I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   39 ,   No .   1 J u l y   2 0 2 5 ,   p p .   644 ~ 6 5 5   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 39 .i 1 . pp 64 4 - 6 5 5          644     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Adv a nced cer v ica l cancer c la ss ificatio n:  en ha ncing  p a p smea ima g es with  hy bri d P M filt er - CL AH E       Ach  K ho za im i 1, 2 ,   I s na ni Da rt i 1 ,   Sy a if ul Ana m 1 ,   Wury a ns a ri  M uh a rini K u s um a wina h y u 1   1 D e p a r t me n t   o f   M a t h e m a t i c s ,   F a c u l t y   o f   M a t h e mat i c s   a n d   N a t u r a l   S c i e n c e s,   B r a w i j a y a   U n i v e r si t y ,   M a l a n g ,   I n d o n e si a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a Tr u n o j o y o   M a d u r a ,   M a d u r a ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   16 2 0 2 4   R ev is ed   Mar   12 2 0 2 5   Acc ep ted   Mar   26 2 0 2 5       Ce rv ica c a n c e re m a in a   sig n ifi c a n t   h e a lt h   p r o b lem ,   e sp e c ially   in   d e v e lo p in g   c o u n tr ies .   Early   d e t e c ti o n   is  c rit ica f o e ffe c ti v e   trea tme n t.   Co n v o l u ti o n a l   n e u ra l   n e tw o rk s   ( CNN h a v e   sh o w n   p ro m ise   in   a u to m a ted   c e r v i c a l   c a n c e r   sc r e e n i n g ,   b u t   t h e i r   p e r f o r m a n c e   d e p e n d s   o n   p a p   s m e a r   i m a g e   q u a l i t y .   T h i s   s t u d y   i n v e s t i g a t e s   th e   i m p a c t   o f   v a r i o u s   i m a g e   p r e p r o c e s s i n g   t e c h n i q u e s   o n   C N N   p e r f o r m a n c e   f o r   c e r v i c a l   c a n c e r   c la s s if i c a t i o n   u s i n g   t h e   S I P a K M e D   d a ta s e t .   T h r e e   p r e p r o c e ss i n g   t e c h n i q u e s   w e r e   e v a l u a t e d :   P e r o n a - M a l ik   d i f f u s i o n   ( P M D )   f i l t e r   f o r   n o i s e   r e d u c t i o n ,   c o n t r a s t - l i m i t e d   a d a p t i v e   h i s t o g r a m   e q u a l i z a t i o n   ( C L A H E f o r   i m a g e   c o n t r a s t   e n h a n c e m e n t,   a n d   t h e   p r o p o s e d   h y b r i d   P M D   f i l t e r - C L A H E   a p p r o a c h .   T h e   e n h a n c e d   i m a g e   d a t a se ts  w e r e   e v a l u a t e d   o n   p r e t r a i n e d   m o d e l s ,   s u c h   a s   R e s Ne t - 3 4 ,   R e s Ne t - 5 0 ,   S q u e e z e Ne t - 1 . 0 ,   M o b i l e N e t - V 2 ,   E f f i c i e n t Ne t - B 0 ,   E f f ic i e n t N e t - B 1 ,   D e n se N et - 1 2 1 ,   a n d   D e n s e N e t - 2 0 1 .   T h e   r e su l t s   s h o w   t h a t   h y b r i d   p r e p r o c e s si n g   P M D   f i l t e r - C L AH E   c a n   i m p r o v e   t h e   p a p   s m e a r   im a g e   q u a l i t y   a n d   C N N   a r c h i t e c t u r e   p e r f o r m a n c e   c o m p a re d   t o   t h e   o r i g i n a l   i m a g e s .   T h e   m a x i m u m   m e t r ic  i m p r o v e m e n t s   a re   1 3 . 6 2 %   f o r   a c c u r a c y ,   1 0 . 0 4 %   f o r   p r e c i s i o n ,   1 3 . 0 8 %   f o r   r e c a l l ,   a n d   1 4 . 3 4 %   f o r   F 1 - s c o r e .   T h e   p r o p o s e d   h y b r i d   P M D   f i l t e r - C L A H t e c h n i q u e   o f f e r s   a   n e w   p e rs p e c t i v e   i n   i m p r o v i n g   c e r v i c a l   c a n c e r   c las s i f i c a t i o n   p e r f o r m a n c e   u s i n g   C N N   a rc h i t e c tu r e s .   K ey w o r d s :   C er v ical  ca n ce r   C L AHE   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   Pap   s m ea r   Per o n a - m alik   d if f u s io n   f ilter   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sy aif u l A n am   Dep ar tm en t o f   Ma th em atics,  Facu lty   o f   Ma th e m atics a n d   Na tu r al  Scien ce s ,   B r awijay Un iv er s ity   Ma lan g ,   6 5 1 4 5 ,   I n d o n esia   E m ail: sy aif u l@ u b . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   C er v ical  ca n ce r   is   th e   f o u r th   m o s co m m o n   ca n ce r   in   wo m en   wo r ld wid e   [ 1 ] .   Acc o r d in g   t o   th g lo b al   ca n ce r   o b s er v at o r y   ( GC O) ,   c er v ical  ca n ce r   was  r esp o n s ib l f o r   an   esti m ated   5 7 0 , 0 0 0   n ew  d iag n o s es  an d   3 1 1 , 0 0 0   f atalities  wo r ld wid in   2 0 1 8   [ 2 ] .   I n   d ev elo p in g   n a tio n s ,   n ea r ly   9 0 o f   th d e ath s   ar r elate d   to   ce r v ical  ca n ce r   [ 3 ] .   