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.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 9 4 1 ~2 9 4 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 2 9 4 1 - 2949          2941       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   PSO - SVM   hy brid  sy ste m  f o m e la n o m a   d e tect io fro m   h isto - pa tholo g ica i m a g es       M a en  T a k rur i 1 ,   M o ha m ed  K ha led A bu   M a h m o ud 2 A d el  Al - J u m a ily 3   1 De p a rte m e n o f   El e c tri c a l ,   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n s   En g in e e rin g ,   Am e rica n   Un iv e rsit y   o f   Ra A Kh a im a h Un it e d   A ra b   Em irate s   2, 3 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a n d   I n f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   Un iv e rsit y   o f   T e c h n o l o g y ,   S y d n e y ,   A u stra li a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   28 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u n   9 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Mar   4 ,   2 0 1 9       T h is  p a p e in tr o d u c e a n   a u t o m a ted   s y ste m   f o sk in   c a n c e (m e lan o m a )   d e tec ti o n   f ro m   Histo - p a th o l o g ica im a g e sa m p led   f ro m   m icro sc o p ic  slid e o f   sk in   b io p sy .   T h e   p ro p o se d   sy ste m   is  a   h y b rid   s y ste m   b a se d   o n   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iza ti o n   a n d   S u p p o r t   V e c to M a c h in e   ( P S O - S V M ).   T h e   f e a tu re s   u se d   a re   e x trac t e d   f ro m   th e   g r a y sc a le   i m a g e   h isto g ra m ,   th e   c o - o c c u rre n c e   m a tri x   a n d   th e   e n e rg y   o f   th e   w a v e let  c o e ff icie n ts  re su lt in g   f ro m   th e   wa v e let   p a c k e d e c o m p o siti o n .   T h e   P S O - S V M   sy ste m   se le c ts  th e   b e st  f e a tu re   se a n d   th e   b e st  v a lu e f o th e   S VM  p a r a m e ters   (C  a n d   γ)  th a o p ti m ize   th e   p e rf o rm a n c e   o f   th e   S V M   c las sif ier.  T h e   s y ste m   p e r f o r m a n c e   is   tes ted   o n   a   re a d a tas e o b tain e d   f ro m   th e   S o u t h e rn   P a th o lo g y   L a b o ra to ry   in   W o ll o n g o n g   NSW ,   A u stra li a .   Ev a lu a ti o n   re su l ts  sh o w   a   c las sif ic a ti o n   a c c u ra c y   o 8 7 . 1 3 % ,   a   se n siti v i ty   o f   9 4 . 1 %   a n d   a   sp e c i f icit y   o f   8 0 . 2 2 % .   T h e   se n siti v it y   a n d   sp e c if icity   re su lt a re   c o m p a ra b le  to   t h o se   o b tain e d   b y   d e r m a to lo g ists.   K ey w o r d s :   H is to - p at h o lo g ical   i m a g es   Me lan o m a   Sk i n   c an ce r   d iag n o s tic  s y s te m   Sk i n   l esio n   Co p y rig h ©   2 0 1 9   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 en   T ak r u r i,    Dep ar te m en t o f   E lectr ical,   E lectr o n ics an d   C o m m u n icat io n s   E n g i n ee r i n g ,   Am er ica n   Un i v er s i t y   o f   R as  Al  Kh ai m ah ,   P . O.   B o x   1 0 0 2 1 ,   R as A l K h a m ah ,   U n ited   A r ab   E m ir ates .   E m ail:  m ae n . ta k r u r i@ a u r ak . ac . ae       1.   I NT RO D UCT I O N     Sk i n   ca n ce r   is   in cr ea s in g l y   b e co m in g   m o r co m m o n   g lo b al l y .   I is   s p r ea d in g   in   Au s tr alia   at  h ig h e r   r ates  th an   o th er     ca n ce r   t y p es  [1 2] .   T h d ea d lies f o r m   o f   s k in   ca n ce r   is   Me lan o m a.   Me lan o m ca s e s   r ep o r ted   in   Au s tr alia  ar th e   h ig h est  g lo b all y   at  al m o s f o u r   ti m es  t h r ates  s ee n   in   C an ad a,   th U n ited   Kin g d o m   an d   th U n ited   Stat es  [ 3 ] .   R ep o r ts   h av s h o w n   t h at  m ela n o m h as  ac co u n ted   f o r   7 5 o f   ca n ce r   d ea th s   i n   A u s tr alia  [ 4 ] .     E ar ly   d iag n o s is   o f   Me la n o m a ,   w h ic h   is   o b v io u s l y   d ep en d e n u p o n   p atien t s   atte n tio n   a n d   ac cu r ate   ass es s m en t   b y   m ed ical  p r ac t itio n er ,   is   cr u cial.   S tu d ies   h a v s h o w ed   t h at  m ela n o m ca n   b cu r ed   at  r ate  o f   9 5 if   d ia g n o s ed   an d   tr ea ted   in   ea r l y   s ta g es   [ 5 ] .   I ca n   b e   r e m o v ed   b y   s i m p le   s u r g er y   i f   it   h as  n o e n ter ed   th b lo o d   s tr ea m .   Me la n o m a   ca n   b e   d iag n o s ed   v is u all y   in   a   n o n in v a s iv e   f as h io n   b u th is   ca n   lead   to   in ac cu r ate  j u d g m e n ts   a s   it  is   v is u all y   h ar d   f o r   m ed ical  p r o f es s io n al s   to   d if f er e n tiate  n o r m al  f r o m   ab n o r m a l   m o le.   I t h as b ee n   r ep o r ted   th at   th ac cu r a c y   o f       s p ec ialized   Der m ato lo g i s t s   ce n ter s   is   o n l y   ab o u t 6 0 % [ 6 ] .   A   m o r r eliab le  w a y   f o r   s k i n   ca n ce r   d iag n o s is   i s   b ased   o n   th s t u d y   o f   s k i n   lesi o n   p ath o lo g y .   P ath o lo g is t s   h a v e,   tr ad itio n all y ,   u s ed   Hi s to p ath o lo g ical  i m ag es  o f   b io p s y   s a m p les  r e m o v ed   f r o m   p atie n ts   an d   m ad e   j u d g m e n t s   b ased   o n   t h d e v iatio n s   i n   t h ce ll  s t r u ctu r es   an d /o r   t h e   c h a n g e s   i n   t h d is tr ib u tio n   o f   th ce ll s   ac r o s s   t h tis s u u n d er   ex a m i n atio n .   Ho w e v er ,   th ese  j u d g m e n t s   c an   s u b j ec tiv e   as  th e y   d ep en d   o n   th ex p er ie n ce   o f   P ath o lo g i s ts   an d   o f ten   lead   to   co n s id er ab le  v ar iab ilit y   [ 7 8 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 9 4 1   -   29 4 9   2942   I n   o r d er   to   im p r o v th r eliab ilit y   o f   s k in   ca n ce r   d iag n o s i s ,   r esear ch er s   h a v t h o u g h o f   d ev elo p in g   co m p u tatio n al  to o ls   f o r   au to m ated   ca n ce r   d ia g n o s is   t h at  o p er ate  o n   q u an titati v m ea s u r es.  B ec au s o f   it s   p r o m i s in g   b en e f it s   i n   r ed u ci n g   t h n u m b er   o f   f a talit y   o f   s k i n   ca n ce r   p atie n ts ,   a u to m ated   ca n ce r   d iag n o s is   h a s   b ec o m an   i m p o r tan r esear ch   to p ic.     M o s o f   th w o r k   i n   t h at  f ie ld   is   b ased   o n   ap p ly i n g   i m ag p r o ce s s i n g   an d   m ac h in lear n in g   tec h n iq u es  o n   ex ter n al  s k i n   m ela n o m i m ag e s   to   d iag n o s w h eth er   th e y   ar b en ig n   o r   m ali g n a n t.  So m o f   t h ap p r o ac h es  w o r k   o n   a n al y zin g   e x ter n al  s k i n   i m a g es [ 9 - 1 1 ] .     Oth er   ap p r o ac h es  w o r k   o n   d et ec tin g   s k i n   ca n ce r   b ased   o n   H is to - p at h o lo g ical   i m a g e s   o b tai n ed   f r o m   s k i n   lesi o n s   [ 1 2 1 3 ]   an d   th ey   f o cu s   o n   q u a n ti f y i n g   b io m ar k er s   o n   p ix el   by p ix e b asis   o r   r eg io n al   b asis   [ 1 4 1 5 ] .   