8 %   2 6 . 2 1 %   G L C M   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 2 . 9 9 %   4 . 5 3 %   6 3 . 4 1 %   6 . 3 6 %   5 8 . 3 6 %   7 . 9 7 %   4 3 . 4 2 %   3 2 . 1 9 %   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 3 . 4 6 %   4 . 5 1 %   6 3 . 8 9 %   6 . 3 0 %   5 9 . 4 4 %   8 . 0 4 %   4 3 . 7 5 %   3 1 . 9 8 %   G a b o r   G L C M   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 6 . 3 5 %   4 . 3 3 %   5 5 . 5 5 %   5 . 7 8 %   5 0 . 9 8 %   7 . 2 9 %   3 6 . 7 7 %   2 8 . 2 3 %   G a b o r   G L C M   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 3 . 1 4 %   4 . 5 7 %   6 3 . 6 0 %   6 . 4 2 %   5 8 . 9 7 %   8 . 0 7 %   4 3 . 5 5 %   3 2 . 4 7 %   G a b o r   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 3 . 1 4 %   4 . 5 7 %   6 4 . 9 3 %   6 . 4 9 %   6 0 . 1 9 %   8 . 2 1 %   4 4 . 1 8 %   3 2 . 5 3 %   G L C M   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 3 . 4 6 %   4 . 5 6 %   6 3 . 6 0 %   6 . 3 7 %   5 8 . 9 0 %   8 . 0 8 %   4 3 . 4 7 %   3 2 . 0 8 %   G a b o r   G L C M   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 3 . 9 3 %   4 . 6 1 %   6 3 . 9 8 %   6 . 4 6 %   5 9 . 2 4 %   8 . 1 4 %   4 3 . 7 3 %   3 2 . 4 8 %       Fro m   Fi g u r e   6 ,   it  is   ap p ar en t h at  th f ir s r an k   o f   th r etr ie v ed   im a g e s   f r o m   t h te m p late  d atab ase  is   ex ac tl y   t h s a m i m a g a s   q u er y   i m a g e.   A s   s ee n   i n   T ab l 2 ,   th f ea tu r f u s io n   p er f o r m an ce   o u tp er f o r m s   s in g le - f ea tu r p er f o r m a n ce .   Featu r f u s io n   f r o m   G L C M   an d   L o g   Gab o r   ac h iev es  th b est  p r ec is io n   o f   5 4 . 6 8 %,  4 6 . 1 5 %,  4 3 . 7 1 f o r   to p   1 ,   3 ,   an d   5 ,   r esp ec tiv e l y .   Ho w e v er ,   r etr ie v al  o f   t h i m ag e   f o r   th e   to p   4 2   o b tain s   f r o m   f ea t u r f u s io n   o f   L B P   an d   L o g   Gab o r   at  3 6 . 4 0 %.    Fu r t h er m o r e,   r etr iev al  r ate   f r o m   f ea tu r f u s io n   o u t p er f o r m s   t h b est  s in g le  f e atu r p er f o r m an ce   f r o m   L o g   Gab o r   f ea tu r w h ic h   s h o w s   p r ec is io n   at  5 3 . 6 1 %,   4 6 . 0 4 %,  4 3 . 4 5 %,  an d       3 6 . 0 8 %     f o r       to p   1 ,   3 ,   5 ,   an d   4 2 ,   r e s p ec tiv el y .   I n   t h i s   s ce n ar io ,   th r esu lt s   o f   r ec all  ar e   s ig n i f ica n tl y   lo w er   t h an   r ec all   v al u es  f r o m   s ce n ar io   1 .   I is   d u to   i n s u f f ic ien t   in f o r m a tio n   lo ca ted   in   te m p late   d ataset  co m p ar ed   to   th g r ea t er   n u m b er s   o f   m o ti f   co n tai n e d   in   th q u er y   i m a g d ataset.   