T E L KO M NIK A In d o n e s i a n  J o u r n a l o f   E le c t r ic a E n g in e e r in g V o l . 1 6 , No .  1 , O c to b e r  2 0 1 5 , p p . 9 1 ~ 9 7 DO I: 1 0 . 1 1 5 9 1 /t e l k o m n i k a . v 1 6 i 1 . 8 4 1 3 9 1 Re c e i v e d J u n e   2 3 2 0 1 5 ; R e v i s e d A u g u s t 2 8 , 2 0 1 5 A c c e p te d S e p te m b e r   1 3 2 0 1 5 Id en t if ica t io n o f  L u n g  Ca n cer  U sin g a Back P r o p ag a t io n Neu r al N et w o r k Ba m b a n g  G u r u h  I r ia n t o * , M . Rid h a   M a k ’r u f , D y a h   T it is a r i D e p a rt m e n t   o f   El e c t ro m e d i c a l   En g i n e e ri n g   Po l i t e k n i k Ke s e h a t a n   Ke m e n k e s   Su ra b a y a , I n d o n e s i a J l   Pu c a n g   J a j a T i m u 1 0   Su ra b a y a ,   0 3 1 - 5 0 3 7 0 9 5 * C o rre s p o n d i n g   a u t h o r, e - m a i l : b g i _ p s @ y a h o o . c o m Ab s t r a c t R e a d i n g   i m a g e   o f   l u n g   c a n c e s c re e n i n g   w e l l - k n o w n   a s   X - ra y   b y   p r a c t i t i o n e rs   a re   s o m e t i m e s s u b j e c t i v e .   T h i s r e s e a rc h   t ri e d   t o   c r e a t e   s o f t w a re   t h a t   c a n   d e t e c t   l u n g   c a n c e a s   a   c o m p a r i s o n   o f   t h e   w o r k o f   m e d i c a l   p ra c t i t i o n e rs   u s i n g   a rt i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o rk s   ( AN N ) ,   w i t h   X - ra y   m o v i e s   t a k e n   f ro m   t h e   t o o l d i a g n o s t i c   ra d i o g r a p h y   ( D R )   s t o re d   i n   t h e   c o m p a c t   d i s c .   T h e   d e p e n d e n t   v a ri a b l e   o b s e r v a t i o n   i n   t h i s   s t u d y i s   t h e   i d e n t i f i c a t i o n   o f   D R   X - ra y   i m a g e   s i z e   o f   1 0 2 4   x   1 0 2 4   p i x e l s .   t o t a l   o f   1 0   i m a g e s   X - ra y   w h i c h   h a s b e e n   o b s e r v e d   b y   t h e   p h y s i c i a n   ra d i o l o g y , w i t h   5   i m a g e s   X - ra y   n o rm a l   a n d   5   i m a g e s   l u n g   c a n c e r.   I n   t h i s s t u d y , t h e   i m a g e   p ro c e s s i n g   i s   d o n e   t h r o u g h   t h r e e   s t a g e s :   n e i g h b o rh o o d   a v e r a g i n g ,   m e d i a n   f i l t e r   a n d h i s t o g ra m   e q u a l i z a t i o n . T h e   r e s u l t s   o f   t h e s e   f e a t u re s   a r e g r o u p e d   i n   n o rm a l   c a t e g o ri e s .   F ro m   t e s t   re s u l t s s t a t i n g   t h e   t r u t h i s 8 0 % .   T o   f a c i l i t a t e   t h e   u s e i n   t h e l u n g   d i s e a s e   p a t t e r n   re c o g n i t i o n .   G U I   a p p l i c a t i o n s d e s i g n   u s i n g   M AT L AB.   W e   u s e   s o m e   f o rm   o f   i m a g e   p r o c e s s i n g   w h i c h   i n c l u d e s   f o rm   t ra i n i n g   a n d t e s t i n g . T h e   b e s t   p a ra m e t e r s   o b t a i n e d   f ro m   t h i s   re s e a rc h   i n c l u d e   l e a rn i n g   ra t e = 0 . 3 ,   t h e   n u m b e o f   h i d d e n   l a y e r= 3 0 a n d   t o l e ra n c e   e rro r = 1 0 - 8 .   F ro m   t h e   re s u l t s   o b t a i n e d   b y   t h e   l e v e l   o f   a c c u ra c y   o f   t h e   t ra i n i n g   i m a g e   o f   n o rm a l l u n g ,   l u n g   c a n c e i n   a   ro w   i s   8 0 % .   O v e r a l l   t h e   l e v e l   o f   a c c u r a c y   o f   t h e   re s u l t s   i s   8 0 % . K e y w o r d s : n e u ra l   n e t w o r k ,   l u n g   c a n c e r,   d i a g n o s t i c   r a d i o g ra p h y C o p y r i g h t © 2 0 1 5 I n s ti tu t e   o f   A d v a n c e d   En g i n e e r i n g   a n d   Sc i e n c e .   A l l   r i g h t s   r e s e r v e d . 1 . In t r o d u c t io n L u n g   c a n c e r   i s   th e   w o r l d ' s   h e a l th   p r o b l e m s . F r o m   y e a r   to   y e a r s ta t i s ti c a l   d a t a   i n   v a r i o u s c o u n tr i e s   s h o we d   l u n g   c a n c e r   i n c i d e n c e   r a t e s   h a v e   te n d e d to   i n c r e a s e Ci g a r e tt e   s m o k i n g   i s   th e m a i n   c a u s e   o a b o u 9 0 %   o f   l u n g   c a n c e r   c a s e s   i n   m e n   a n d   a b o u 7 0 %   i n   w o m e n T h e   m o r e c i g a r e tt e s  s m o k e d , th e  g r e a te r  th e  r i s k  to  s u f f e r   f r o m  l u n g  c a n c e r . O n e   e x a m i n a ti o n   o f   l u n g   c a n c e r   i s   to   u s e   c h e c k s   o r   b e tte r   k n o w n   a s   r a d i o l o g y   x - r a y s   ( x - r a y s ) T h e   wo r k i n g   p r i n c i p l e   o f   th i s   i n s tr u m e n i s   b a s e d   o n   x - r a y   d i f f r a c ti o n In tr o d u c ti o n   t o   th e s i m p l e   x - r a y   i s   th e   m o s c o m m o n l y   u s e d   te c h n i q u e s .   