T h ese  ap p r o ac h es  ar in s p ir ed   b y   th w a y   t h at  P ath o lo g is ts   f o llo w   to   d iag n o s s k i n   ca n ce r .   T h ey   ar m o r b io lo g icall y   r el ev an t   m ea s u r a n d   ca n   b m o r u s e f u l i n   m ed ical  d ia g n o s is   as th e y   ca n   p r o v id e   s ec o n d   o p in io n   f o r   th p at h o lo g is t b ef o r ta k in g   t h f i n al  d ec is io n .     An   au to m ated   s k in   ca n ce r   d etec tio n   m e th o d   th at  i s   b ased   o n   h is to - p at h o lo g ical  i m a g es  o f   s k i n   lesi o n s   w as  in tr o d u ce d   i n   [ 1 3 ] .   I t a i m ed   to   e n ab le  th e   d is cr i m i n atio n   b et w ee n   m ela n o c y t i n e v i a n d   m ali g n an m ela n o m a.   Af ter   f ilter i n g   th i m a g u s i n g   s p atiall y   ad ap tiv co lo r   m ed ia n   f ilter   an d   ap p ly i n g   K - m ea n s   clu s ter i n g   f o r   s e g m en tatio n ,   i m ag f ea t u r es  w er o b tain ed   f r o m   t h h is to g r a m   a n d   t h co - o cc u r r en ce   m atr i x .     T h ex tr ac ted   f ea t u r es  w er th en   r ed u ce d   u s i n g   s eq u e n tia f e atu r s elec t io n   a n d   t h en   w er f ed   to   a n   SVM  f o r   tr ain i n g   an d   test i n g .   T h d ata s et  u s ed   f o r   t h e v al u atio n   o f   th e   alg o r it h m   w a s   o b tai n ed   f r o m   th e   So u th er n   P ath o lo g y   L ab o r ato r y   i n   W o ll o n g o n g   N SW ,   Au s tr alia.   I in clu d ed   4 2   His to - p ath o lo g ical  i m a g es  ( 2 8   b en ig n   an d   1 4   m e lan o m a) .   T h d atas et  w as   d iv id ed   i n to   tr ai n i n g   s e ( 6 0 %),   v alid atio n   s et   ( 2 0 %),   an d   te s s et  ( 2 0 %).   T h p r o p o s ed   s y s te m   ac h ie v e d   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   8 8 . 9 %,  s en s iti v it y   o f   8 7 . 5 an d   s p ec if icit y   o f   1 0 0 %.  W h ile  th ac h ie v ed `   r e s u lt s   w er v er y   g o o d ,   th m et h o d   h ad   h ig h   co m p u tatio n al  ti m co s t.  T h p ap er   co n clu d ed   th at  m et h o d   s h o u ld   b f u r th er   te s ted   o n   lar g er   d ataset  to   v er if y   t h r eliab ilit y   its   r eliab ilit y .   An o t h er   ap p r o ac h   f o r   au to m ated   s k in   ca n ce r   d etec tio n   f r o m   Hi s to - p at h o lo g ical  o f   s k i n   lesi o n s   i m a g es  w as  i n tr o d u ce d   i n   [ 1 6 ] .   Un li k [ 1 3 ] ,   in   th e   p r e - p r o ce s s i n g   s ta g e,   t h   i m ag w as  p a s s ed   t h r o u g h   th r ee   f ilter i n g   s ta g es,  n a m el y ,   W ien er   f ilter ,   ad ap tiv m ed ia n   f ilter   an d   Gab o r   f ilter   to   i m p r o v d iag n o s tic  ac cu r ac y .   His to g r a m   eq u aliza tio n   w as  u s ed   to   en h an ce   t h co n tr ast  o f   th i m a g es  p r io r   to   s eg m e n ta tio n .   Seg m e n tatio n   w a s   i m p le m en ted   th r o u g h   E d g Dete c tio n   Op er atio n s .   I m a g f ea t u r es  w er e   o b tain ed   f r o m   t h e   h i s to g ra m   a n d   th co - o cc u r r en ce   m a tr ix .   T h ex tr ac ted   f ea t u r es  w er t h e n   r ed u ce d   u s in g   s eq u en tial  f e atu r s elec tio n   an d   th en   w er f ed   to   an   SVM  f o r   t r ain in g   a n d   test in g .   T h al g o r ith m   w as   test ed   o n   t h s a m d ataset  u s ed   i n   [ 1 3 ] .   I ac h iev ed   class i f icat io n   ac cu r ac y   o f   8 1   %,  s en s i tiv it y   o f   7 6   an d   s p ec if icit y   o f   1 0 0   w h ic h   ar less   th an   t h r es u lt s   o b tain ed   in   [ 1 3 ] .   Ho w e v er ,   th al g o r ith m   w a s   1 7   ti m es  f aster   t h an   t h at  i n   [ 1 3 ] .   I n   th eir   e f f o r ts   to   ad d r ess   th e   s a m p r o b le m ,   th a u th o r s   i n   [ 1 7 ]   u s ed   ad d itio n al   f ea tu r e s   ex tr ac te d   f r o m   t h W av elet  P ac k et  T r a n s f o r m atio n   ( W PT )   o f   th p r e - p r o ce s s ed   His to - p at h o lo g ica i m a g alo n g   w i t h   th f ea tu r e s   o b tain ed   f r o m   th e   h is to g r a m   a n d   th co - o cc u r r e n ce   m a tr ix   u s ed   i n   [ 1 6 ] .   T h p ap er   in tr o d u ce d   a   P SO - SVM  f r a m e w o r k   t h at  en ab led   s i m u lta n eo u s   f ea t u r s elec tio n   an d   SVM  p ar am eter s   o p ti m izat io n .   T h ev alu atio n s   w er co n d u c ted   o n   r ea d ataset  d if f er en t   f r o m   th at  u s ed   in   [ 1 3 ]   an d   [ 1 6 ] .   I in clu d es  7 9   His to - p at h o lo g ical   i m ag e s .   T h s y s te m   ac h ie v ed   cla s s i f ica tio n   ac c u r ac y   o f   8 7 . 1 3 %,  s e n s it iv i t y   o f   9 4 . 1 %   an d   s p ec if icit y   o f   8 0 . 2 2 %.      I n   t h is   s t u d y ,   w e x te n d   o u r   w o r k   in   [ 1 7 ]   an d   p r o v id f u ll  e x p la n atio n   o f   th e   P SO - S VM   n o v el   m ela n o m d etec t io n   s tr ateg y   i n tr o d u ce d   th er e.   I is   b ased   o n   h y b r id   P ar ticle  S w ar m   Op ti m izat io n -   Su p p o r Vec to r   Ma ch in ( P SO - SV M)   f r a m e w o r k   t h at  ai m s   to   en ab le  i m p r o v in g   i m ag f ea tu r e s   s elec tio n   an d   SV M   p ar am eter s   o p ti m izat io n   s i m u ltan eo u s l y .   W i n cl u d d etail ed   an d   f air   co m p ar is o n s   w i th   th w o r k   i n   [ 1 3 ]   u s i n g   th s a m d ataset.     W clea r l y   s h o w   th a th p r o p o s ed   w o r k   ac h ie v ed   r esu lt s   ar b en ch m ar k   w it h   t h o s e   ac h iev ed   b y   GP s   an d   Der m ato lo g is t s   to   s h o w   s u p er io r it y   o f   o u r   s o lu tio n s .   T h ev al u atio n s   ar co n d u cted   o n   a   r ea d ataset  o b tain ed   f r o m   th So u t h er n   P ath o lo g y   L ab o r ato r y   in   W o llo n g o n g   NSW ,   A u s tr alia.   I i n clu d es  7 9   His to - p at h o lo g ical  i m a g es.        T h p ap er   is   o r g an ized   as  f o ll o w s Sectio n s   2   ex p lai n s   t h p r o p o s ed   s y s te m   a n d   t h s ta g es   f o llo w ed   to   r ea ch   th d ec is io n .   T h ev alu a tio n s   o f   o u r   p r o p o s ed   s y s te m   ar p r esen ted   in   S ec tio n   3   f o llo w ed   i n     S ec tio n   4   b y   c o n cl u s io n s   an d   d ir ec tio n s   f o r   f u t u r w o r k .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     T h b lo ck   d iag r am   i n   F ig u r e   1   d escr ib es  th p r o p o s ed   s k in   ca n ce r   d iag n o s tic  s y s te m .   I co n s is o f   th f o llo w i n g   s ta g es.