c o m m o n ly   em p lo y ed   tech n iq u e   f o r   e ar ly   ca n ce r   d etec tio n   is   t h p a p   s m ea r   test ,   wh ich   in v o lv es  ex tr ac tin g   ce lls   f r o m   th ce r v ix   a n d   a n aly zin g   t h e m   to   id en tify   p r ec an ce r o u s   o r   ca n ce r o u s   ch a n g es  [ 4 ] .   Desp ite  its   ef f ec tiv en ess ,   tr ad itio n al  p ap   s m ea r   an aly s is   is   lab o r - in ten s iv an d   s u b je ct  to   h u m an   er r o r ,   n ec ess itatin g   th d ev elo p m en t   o f   a u to m ated   an d   r eliab le  d i ag n o s tic  to o ls   [ 5 ] .   W ith   th a d v en o f   ad v an ce d   m ac h in lear n in g   tech n iq u es,  p ar tic u lar ly   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( C NN) ,   th er e   i s   an   o p p o r t u n ity   t o   en h an ce   th ac cu r ac y   an d   ef f icien cy   o f   ce r v ical  ca n ce r   d etec tio n   u s in g   a u to m ated   im ag an aly s is   [ 6 ] .   C NN   h as  r ev o l u tio n ized   m ed ical  i m ag class if icatio n   b ec a u s it  ca n   a u to m atica lly   e x t r ac a n d   lear n   f ea tu r es  f r o m   co m p lex   d atasets   [ 7 ] .   H o wev e r ,   th p er f o r m an ce   o f   C NN  m o d els  is   h ea v ily   i n f lu en ce d   b y   im ag q u ality   [ 8 ] .   Mo s p ap   s m ea r   im ag es  ex h ib it  lo co n tr ast  an d   s ig n i f ican n o is [ 9 ] .   No is r ed u ctio n   an d   c o n tr ast  en h an ce m e n h a v b ee n   p r o p o s ed   to   im p r o v e   C NN  p er f o r m an ce   [ 1 0 ] .   I m ag e   p r ep r o ce s s in g   is   cr u cia l     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       A d va n ce d   ce r vica l c a n ce r   cla s s ifica tio n :   en h a n cin g   p a p   s me a r   ima g es w ith   h yb r id   P MD    ( A ch   K h o z a imi )   645   s tep   th at  ca n   s ig n if ican tly   af f e ct  th o u tco m es  o f   d ee p   lea r n i n g   m o d els.  I m ag c o n tr ast  is   r eq u ir ed   to   p r o d u ce   an   ac cu r ate  m o d el  b ec a u s class if icat io n   f ea tu r es  ar u s u ally   b ased   o n   n u clea r   an d   cy to p lasmic   ch ar ac ter is tics   [ 1 1 ] .     Sev er al  s tu d ies  h av d em o n s t r ated   th at  r ed u cin g   im ag n o is s ig n if ican tly   en h an ce s   class if icatio n   p er f o r m an ce   [ 1 2 ] .   T h Per o n a - Ma lik   d if f u s io n   ( PMD )   f ilter   r em o v es n o is e,   s m o o t h en s   im ag es,  an d   m ain tain s   cr u ci al  ed g d etails  [ 1 3 ] .   I ap p lies   m o d if ied   Gau s s ian   f u n ctio n ,   ass ig n in g   g r ea ter   weig h ts   to   ce n tr al  p ix els   an d   lo wer   weig h ts   to   th o s at  th ed g es  [ 1 4 ] .   R esear ch   in d icate s   th at  PMD  f il ter s   p lay   k ey   r o le  in   d etec tin g   an d   ex tr ac ti n g   m alig n an tu m o r s   in   m e d ical  im ag es  [ 1 5 ]   a n d   h a v b ee n   s h o w n   to   e n h a n ce   d ee p   lear n in g   p er f o r m an ce   i n   ce r v ical  ca n ce r   class if icatio n   [ 1 6 ] .   I n   a d d iti o n ,   n o is r em o v al  a n d   c o n tr a s en h an ce m en t   ar e   ess en tial f o r   im p r o v in g   p ap   s m ea r   im ag q u ality .   C o n tr ast - l im ited   ad ap tiv h is to g r am   e q u aliza tio n   ( C L AHE ) ,   an   im p r o v e d   v er s io n   o f   ad a p t iv h is to g r am   eq u aliza tio n   ( A HE ) ,   r estricts  ex ce s s iv co n tr ast  en h an ce m en to   p r ev en a r tifa cts  [ 1 7 ] .   I t   h as   s ig n if ican tly   en h an ce d   p a p   s m ea r   im ag es  an d   im p r o v ed   th class if icatio n   ac cu r ac y   o f   d ee p   lear n i n g   m o d els s u ch   as  v is u al  g eo m etr y   g r o u p - 1 6   ( VGG1 6 ) ,   I n ce p tio n V 3 ,   an d   E f f icien tNet  in   ce r v ical  ca n ce r   d iag n o s is   [ 1 8 ] .   C L AHE   h as  also   b ee n   s u cc ess f u in   im p r o v in g   im ag q u ality   an d   b o o s tin g   th p er f o r m a n ce   o f   m ac h in e   lear n in g   alg o r ith m s   s u ch   as  ar tific ial  n eu r a n etwo r k s   ( ANN)   an d   K - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN)   in   ce r v ical   ca n ce r   class if icatio n   [ 1 9 ] .   Ad d itio n ally ,   r esear c h   h as  s h o wn   th at  C L AHE   en h an ce s   th ab ilit y   o f   th y o u   o n ly   lo o k   o n ce   ( YOL O )   alg o r ith m   to   r ec o g n ize  r o ad   m ar k in g s   at  n ig h [ 2 0 ] ,   im p r o v es  C NN - b ased   s eg m en tatio n   o f   lu n g   ca n ce r   in   co m p u ted   to m o g r ap h y   ( CT )   s ca n   im ag es  [ 2 1 ] ,   a n d   en h an ce s   wate r - im ag class if icatio n   [ 2 2 ] .   