T h e   i m a g e   o f   th e   x - r a y   w i l l   g i v e   d i f f e r e n t r e s u l ts   b e t w e e n   th e   l u n g s   o f   h e a l th y   a n d u n h e a l t h y s u c h   a s   l u n g   c a n c e r   a n d   s ta g e   o f   t h e c a n c e r  o f  th e  l u n g . Ho w e v e r , e x a m i n a t i o n o f   l u n g   c a n c e r   f r o m   x - r a y s   r e s u l i m a g e   s ti l l   h a s   a   s h o r t f a l l   o f s o m e   m e d i c a l   p r a c ti t i o n e r s  s u c h  a s  p h y s i c i a n s  o f  l u n g   s p e c i a l i s ts  s ti l l  r e l y   o n  v i s u a l  o b s e r v a t i o n s i n t h e  r e a d i n g  r e s u l ts  o f  th e  x - r a y s  s o   th a t  th e  r e s u l i s   v e r y  s u b j e c ti v e . L u n g   s p e c i a l i s d o c to r   s h o u l d   p e r f o r m   x - r a y s   i m a g e   o b s e r v a ti o n s   c a r e f u l l y   a n d d i a g n o s i s   th a a r e   c o m p l e te l y   a c c u r a te   i n   t h e   d e te c ti o n   o f   l u n g   c a n c e r   i n   p a t i e n ts T h e r e f o r e r e q u i r e d   a s o f twa r e   c a p a b l e   o f   d e t e c ti n g   l u n g   c a n c e r   a s   a   c o m p a r i s o n   o f   th e   m e d i c a l p r a c ti ti o n e r s s o   t h a t   th e   s o f tw a r e   c a n   h e l p   t h e   a c c u r a c y   o f   d e te r m i n i n g   th e   i d e n ti f i c a ti o n   o f   l u n g c a n c e r . G i v e n   th e   n e e d   f o r   p a tte r n   r e c o g n i t i o n   s y s t e m   e n c o u r a g e   a p p l i c a ti o n s   s o f tw a r e   a s   a s y s t e m   th a c a n   h e l p   h u m a n s   p e r f o r m   a c ti v i t i e s I n   t h i s   c a s e i s to   c a r r y   o u i d e n ti f i c a ti o n   u s i n g n e u r a l   n e t wo r k s T h i s   r e s e a r c h   w h i c h   u s e s   n e u r a l   n e t wo r k s h a s s ta r te d   m a n y   d o n e   l i k e A   N e w Ne u r a l   Ne t wo r k   B a c k   P r o p a g a t i o n   A l g o r i t h m   a n d   Its   A p p l i c a t i o n   i n   E n g l i s h   E d u c a ti o n   E v a l u a t i o n [1 ].  T h e   p a p e r   i m p r o v e s   t h e   o r i g i n a l   Ne u r a l   N e t wo r k   B a c k   P r o p a g a t i o n   w i th   i m m u n e   g e n e ti c a l g o r i th m   to   s p e e d   u p   i ts   c a l c u l a ti o n s   a n d   p r e s e n ts   a   n e w   c o n v e r g e n c e   o f   Ne u r a l   Ne t w o r k   B a c k P r o p a g a t i o n   a l g o r i t h m   f o r   e v a l u a t i n g   s y s te m   p e r f o r m a n c e   i n   E n g l i s h   e d u c a t i o n A   No v e l   M e th o d to   O p t i m i z e   th e   S tr u c tu r e   o f   B P   Ne u r a l   Ne t wo r k s   [2 ].  T h e   s i m u l a ti o n   e x p e r i m e n s h o w s   th a t   th i s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 6 , No . 1 , O c to b e r  2 0 1 5 : 9 1 9 7 9 2 m e th o d   c a n   s e l e c a   m o r e   s u i ta b l e   n e t w o r k   s tr u c tu r e a n d   c a n   e n s u r e   th e   m i n i m u m   o u tp u e r r o r wi th   th e   o p t i m u m  s tr u c tu r e   o f  th e  n e t w o r k . W i th   th e   d e v e l o p m e n o f   Ne u r a l   N e t w o r k   u ti l i z a t i o n ,   th e n   i c a n   b e   u s e d   to   p a tte r n r e c o g n i t i o n   n e t wo r k   o n   th e   h u m a n   b o d y   t h a h a s   m a n y   v a r i a ti o n s W i th   th i s   a p p l i c a ti o n   a r e   a l s o a p p l i e d   to   th e   wo r l d   o f   h e a l t h T h i s   i s   e v i d e n c e d   b y   t h e   e x i s te n c e   o f   r e s e a r c h   s u c h   a s : Cl a s s i f i c a ti o n o f c o l o n   c a n c e r   u s i n g   th e   m e th o d   o f   G L CM   a n d A N N B a c k   p r o p a g a ti o n   [3 ], Co m p a r i s o n s   o f   th e   r e s u l t s   o f   th e   c l a s s i f i c a ti o n   o f   d i s e a s e   d i a b e t e s   m e l l i tu s   u s i n g Ne u r a l Ne t w o r k   B a c k   P r o p a g a ti o n a n d   l e a r n i n g   v e c to r   q u a n t i z a t i o n [4 ], I d e n ti f y i n g   g l u k o m a   e y e   d i s e a s e b a s e d   o n   th e   o u t p u o f   th e   v i s u a l   f i e l d   a n a l y z e r   wi th   g e n e t i c   a l g o r i th m - n e u r a l   n e t w o r k [5 ], Id e n t i f i c a ti o n   o f   b r e a s c a n c e r   u s i n g   b a c k   p r o p a g a ti o n n e u r a l   n e t wo r k [6 ], T h e   a p p l i c a ti o n   o f   th e A r ti f i c i a l Ne u r a l   Ne t wo r k   B a c k   P r o p a g a ti o n   M e t h o d   i n   th e   d e t e c ti o n   o f   A b n o r m a l i ti e s   o f   b r a i n Is c h e m i