I m ea n s   t h q u er y   i m a g es   h a v m o r e   co m p l icate d   ch ar ac ter is tic.     T h er ef o r e,   it   is   h ar d   to   f i n d   t h r ele v an t   i m ag i n   th e   te m p late  d atab ase.   T h r etr iev ed   i m a g e s   b ase d   o n   s ce n ar io   2   is   s h o w n   in   Fi g u r e   7.       T ab le  2 .   P r ec is io n   an d   r ec all  o f   th b ati k   m o t if   r etr ie v al  s y s t e m   f o r   q u er y   to   te m p late  s ce n ar io   2   F e a t u r e   Ex t r a c t i o n   M e t h o d   T O P   1   3   5   7   42   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   G a b o r   2 9 . 8 4 %   0 . 6 1 %   2 9 . 3 3 %   1 . 8 1 %   2 9 . 2 5 %   2 . 9 6 %   2 9 . 2 8 %   4 . 1 2 %   2 8 . 9 5 %   2 1 . 9 3 %   G L C M   3 2 . 5 9 %   0 . 6 1 %   3 1 . 4 6 %   1 . 7 8 %   3 1 . 1 9 %   2 . 9 6 %   3 0 . 3 7 %   4 . 0 7 %   2 8 . 9 1 %   2 2 . 3 9 %   L B P       1 8 . 4 3 %   0 . 4 5 %   1 5 . 0 0 %   1 . 3 8 %   2 1 . 8 0 %   2 . 3 2 %   2 7 . 0 8 %   3 . 2 5 %   3 0 . 5 6 %   1 9 . 9 1 %   L o g - G a b o r   5 3 . 5 1 %   1 . 1 5 %   4 6 . 0 4 %   2 . 7 6 %   4 3 . 4 5 %   4 . 2 5 %   4 1 . 5 7 %   5 . 5 5 %   3 6 . 0 8 %   2 5 . 2 4 %   G a b o r   G L C M   3 2 . 2 4 %   0 . 6 5 %   3 1 . 2 3 %   1 . 9 9 %   3 0 . 4 2 %   3 . 1 8 %   2 9 . 9 6 %   4 . 4 3 %   2 8 . 6 2 %   2 3 . 1 7 %   G a b o r   L B P       2 0 . 1 3 %   0 . 5 1 %   3 0 . 0 1 %   1 . 5 6 %   3 3 . 1 2 %   2 . 5 7 %   3 3 . 6 1 %   3 . 5 6 %   3 2 . 8 7 %   2 0 . 7 3 %   G a b o r   L o g - G a b o r   5 2 . 1 5 %   1 . 1 4 %   4 4 . 9 9 %   2 . 7 6 %   4 2 . 4 9 %   4 . 2 4 %   4 0 . 8 5 %   5 . 5 2 %   3 5 . 8 1 %   2 5 . 4 9 %   G L C M   L B P       3 1 . 4 5 %   0 . 5 9 %   3 3 . 0 2 %   1 . 6 9 %   3 4 . 0 6 %   2 . 7 5 %   3 2 . 2 7 %   3 . 7 6 %   3 0 . 2 5 %   2 0 . 6 5 %   G L C M   L o g - G a b o r   5 4 . 6 8 %   1 . 1 8 %   4 6 . 1 5 %   2 . 8 0 %   4 3 . 7 1 %   4 . 3 2 %   4 1 . 2 7 %   5 . 6 1 %   3 5 . 7 9 %   2 5 . 3 3 %   L B P   L o g - G a b o r   4 8 . 9 6 %   0 . 9 5 %   4 4 . 2 3 %   2 . 4 4 %   4 2 . 6 6 %   3 . 8 7 %   4 1 . 5 6 %   5 . 1 5 %   3 6 . 4 0 %   2 4 . 9 0 %   G a b o r   G L C M   L B P       2 9 . 9 0 %   0 . 6 1 %   3 2 . 8 0 %   1 . 7 7 %   3 3 . 4 0 %   2 . 8 6 %   3 3 . 4 6 %   3 . 8 9 %   3 2 . 3 2 %   2 1 . 6 2 %   G a b o r   G L C M   L o g - G a b o r   5 3 . 4 1 %   1 . 1 7 %   4 5 . 1 5 %   2 . 7 7 %   4 2 . 5 4 %   4 . 3 1 %   4 0 . 6 2 %   5 . 6 0 %   3 5 . 6 4 %   2 5 . 5 8 %   G a b o r   L B P   L o g - G a b o r   4 8 . 7 0 %   0 . 9 3 %   4 4 . 5 8 %   2 . 