Giv en   th eir   s u cc es s ,   it is   e s s en tial  to   in v esti g ate  wh eth er   co m b i n in g   b o th   tech n iq u es c an   im p r o v c lass if icatio n   p er f o r m an ce .   T h is   s tu d y   ex p lo r es  th ef f ec t s   o f   h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   o n   ce r v ical  ce ll  im ag q u a lity .   W h il e   PMD  f ilter s   ar k n o wn   f o r   n o is r ed u ctio n   an d   ed g p r ese r v atio n ,   th eir   im p ac o n   co n tr ast  en h an ce m en is   less   s tu d ied .   Similar ly ,   C L AHE   im p r o v es  co n t r ast,  b u its   r o le   in   n o is s u p p r es s io n   an d   s tr u ctu r al   co n s er v atio n   in   m ed ical  im a g in g   is   u n clea r .   T h is   s tu d y   ex am in es  th eir   co m b in ed   ef f e cts  to   ad d r ess   th es e   g ap s .   T h PMD  f ilter   r ed u ce s   n o is wh ile  p r eser v in g   e d g d etails  an d   im p o r tan im ag e   s tr u ctu r es  [ 2 3 ] .   B y   co n tr ast,  C L AHE   en h an ce s   im ag co n tr ast  an d   im p r o v es  th v is ib ilit y   o f   cr itical  f ea tu r es  f o r   C NN - b ased   class if icatio n   [ 2 4 ] .   Stu d ies  h av s h o wn   th at  C L AHE - b ase d   en tr o p y   an al y s is   is   m o r ef f ec tiv th an   o th er   m eth o d s   in   en h a n cin g   m ed ical   im ag es  [ 2 5 ] .   T o   ass ess   th ef f e ctiv en ess   o f   th ese  p r ep r o ce s s in g   tech n i q u es,  we   co n d u cte d   ex p e r im en ts   u s in g   th SIPaK Me d ataset,   wid ely   u s ed   d ataset  f o r   ce r v ical  c an ce r   class if icatio n   [ 2 6 ] .   T h s tu d y   was  ev alu ated   u s in g   C NN  ar ch itectu r es,  in clu d in g   R esNet3 4 ,   R esNet5 0 ,   Sq u ee ze Net - 1 . 0 Mo b ileNet - V2 ,   E f f icien tNet - B 0 ,   E f f icien tNet - B 1 ,   Den s eNe t1 2 1 ,   an d   Den s eNe t2 0 1 ,   to   m ea s u r th ei r   class if icatio n   p er f o r m an ce   u s in g   d if f er e n p r ep r o ce s s in g   m et h o d s .   T h k ey   ev alu atio n   m etr ics  in clu d ed   im ag e   q u ality   ass ess m en t,  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e,   an d   tr ain in g   tim e.   I m ag e   q u ality   was  ass e s s ed   u s in g   th co n tr ast en h a n ce m en t - b ased   im ag q u ality   ( C E I Q)   m etr ic   [ 2 7 ] .   C NN  ar ch itectu r es  wer s elec ted   b ased   o n   th eir   u n iq u e   s tr en g th s   in   d ee p   lear n in g   a p p licatio n s .   R esNet  in tr o d u ce s   r esid u al  lear n in g   wi th   s k ip   c o n n ec tio n s ,   wh ich   ef f ec tiv ely   m itig ates  th v an is h in g   g r ad ien t   p r o b lem   a n d   e n ab les  th tr ain in g   o f   v er y   d ee p   n etwo r k s   [ 2 8 ] .   Sq u ee ze Net,   d esig n ed   f o r   ef f icien cy ,   u s es  f ir m o d u les  to   r ed u ce   th n u m b er   o f   p ar am ete r s ,   m ak in g   it  a n   id ea c h o ice  f o r   ta s k s   th at  r eq u ir lig h tweig h t   m o d els  with   m in im al   m em o r y   u s ag wh ile  m ain tain in g   co m p etitiv ac cu r ac y   [ 2 9 ] .   Mo b ile Net,   o p tim ized   f o r   m o b ile  an d   em b ed d ed   v is io n   a p p licatio n s ,   em p lo y s   d ep th - wis s ep ar ab le  co n v o lu tio n s ,   s ig n if ican tly   r ed u cin g   th m o d el  s ize  an d   co m p u tati o n al  r eq u ir em e n ts   f o r   ef f icien p r o ce s s in g   [ 3 0 ] .   E f f icie n tNet  b alan ce s   n etwo r k   d ep th ,   wid th ,   a n d   r eso lu tio n ,   ac h iev in g   s tate - of - t h e - ar ac cu r ac y   with   f ewe r   p ar am eter s   an d   f lo atin g - p o in t   o p er atio n s   p er   s ec o n d   ( FLO Ps )   th an   o th er   m o d els  [ 3 1 ] .   Fin al ly ,   Den s eNe e s tab lis h es   d en s co n n ec tio n s   b etwe en   lay er s ,   m ax im izin g   in f o r m atio n   f lo an d   g r a d ien t   p r o p a g atio n ,   wh ic h   en h a n ce s   f ea tu r r eu s an d   m itig ates th v an is h in g   g r ad ie n t p r o b lem   [ 3 2 ].   T h ex p er im en tal  r esu lts   s h o th at  ea ch   p r e p r o ce s s in g   tec h n iq u e   o f f er s   u n iq u e   ad v a n tag es,  with   th m o s s ig n if ican im p r o v em e n o b s er v ed   u s in g   th h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE .   T h ese  f in d in g s   em p h asize  th e   im p o r tan ce   o f   s elec tin g   an d   in teg r atin g   p r ep r o ce s s in g   tec h n iq u es  to   en h a n ce   m ed ical   im ag q u ality   an d   im p r o v e   d iag n o s t ic  ac cu r ac y .   PMD  f ilter in g   is   p ar ticu la r ly   ef f ec tiv e   f o r   lig h tweig h t   ar ch itectu r es,  a n d   C L AHE   b en ef its   d ee p e r   C N ar ch itectu r es.   Mo s im p o r t an tly ,   th e   h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   ap p r o ac h   co n s is ten tly   im p r o v es  p er f o r m an ce   ac r o s s   m o s C NN  ar c h itectu r es,  b alan ci n g   n o is r e d u ctio n   an d   co n tr ast   en h an ce m e n to   o p tim ize  f e atu r ex tr ac tio n .   T h is   s tu d y   p r o v id es  v alu a b le  in s ig h ts   f o r   r ef in in g   im ag e   p r ep r o ce s s in g   s tr ateg ies.  T h is   co n tr ib u tes  to   m o r p r ec is an d   r eliab le  ce r v ical  ca n ce r   d etec tio n   u s in g   d ee p   lear n in g   m o d el s .   W f o u n d   t h at  im ag co n tr ast  en h a n ce m en an d   n o is r ed u ctio n   c o r r elate   with   f ea tu r e   ex tr ac tio n   ef f icie n cy ,   as  h ig h er   co n tr ast  lead s   to   b etter - d ef i n ed   ce ll  s tr u ctu r es.  T h e   p r o p o s ed   m eth o d   in   th is   s tu d y   ten d e d   to   h av e   an   in o r d i n ately   h ig h er   p r o p o r tio n   o f   we ll - en h an ce d   im ag e   r eg io n s   as si g n if ican f ea tu r es  in   C NN  ac tiv atio n s ,   im p r o v in g   class if icatio n   p er f o r m an ce   a cr o s s   d if f er en t a r c h itectu r es.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  39 ,   No .   1 ,   J u ly   20 25 644 - 6 5 5   646   2.   M E T H O D   2 . 1 .     M a t er ia l,   m et ho ds ,   a nd   s im ula t io n   Fig u r 1   illu s tr ates  th s eq u en tial  s tep s   o f   p r ep r o ce s s in g   p ap   s m ea r   im ag es  f o r   ce r v i ca ca n ce r   class if icatio n   u s in g   d ee p   lear n in g .   T h e   p r o ce s s   b eg i n s   with   in p u d ata  u s in g   th SIPaK Me d ataset.   Nex t,  th e   i m a g e   p r e p r o c e s s i n g   i n cl u d e d   a   P MD   f i lt e r   a n d   C L AH E .   A f te r   p r e p r o c e s s i n g ,   t h e   d a ta s et   wa s   s p l i i n t o   t r a i n i n g   ( 8 0 % ) ,   v a l i d a t i o n   ( 1 0 % ) ,   a n d   t e s t   ( 1 0 % )   d a t a   t o   e n s u r e   p r o p e r   m o d e l   t r a i n i n g ,   f i n e - t u n i n g ,   a n d   e v a l u a t i o n .   T h e   e n h a n c e d   i m a g e s   we r e   e v a l u a te d   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   a r c h i tec t u r e s ,   s u c h   a s   R es N et ,   E f f i c ie n t N e t ,   M o b il e N et ,   a n d   D e n s e N et .   T h e   t r a i n i n g   s et   w a s   e m p l o y e d   t o   d e v e l o p   t h e   m o d e l ,   w h e r e a s   t h e   v al i d a ti o n   s e t   w as   u t il i z e d   to   o p t i m i z e   h y p e r p a r a m e t e r s   a n d   m i t i g a te   o v e r f i t ti n g   i s s u es .   Af t e r   t r a i n i n g ,   t h m o d e l   w as   ev a l u a t e d   u s i n g   t e s d a t a .   P e r f o r m a n c e   m e t r i c s   s u c h   a s   a c c u r a c y ,   r e ca l l ,   F 1 - s c o r e ,   an d   p r e c i s i o n   w e r e   ca l c u l at e d .     T h SIPaK Me D   d ataset  is   p u b licly   av ailab le  co llectio n   d e s ig n ed   to   s u p p o r r esear ch   o n   au to m ated   ce r v ical  ca n ce r   class if icatio n   [ 2 6 ] .   T h SIPaK Me d ataset  co n s is ted   o f   4 , 0 4 9   h i g h - r eso lu tio n   ce r v ical  ce ll   im ag es  ex tr ac ted   f r o m   p ap   s m ea r   s lid es  an d   m a n u ally   a n n o tated   b y   cy to p ath o lo g y   e x p er ts .   T h ese  im ag es  wer ac q u ir ed   u s in g   4 0 ×  o b jectiv len s   to   en s u r th at  d etailed   ce llu lar   s tr u ctu r es  w er p r eser v ed .   T h e   d ataset  in clu d ed   is o lated   s in g l e - ce ll  im ag es,  in d icatin g   th at  ea ch   im ag e   co n tain ed   s in g le   ce r v ical   ce ll  r ath e r   th an   clu s ter s   o f   m u ltip le  ce lls .   T h im ag es  s h o wed   s ize ,   co n tr ast,  illu m in atio n ,   an d   s tain in g   in ten s ity   v ar iatio n s .   T h SIPaK Me d ataset  was  d iv id ed   in to   f iv ca teg o r ies:   s u p er f icial  s q u am o u s   ep ith elial  ce lls ,   in ter m ed iate  s q u am o u s   ep ith e lial  ce ll s ,   h ig h - g r ad s q u am o u s   in tr ae p ith elial  lesi o n   ( HSI L )   ce lls ,   co lu m n ar   ep ith elial  ce lls ,   an d   lo w - g r ad s q u am o u s   in tr ae p ith elial  lesi o n   ( L SIL )   ce lls .   