c   Ce r e b r a l   In f r a c ti o n   b y   th e   De l p h i   p r o g r a m m i n g   l a n g u a g e   [ 7 ] , C l i n i c a l   d e c i s i o n   s u p p o r t s y s t e m   b y   u s i n g   a r ti f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k s   to   d e te c s ta g e   l u n g   c a n c e r   s u f f e r e r s   c a r s i n o m a   n o t s m a l l   c e l l [8 ], Cl a s s i f i c a ti o n o f   l u n g   Im a g e   w i th   H i s to g r a m   F e a tu r e   E x tr a c t i o n   a n d   Ne u r a l Ne t w o r k   B a c k   P r o p a g a t i o n   [9 ],  l u n g   c a n c e r   d e t e c ti o n   F r o m   i m a g e s   o f   X - r a y s u s i n g   Ne u r a l Ne t w o r k  B a c k  P r o p a g a t i o n   [1 0 ] 2 T h e P u r p o s e d o f t h e   I d e n t if ic a t io n o f L u n g   Ca n c e r u s in g   Ne u r a N e t w o r k   Ba c k P r o p a g a t io n Re s e a r c h   o n   th e   u ti l i z a t i o n   o f   n e u r a l   n e t wo r k   u s e d   i n   th e   r a d i o l o g y   u s i n g X   r a y f i l m ,   b u t s ti l l   s u f f e r e d   f l a w s   th a a l l o we d   s o m e   o f   th e   i n f o r m a ti o n   c o n ta i n e d   i n   th e   f i l m   l o s a   l o t X   r a y   f i l m , s o   i c a n ' b e   r e a d   b y   B a c k   P r o p a g a t i o n   Ne u r a l   Ne t w o r k T h e r e f o r e   i n   th i s   s tu d y t o   i d e n t i f y   l u n g c a n c e r   i s   ta k e n   th e   r e s u l i m a g e   Di a g n o s t i c   Ra d i o g r a p h y   ( DR )   s to r e d   i n   C o m p a c Di s c . F o r   th i s d i a g n o s i s i s b a s e d b y th e   e x p e r i e n c e   o f   a   d o c to r , s o   t h e   l e a r n i n g   p r o c e s s   f o r   b e g i n n e r   r e a d e r s x r a y   i m a g e a   b i d i f f i c u l b e c a u s e   th e   r e a d e r   b e g i n n e r   r e q u i r e s   a c c u r a c y   a n d   e x p e r i e n c e   i t y o u r s e l f T h e r e f o r e th e   r e s e a r c h e r s   to o k   th e   ti tl e   i d e n ti f i c a t i o n   o f   l u n g   c a n c e r   u s i n g   Ne u r a l Ne t w o r k  B a c k  P r o p a g a t i o n . 2 .1 .  F o r m u la t io n  O f  T h e  P r o b le m 1 ) T h e   e x te n to   wh i c h   th e   l e v e l   o f   a c c u r a c y   i n   i d e n t i f y i n g   th e   n e u r a l   n e t w o r k   s o f tw a r e i m a g e  s o u r c e d  f r o m  th e  Di a g n o s t i c  Ra d i o g r a p h y   ( DR )  s to r e d  i n  a   CD  ( c o m p a c t d i s c ) ? 2 ) Ho w   a c c u r a t e Ne u r a l   N e t wo r k   B a c k   P r o p a g a ti o n S o f twa r e i n   i d e n ti f y i n g   p i c tu r e s   o f n o r m a l  l u n g  a n d  l u n g  c a n c e r ? 2 .2 . Re s e a r c h  P u r p o s e s G e n e r a l  P u r p o s e De s i g n i n g   a n   a p p l i c a ti o n Ne u r a l   Ne t w o r k   B a c k   P r o p a g a ti o n p r o g r a m   S o f twa r e   to i d e n ti f y   L u n g  Ca n c e r . S p e c i a P u r p o s e : 1 ) T o  i d e n t i f y  th e  x - r a y s  i n  p a ti e n ts   w i th   l u n g  c a n c e r  b y   a   p h y s i c i a n . 2 ) T o   m a k e  th e  a p p l i c a ti o n N e u r a l  N e t w o r k  B a c k  P r o p a g a ti o n p r o g r a m  S o f twa r e 3 ) T o   tr a i n   a Ne u r a l   Ne t wo r k   B a c k   P r o p a g a ti o n S o f twa r e   f o r   th e   i n tr o d u c ti o n   o f   a n o r m a l  l u n g . 4 ) T o a p p l y   t h e   d e s i g n   o f   a r ti f i c i a l   n e u r a l   n e t wo r k   s o ftwa r e   f o r   i m a g e   D i a g n o s t i c Ra d i o g r a p h y   ( DR )  o f  l u n g  c a n c e r . 2 .3 . Be n e f it s T o   a d d   to   th e   K n o wl e d g e   a b o u th e   u ti l i z a t i o n   o f A NN i n   i d e n t i f y i n g   l u n g   c a n c e r   u s i n g f i l m   f r o m  Di g i ta l   Ra d i o g r a p h y . 2 .4 . Co n c e p t u a l F r a m e w o r k D a ta   ta k e n   i n   th i s   r e s e a r c h   i s   a   f o r m   o f   x - r a y   i m a g e s   r e s u l Di g i ta l   Ra d i o g r a p h y   ( DR ) o f p h o t o g r a p h s   o f   th e   l u n g s   wh i c h   th e n   s to r e d   i n   a   C o m p a c Di s c [ 1 1 , 1 2 ] T h e   f o r m a o f   th e   d a ta . J p e g i s i n   n o r m a l   p a t i e n ts   a n d   l u n g   c a n c e r   d a t a F u r th e r m o r e , th e   i m a g e   p r o c e s s i n g   ( i m a g e p r o c e s s i n g )   t h r o u g h   th r e e   s ta g e s n a m e l y   u s i n g   a v e r a g i n g   n e i g h b o r h o o d   i s   o n e   o f   th e   l o w - p a s s f i l te r w h i c h   wo r k s   b y   r e p l a c i n g   t h e   v a l u e   o f   a   p i x e l   i n   th e   o r i g i n a l   i m a g e   wi t h   th e   a v e r a g e   v a l u e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 Id e n t i f i c a ti o n o f L u n g  C a n c e r  Us i n g a B a c k  P r o p a g a ti o n  Ne u r a l ( B a m b a n g G u r u h  Ir i a n to ) 9 3 o f   th e   p i x e l   a n d   i ts   n e i g h b o r i n g   e n v i r o n m e n t.  