4 7 %   4 2 . 8 4 %   3 . 9 2 %   4 1 . 5 8 %   5 . 1 5 %   3 6 . 2 2 %   2 5 . 0 8 %   G L C M   L B P   L o g - G a b o r   5 1 . 1 4 %   1 . 0 0 %   4 5 . 0 0 %   2 . 5 5 %   4 3 . 0 2 %   3 . 9 5 %   4 1 . 1 1 %   5 . 1 8 %   3 6 . 1 8 %   2 4 . 9 2 %   G a b o r   G L C M   L B P   L o g - G a b o r   4 9 . 9 4 %   0 . 9 9 %   4 5 . 1 1 %   2 . 5 5 %   4 2 . 5 2 %   3 . 9 6 %   4 1 . 2 6 %   5 . 2 4 %   3 6 . 1 2 %   2 5 . 1 3 %     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Textu r F u s io n   fo r   B a tik  Mo tif R etri ev a l S ystem  ( I d a   N u r h a id a )   3183       Fig u r e   6 .   T h r etr iev ed   im a g e s   at  to p   5   b ased   o n   1   m o ti f   te m p late  as a   q u er y   i m a g ag a in s t to   te m p late  i m a g es i n   d atab ase  ( s ce n ar io   1 )           Fig u r e   7.   T h r etr iev ed   im a g e s   b ased   o n   q u er y   i m ag at  to p   5   th at  co n tai n ed   m o r th a n   1   m o ti f   as a   q u er y   i m a g ag ai n s t to   te m p late  i m a g es i n   th e   d atab ase   ( s ce n ar io   2 )       T ab le  3   illu s tr ates  s o m c h ar a cter is tics   o f   i m a g r etr iev al   r esu lt s   f r o m   t h s y s te m   f o r   s ce n ar io   3 .   p o s itiv co r r elatio n   w a s   f o u n d   b et w ee n   an   in cr ea s e   in   th n u m b er   o f   m o ti f s   in   q u er y   i m ag e s   a n d   te m p lat e   i m a g in   p r ec is io n .   Fu r t h er m o r e,   it  ca n   b s ee n   f r o m   T ab le  3   th at  f ea t u r f u s io n   o u tp er f o r m s   s i n g le  f ea tu r es   f o r   p r ec is io n   at  3 ,   5 ,   an d   7 .   T h b es p r ec is io n   i s   8 4 . 3 6 ac h iev ed   f r o m   f ea t u r f u s io n   o f   Gab o r ,   GL C M,   an d   L o g   Ga b o r   f o r   to p   3 w h i le  th s i n g le  f ea t u r ac h iev e s   8 3 . 2 8 f r o m   L o g   Ga b o r   as  th b est.    Me an w h ile,   r ec all  g ets  0 . 3 8 %,   0 . 5 6 %,  0 . 7 1 %,  an d   2 3 . 8 8 f o r   to p   3 ,   5 ,   7 ,   an d   6 3 2   c o n s e cu ti v el y .   T h ese   r esu lts   ar li k el y   to   b r elate d   to   ad eq u ate  in f o r m atio n   f o u n d   i n   b o th   q u er y   i m a g an d   i m a g in   th e   d atab ase   to   f in d   t h s i m ilar   i m a g e.   T h r etr iev ed   i m a g es b ased   o n   s ce n ar io   3   ca n   b s ee n   in   F ig u r e   8 .         T ab le  3 .   P r ec is io n   an d   r ec all  o f   th b ati k   m o t if   r etr ie v al  s y s t e m   f o r   q u er y   to   q u er y   ( s ce n ar i o   3 )     F e a t u r e   Ex t r a c t i o n   M e t h o d   T O P   1   3   5   7   6 3 2   ( a v e r a g e )   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   P r e c   R e c   G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 4 . 