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P S O - S V M h yb r id   s ystem  fo r   mela n o ma   d etec tio n   fr o h is to - p a th o lo g ica l ima g es ( Ma en   Ta kru r i)   2943   H i s t o - P a t h o l o g i c a l D i g i t a l   I m a g e P r e - p r o c e s s i n g : W i e n e r   F i l t e r G a b o r   F i l t e r M e d i a n   F i l t e r I m a g e   E n h a n c e m e n t : H i s t o g r a m E q a l i z a t i o n S e g m e n t a t i o n : E d g e   D e t e c t i o n ( S o b e l ) F e a t u r e   E x t r a c t i o n   F o r m : I m a g e   H i s t o g r a m C o n f u s i o n   M a t r i x W a v e l e t e   P a c k e t   T r a n f o r m F e a t u r e   S e l e c t i o n : P S O C l a s s i f i c a t i o n : S V M     Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r a m   f o r   th p r o p o s ed   s k in   le s io n   clas s i f i ca tio n   s y s te m       2 . 1 .   P re - pro ce s s ing   s t a g   P r e - P r o ce s s in g   i s   m ea n to   f a cilitate  i m a g s e g m en tatio n   b y   f ilter i n g   th e   n o i s f r o m   t h i m a g a n d   en h a n ci n g   its   i m p o r tan f ea t u r es  [ 1 8 ] I n   th is   w o r k ,   W ien er   f ilter   is   u s ed   as  an   o p ti m al  w a y   f o r   ac co u n ti n g   f o r   th n o is y   co m p o n e n ts   to   r esu l in   th b est  r ec o n s tr u c tio n   o f   th o r ig in a i m a g e.   I is   b asicall y   co n s id er ed   as  lo w   p a s s   f i lter   to   r ed u ce   co n s tan t   p o w er   ad d itiv e   Gau s s ia n   n o is e.   I n   ad d itio n ,   Gab o r   f ilter   w h ich   is   w el l   s u ited   f o r   tex t u r s e g m en ta tio n   p r o b lem s   [ 1 9 - 21 ]   is   e m p lo y ed   o n   th u n s eg m e n ted   His to - p ath o lo g ical  i m a g e s   th at   r eq u ir C ell  a n d   T ex tu r p r o p er ties   an al y s is   to   i m p r o v th e   s e g m e n tat io n   p r o ce s s .   Fi n all y ,   Me d ian   f ilter i n g   w h ic h   is   n o n li n ea r   o p er atio n   is     u s ed   to   r ed u ce   n o is an d   p r eser v ed g es  [ 2 2 23 ] .       2 . 2 .   I m a g e   e nh a nce m ent   I m ag e n h a n ce m e n m e th o d s   ai m   to   i m p r o v t h co n tr a s a n d   v is ib ilit y   o f   t h i m a g f ea tu r es  t h at    d ep en d   o n   th im a g i n g   m o d alit y   as  w ell  as  th a n ato m ica r eg io n s   [ 1 9 23 24 ] .   I n   th is   w o r k ,   His to g r a m   E q u aliza tio n   is   u s ed   f o r   i m a g en h a n ce m e n t.  I is   b ased   o n   ad j u s tin g   i m a g in te n s ities   Hi s to g r a m   to   en h a n ce   th i m a g co n tr a s t.  W u s i in   th i s   w o r k   as  it   allo w s   f o r   ar ea s   o f   lo w er   lo ca co n tr ast  to   g ain   h ig h er   co n tr ast  w h ich   in   t u r n   r es u lt s   in   m a k in g   s o m i m p o r tan tex t u r al  p r o p er ties   in   His to - p ath o lo g ical  i m a g e s   m o r v is ib le  a n d   i m p r o v es t h e   f ea tu r e x tr ac tio n   p r o ce s s .       2 . 3 .   I m a g s eg m ent a t io   I n   t h is   s t u d y   So b el  o p er ato r   b ased   E d g Dete ct io n   is   u s ed   f o r   t h p u r p o s e   o f   s e g m en t i n g   i m ag e s .   T h So b el  o p e r ato r   is   an   ex a m p le  o f   t h g r ad ie n ed g d e tectio n   m eth o d s .   I is   d is cr ete  d if f er e n tiatio n   o p er ato r ,   co m p u ti n g   an   ap p r o x i m atio n   o f   th g r ad ien t o f   t h e   i m ag i n te n s it y   f u n ct io n   [ 2 5 2 6 ] .   T h g r ad ien m a g n it u d an d   d ir ec tio n al  in f o r m atio n   ar f o u n d   as  f o llo w s T h i m ag i s   co n v o lv ed   w it h   th e   So b el  h o r izo n tal   an d   v er tical  d ir ec tio n s   m a s k s   ( o p er ato r s )   to   r esu lt  i n   th e   h o r izo n tal  a n d   v er tica l   d er iv ativ ( g r ad ien t)   ap p r o x i m atio n s   Gx   an d   Gy   r esp ec t iv el y .   T h g r ad ien m ag n it u d e   M   is   tak e n   a s   th ab s o lu te  s u m   o f   v al u es  o f   th h o r izo n ta an d   v er tica g r a d ien ap p r o x i m atio n s   [ 2 7 2 8 ] .   T h p o in th at  h a s   h ig h   v alu o f   w ill ap p ea r   as a n   ed g p o in t in   t h r es u lti n g   i m a g [ 2 5 ] .     2 . 4 .   F ea t ure  e x t ra ct io n   Si m i lar   to   [ 1 6 ] ,   f o r   ea ch   His to - p ath o lo g ica i m a g e,   s i x   f e atu r es  ar ex tr ac ted   f r o m   t h e   g r a y s ca le   i m a g h i s to g r a m   ( Me an ,   Var i an ce ,   Sk e w n e s s ,   K u r to s is ,   E n er g y ,   an d   E n tr o p y )   a n d   t w en t y   o n f ea tu r es  ar e   ex tr ac ted   f r o m   th co - o cc u r r en ce .   I n   th is   p ap er ,   w u s W av elet  P ac k et  T r an s f o r m   ( W PT )   o f   th i m ag to   p r o v id u s   w i t h   s e o f   ad d itio n al  f ea tu r e s .   W P T   is   g en er alize d   v er s io n   o f   th e   W av elet   T r an s f o r m   i n   w h ic h   th h i g h - f r eq u e n c y   p ar is   als o   s p lit  in to   lo w   a n d   h ig h   f r eq u en c y   p ar ts   an d   s o   o n   [ 2 9 ] .   T h is   p r o d u ce s   a   d ec o m p o s itio n   tr ee .   W w o r k   d o w n   to   7   d ec o m p o s itio n   lev els  o f   W P T   r esu ltin g   i n   2 5 5   co m p o n e n ts .   T h f ea t u r es a r g e n er ated   b y   tak i n g   t h e n er g y   o f   t h w a v el et  co ef f icie n ts   in   t h S u b b an d   [ 30 ]   as seen   in   ( 1 ) .   T h is   r esu lt s   in   2 5 5   f ea tu r e s .   T h er ef o r e,   o u r   f u ll f e a tu r v ec to r   w ill i n cl u d 2 8 2   f ea tu r es.     ( ) =  2 ( , ) = 1   ( 1 )     w h er th i s   W P T   o f   s ig n al     is   t h S u b b an d   f r eq u en c y   i n d ex   a n d     is   th e   n u m b er   o f   W av ele t   co ef f icie n t s   in   t h lt h   S u b b an d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 9 4 1   -   29 4 9   2944   W PT   p r o v id es  h i g h   d i m en s io n al  f ea t u r v ec to r   th u s   p r o v id in g   m o r i n f o r m ati o n   ab o u t   th i m a g es  [ 30 ] .   T h v ar iab ilit y   i n   t h te x t u r o f   H is t o - p ath o lo g ical  i m a g ap p ea r s   to   b w h at  m o s t   s ep ar ates  m al ig n a n m elan o m f r o m   b en i g n   n e v i,  t h er ef o r th b est  ap p r o ac h   at  f ea t u r ex tr ac tio n   lev e l     w o u ld   b to   r etain   as  m u c h   o f   th d ata  v ar iab ilit y   as  p o s s ib le  [3 1 ] .   T h is   is   ac h ie v ed   b y   W PT .   W av elet  p ac k et   an al y s is   lo o k s   at  th ese  c h an g e s   o v er   d if f er e n s ca les  w h ic h   s h o u ld   d escr ib th w h o le  les io n   p r o p er ties   s u ch   as tex t u r e,   co lo r ,   an d   lo ca l c h an g e s   li k g r an u lar it y .     2 . 5 .   F ea t ure  s elec t io n   Sin ce   t h n u m b er   o f   f ea t u r es   ex tr ac ted   f r o m   t h i m ag is   h i g h   a n d   to   ch o o s t h m o s r elev an t   f ea t u r es  th a w o u ld   i m p r o v e   th p er f o r m a n ce   o f   th cla s s if ier ,   it  i s   i m p o r tan to   u s an   o p ti m al  f ea tu r e   s elec tio n   m et h o d .   