P h o to s   o f   th e   o r i g i n a l   s i z e   o f   1 0 2 4   x 1 0 2 4   p i x e l s   i s c o n v e r t e d   i n t o   3 2 0   x   2 4 0   p i x e l s   i n   o r d e r   to   d i s p l a y   th e   s o f tw a r e   i s   n o t   to o   l a r g e .   F r o m   th e   p h o to 3 2 0   x   2 4 0   p i x e l   s i z e   u s e d   a s   a   m a tr i x   o f   2 0   x   1 5   a s   a d j u s te d   b y   t h e   c o m p u te r   i n   th e   p r o c e s s   o f i d e n ti f y i n g   th e   n e u r a l   n e t w o r k .   F u r th e r m o r e th e   i m a g e   p r o c e s s i n g   c o m p r i s i n g :   Ne i g h b o r h o o d A v e r a g i n g h i s to g r a m   e q u a l i z a t i o n   a n d   m e d i a n   f i l te r   to   s o f te n   th e   i m a g e   o r   i m a g e s   a n d   e a r n e d v a l u e   m e tr i c s   a r e   th e n   u s e d   a s   i n p u o f   n e u r a l   n e t w o r k   th r o u g h   th e   tr a i n i n g   p h a s e th e   p r o c e s s o f  te s ti n g   a n d  i d e n t i f i c a ti o n   p r o c e s s [ 1 3 ] . F i g u r e 1 . C o n c e p t u a l  F r a m e w o r k T h e   p r o c e s s   o f   te s ti n g i s   d o n e b y   i n s e r t i n g   n o r m a l   l u n g   i m a g e   d a ta   a n d   l u n g   c a n c e r p i c tu r e . T h e n   th e   c a l c u l a te   a c ti v a ti o n , h i d d e n   a n d   o u tp u t o f th e e n ti r e i m a g e   d a ta   i n c l u d e d   i n   th e p r o c e s s  o f  te s ti n g   ( t e s ti n g )   wi l l  r e c o g n i z e   th e   i m a g e  o f  n o r m a l  l u n g  o r  c a n c e r . 3 . Re s e a r c h  M e t o d o lo g y T h i s   t y p e   o f   r e s e a r c h   i s   r e s e a r c h   p r e   e x p e r i m e n ta l   ( a f te r   o n l y   d e s i g n ) O n   th e   d e s i g n   o f th e s e   r e s e a r c h e r s   o n l y   s e e r e s u l ts   w i t h o u m e a s u r i n g   th e   p r e v i o u s   s ta te .   T h e   c o n tr o l   g r o u p   i n th i s   s tu d y   i s   th e   i m a g e s   fr o m   Di g i ta l   Ra d i o g r a p h y   r e s u l ts In   th i s   r e s e a r c h   i s   to   c r e a te   a n a p p l i c a t i o n   p r o g r a m   ( s o f tw a r e )   th a Ne u r a l   Ne t w o r k s   a r e   a p p l i e d   i n   th e   r e s u l t   i m a g e   Di g i ta l Ra d i o g r a p h y [ 1 4 , 1 5 ] . In d e p e n d e n t v a r i a b l e s   i n   th i s   s tu d y   a r e th e   p r o c e s s   o f   t r a i n i n g   ( tr a i n i n g )   a n d   th e   p r o c e s s o f   te s ti n g   ( te s t i n g )   i s   p e r f o r m e d De p e n d e n t v a r i a b l e s   i n   t h i s   s t u d y   a r e th e   i d e n t i f i c a ti o n   b y   t h e o b s e r v a ti o n   r e s u l ts O f th e   e n t i r e i m a g e   d a ta   e n t e r e d   w i l l   b e   k n o wn   l e v e l   o f   a c c u r a c y   i n r e c o g n i z i n g   s o f twa r e   i m a g e   d a ta   e n te r e d . O b j e c o f   r e s e a r c h I m a g e   L u n g s   r e s u l ts   Di g i t a l Ra d i o g r a p h y   ( D R )   a t D e p a r tm e n o E l e c tr o m e d i c a l E n g i n e e r i n g   P o l t e k k e s K e m e n k e s S u r a b a y a . T a r g e r e s e a r c h F i g u r e   l u n g s   Di g i ta l Ra d i o g r a p h y   r e s u l ts   o f   n o r m a l   a n d   a b n o r m a l a r e   s to r e d   i n   th e   f o r m   o a   Co m p a c Di s c   ( CD )   w i th   a   s i z e   o f   1 0 2 4   x   1 0 2 4   p i x e l s . L o c a ti o n   a n d T i m e   Re s e a r c h L o c a ti o n   o f   r e s e a r c h   d o n e   a t D e p a r tm e n o E l e c tr o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g P o l te k k e s   K e m e n k e s   S u r a b a y a a n d r e s e a r c h   ti m e   f o r   6   m o n th s s ta r ti n g   fr o m   J u n e   to No v e m b e r  2 0 1 4 . D a ta   p r o c e s s i n g  a n d   d a ta  a n a l y s i s : T o  te s t th e  c r e d i b i l i t y   o f  th e   d a ta   i s  d o n e  b y T r i a n g u l a ti o n   T e c h n i q u e   i . e b y   c h e c k i n g   d a ta   o n   th e   s a m e   s o u r c e   wi th   d i f f e r e n t e c h n i q u e s th e d a ta   o b t a i n e d i n De p a r t m e n t E l e c tr o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g   P o l te k k e s   K e m e n k e s   S u r a b a y a o f   th e r e s u l i m a g e   Di g i ta l   Ra d i o g r a p h y   s to r e d   i n   Co m p a c Di s c   ( CD ) A f te r   th e   d a ta   i s o b ta i n e d f r o m th e   f i e l d t h e n   d o   i m a g e   p r o c e s s i n g     f o r   e a s e   i n   d o i n g   th e   n e x p r o c e s s   th a t   i s   d o n e tr a i n i n g ( l e a r n i n g )   a n d   te s ti n g B y   u s i n g   th e   m e th o d   o f   B P N e u r a l   Ne t wo r k   w i l l   b e   a b l e   to   Id e n t i f y   th e n o r m a l  l u n g  i m a g e  a n d  l u n g  c a n c e r  i m a g e . 