9 4 %   0 . 3 3 %   6 4 . 6 7 %   0 . 4 6 %   5 9 . 0 2 %   0 . 5 8 %   3 0 . 3 8 %   2 1 . 3 6 %   G L C M   1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 7 . 8 0 %   0 . 3 0 %   5 8 . 0 9 %   0 . 4 1 %   5 1 . 8 7 %   0 . 5 0 %   2 9 . 7 3 %   2 1 . 4 4 %   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   5 9 . 0 6 %   0 . 2 5 %   4 8 . 9 3 %   0 . 3 3 %   4 4 . 5 1 %   0 . 4 1 %   2 8 . 8 3 %   1 9 . 9 9 %   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 3 . 2 8 %   0 . 3 8 %   7 5 . 3 4 %   0 . 5 5 %   6 9 . 5 6 %   0 . 6 9 %   3 5 . 3 6 %   2 3 . 7 9 %   G a b o r   G L C M   1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 5 . 0 0 %   0 . 3 4 %   6 4 . 8 5 %   0 . 4 7 %   5 8 . 3 8 %   0 . 5 8 %   3 0 . 2 0 %   2 1 . 9 2 %   G a b o r   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   7 0 . 6 6 %   0 . 3 1 %   5 9 . 7 2 %   0 . 4 1 %   5 4 . 2 0 %   0 . 5 1 %   2 9 . 6 8 %   2 0 . 8 3 %   G a b o r   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 3 . 8 7 %   0 . 3 8 %   7 5 . 8 0 %   0 . 5 6 %   7 0 . 0 7 %   0 . 7 0 %   3 5 . 3 0 %   2 3 . 8 8 %   G L C M   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 4 . 3 6 %   0 . 2 8 %   5 4 . 0 0 %   0 . 3 8 %   4 8 . 9 8 %   0 . 4 7 %   2 9 . 1 4 %   2 1 . 0 2 %   G L C M   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 3 . 9 0 %   0 . 3 8 %   7 6 . 0 0 %   0 . 5 5 %   7 0 . 3 3 %   0 . 6 9 %   3 5 . 2 0 %   2 3 . 8 2 %   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 2 . 4 9 %   0 . 3 7 %   7 3 . 8 4 %   0 . 5 3 %   6 8 . 2 1 %   0 . 6 7 %   3 4 . 0 5 %   2 3 . 2 0 %   G a b o r   G L C M   L B P       1 0 0 %   2 . 3 7 %   6 9 . 9 0 %   0 . 3 1 %   5 9 . 0 6 %   0 . 4 2 %   5 3 . 8 1 %   0 . 5 2 %   2 9 . 4 4 %   2 1 . 2 9 %   G a b o r   G L C M   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 4 . 3 6 %   0 . 3 8 %   7 6 . 1 6 %   0 . 5 6 %   7 0 . 8 1 %   0 . 7 0 %   3 5 . 0 7 %   2 3 . 8 8 %   G a b o r   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 3 . 0 7 %   0 . 3 7 %   7 4 . 7 5 %   0 . 5 4 %   6 8 . 9 4 %   0 . 6 8 %   3 4 . 0 7 %   2 3 . 2 9 %   G L C M   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 2 . 9 9 %   0 . 3 7 %   7 4 . 9 4 %   0 . 5 4 %   6 9 . 1 7 %   0 . 6 8 %   3 3 . 8 5 %   2 3 . 2 2 %   G a b o r   G L C M   L B P   L o g - G a b o r   1 0 0 %   2 . 3 7 %   8 3 . 5 4 %   0 . 3 8 %   7 5 . 4 3 %   0 . 5 5 %   6 9 . 6 7 %   0 . 6 9 %   3 3 . 8 2 %   2 3 . 2 9 %   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.