E ac h   ca teg o r y   co m p r is ed   ap p r o x im ately   8 0 0 8 5 0   im a g es.  SIPaK Me is   wid ely   u s ed   in   d ee p   lear n in g - b as ed   ce r v ical  ca n ce r   c lass if icatio n   an d   is   b en ch m ar k   f o r   test in g   im ag p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es,  f ea tu r ex tr a ctio n   m eth o d s ,   an d   C NN  ar ch itectu r es.  T h is   d ataset  p r o v id es  r ea lis tic  ch allen g f o r   d ev el o p in g   r o b u s an d   g en er aliza b l e   ce r v ical  ca n ce r   s cr ee n i n g   m o d els   [ 3 3 ]           Fig u r e   1 .   Me th o d   an d   s im u latio n   f lo wch a r t       Pap   s m ea r   im ag es  o f ten   co n ta in   n o is with   lo co n tr ast  [ 9 ] .   Pre p r o ce s s in g   is   cr u cial  f o r   en h an cin g   th im ag q u ality   f o r   ce r v ical  ca n ce r   class if icatio n .   T h is   s tu d y   ex p lo r ed   th im p ac o f   d if f er e n im ag e   p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es  o n   C NN  p er f o r m an ce ,   s p ec if ical ly   f o cu s in g   o n   th e   PMD  f ilter ,   C L AHE ,   an d   a   h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   ap p r o ac h .   Fig u r 2   s h o ws a  f lo w ch ar t d ep ictin g   th p r ep r o ce s s in g   s tep s   ap p lied   to   th p ap   s m ea r   im a g es  f r o m   t h SIPaK Me D   d ataset  u s in g   co m b in atio n   o f   th e   PMD  f ilter   an d   C L AHE   tech n iq u es.  I n itially ,   th p ap   s m ea r   im ag es  wer s p lit  in t o   c o lo r   s p ac es:  r ed   ( R ) ,   g r ee n   ( G) ,   an d   b lu e   ( B ) .   A   PMD  f ilter   an d / o r   C L AHE   w er ap p lied   to   ea ch   co l o r   s p ac e.   T h is   s eq u en tial  ap p licatio n   aim s   to   en h an ce   th e   co n tr ast  an d   d en o is ea ch   co lo r   co m p o n en t.  T h R ,   G,   an d   B   co m p o n e n ts   ar en h an ce d   u s i n g   PMD  f ilter   o r   C L AHE ,   r esu ltin g   in   im p r o v ed   an d   d en o is ed   R ,   G,   an d   B   co m p o n e n ts .   Af ter   p r o ce s s in g   ea ch   co lo r   co m p o n en t,  th co n tr ast  en h a n ce m en an d   d en o is ed   R - ,   G - ,   an d   B - co m p o n en ts   wer co m b in ed   to   o b tain   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       A d va n ce d   ce r vica l c a n ce r   cla s s ifica tio n :   en h a n cin g   p a p   s me a r   ima g es w ith   h yb r id   P MD    ( A ch   K h o z a imi )   647   f i n a l   e n h a n c e d   p a p   s m e a r   i m ag e s .   T h e   P M D   f i l t e r   h el p s   r e d u c e   n o i s e   w h i l e   p r es e r v i n g   es s e n t i a l   ce l l   s t r u ct u r e s .   I t   w o r k s   b y   s m o o t h i n g   u n i f o r m   a r e a s   w h i le   m a i n t a i n i n g   e d g e s ,   e n s u r i n g   t h a t   c r u c ia l   d e t a il s   a r e   n o t   l o s t .   P MD   f i l t e r   h as   t h r e e   m a i n   p a r a m e te r s :   i t e r at i o n s   ( N ) ,   d i f f u s i o n   co e f f i c i e n t   ( κ ) ,   a n d   t i m e   s t e p   ( λ ) .   M o r e   i t e r at i o n s   e n h a n c e   n o i s e   r e m o v a l   b u t   m a y   b l u r   t h e   d e t a i l s .   T h e   d i f f u s i o n   c o e f f i c i e n t   c o n t r o l s   e d g e   p r e s e r v a t i o n ;   l o w   v a l u es  k e e p   e d g e s   s h a r p ,   w h e r e a s   h i g h   v a l u e s   s m o o t h   t h e   i m a g e .   T h e   t i m e   s t e p   a f f e ct s   s t a b i l i t y   an d   s h o u l d   b e   0 . 2 5 ;   s m a l le r   v a l u e s   f i l t e r   g r a d u a ll y ,   w h i l e   l a r g e r   v al u e s   s p e e d   u p   d i f f u s i o n   b u t   r i s k   o v e r - s m o o t h i n g   [ 3 4 ] .   I n   t h i s   s t u d y ,   w e   s e t   N = 2 0 ,   κ = 2 0 ,   a n d   λ = 0 . 2 5 .   A   d e t ai l e d   e x p l a n ati o n   o f   t h e   P MD   f i lt e r   is   p r o v id e d   i n   s e ct i o n   2 . 2 .   C L AH E   e n h a n c e s   c o n t r a s t   b y   l o c a l l y   a d j u s t i n g   t h e   b r i g h t n ess   i n   s m al l   i m a g e   r e g i o n s ,   t h e r eb y   p r e v e n t i n g   o v e r - e n h a n c e m e n t   i n   b r i g h t   o r   d a r k   a r e a s .   C L A H E   h a s   t w o   m a i n   p a r a m e t e r s :   c l i p   l i m it   a n d   b l o c k   s i z e .   