4 . Re s u lt s  a n d  D is c u s s io n : In  t h is S t u d y  Im a g e   P r o c e s s in g is D o n e  t h r o u g h  3 S t a g e s . I E : 4 .1 . Ne ig h b o r h o o d   A v e r a g in g In  p r i n c i p l e , t h e  f i l te r s  u s e d   i n  t h e  n e i g h b o r h o o d  i s   o n e   o f  a  k i n d  o f  a v e r a g i n g   l o w - p a s s f i l te r w h i c h   wo r k s  b y  c h a n g i n g   th e   v a l u e  o f  a  p i x e l   i n  th e  o r i g i n a l   i m a g e   w i t h  th e  a v e r a g e   v a l u e o f  th e  p i x e l   a n d   i ts  n e i g h b o r i n g   e n v i r o n m e n t . L i s ti n g   P r o g r a m m e  f o r  Ne i g h b o u r h o o d , A v e r a g i n g   i s  a s  f o l l o w s : Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 6 , No . 1 , O c to b e r  2 0 1 5 : 9 1 9 7 9 4 %  Ne i g h b o r h o o d   A v e r a g i n  ,   k e r n e l = [1  1  1 ;1  1  1 ;1  1   1 ]/ 9 ; F = u i n t8 ( c o n v 2 ( d o u b l e ( i m g ) , k e r n e l ,' s a m e ' ) ) ;i m w r i te   ( F ,' Ne i g h b o r h o o d  A v e r a g i n .b m p ' ) ; 4 .2 . M e d ia n  F ilt e r T h e   m e d i a n   f i l te r   i s   a   t y p e   o f l o w - p a s s   f i l te r w h i c h   wo r k s   b y   c h a n g i n g   th e   v a l u e   o f   a p i x e l   i n   t h e   o r i g i n a l   i m a g e   wi th   t h e   m e d i a n   v a l u e   o f   t h e   p i x e l   a n d   i ts   n e i g h b o r i n g   e n v i r o n m e n t. Co m p a r e d   to   th e   n e i g h b o r h o o d t h i s   a v e r a g i n g   f i l t e r   m o r e   i n s e n s i t i v e   to   e x tr e m e   i n te n s i t y d i f f e r e n c e s . P r o g r a m  l i s ti n g s  f o r  th e  m e d i a n  f i l te r   i s  a s  f o l l o w s : %  F IL T E R M E DIA N; D = m e d f i l t2   ( F ) ; i m w r i t e   ( D,' f i l t e r m e d i a n .b m p ' ) ; 4 .3 . His t o g r a m  E q u a liz a t io n Hi s to g r a m  E q u a l i z a ti o n  p r o c e s s  p r o g r a m  l i s ti n g s : % E K U A L IS HIS T O G RA M   A DA P T IV E  E = a d a p t h i s te q   ( D ) ;i m w r i te ( E ,' e k u a l i s i h i s to g r a m .b m p ' ) ; Hi s to g r a m  E q u a l i z a ti o n  p r o c e s s  th e n  i w i l l  a p p e a r  t h e   f o l l o wi n g   g r a p h : F i g u r e 2 . G r a p h  Im a g e  Hi s t o g r a m  E q u a l i z a t i o n  p r o c e s s  p a s s e s  th r o u g h  th e  l u n g . T h e   m a tr i x  o f th e   v a l u e   th a t   w i l l   b e   e n t e r e d  a s  i n p u t  B P  Ne u r a l  Ne t wo r k 4 .4 . P r o c e s s  T r a in in g T h e   tr a i n i n g   d a ta   i s   d o n e   wi th   t h e   v a r i a ti o n   h i d d e n   l a y e r   a n d   t h e   n u m b e r   o f   e p o c h   i n o r d e r   to   g e th e   m o s p e r f o r m a n c e   n e two r k   a r c h i te c tu r e   a p p r o a c h   t h e   t a r g e t   e r r o r   0 .0 0 1 T h i s v a r i a ti o n   o f   th e   r e s u l ts   o b t a i n e d   f r o m   th e   p a r a m e te r s   u s e d   i n   th e   p r o c e s s   o f   tr a i n i n g   n a m e l y h i d d e n   l a y e r = 1 0 e p o c h = 3 0 0 0 l e a r n i n g   r a te = 0 . 1   a n   ta r g e e r r o r = 0 .0 0 1 . T r a i n i n g   N e u r a l   Ne t w o r k u s e d   i n   t h e   s tu d y   a r e   u s i n g   th e   m e th o d   o f   Ne u r a l   Ne t wo r k   B a c k   P r o p a g a ti o n T h e   i m a g e   o f   th e u s e d   tr a i n i n g   a m o u n te d   to   1 0   i m a g e c o n s i s ti n g   o f   5   n o r m a l   l u n g   i m a g e a n d   5   i m a g e   o f   l u n g c a n c e r T h e   r e s u l ts   s h o w e d   th a th e   tr a i n i n g   o f   1 0   i m a g e   tr a i n i n g   c o n s i s ti n g   o f   5   n o r m a l   i m a g e a n d   5   i m a g e   o f   l u n g   c a n c e r   a c q u i r e d   tr a i n i n g   o f   1 0 0 %   a c c u r a c y . W h e r e   e a c h   i m a g e   i s   c l a s s i f i e d c o r r e c tl y b a s e d   o n  t h e  t a r g e t o f  e a c h  c a t e g o r y , c a n  b e  s e e n   i n  t h e  t a b l e  a b o v e . 