So m e   o f   th p o p u lar   f ea tu r e s   s elec tio n   m et h o d s   ar Seq u e n tial   F o r w ar d   Selectio n   ( SF S)  [ 1 6 ] ,   Seq u en tia B ac k w ar d   Select io n   ( SB S)  [ 3 2 ] ,   Gen etic   alg o r it h m s   [ 3 3 ]   an d   P ar ticle  S w ar m   Op ti m izatio n   ( P SO) .   I n   ad d iti o n   to   f ea t u r s elec tio n   [ 3 4 3 5 ] ,   P SO  h as  b ee n   u s ed   f o r   t h o p tim izatio n   SVM   p ar am eter s   [ 3 6 ] ,   r a d ial  b asis   f u n ctio n   ex tr e m lear n i n g   m ac h in p ar a m eter s   [ 3 7 ] ,   an d   f o r   b o th   f ea tu r e   s elec tio n   a n d   p ar am e ter   o p ti m izatio n   [ 3 8 - 4 2 ] .       P SO  is   p o p u latio n - b ased   s t o ch asti o p ti m iza tio n   tec h n iq u th at  m i m ics   t h m o v e m en t   o f   s w ar m s   an d   is   in s p ir ed   b y   s o cial  b eh av io r   o f   b i r d s   o r   f is h e s .   I w o r k s   b y   h a v i n g   p o p u latio n   ( ca lled   s w ar m )   o f   ca n d id ate  s o lu tio n ( ca lled   p ar ticles).   E ac h   p ar ticle    is   m o v ed   ar o u n d   in   th s ea r ch - s p ac e   ac co r d in g   to   (2 an d   ( 3)   g u id ed   b y   its   o w n   b e s k n o w n   p o s i tio n      in   th s ea r ch - s p ac as  w ell  as  t h en tire   s w ar m 's  b est  k n o w n   p o s itio n      an d   its   o w n   v e lo cit y     ( b o u n d e d   w it h   m a x i m u m   v al u ).   T h p r o ce s s   is   iter ati v e.   E ac h   iter atio n   ,        an d      ar u p d ated .   T h er ef o r e,   w h e n   i m p r o v ed   p o s itio n s   ar b ein g   d is co v er ed   th ese  w il l th e n   co m to   g u id th m o v e m en t s   o f   t h s w ar m .     + 1 = + 1 1 (   ) + 2 2 ( )   ( 2 )     + 1 = + + 1   ( 3 )     W h er k   th cu r r en g en er ati o n   ( i ter atio n ) ,   1 an d   2   ar p er s o n al  an d   s o cial  lear n in g   f ac to r s   an d   ar tak en   h er as p o s itiv co n s ta n ts ,   1   an d   2   ar r an d o m   n u m b er s   f r o m   t h in ter v al  [ 0 , 1 ] .   I n   [ 1 6 ] ,   f ea tu r es  w er s elec te d   u s in g   th S FS   m e th o d .   T h u s o f   SF r es u lted   in   co n s id er ab l y   i m p r o v ed   clas s i f icatio n   r ate.   I n   th is   s tu d y   w u s e   P SO  to   s elec t h m o s t   r ele v a n f ea t u r es  a n d   o p ti m ize   th cla s s i f ier   p ar a m eter s   ( S VM )   th r o u g h   t h u s e   o f   a   P SO - S VM   al g o r ith m   as  t y p o f   lear n in g   f o r   th class if ier   [ 4 2 ] .   T h s tep s   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   a r e   d is cu s s ed   b el o w .   T h e y   ar also   s u m m ar ized   in   th f lo w c h ar t o f   F ig u r 2 .   P SO - SVM  s y s te m   f o r   o p ti m al   s elec tio n   o f   f ea t u r an d   SVM  p ar am eter s :   1)   I n itializatio n   E ac h   p ar ticle  i s   d e f i n ed   as   an   ar r ay   w it h   t w o   ce lls   f o r   th e   S VM   p ar a m eter s   ( C   a n d   γ )   a n d   2 8 2   ce lls   co r r esp o n d in g   f o r   ea ch   o f   t h 2 8 2   f ea tu r es.  T h e   f ea tu r ce lls   co n tain   w ei g h ts   i n   r an g o f   0   to   1   w h ic h   r ef lec t     th s i g n i f ican ce   o f   co r r esp o n d in g   f ea t u r es.  I n   f ir s t p o p u latio n ,   P SO f ir s t p ar ticle  is   i n itia liz ed   u s i n g   SF S   w h ile   t h o th er   p ar ticles ar in i tializ ed   b y   r an d o m   n u m b er s   r an g i n g   f r o m   0   to   1 .   2)   Selectio n   o f   f ea t u r es i n   p ar ticle   I n   ea ch   iter atio n ,   f ea t u r es   with   w e ig h t s   m o r th a n   a   s p e cif ied   t h r es h o ld   ( h er 0 . 5 )   ar ch o s en .   A ll t h p ar ticles ar th e n   s e n t t o   SVM  f o r   ca lcu lati n g   th eir   ac cu r ac y   b ased   o n   th c h o s e n   f e atu r es.    3)   Fit n e s s   f u n ctio n   T o   c o m p u te  th f i tn e s s   ( ac cu r ac y )   co r r esp o n d in g   to   ea c h   p ar ticle;  S VM   i s   lo ad ed   w it h   t h s elec te d   f ea t u r es  o f   t h p ar ticle  to g eth e r   w it h   t h C   an d   γ   p ar a m eter s .   C r o s s   v alid atio n   i s   u s ed   to   g e n er ate  tr ain i n g   a n d   v alid atio n   s et s .   T h S VM   i s   tr ain ed   on  th e   tr ai n in g   s et .   T h p er f o r m a n ce   o f   th e   SVM   is   t h e n   v er if ied   on   th v ali d atio n   s et  a n d   th co r r esp o n d in g   f ea tu r s et  is   co n s i d er ed   as  th f i tn e s s   o f   t h at  p ar ticle.   T h is   d o n f o r   ev er y   p ar ticle.     Af ter   ev a lu at in g   t h ac cu r ac y   o f   p ar ticles,  th b est  ac c u r ac y   i n   p o p u latio n   is   co n s id er ed   as      an d   th b est  ac cu r ac y   i n   th h is to r y   o f   ea ch   p ar ticle  is      co r r esp o n d in g   to   th at  p ar ticle.   T h p ar ticles  in   n ex p o p u latio n s   ar g en er ate d   ac co r d in g   to   E q u atio n s   ( 2 )   an d   ( 3 ) .   C lear l y ,   in   th f ir s p o p u latio n      an d      w i l b s a m e.   T h p r o ce s s   is   s to p p ed   o n ce   th m ax i m u m   n u m b er   o f   iter atio n   i s   r ea ch ec d .   T h p ar ticle  co r r esp o n d in g   to    w ill  th e n   c o n tain   t h b est  f ea tu r e s   an d   th b est  SVM  p ar am eter s .   T h is   is   u s ed   to   s i m u lta n eo u s l y   o p ti m ize  t h S VM   p ar am eter s   ( C   a n d   γ )   an d   s elec t th m o s t r ele v an f ea t u r es.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P S O - S V M h yb r id   s ystem  fo r   mela n o ma   d etec tio n   fr o h is to - p a th o lo g ica l ima g es ( Ma en   Ta kru r i)   2945       Fig u r 2 .   A   b lo ck   d iag r a m   d es cr ib in g   t h P SO - SVM  s y s te m       2 . 6 .   Cla s s if ica t io n   T h class if ier   u s ed   in   t h is   w o r k   i s   th SVM  cla s s i f ier   th at  is   w id el y   u s ed   d u t o   its   h ig h   class i f icatio n   ac cu r ac y   a n d   ab ilit y   to   d ea w it h   h ig h - d i m en s io n al  d ata  [ 3 2 4 3 ].   A f ter   th o p ti m al  SV M   p ar am eter s   h a v b ee n   s elec te d   in   t h p r ev io u s   s tep ,   SVM  i s   th e n   u s ed   to   c lass if y   t h h is to p ath o lo g y   i m a g es   as  m ali g n an t o r   b en ig n .       3.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O N   T h in tr o d u ce d   s y s te m   ab ilit y   to   d ec i d w h et h er   s k i n   lesi o n   His to - p at h o lo g ical  i m ag i s   b en ig n   o r   m ali g n a n is   e v al u ated   in   th i s   s ec tio n   u s i n g   d ataset  o b tain ed   f r o m   th So u th er n   P ath o lo g y   L ab o r ato r y   in   W o llo n g o n g   NSW ,   Au s tr alia.   I in clu d es  7 9   His to - pa t h o lo g i ca i m ag e s   ( 2 9   b en ig n   i m a g e s   an d   5 0   m ela n o m i m a g es).     T w o   ex p er i m en t s   w er co n d u cted .   T h ey   d i f f er   f r o m   ea ch   o th er   in   th f ea tu r s elec t io n   m et h o d   e m p lo y ed   a n d   th e   w a y   t h o p ti m al  SVM  p a r a m e ter s   w er e   p ick ed   ( C   a n d   γ ) .   