T h e   c l i p   l i m it  c o n t r o l s   c o n t r as a n d   l o w   v a l u e s   p r e v e n o v e r - e n h a n c e m e n t ,   w h e r e a s   h i g h   v a l u es   b o o s t   c o n t r a s b u t   m a y   a d d   n o i s e .   T h e   b l o c k   s i z e   d e f i n es   th e   l o c a l   r e g i o n s .   S m a l l   b l o c k s   e n h a n c e   d e t a i ls ,   w h il e   l a r g e   b lo c k s   g i v e   s m o o t h e r   r e s u l ts   [ 3 4 ] .   I n   t h i s   s t u d y ,   w e   s e t   t h c l i p   l i m i t   t o   2 . 0   a n d   t h e   b l o c k   s i ze   t o   8 × 8 .   d e s c r i p t i o n   o f   t h e   C L AH E   is   p r o v i d e d   i n   s e c t i o n   2 . 3 .   P r o c es s i n g   e a c h   R GB   c h a n n e l   s e p ar a t e l y   e n s u r es   b e t t e r   n o is e   r em o v a l   a n d   c o n t r a s a d j u s t m e n t   w h i l e   p r es e r v i n g   t h e   n a t u r a l   c o l o r   b a l a n c e   o f   t h e   ce r v i c a l   c e ll   i m a g es   [ 3 5 ] .     T h is   s tu d y   co n d u cted   f iv e   s im u latio n s   to   e v alu ate  th e   im p ac o f   d if f er e n im ag e   p r e p r o ce s s in g   tech n iq u es  o n   en h an cin g   p a p   s m ea r   im ag es.  T h f ir s s im u latio n   test ed   ten   p ap   s m ea r   im ag es  u s in g   th r ee   p r ep r o ce s s in g   te ch n iq u es:  PMD  f ilter ,   C L AHE ,   an d   h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE .   T h g o al  was  to   ass es s   h o th ese   tech n iq u es  im p r o v e   th im ag q u ality .   T h e   s ec o n d   ex p er im en t   u s ed   th o r ig in a p ap   s m ea r   im ag es   as  th b aselin e.   T h T h ir d   s im u latio n   ap p lied   th PMD  f ilter   to   as s es s   it s   ef f ec tiv en ess   in   r ed u cin g   n o is in   p ap   s m ea r   im ag es.  T h e   f o u r th   s im u latio n   u s ed   C L AHE   to   en h an ce   th c o n tr ast  o f   th e   p ap   s m ea r   im ag es.  T h e   f if th   s im u latio n   ap p lied   th h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   to   t est  wh eth er   th eir   co m b in ed   ar m o r ef f ec tiv in   im p r o v in g   p ap   s m ea r   im a g q u ality .   T h f ir s s im u latio n   was  ev alu ated   u s in g   C E I f o r   im ag e   q u ality ,   an d   th o th er   s im u latio n   was  ev alu ated   u s in g   C NN  ar ch itectu r e s .   T h ese  ev alu atio n s   h elp e d   d eter m in th m o s t   ef f ec tiv p r e p r o ce s s in g   a p p r o ac h   f o r   o p tim izin g   C N N - b ased   ce r v ical  ca n ce r   class if icatio n   m eth o d s .   T o r ch   v is io n   m o d els  wer u s ed   i n   th is   s tu d y ,   in clu d in g   p r e tr ain ed   R esNet3 4 ,   R esn et5 0 ,   Sq u ee ze Net - 1 . 0 Mo b ileNet - V2 ,   E f f icien tNet - B 0 ,   E f f icien tNet - B 1 ,   Den s eN et1 2 1 an d   Den s eNe t2 0 1 .   Ad am   o p tim izer   was  u s ed   in   l ea r n in g   m o d els  with   0 . 0 0 0 1   f o r   lear n in g   r ate.   T h is   s tu d y   co n d u cte d   tr ain i n g   o v e r   3 0   e p o ch s ,   allo win g   s u f f icien iter atio n s   f o r   th m o d el  to   co n v er g wh ile  m itig atin g   th r is k   o f   o v er f itti n g .   C o m b in in g   th p r etr ain e d   T o r ch Vis io n   m o d els,  th Ad am   o p tim izer ,   th lear n in g   r ate,   a n d   th e   ap p r o p r iate  ep o c h   co u n t   en ab led   C NN  to   tr ain   t h m o d els  ef f icien tly .   T h s im u lati o n s   u s ed   a   Py th o n   J u p y ter   N o teb o o k   with   T o r ch   v is io n   m o d els  o n   a   W in d o ws  1 1   o p er atin g   s y s tem .   T o r c h Vis io n   m o d els  o f f er   a   wid r a n g o f   s tate - of - th e - ar t   C NN  ar ch itectu r es  [ 3 6 ] .   T h h ar d war e   co n f ig u r ati o n   c o n s is ted   o f   an   AM R y ze n   5   5 5 0 0   p r o ce s s o r   co m p lem en ted   b y   3 2   GB   o f   s y s tem   m em o r y .   NVid ia  GeFo r ce   R T 3 0 6 0   g r ap h ics  p r o ce s s in g   u n it  ( GPU)   with   1 2   GB   o f   d e d icate d   VR AM   was u s ed   f o r   ac ce ler ated   C NN  ar c h itectu r co m p u tatio n s .           Fig u r e   2 .   Pap   s m ea r   im ag p r e p r o ce s s in g   u s in g   PMD  f ilter ,   C L AHE ,   o r   h y b r id   PMD  f ilter   C L AHE   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  39 ,   No .   1 ,   J u ly   20 25 644 - 6 5 5   648   2 . 2 .     