4 .5 . T e s t in g  P r o c e s s T e s ti n g   wa s   d o n e   u s i n g   i n p u p a r a m e te r s   o b ta i n e d   i n   th e   p r o c e s s   o f   tr a i n i n g   th e l e a r n i n g   r a te   o f   0 .3 n e u r o n s   i n   th e   h i d d e n   l a y e r   n u m b e r i n g   3 0 m a x i m u m   e r r o r   to l e r a n c e i s   1 0 - 8 a n d   a   m a x i m u m   o f   e p o c h   a s   m u c h   a s   1 0 0 0   t i m e s . T h e   ta r g e u s e d   i n   t h e   te s ti n g   i n   a c c o r d a n c e wi th   t h e   ta r g e ts   th a w e r e   u s e d   i n   t h e   tr a i n i n g   o f   1 0   i m a g e   tr a i n i n g   c o n s i s ti n g   o f   5   n o r m a l   i m a g e a n d   5   i m a g e   o f   l u n g   c a n c e r T h e   r e s u l ts   i n d i c a te   t h a th e r e a r e   2   i m a g e s   th a t   h a v e   d i f f e r e n t o u tp u v a l u e s   o f   o u tp u wi t h   th e   d e s i r e d   ta r g e t,  n a m e l y   th e   i m a g e   o f   n o r m a l   l u n g   1   a n d   1   p i e c e o f  l u n g  c a n c e r  i m a g e r y . O n e   o f   th e   f a c to r s   c a u s i n g   th e   o c c u r r e n c e   o f   i r r e g u l a r i ti e s   w e r e   th e   r e s u l t   o f   e x tr a c ti n g f e a tu r e s   th a t a r e   a v a i l a b l e   o n   th e   o th e r   i m a g e   c a te g o r i e s   r a n g e O n   t h e   i m a g e   o f   N_ 1   a n d   N _ 2 , th e   te s r e s u l ts   p r o v i d e   th e   r e s u l ts   th e   p r e s e n c e   o f   c a n c e r   i n   th e   l u n g F e a t u r e s   w h i c h   h a v e d i f f e r e n c e   i s   i ts   h o m o g e n e i t y ,   th e   v a l u e   o f   i ts   h o m o g e n e i t y   i m a g e   N_ 1   a n d N_ 2   i s   r a n g e   i . e . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 0 1 2 3 4 5 6 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 Id e n t i f i c a ti o n o f L u n g  C a n c e r  Us i n g a B a c k  P r o p a g a ti o n  Ne u r a l ( B a m b a n g G u r u h  Ir i a n to ) 9 5 c a n c e r   i m a g e r y   0 .9 4 - 0 .9 5 .   S m a l l   r a n g e   o f   i ts   h o m o g e n e i t y   i m a g e   o f   l u n g   c a n c e r   r e s u l t i n g   i n s u c h  f e a tu r e s  i n   th e  g r o u p  i n  th e  c a te g o r y   i m a g e  o f  l u n g  c a n c e r . 4 .6 . Re s u lt s  Dis p l a y   A p p li c a t io n s T o   f a c i l i t a te   u s e r s   i n   p e r f o r m i n g   p u l m o n a r y   d i s e a s e   p a tt e r n   r e c o g n i t i o n .   M A T L A B   G UI a p p l i c a t i o n   u s e s   d e s i g n wi t h   s o m e   f o r m s F o r m   i m a g e   p r o c e s s i n g F o r m   o f   tr a i n i n g   a n d   te s ti n g . F o l l o w i n g   i s  th e  d i s p l a y  o f  t h e  r e s u l ts  o f  e a c h  F o r m  s u b m i s s i o n : F i g u r e 3 . D i s p l a y   i m a g e  p r o c e s s i n g  F o r m F i g u r e   4 .  D i s p l a y  F o r m  T r a i n i n g   NN F o r m   i m a g e   p r o c e s s i n g   f u n c ti o n s   to   d i s p l a y   th e   i m a g e   p r o c e s s i n g   r e s u l ts   s o   o b ta i n e d th e   i m a g e   r e s u l ts   i n   th e   F o r m   o f   te s ti n g T o   d i s p l a y   th e   i m a g e   o f   th e   u s e r   s i m p l y   p r e s s e s   t h e b u tto n  ' s h o w   i m a g e '  a t t h e   b o tto m  r i g h o f  th e  a p p l i c a t i o n . F o r m   o f   tr a i n i n g   i s   u s e d   to   c o n d u c tr a i n i n g Us e r s   o n l y   n e e d   to   e n te r   f i tu r s e o f i m a g e r y   tr a i n i n g   a n d   p a r a m e te r   v a l u e s   to   b e   u s e d T h e   tr a i n i n g   p a r a m e te r s a m o n g   o th e r s   th e m a x i m u m   i te r a ti o n s e r r o r   t o l e r a n c e t h e   l e a r n i n g   r a te   a n d   th e   n u m b e r   o f   n e u r o n s   i n   th e   h i d d e n l a y e r T h e   u s e r   c a n   p r e s s   t h e   b u tto n   d e l e t e to   r e p l i c a te   tr a i n i n g   a n d   ' s a v e '   b u tt o n   to   s a v e   t h e f i n a l   we i g h ts  o f  th e   tr a i n i n g . 4 .7 . Dis p la y  F o r m  T e s t in g Ne u r a l N e t w o r k F o r m   o f   te s ti n g   u s e d   to   d o   p a tte r n   r e c o g n i ti o n   p u l m o n a r y   d i s e a s e u s e r s   o n l y   n e e d   to e n te r   i m a g e   th a w i l l   b e   i d e n ti f i e d a n d   b y   p r e s s i n g   t h e   b u t to n ' P r o c e s s '   th e n   t h e   r e s u l wi l l   b e d i s p l a y e d   i n   a  c o l u m n  o f  th e  r e s u l ts  a t th e  b o tto m  l e f t o f  th e  a p p l i c a ti o n . F i g u r e 5 . D i s p l a y   th e   No r m a l   i m a g e  T e s ti n g F i g u r e 6 .  D i s p l a y   Im a g e  C a n c e r  T e s ti n g Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 6 , No . 