T h clas s i f ier s   u s ed   in   all  o f   th ex p er i m e n t s   w er SVM s   w it h   R ad ial  B asis   F u n ctio n   K er n el  [ 4 4 ]   im p le m e n ted   u s i n g   L I B SVM  to o lb o x   f o r   Ma t L ab   [ 4 5 ] .   A ll   th e   al g o r ith m s   w er i m p le m e n ted   u s i n g   M A T L A B   R 2 0 1 3 b .   6 0 o f   t h i m a g es  w er e   u s ed   f o r   tr ain i n g ,   2 0   % f o r   v al id atio n   an d   th r e m ain in g   2 0 w er e   u s ed   f o r   th p u r p o s o f   test i n g .     Fo llo w i n g   th i m a g clas s   lab elin g   o f   [4 6 ] ,   th im a g es  t h at  w er co n f ir m ed   b y   t h p at h o lo g is as     m ela n o m i m ag e s   w er e   co n s i d er ed   as  n eg ativ clas s   i m a g e s ,   w h ile  th n ev u s   o n e s   w er tr ea ted   as  p o s itiv S t a r t P a r t i c l e s   I n i t i a l i z a t i o n : 2   c e l l s   f o r   t h e   S V M   P a r a m e t e r s   ( C ,   g )   a n d   2 8 2   c e l l s   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h e   f e a t u r e s S V M : C o m p u t e   t h e     f i t n e s s   ( A c c u r a c y )   f o r   E a c h   P a r t i c l e U p d a t i n g   P b e s t   a n d   g b e s t U p d a t i n g   e a c h   p a r t i c l e   b a s e d   o n   t h e   v e l o c i t y ,   P b e s t   a n d   g b e s t S t o p i n g   C o n d i t i o n   m e t ? A l l   F e a t u r e s T h e   f e a t u r e s   C o r r e s p o n d i n g   t o   P b e s t   a r e   s e l e c t e d     t h e n   t a k e n   t o   t h e   T e s t i n g   s t a g e E n d Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 9 4 1   -   29 4 9   2946   class   i m a g es.  T h p er f o r m a n ce   o f   t h alg o r it h m s   w a s   ev alu a ted   b y   co m p u t in g   t h e   Sen s i tiv it y   ( SE ) ,   Sp ec if icit y   ( SP )   an d   A cc u r ac y   ( AC )   u s i n g   E q u at io n s   ( 4 ) ,   ( 5 ) ,   an d   ( 6 ) ,   r esp ec tiv ely .      =    (  +  )   100   ( 4 )      =  (  +  ) 100   ( 5 )      = (  +  ) (  +  +  +  ) 100   ( 6 )     w h er TP   is   t h n u m b er   o f   t r u p o s itiv e s ,   TN   is   t h n u m b er   o f   tr u n e g ati v es,  FN   i s   t h n u m b er   o f   f al s e   n eg at iv e s ,   an d   FP   is   th n u m b er   o f   f alse p o s iti v es.   I n   th f ir s ex p er i m e n t,  SF w a s   u s ed   to   ch o o s th m o s t   r elev an f ea t u r es   t h at  r esu lt  i n   th b est   p er f o r m a n ce   o f   t h SVM.   5 - f o ld   cr o s s   v alid atio n   w a s   u s ed   to   p ick   th b est  R B k er n el  p ar a m eter s   ( C =1 0   an d   γ =0 . 1 2 5 ) .   T h r esu lt s   o f   ex p er i m e n 1   ar s h o w n   i n   T ab le  1.   T h m et h o d   is   d e n o ted   in   T a b le  1   by   W P T - SFS - SVM  i n d icatin g   t h at  W P T   f ea tu r es,  SV clas s if ier   an d   SF S   f ea t u r s elec tio n   m eth o d   ar u s ed   b y   t h is   m et h o d .         T ab le  1 .   R esu lts   o f   W PT - SFS - SVM  ( E x p er i m e n t 1 )   N o   o f   i mag e s   S e n si t i v i t y   S p e c i f i c i t y   A c c u r a c y   79   8 3 . 6   7 0 . 7   7 7 . 4       P SO - SVM  ar r an g e m en w a s   u s ed   in   th s ec o n d   ex p er i m en t   t o   ch o o s th m o s r elev a n f ea tu r es  an d   th o p ti m al  R B k er n el  p ar a m eter s   th at   o p ti m ize   th e   p er f o r m a n ce   o f   t h S VM .   5 - f o ld   cr o s s   v al id atio n   w a s   u s ed   w it h i n   t h P SO - SVM  ar r an g e m en t.  T h r es u lti n g   R B k er n el  p ar a m eter s   ar C =3 5 2 5 . 0 0 5 1   an d   γ =0 . 0 0 8 4 7 3 2 ) .   T h r esu lts   o f   ex p er i m en 2   ar s h o w n   i n   T ab le  2 T h m e th o d   is   d en o ted   in   T ab le  2   by   W P T - P SO - SVM.       T ab le  2 .   R esu lts   o f   W PT - P SO - SVM   (E x p er i m e n t 2 )   N o   o f   i mag e s   S e n si t i v i t y   S p e c i f i c i t y   A c c u r a c y   79   9 4 . 1   8 0 . 2   8 7 . 1       C o m p ar in g   t h r es u lt s   in   T a b le  1   w it h   t h o s i n   T ab le  2 ,   it  ca n   b s ee n   th p er f o r m an ce   o f   th P SO - SVM  ar r a n g e m e n f o r   f ea tu r s elec tio n   an d   S VM   p ar a m eter   o p ti m izatio n   i s   co n s i d er ab ly   b etter   t h an   th at  o b tain ed   w h en   j u s u s in g   SF f o r   f ea t u r s elec tio n .   An   i m p r o v e m e n t o f   1 0   ca n   b n o ticed   in   th v alu e s   o f   th Sen s iti v it y ,   t h Sp ec i f icit y   a n d   th e   Acc u r ac y .   T h is   h i g h l ig h ts   th s u cc e s s   o f   t h W PT - P SO - SVM   s y s te m   T h p r esen ted   W PT - P SO - SV s y s te m   r es u lted   i n   a   s e n s i ti v it y   o f   9 4 . 1   s p ec i f icit y   o f   8 0 . 2 an d   an   ac cu r ac y   o f   8 7 . 1   %.  T h o b tain ed   s en s it iv i t y   a n d   s p ec if icit y   r es u lts   a r co m p ar ab le  to   th o s o b tain ed   b y   Der m ato lo g is t s   an d   co n s i d er ab ly   b etter   th a n   t h o s o b t ain ed   b y   les s   tr ai n ed   d o cto r s   as  s ee n   in   T ab le  ( q u o ted   f r o m   [ 4 6 ] ) .   C o n s eq u e n tl y ,   t h p r o p o s ed   s y s te m   ca n   b co n s id er ed   as  a   p r o m i s i n g   m e th o d   to   b u s ed   b y   p at h o lo g is ts   f o r   s k i n   ca n ce r   d iag n o s tic.         T ab le  3 .   Sen s itiv it y   a n d   s p ec if icit y   s tatis t ics [ 4 4 ]       S e n si t i v i t y   S p e c i f i c i t y   Ex p e r t s   9 0   %   5 9   %   D e r mat o l o g i st s   8 1   %   6 0   %   T r a i n e e s   8 5   %   3 6   %   G e n e r a l   p r a c t i t i o n e r s   6 2   %   6 3   %       Fo r   th s a k o f   f air   co m p ar is io n   b et w ee n   th e   W PT - P SO - S VM   f r a m e w o r k   a n d   t h m eth o d   o f   [ 1 3 ]   ( d en o ted   h er   as  SF S - S VM ) ,   wh ich   s h o w ed   i m p r e s s i v r es u lt s   o n   a   s m aller   d ata s et   ( 4 2   i m g es) ,   w e   h a v test ed   th S FS - SVM   m et h o d   o n   t h e   s a m d ata s et  u s ed   h er e   ( 7 9   i m a g es)   as  r ep o r ted   in   T ab le  4 .   T h SF S - SVM   m et h o d   u s ed   in   [ 1 3 ]   im p le m e n ted   SF o n   f ea t u r es  o b tain ed   f r o m   th h i s to g r a m   a n d   th c o - o cc u r r en ce   m atr i x   o n l y .   C o m p ar i n g   t h r es u lt s   o f   T ab le  4   ( SF S - S VM )   w it h   th o s in   T ab le  1   ( W PT - SFS - SV ) ,   it  ca n   b s ee n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P S O - S V M h yb r id   s ystem  fo r   mela n o ma   d etec tio n   fr o h is to - p a th o lo g ica l ima g es ( Ma en   Ta kru r i)   2947   th at   alt h o u g h   b o th   m et h o d s   u s t h s a m f ea tu r s elec tio n   m et h o d   ( SF S),   t h u s o f   ad d itio n al  f ea t u r es   ex tr ac ted   f r o m   t h W av elet   P ac k et  T r an s f o r m atio n   ( W PT )   f o r   th ca s o f   W P T - SFS - SV   h a s   r es u lted   i n   a   b etter   r ec o g n itio n   ac c u r a c y ,   s en s iti v it y   an d   s p ec i f icit y   as   co m p ar ed   w it h   SF S - SVM On   t h o th er   h a n d ,   t h r esu lts   d is p la y ed   in   T ab le   2 ,   w h ic h   u s e s   W PT - P SO - SV M ,   ar e   clea r ly   m u c h   b etter   th an   th o s i n   T ab le    ( SF S - SVM)   i n   ter m s   o f   ac cu r ac y ,   s e n s iti v it y   a n d   s p ec i f icit y   w h ic h   e m p h asize s   t h ad v a n t ag es  o b tai n ed   f r o m   u s i n g   th P SO - SVM  f r a m e w o r k   f o r   f ea t u r s elec tio n   an d   S VM   p ar am eter   o p ti m izatio n .         