P M f ilte   T h PMD  f ilter   o p er ates  o n   th p r in cip le   o f   an is o tr o p ic  d if f u s io n ,   wh er e   th d if f u s io n   r ate  i s   ad ap ted   b ased   o n   th g r ad ien t   v ar iati o n s   o f   th im a g e.   I t   f ac ilit ates  d if f u s io n   p r im ar ily   in   a r ea s   with   lo g r ad ien ts   ( u n if o r m   r e g io n s ) ,   wh ile  r estr ictin g   it  to   h ig h - g r ad ien t   r eg i o n s   ( ed g es).   T h is   c o n tr o lled   d if f u s io n   p r o ce s s   is   d ictated   b y   p a r tial  d if f er e n tial  eq u atio n   ( PDE) ,   w h ich   r eg u lates  th f lo o f   in f o r m atio n   with in   th im ag e   [ 3 7 ] .   T h f o llo win g   n o n lin ea r   d if f u s io n   e q u atio n   d escr ib es th PMD  Fil ter :      ( , , )  = ( (  )  ) ,   ( 1 )     ( , , )   is   th im ag in ten s ity   at  th p o s itio n   ( , )   an d   tim ,      is   th g r ad ien o f   th im ag e,   (  )   is   th d if f u s io n   c o ef f icien t,   d en o tes  th d i v er g e n ce   o p er ato r .   T h d if f u s io n   co ef f icien r e g u lates  th r ate  o f   d if f u s io n ,   w h ich   is   in f lu e n ce d   b y   th m ag n itu d o f   th e   g r ad ien t.   .   T h two   co m m o n ly   u s ed   d if f u s io n   co ef f icien f u n ctio n s   ar i n v er s q u ad r atic  an d   ex p o n en tial  f u n ctio n s .   T h e   ex p o n en tial  wa s   p er f o r m e d   in   th is   s tu d y .     (  ) = ( |  | ) 2   ( 2 )     W h er   is   co n tr ast  th at  d e ter m in es  th s en s itiv ity   to   e d g es.  Sm all  v alu es  o f     m ak th f ilter   m o r e   s en s itiv to   s m aller   ed g es,  wh ile  lar g er   v al u es  m ak it  less   s en s itiv e.   T h PMD   f ilter   is   p o wer f u to o f o r   im ag en h an ce m en t,   o f f er in g   s ig n if ican ad v a n tag es  o v er   tr ad itio n al  lin ea r   s m o o th i n g   tec h n iq u es.  I ts   ab ilit y   to   s elec tiv ely   s m o o th   im ag es  wh ile  p r eser v in g   e d g es m ak es  it h ig h ly   v al u ab le  in   v ar io u s   a p p licatio n s   [ 3 8 ]     2 . 3 .     CL AH E   C L AH E   is   u ti l i ze d   t o   e n h a n ce   i m a g e   c o n t r as t   [ 3 9 ] .   I t   o p er a t e s   b y   d i v i d i n g   t h e   i m a g e   in t o   s m a ll  r e g i o n s .   I t   a p p l ie s   h is t o g r a m   e q u a l i z a ti o n   ( H E )   t o   e a c h   r e g i o n   u s i n g   ( 3 )   a n d   c o n t r o l l i n g   c o n t r a s t   e n h a n c e m e n t   b y   l i m i ti n g   a m p l i f i c a ti o n   u s i n g   ( 4 ) .   T h i s   m e t h o d   e f f e c t i v e l y   p r e v e n t s   e x c e s s i v e   c o n t r a s t   e n h a n c e m e n t   i n   u n i f o r m   a r e a s ,   a n d   is   p a r t ic u l a r l y   a d v an t a g e o u s   f o r   i m a g e   p r o c e s s i n g .   C L A H E   i m p r o v e s   f i n e   d eta i l s   w h i l e   r e d u c i n g   a r t i f a c ts .   C L A H E   i s   e f f e c t i v e   in   i m p r o v i n g   t h e   m e d i c a l   i m a g es   q u a l i t y   [ 2 5 ] .     =  ( . ( 2 1 ) . )     ( 3 )     I n   ( 4 )   is   u s ed   to   o b tain   th e   n ew  g r ey   v al u o f   t h h is to g r am   eq u aliza tio n   r esu lt.     is   th cu m u lativ d i s t r i b u t i o n   o f   th   g r ay s ca le  v alu o f   th o r ig in a im ag e,     an d     ar th wid th   an d   h eig h o f   t h e   im ag e,     is   n u m b er   o f   co lo r   v ar iatio n s .   T h C L AHE   h as  t wo   v ar iab les  co n tr o llin g   co n tr ast  im ag q u ality :   th b lo ck   s ize  an d   clip   lim it   [ 3 9 ] .   T h e   ( 4 )   is   u s ed   t o   ca lcu late   th clip   lim it ( ).     = ( 1 + 100 (  1 ) )     ( 4 )     Her e,     an d     d en o te  th to tal  n u m b er   o f   g r ey - lev el  p ix els  with in   ea ch   b lo ck   wh ile    r ep r esen ts   th h ig h est  p er m is s ib le  s lo p in   th h is to g r am ' s   cu m u lativ d is tr ib u tio n   f u n ctio n   ( C DF) .   T h i s   co n s tr ain h elp s   to   m in im ize  ar tifa cts  b y   c o n tr o lli n g   t h e   n o is am p lific atio n .   I n   ad d itio n ,     is   th clip   f ac to r ,   w h ich   r a n g es  f r o m   0   to   1 0 0 .     2 . 4 .     Co nv o lutio na neura l net wo rk   C NN  i s   d ee p   n eu r al  n etwo r k   th at  p r o ce s s es  d ata  s u ch   as  im ag es.  I n s p ir ed   b y   th v is u al  co r tex   o f   an im als,  C NN  h as  b ec o m th co r n er s to n e   o f   m o d er n   co m p u ter   v is io n   a p p licatio n s   [ 4 0 ] .   