1 , O c to b e r  2 0 1 5 : 9 1 9 7 9 6 In   th e   p i c t u r e   th e   d i s p l a y   f o r m   d a ta   b y   i n s e r t i n g   a   te s p i c tu r e   th a wi l l   b e   te s te d ,   w h e n we   p r e s s   t h e   b u t to n ,   th e   p r o c e s s   wi l l   a p p e a r   to   th e te s r e s u l ts d i a g n o s e s   o f   th e   i m a g e   wi l l a p p e a r  a r e   wh e t h e r  n o r m a l  o r  p u l m o n a r y  c a n c e r . In   th e   e x a m p l e   i m a g e   a b o v e   i s   o n e   e x a m p l e   o f   a   n o r m a l   i m a g e   te s ti n g d i a g n o s ti c r e s u l ts  o b t a i n e d  a r e  n o r m a l . Ne x p u t   th e   d a t a   i m a g e   o f   l u n g   c a n c e r Di s p l a y   o f   th e   r e s u l ts   o b ta i n e d s h o w n   i n   th e p i c tu r e   b e l o w : O n e   e x a m p l e   o f   th e   p r o c e s s   o f   te s ti n g   o n   i m a g e s   o f   l u n g   c a n c e r   d i a g n o s i s   r e s u l ts o b ta i n e d  a r e l u n g  c a n c e r . In  th e  F o r m  o f  te s ti n g  t h e r e   we r e  s e v e r a l  k e y s  th a t a r e  u s e d  to   p e r f o r m a  p u l m o n a r y  d i s e a s e   p a tt e r n  r e c o g n i t i o n ,  n a m e l y : T h e   b u tto n   ' S e a r c h '   f u n c t i o n   to   o p e n   th e   F i l e   th a t * . P r o c e s s   '   b u tto n   s e r v e s   to m a n i p u l a t e  th e  p r o c e s s  te s ti n g .  T h e  u s e r  o n l y  n e e d  to   e n te r   i m a g e  th a t   w i l l  b e  i d e n ti f i e d , th e   b u tt o n   '   d e l e t e   '   f u n c ti o n   to   r e p e a t h e   te s ti n g   p r o c e s s   b y   i n s e r ti n g   a   n e w   i m a g e ,   * M e n u  ' P r o g r a m  '  w a s  c r e a t e d  to  a l l o w a  u s e r   to  o p e n   a n o t h e r  F o r m . 4 .8 . T h e D is c u s s io n  o f  t h e A c c u r a c y  o f  t h e  Re s e a r c h  R e s u lt s T a b l e 1 . No r m a l  i m a g e  a n d  L u n g  c a n c e r  i m a g e C a t e g o r y N u m b e r   o f   I m a g e N u m b e r   o f   T r u e N u m b e r   o f   F a l s e A c c u r a c y ( % ) N o r m a l   I m a g e 5 3 2 6 0 L u n g   C a n c e r   I m a g e 5 5 0 1 0 0 T o t a l 1 0 8 2 8 0 A f te r   g o i n g   th r o u g h   s e v e r a l   s ta g e s   i n   th i s   s tu d y f r o m   th e   s ta r o f   I m a g e   P r o c e s s i n g u n ti l  t h e  p r o c e s s  o f  tr a i n i n g   a n d   th e  p r o c e s s  o f  te s t i n g b y   i n s e r t i n g  th e   i m a g e  o f te s ti n g   a  t o ta l  o f 1 0   i m a g e s   wi th   d e t a i l s   o f   No r m a l   L u n g   Im a g e   5   a n d   5   i m a g e   o f   l u n g   c a n c e r .   F r o m   th e   te s t r e s u l ts   th a a r e   o b ta i n e d   f r o m   5   No r m a l   L u n g   Im a g e ,   4   Im a g e   c a n   b e   r e c o g n i z e d   a s   a   n o r m a l l u n g   a n d   1   n o r m a l   i m a g e   k n o w n   a s   th e   l u n g   c a n c e r   r a te   o f   a c c u r a c y   o f   8 0 % A n d   wh i l e   th e Im a g e   o f   l u n g   c a n c e r   c a n   b e   r e c o g n i z e d   a s   l u n g   c a n c e r   I m a g e s   4   a n d   1   i m a g e   o f   l u n g   c a n c e r k n o w n   a s   t h e   n o r m a l   l u n g .   S o   t h e   o v e r a l l   te s ti n g   p r o c e s s   o f   d a ta   i .e 1 0   d a ta   c o n s i s ti n g   o f   5 n o r m a l  l u n g  i m a g e  a n d  5   i m a g e  o f  l u n g  c a n c e r th e  r e s e a r c h  r e s u l ts  o b ta i n e d  a c c u r a c y  o f  8 0 % . 5 . Co n c lu s io n B a s e d   o n   t h e   r e s u l t s   o f   th e   s tu d y   i c a n   b e   c o n c l u d e d   th a t: 1 ) T h e   b e s P a r a m e te r s o b ta i n e d   f r o m   th i s   r e s e a r c h   i n c l u d e   l e a r n i n g   r a t e = 0 .3 ,   th e   n u m b e r   o f   h i d d e n   l a y e r = 3 0   a n d   e r r o r to l e r a n c e = 1 0 - 8 . 2 ) O f   r e s e a r c h   r e s u l ts   o b ta i n e d   a c c u r a c y   o f   p u l m o n a r y   i m a g e r y   tr a i n i n g   n o r m a l , l u n g   c a n c e r   r e s p e c ti v e l y   wa s   8 0 % . 3 ) O v e r a l l   th e   l e v e l   o f   a c c u r a c y   o f   th e   s tu d y   r e s u l ts   i s   o f 8 0 % . Re f e r e n c e s [ 1 ] Y u   Z h i k e .   A   N e w   N e u ra l   N e t w o rk   Ba c k   Pro p a g a t i o n A l g o r i t h m   a n d   I t s   Ap p l i c a t i o n   i n   En g l i s h   Ed u c a t i o n Ev a l u a t i o n , T EL KO M N I KA  I n d o n e s i a n   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e ri n g .   2 0 1 3 ; 1 1 ( 1 1 ) :   6 4 4 1 - 6 4 4 6 . [ 2 ] C h a n g m i n g   Q i a u ,   Sh u l i   Su n .   