Ta b le  4 .   R esu lts   o f   SF S - SVM  [ 1 3 ]   N o   o f   i mag e s   S e n si t i v i t y   S p e c i f i c i t y   A c c u r a c y   79   7 1 . 4   7 6 . 9   7 5 . 0       Fig u r 3   s h o w s   t h a v er ag e   te s tin g   ac c u r ac y   o v er   1 0 0 0     r u n s   o f   th e   t h r ee   m eth o d s   in   t h f o r m   o f   a   b ar   g r ap h   w it h   t h co n f id en c in ter v als   in d icate d .   I ca n   b s ee n   t h at  i n   ad d itio n   to   t h i m p r o v ed   ac cu r ac y   ac h iv ed   b y   W PT - P SO - SVM,   it  p r o v id es  m o r s tab le  ac cu r ac y   p er f o r m an ce   as  it  h a s   s m aller   er r o r   r an g as  co m p ar ed   w it h   W PT - P SO - SV an d   SF S - S VM .   I n   g e n er al  i ca n   b s aid   th at,   f o r   th s a m e   av er ag ac cu r ac y ,   class if icatio n   s y s te m   w it h   n a r r o w er   co n f id en ce   in ter v al   ca n   b co n s id er ed   as  m o r e   r eliab l as  its   r esu lts   w ill   b clo s er   to   th ex p ec ted   ac cu r ac y .           Fig u r 3 .   Av er ag clas s i f icatio n   ac cu r ac y   f o r   w it h   co n f id en c in ter v al s   in d icate d       4.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   h as  p r o p o s ed   an   au to m ated   s y s te m   f o r   s k i n   ca n ce r   ( m ela n o m a)   d etec tio n   f r o m   H is to - p ath o lo g ical  i m a g es   s a m p led   f r o m   m icr o s co p ic  s lid es  o f   s k in   b io p s y .   I is   h y b r id   s y s te m   b ased   o n   P ar ticle  S w ar m   Op ti m iza tio n   a n d   S u p p o r Vec to r   Ma ch in ( P SO - SVM) .   T h f ea t u r es  u s ed   a r ex tr ac ted   f r o m   th g r a y s ca le  i m ag h i s to g r a m ,   t h co - o cc u r r en ce   m a tr ix   a n d   th e n er g y   o f   th w av ele co ef f icie n t s   r es u lti n g   f r o m   th w a v elet  p ac k et  d ec o m p o s itio n   o f   t h i m ag e.   T h P SO - SVM  s y s te m   s elec ts   t h b est  f ea tu r s et  a n d   th b est v a lu e s   f o r   th S VM   p ar a m eter s   ( C   a n d   γ )   th at  o p ti m ize  th p er f o r m a n ce   o f   t h SV class i f ier .     E v alu a tio n s   h av e   b ee n   m ad e   o n   a   d ataset  o b tai n ed   f r o m   th e   So u t h er n   P ath o lo g y   L a b o r ato r y   i n   W o llo n g o n g   NSW ,   Au s tr alia.   I in clu d es  7 9   His to - p at h o lo g i ca i m ag e s   ( 2 9   b en ig n   i m a g e s   an d   5 0   m ela n o m i m a g es).   T h r ec o g n itio n   ac cu r ac y   o b tai n ed   b y   t h P SO - SV s y s te m   is   8 7 . 7 . 1 w h er ea s   th s e n s itiv it y   a n d   s p ec if icit y   ar 9 4 . 1 an d   8 0 . 2 %,  r esp ec tiv el y .   T h o b ta in ed   r esu lt s   s h o w s   t h at  th P SO - SVM  s y s te m   o u tp er f o r m s   o th er   e x i s ti n g   s y s te m s .     T h     s en s iti v it y   a n d   s p ec if icit y   r e s u l ts   ar co m p ar ab le  to   t h o s o b tain e d   b y   d er m a to lo g is t s   an d   e x p er ts .   T h p r o p o s ed   s y s te m ,   as   a   r esu lt,  ca n   b t h o u g h o f   a s   an   en co u r ag i n g   m e th o d   to w ar d s   th au to m atio n   an d   ea r l y   d etec tio n   o f   s k i n   ca n c er .   I ca n   s er v f o r   m ed ical  p r ac titi o n er s ,   af ter   f u r t h er   i m p r o v e m en t s ,   as  s ec o n d   o p in io n   in   t h s k i n   ca n ce r   d iag n o s i s   p r o ce s s .   Ho w e v er ,   m u c h   m o r Hi s to - p ath o lo g ical  s k i n   i m a g es   s h o u ld   b o b tain ed   f r o m   h o s p ital s   to   b u s ed   f o r   tr ai n i n g   an d   t esti n g   a n d   r e s u lt  i n   m o r r eliab le  s y s te m .     I n   f u t u r e,   w in te n d   to   w id en   o u r   d ata b ase  o f   ca r ef u ll y   lab elled   Hi s t o - p ath o lo g ical   s k in   i m a g es  a n d   ex p lo r f u r t h er   d if f er e n o p ti m al  f ea t u r s el ec tio n   m et h o d s .   W also   in t en d   to   test   v ar io u s   class i f icatio n   tech n iq u e s   s u c h   N eu r o - F u zz y   alg o r it h m s   to   i m p r o v th class i f icat io n   ac cu r a c y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 9 4 1   -   29 4 9   2948   ACK NO WL E D G E M E NT S   T h is   w o r k   h as   b ee n   p ar tiall y   s u p p o r ted   b y   a   Seed   Gr a n t p r o v id ed   b y   t h Am er ica n   Un i v er s it y   o f   R a s   A l K h ai m a h .       RE F E R E NC E S     [1 ]   A .   B.   O.   S.,  Ca u se s o f   d e a th   2 0 1 0 ,   Co m m o n w e a lt h   o f   A u stra li a ,   2 0 1 2 .   [2 ]   A .   I.   o .   H.  a .   W e lfare ,   Ca n c e i n   A u stra li a a n   o v e rv ie w ,   Ca n b e rra ,   A u stra li a A u stra li a n   In stit u t e   o f   He a lt h   a n d   W e l f a re ,   2 0 0 6 .   [3 ]   P .   Ba a d e   a n d   M .   Co o ry ,   T re n d in   m e lan o m a   m o rtalit y   in   Au stra li a 1 9 5 0 2 0 0 2   a n d   t h e ir  i m p l ica ti o n f o r   m e lan o m a   c o n tro l,   Au str a li a n   a n d   Ne Z e a la n d   J o u r n a o Pu b li c   He a lt h ,   v o l .   2 9 ,   p p .   3 8 3 - 3 8 6 ,   2 0 0 7 .   [4 ]   V icto r ia,  C.   C.   O . ,   S k in   c a n c e fa c ts an d   sta ts ,”   2 0 1 2 .   A v a il a b le :   h tt p :/ /w ww . su n s m a rt. c o m . a u /f a q s/ fa c ts_ a n d _ sta ts   [5 ]   A u stra li a n ,   C.   C.   S k in   Ca n c e F a c ts  a n d   F ig u re s ,”   2 0 1 0 .   A v a il a b le  h tt p : // ww w . c a n c e r. o rg . a u /ca n c e rs m a rtl if e st y le/S u n S m a r t/ S k in c a n c e rfa c tsa n d f ig u re s.h t m   [6 ]   J.  S ik o rsk i,   Id e n ti f ica ti o n   o f   m a li g n a n m e lan o m a   b y   w a v e let  a n a ly sis ,”   S tu d e n t/ F a c u lt y   Re se a r c h   Da y CS IS ,   P a c e   Un iv e rsity 20 04 .   [7 ]   A .   A n d rio n ,   e a l .,  M a li g n a n m e so th e li o m a   o th e   p leu ra in tero b se rv e v a riab il it y ,   J .   Cli n .   Pa th o l ,   v o l.   48 ,   p p .   856 - 8 6 0 1 9 9 5 .   [8 ]   S .   M .   Ism a il ,   e a l .,  Ob se rv e r   v a riatio n   in   h isto p a th o lo g ica d i a g n o sis  a n d   g ra d in g   o f   c e r v ica l   in trae p it h e li a l   n e o p las ia ,   Br.   M e d .   J .,   v o l .   2 9 8 ,   p p .   7 0 7 - 710 1 9 8 9   [9 ]   M .   A .   