N o v e l   M e t h o d   t o   O p t i m i z e   t h e   St ru c t u re   o f   BP  N e u ra l   N e t w o rk s , T EL KO M N I KA  I n d o n e s i a n   J o u rn a l   o f   El e c t ri c a l   En g i n e e r i n g . 2 0 1 3 ; 1 1 ( 1 0 ) :   5 5 8 - 5 5 9 3 . [ 3 ] Ag u n g   R a d i t y a   Pu t r a ,   Ac h m a d   R i z a l , M Sy a h ru l   M u b a ro k . Kl a s i f i k a s i   Ka n k e r U s u s   B e s a r M e n g g u n a k a n   M e t o d e   G L C M   d a n   J ST   N e u ra l   N e t w o rk   B a c k   Pro p a g a t i o n ( c l a s s i f i c a t i o n   o f   c o l o n c a n c e u s i n g   t h e   m e t h o d o f   G L C M   a n d   AN N   N e u ra l   N e t w o rk   Ba c k   Pro p a g a t i o n ) . J u rn a l   El e k t ro .   2 0 1 2 ; 5 ( 2 ) :   1 2 5 - 1 3 2 . [ 4 ] Ag u s   N u rk h o z i n ,   M o h a m m a s   I s a   I ra w a n , I m a m   M u k h l a s .   Ko m p a ra s i   H a s i l   Kl a s i f i k a s i   Pe n y a k i t D i a b e t e s   M e l i t u s   M e n g g u n a k a n   J a ri n g a n   Sy a ra f   T i ru a n   N e u ra l   N e t w o r k   Ba c k Pro p a g a t i o n   D a n L e a rn i n g   Ve c t o Q u a n t i z a t i o n   ( C o m p a ra t i o n s   o f   t h e   re s u l t s   o f   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   o f   d i s e a s e   d i a b e t e s m e l l i t u s   u s i n g   N e u ra l   N e t w o r k   Ba c k   Pro p a g a t i o n   N e u ra l   n e t w o rk   a n d   l e a rn i n g   v e c t o q u a n t i z a t i o n ) . Se m i n a N a s i o n a l   M I PA  U N Y . 2 0 1 1 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 Id e n t i f i c a ti o n o f L u n g  C a n c e r  Us i n g a B a c k  P r o p a g a ti o n  Ne u r a l ( B a m b a n g G u r u h  Ir i a n to ) 9 7 [ 5 ] Ag u s   H a r t o n o . I d e n t i f y i n g   g l u k o m a   e y e   d i s e a s e   b a s e d   o n   t h e   o u t p u t   o f   t h e   v i s u a l   f i e l d   a n a l y z e w i t h g e n e t i c   a l g o ri t h m - n e u ra l   n e t w o rk . T e k n i k     F i s i k a   I T S . Su ra b a y a . 2 0 0 3 [ 6 ] R i z f a   Z u l f i k a . I d e n t i f i c a t i o n   o f   b re a s t   c a n c e r   u s i n g n e u ra l   n e t w o rk   b a c k   p ro p a g a t i o n . S u ra b a y a ,   T e k n i k F i s i k a   I T S;   2 0 0 6 . [ 7 ] N u rh a y a t i . T h e   a p p l i c a t i o n   o f   t h e   N e u ra l   N e t w o rk   Ba c k   Pro p a g a t i o n   M e t h o d   i n   t h e   d e t e c t i o n   o f Ab n o rm a l i t i e s   o f   b ra i n   I s c h e m i c   C e re b ra l   I n f ra c t i o n   b y   t h e   D e l p h i   p ro g r a m m i n g   l a n g u a g e . J u r n a l F i s i k a   d a n   A p l i k a s i n y a ,   I T S .   2 0 1 0 ;   6 ( 1 ) . [ 8 ] R Ku rn i a w a n , S H a rt a t i . C l i n i c a l   d e c i s i o n   s u p p o rt   s y s t e m   b y   u s i n g   n e u ra l   n e t w o rk s   t o   d e t e c t   s t a g e l u n g   c a n c e s u f f e re r s   k i n d   c a r s i n o m a   n o t   s m a l l   c e l l . I J C C S . 2 0 1 1 ; 5 ( 2 ) : 3 5 - 4 5 . [ 9 ] H a s a n   Bi s r i ,   M Ari e f   Bu s t o m i , En d a h   Pu rw a n t i . C l a s s i f i c a t i o n o f   l u n g   I m a g e   w i t h   H i s t o g ra m   F e a t u re E x t ra c t i o n   a n d   N e u r a l   N e t w o rk   Ba c k   Pro p a g a t i o n   N e u ra l   N e t w o rk . J u rn a l   Sa i n s   d a n   Se n i   Po m i t s . 2 0 1 3 ;   2 ( 2 ) :   6 8 - 7 1 . [ 1 0 ] T ri   D e v i a s a ri   W u l a n ,   En d a h   Pu rw a n t i , M o h   Y a s i n . L u n g   c a n c e d e t e c t i o n   f ro m   t h e   i m a g e   o f   x   ra y s u s i n g   b a c k p ro p a g a t i o n n e u r a l   n e t w o rk . J u r n a l   F i s i k a   d a n   T e r a p a n n y a .   2 0 1 3 ;   1 ( 1 ) :   5 8 - 6 4 . [ 1 1 ] R a d i o g r a p h y   W o r k i n g   Pri n c i p l e . 2 0 1 4 . [ 1 2 ] R a s y i d , D w i   R o c h m a y a n t i .   M o d u l   T e k n i k   P e s a w a t   R a d i o l o g i . Po l t e k k e s     S e m a r a n g . 1 5 . [ 1 3 ] Ba m b a n g   Y u w o n o . I m a g e   s m o o t h i n g   u s i n g   M e a n   F i l t e ri n g ,   M e d i a n F i l t e ri n g ,   M o d u s   F i l t e ri n g   a n d G a u s s i a n   F i l t e ri n g . J u rn a l   T e l e m a t i k a .   2 0 1 0 ;   l   7 ( 1 ) . [ 1 4 ] N o t o a t m o j o   So e k i d j o . H e a l t h   r e s e a c h   m e t h o d o l o g y . C e t a k a n Ke d u a . J a k a rt a : PT   R i n e k a   C i p t a .   2 0 0 2 . [ 1 5 ] Su g i y o n o . St a t i s t i k a   u n t u k   Pe n e l i t i a n . C e t a k a n   Ke t i g a b e l a s . Ba n d u n g : C AL F ABET A . 2 0 0 8 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.