M a h m o u d ,   e t   a l . ,   T h e   Au to m a ti c   Id e n ti f ica ti o n   o f   M e lan o m a   b y   Wav e l e a n d   Cu rv e let  A n a ly sis:  S tu d y   Ba se d   o n   Ne u ra Ne tw o rk   Clas sif ica ti o n ,   Pro c e e d in g o t h e   El e v e n th   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Hy b ri d   In telli g e n S y ste ms ,   2 0 1 1 .   [1 0 ]   M .   A .   M a h m o u d ,   e a l. ,   W a v e let  a n d   Cu rv e let  A n a l y sis   f o Au to m a ti c   Id e n ti f ica ti o n   o f   M e l a n o m a   Ba se d   o n   Ne u ra Ne t w o rk   Clas si f ic a ti o n ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o C o mp u ter   In fo rm a ti o n   S y ste ms   a n d   I n d u stria l   M a n a g e me n t ,   v o l.   5 ,   p p .   6 0 6 - 6 1 4 ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   M .   T a k ru ri,   e a l. ,   A u to m a ti c   Re c o g n it io n   o f   M e lan o m a   Us in g   S u p p o r V e c to M a c h i n e s:  A   S tu d y   Ba se d   o n   W a v e let,   Cu rv e let  a n d   C o lo r   F e a tu re s,”   Pro c e e d in g o t h e   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   In d u str ia A u t o ma ti o n ,   In fo rm a t io n   a n d   Co mm u n ica ti o n s   T e c h n o lo g y   ( IAI CT   2 0 1 4 ) ,   2 0 1 4 .   [1 2 ]   C.   D e m ir   a n d   B.   Ye n e r,   A u to m a ted   c a n c e d iag n o sis  b a se d   o n   h isto - p a t h o l o g ica im a g e s:  a   s y ste m a ti c   su rv e y ,   T e c h n ica Re p o rt,   D.o . C. S .   P o ly tec h n ic  In stit u te,  a n d   E d it o r. Re n ss e lae P o ly tec h n ic  In stit u te:  T ro y ,   NY   1 2 1 8 0 ,   USA 2009 .   [1 3 ]   M .   A .   M a h m o u d ,   e a l. Clas sifica ti o n   o f   M a li g n a n M e lan o m a   a n d   Be n ig n   Ne v f ro m   S k in   L e s io n Ba se d   o n   S u p p o rt  V e c to M a c h i n e ,   Fi ft h   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Co mp u t a ti o n a In telli g e n c e ,   M o d e ll in g   a n d   S imu l a ti o n   ( CIM S im) ,   2 0 1 3 .   [1 4 ]   T .   Do n a d e y ,   Bo u n d a ry   d e tec ti o n   o f   b lac k   sk in   t u m o rs   u sin g   a n   a d a p ti v e   ra d ial - b a se d   a p p ro a c h ,   S PIE   M e d ica l   Ima g i n g ,   v o l.   3 3 7 9 ,   p p .   8 1 0 - 8 1 6 2 0 0 0 .   [1 5 ]   R.   P .   Bra u n ,   e a l. De r m o sc o p y   o f   P ig m e n ted   Les io n s:  A   v a lu a b le  to o i n   th e   d iag n o sis  o f   m e lan o m a ,”   S wiss   M e d ica W e e k ly ,   v o l/ issu e :   1 3 4 (7 - 8) ,   p p .   8 3 - 90 2 0 0 4 .   [1 6 ]   M .   A .   M a h m o u d   a n d   A .   A Ju m a i ly ,   No v e f e a tu re   e x tra c ti o n   m e th o d o l o g y   b a se d   o n   h isto p a th a l o g ica im a g e a n d   su b se q u e n c las sif ic a ti o n   b y   S u p p o rt  V e c to M a c h i n e , ”  Pro c e e d in g o th e   W o rld   S y mp o siu m   o n   Co mp u ter   Ap p li c a ti o n s &   Res e a rc h   ( W S CA R) ,   2 0 1 4 .   [1 7 ]   M.  A.   M a h m o u d   a n d   A .   A Ju m a il y ,   A   H y b rid   S y ste m   f o S k in   L e sio n   De tec ti o n :   Ba se d   o n   G a b o W a v e let  a n d   S u p p o rt  V e c to M a c h i n e ,   Pro c e e d in g s o th e   7 th   I n ter n a ti o n a C o n g re ss   o n   Ima g e   a n d   S ig n a Pr o c e ss in g   CIS P’1 4   and   7 t h   I n ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   Bi o M e d ica E n g i n e e rin g   a n d   In fo rm a t ics   BM EI'1 4 ,   2 0 1 4 .     [1 8 ]   M .   Ja y a m a n m a d h a ra o ,   e a l. Im p u lse   No ise   Re m o v a f ro m   Dig it a Im a g e s -   A   Co m p u tatio n a Hy b rid   A p p ro a c h ,   Glo b a J o u rn a o f   Co m p u ter   S c ie n c e   a n d   T e c h n o l o g y   Gr a p h ics   &   V isio n ,   v o l.   1 3 ,   2 0 1 3 .   [1 9 ]   A .   K.  Ja in ,   F u n d a m e n tals o f   Dig it a Im a g e   P ro c e ss in g ,   En g lew o o d   Cli f f s,  1 9 8 9 .   [2 0 ]   A .   Ja in   a n d   S .   B h a tt a c h a rjee ,   A d d re ss   b lo c k   lo c a ti o n   o n   e n v e lo p e s   u sin g   g a b o f il ters ,”   V ol /i ss u e :   25 ( 12 ) ,   1 9 9 2 .   [2 1 ]   A .   Ja in ,   e a l. Ob jec d e tec ti o n   u sin g   g a b o f il ters ,   Pa tt e rn   Rec o g n it io n ,   v o l.   3 0 ,   p p .   2 9 5 - 3 0 9 ,   1 9 9 7 .   [2 2 ]   Q L i,   D a rk   li n e   d e tec ti o n   w it h   li n e   w id th   e x trac ti o n ,   1 5 th   IEE In ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n   Ima g e   Pro c e ss in g ICIP ,   2 0 0 8 .   [2 3 ]   A .   Cri m in isi,   e a l . Re g io n   f il li n g   a n d   o b jec re m o v a b y   e x e m p lar - b a se d   im a g e   in p a in ti n g ,   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   Im a g e   Pr o c e ss in g ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 2 0 0 - 1 2 1 2 ,   2 0 0 4 .   [2 4 ]   M .   R.   S w e e t,   “A d a p ti v e   a n d   re c u rsiv e   m e d ian   f il terin g .”   [2 5 ]   O.  R.   V i n c e n a n d   O.  F o l o ru n so ,   A   De sc rip ti v e   A l g o rit h m   f o S o b e Im a g e   Ed g e   De t e c ti o n ,   Pro c e e d in g o f   In fo rm in g   S c ien c e   &   IT   Ed u c a t io n   Co n fer e n c e   ( In S IT E) ,   2 0 0 9 .   [2 6 ]   I.   S o b e l   a n d   G .   F e ld m a n ,   3   ×   3   iso tro p ic  g ra d ien o p e ra to f o im a g e   p ro c e ss in g ,”   P re se n ted   a a   talk   a th e   S tan f o rd   A rti f icia P ro jec t 1 9 6 8 .   [2 7 ]   A .   M e rrit t,   e a l. ,   P a ra ll e Ed g e   De tec ti o n ,   2 0 1 1 .   [2 8 ]   Q.  A b b a s,  Les io n   b o rd e d e tec ti o n   in   d e rm o sc o p y   i m a g e u sin g   d y n a m i c   p ro g ra m m in g ,   S k in   Res e a rc h   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l.   1 7 ,   p p .   9 1 - 1 0 0 ,   2 0 1 1 .   [2 9 ]   I .   Be n y a h ia,  e a l. Ev a lu a ti o n   o f   th e   M e d ica Im a g e   Co m p re ss i o n   u sin g   W a v e let  P a c k e T r a n sfo rm   a n d   S P IHT   Co d i n g ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   Co m p u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) v ol /i ss u e :   8 ( 4 ) ,   p p .   2 1 3 9 - 2 1 4 7 2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P S O - S V M h yb r id   s ystem  fo r   mela n o ma   d etec tio n   fr o h is to - p a th o lo g ica l ima g es ( Ma en   Ta kru r i)   2949   [3 0 ]   R.   N.   Kh u sh a b a ,   e a l. ,   No v e F e a tu re   Ex trac ti o n   M e th o d   b a se d   o n   F u z z y   En tro p y   a n d   W a v e let  P a c k e T ra n s f o r m   f o M y o e lec tri c   Co n tro l , ”  7 th   In ter n a t io n a l   S y mp o siu o n   C o mm u n ic a ti o n a n d   In fo rm a t io n   T e c h n o lo g ies   IS CIT 2 0 0 7 ,   S y d n e y ,   Au stra li a ,   p p .   3 5 2 - 3 5 7 ,   2 0 0 7 .   [3 1 ]   J.  S ik o rsk i,   Id e n ti f ica ti o n   o f   m a li g n a n m e lan o m a   b y   w a v e let  a n a ly sis,   S tu d e n t/ F a c u lt y   Re se a r c h   Da y ,   CS IS ,   P a c e   Un iv e rsity ,   2 0 0 4 .   [3 2 ]   B.   S c h o lk o p f ,   e a l .,  “K e rn e M e t h o d s   in   c o m p u tatio n a b i o lo g y ,   M IT   P re ss ,   2 0 0 4 .   [3 3 ]   M .   P e i ,   e a l. ,   F e a tu re   e x trac ti o n   u sin g   g e n e ti c   a lg o rit h m s,”   Pro c e e d in g   o In ter n a ti o n a S y m p o si u o n   In telli g e n t   Da ta   E n g in e e rin g   a n d   L e a rn i n g 9 8   ( IDEA L 9 8 ) ,   Ho n g   K o n g ,   1 9 9 8 .   [3 4 ]   H.  C.   Ya n g ,   e t   a l. ,   Re se a rc h   in t o   a   F e a tu re   S e lec ti o n   M e th o d   f o Hy p e rsp e c tral  I m a g e r y   Us in g   P S a n d   S V M ,   J o u rn a o Ch i n a   Un ive rs it y   o M i n in g   &   T e c h n o lo g y ,   v o l /i ss u e :   17 ( 4 ) ,   p p .   0 4 7 3 - 0 4 7 8 ,   2 0 0 7 .   [3 5 ]   C J .   T u ,   e a l. ,   F e a t u re   S e lec ti o n   u sin g   P S O - S V M , ”  IAE NG I n ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   Co mp u ter   S c ie n c e ,   2 0 0 7 .   [3 6 ]   X .   Z h a n g   a n d   Y .   G u o ,   Op ti m iz a ti o n   o f   S VM  P a ra m e ter Ba se d   o n   P S A lg o rit h m , ”  Fi ft h   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Na t u ra l   Co mp u t a t io n ,   2 0 0 9 .   [3 7 ]   K .   A n a m   a n d   A .   A Ju m a il y ,   Op ti m ize d   K e rn e Ex tre m e   Lea rn in g   M a c h in e   f o M y o e le c tri c   P a tt e rn   Re c o g n it io n ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) v ol /i ss u e :   8 ( 1 ),   p p .   4 8 3 - 4 9 6 2 0 1 8 .   [3 8 ]   S .   L in ,   e t   a l . P a ra m e ter  d e ter m i n a ti o n   o f   su p p o rt  v e c to m a c h in e   a n d   f e a tu re   se lec ti o n   u sin g   sim u late d   a n n e a li n g   a p p ro a c h ,   Ap p l.   S o ft   Co m p u t . ,   v o l/ issu e 8 (4 ) ,   p p .   1 5 0 5 - 1 5 1 2 2 0 0 8 .   [3 9 ]   S .   W .   L in ,   e a l. P a rti c le  sw a r m   o p ti m iza ti o n   f o p a ra m e t e d e ter m in a ti o n   a n d   f e a tu re   s e lec ti o n   o su p p o r v e c to r   m a c h in e s ,   Exp e rt S y ste ms   wit h   A p p li c a ti o n s v o l/ issu e 3 5 (4 ) ,   p p .   1 8 1 7 - 1 8 2 4 ,   2 0 0 8 .     [4 0 ]   Hu a n g   C .   L .   a n d   D u n   J .   F . ,   A   d istri b u ted   P S O - S VM  h y b rid   sy st e m   w it h   f e a tu re   se lec ti o n   a n d   p a ra m e ter  o p ti m iza ti o n ,   A p p l ied   S o ft   Co mp u ti n g ,   v o l .   8,   p p .   1 3 8 1 - 1 3 9 1 ,   2 0 0 8 .   [4 1 ]   Y .   M a a li   a n d   A .   A Ju m a il y ,   S e l f - a d v isin g   su p p o rt  v e c to m a c h in e ,   Kn o wled g e - B a se d   S y ste ms v o l.   52 ,   p p .   2 1 4 - 2 2 2 ,   2 0 1 3 .     [4 2 ]   Y .   M a a li   a n d   A .   A .   Ju m a il y Hie ra rc h ica P a ra ll e P S O - S V M   Ba se d   S u b jec In d e p e n d e n S lee p   A p n e a   Clas sif ic a ti o n ,   L e c tu re   No tes   i n   Co m p u ter   S c ien c e   ( L NCS o n   Ne u ra I n fo rm a ti o n   Pro c e ss in g   ( ICONIP)  Vo l.   7 6 6 6 ,   E d it o rs   Hu a n g ,   T in g we n   a n d   Z e n g ,   Z h ig a n g   a n d   L i,   C h u a n d o n g   a n d   L e u n g ,   Ch i S in g ,   S p rin g e Ber li n   He id e lb e rg ,   p p .   5 0 0 - 5 0 7 ,   2 0 1 2 .   [4 3 ]   L .   P .   W a n g ,   e a l. Clas sif ica ti o n   u si n g   su p p o rt  v e c to m a c h in e w it h   g ra d in g   re so lu ti o n ,   IEE In ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   Gr a n u l a r Co mp u ti n g ,   v o l.   2 ,   p p .   6 6 6 - 6 7 0 ,   2 0 0 5 .   [4 4 ]   M .   Ha m ian e   a n d   F.   S a e e d ,   S V M   Clas sif ica ti o n   o f   M RI  Bra in   Im a g e f o Co m p u ter - A ss ist e d   Dia g n o sis,   In ter n a t io n a J o u rn a l   o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) v ol /i ss u e :   7 ( 5 ),   p p .   2 5 5 5 - 2 5 6 4 2 0 1 7 .   [4 5 ]   C .   C.   Ch a n g   a n d   C .   J.  L in ,   L IBS V M A   L ib ra r y   f o S u p p o rt  V e c to M a c h i n e A CM   T r a n s ,”   In tell.   S y st.  T e c h n o l .,  v ol /i ss u e :   2 ( 3 ),   2 0 1 1 .     [4 6 ]   S .   W .   M e n z ies ,   e a l . T h e   P e rf o rm a n c e   o f   S o larSca n A n   A u to m a ted   De r m o sc o p y   I m a g e   A n a l y sis   In stru m e n f o th e   Dia g n o sis o f   P rim a r y   M e lan o m a ,   Arc h ive s o De rm a to lo g y v ol /i ss u e :   1 4 1 ( 11 ) ,   p p .   1 3 8 8 - 1 3 9 6 2 0 0 5 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       M a e n   Ta k r u r i   re c e iv e d   h is  P h D   in   El e c tri c a En g in e e rin g   f ro m   Un iv e rsit y   o Tec h n o lo g y   (U T S ) ,   S y d n e y   in   2 0 1 0 .   He   a lso   re c e iv e d   h is  BS c   a n d   M S c   d e g re e s   in   El e c tri c a En g in e e rin g   f r om   th e   Un iv e rsity   o f   Jo rd a n .   Cu rr e n tl y ,   h e   is  a n   A ss o c iat e   P ro f e ss o a n d   th e   C h a irm a n   o f   th e   De p a rtm e n o f   El e c tri c a l,   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n En g i n e e rin g   a th e   A m e rica n   Un iv e rsity   of   Ra A Kh a i m a h   ( A UR A K) .   He   h a a   w id e   sp e c tru m   o f   r e se a rc h   in tere sts  th a in c l u d e   sig n a l   p ro c e ss in g   a n d   d a ta  f u sio n ,   e stim a ti o n   th e o ry   a n d   targ e tr a c k i n g ,   b io m e d ic a s y ste m s ,   m a c h in e   lea rn in g   a n d   im a g e   p ro c e ss in g .         M o h a m e d   K h a le d   A b u   M a h m o u d   re c e iv e d   h is  Ba c h e lo r   o f   S c ien c e   d e g re e   in   T e lec o m m u n ica ti o n s   a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   f ro m   th e   f a c u lt y   o f   e n g in e e rin g   a M o n o u f ia   Un iv e rsit y ,   Eg y p 1 9 6 9   a n d   h is  M a ste rs  o f   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y   f ro m   Ch a rles   S tu a rt  Un iv e rsity ,   A u stra li a   1 9 9 8 .   He   re c e iv e d   h is  P h D   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   T e c h n o lo g y ,   S y d n e y   (U T S in   2 0 1 5 .   His  re se a rc h   in tere sts  a re   c e n tere d   in   th e   a re a   o f   He a lt h   T e c h n o l o g y   a n d   S k in   C a n c e ( m e lan o m a d e tec ti o n .   He   i s   a   m e m b e o f   th e   In stit u ti o n   o f   El e c tri c a l   a n d   El e c tro n ic  E n g in e e rs  (IE EE a n d   th e   In sti tu ti o n   o f   En g in e e rs,  A u stra li a .         Ad e Ali  Al - J u m a il y   re c e iv e d   h is  P h in   A rti f icia In telli g e n c e .   He   is   c u rre n tl y   a n   A ss o c iat e   P r o f e ss o in   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a n d   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y   a th e   Un iv e rsity   o f   Tec h n o lo g y ,   S y d n e y   (U T S ).   His res e a rc h   in tere sts in c lu d e   Bi o m e d ica l;   in telli g e n sy ste m s; an d   b i o - m e c h a tro n ics .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.