T h ar ch itectu r e   o f   ty p ical  C NN  co n s is t s   o f   s ev er al  lay er s ,   ea ch   s er v in g   d is tin ct  p u r p o s in   th d ata  p r o ce s s in g   p ip elin e.   T h p r im ar y   la y er s   in clu d e d   th f o llo win g :     T h in p u t la y er   ac ce p ts   r aw  d a ta,   wh ich   ar r e p r esen ted   as m u ltid im en s io n al  ar r ay s   o f   p ix el   v alu es.     I n   th e   co n v o l u tio n al  la y er ,   s er ies  o f   lea r n ab le   k er n el  f ilter s   p er f o r m   co n v o lu tio n   o p er atio n s   o n   th e   in p u t   d ata.   T h ese  f ilter s   m o v e   ac r o s s   th in p u a n d   p er f o r m   ele m en t - wis m u ltip licatio n   a n d   s u m m atio n   to   g en er ate  th f ea tu r m a p s .   T h p r o ce s s   was c alcu lated   u s in g   ( 5 ) .     (     ) ( , ) =   ( , )   . ( , )   ( 5 )     W h er   is   th in p u t im ag e ,     is   t h k er n el  a n d   ( , )   ar th c o o r d i n ates o f   th o u t p u t f ea tu r m ap .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       A d va n ce d   ce r vica l c a n ce r   cla s s ifica tio n :   en h a n cin g   p a p   s me a r   ima g es w ith   h yb r id   P MD    ( A ch   K h o z a imi )   649     Activ atio n   lay er f o llo win g   e ac h   co n v o l u tio n al  lay er ,   an   ac tiv atio n   f u n ctio n   is   ap p lie d   to   in tr o d u ce   n o n lin ea r ity   in to   t h m o d el.   r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U)   o r   L ea k y   R eL was  u s ed   i n   th ac tiv atio n   lay er .   I n   ( 6 )   is   u s ed   f o r   t h R eL ac tiv atio n   lay er .      ( ) =  ( 0 , )   ( 6 )       T h s p atial  d im en s io n s   o f   th f ea tu r m ap s   ar r ed u ce d   b y   th p o o lin g   lay e r ,   wh ich   h elp s   lo wer   th e   co m p u tatio n al   r eq u ir em en ts   a n d   co m b at  o v er f itti n g .   Ma x   p o o lin g ,   illu s tr ated   in   ( 7 )   a n d   a v er ag p o o lin g ,   as sh o wn   in   ( 8 ) ,   ar th e   two   m o s t f r eq u en tly   em p lo y ed   p o o li n g   tech n i q u es.     ( ) , , =  , . + . . + ,   ( 7 )     ( ) , , = 1   .   . + . . + , ,   ( 8 )       Fu lly   co n n ec ted   la y er f o llo win g   m u ltip le   co n v o lu tio n al  an d   p o o lin g   lay er s ,   t h n etwo r k   p er f o r m s   ad v an ce d   r ea s o n in g   th r o u g h   f u lly   co n n ec ted   lay er s .   I n   th ese  lay er s ,   ea ch   n eu r o n   is   li n k ed   t o   ev e r y   n eu r o n   in   th p r ec ed i n g   lay er ,   en ab lin g   s o p h is ticated   in p u t d ata  r ep r esen tatio n .     T h o u tp u t   lay er   is   th e   f in al   lay er   o f   th e   C NN  th at  o u tp u ts   th p r ed ictio n s .   T h e   So f t Ma x   ac tiv atio n   f u n ctio n   p r o d u ce s   p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n s   f o r   t h tar g et  clas s es.       ( ) = = 1     ( 9 )       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h i s   s tu d y   ex p lo r ed   t h im p a ct  o f   v ar io u s   im ag p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es,  in clu d i n g   PMD  f ilter ,   C L AHE ,   an d   h y b r id   PMD  f il ter - C L AHE .   T h ev alu atio n   u s ed   m u ltip le  p er f o r m an c m et r ics,  in clu d in g   t h C E I s co r f o r   im ag e   q u ality   ass es s m en t,  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e,   an d   tr ain in g   tim e,   to   ev alu ate   th p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es u s in g   C NN  m o d els.     3 . 1 .     I ma g es c o ntr a s t   a s s ess m ent   T h av er a g C E I m etr ic   was  ev alu ated   o n   1 0   p a p   s m e ar   im ag es  to   ass ess   th p er f o r m an ce   o f   d if f er en p r ep r o ce s s in g   tech n i q u es  in   en h an cin g   p ap   s m ea r   im ag q u ality .   Fig u r 3   s h o ws  th co m p ar ativ e   r esu lts   o f   th ese   tech n iq u es  ( th f ir s s im u latio n ) .   T h o r ig in al  im ag es  ac h ie v ed   an   av er ag C E I o f   3 . 5 2 2 8 .   Ho wev er ,   ap p ly i n g   th PMD  f ilter   s lig h tly   r ed u ce d   th s co r to   3 . 4 9 5 6 ,   s u g g esti n g   th at  th PMD  f ilter   alo n e   m ay   n o s ig n if ica n tly   en h an c im ag e   co n tr ast.  H o wev er ,   C L AHE   d em o n s tr ated   a   n o t ab le   im p r o v em e n t,  ac h ie v in g   a   C E I s co r o f   3 . 7 3 0 1 ,   h ig h lig h tin g   its   ef f ec tiv en ess   in   im p r o v in g   th c o n tr ast  o f   ce r v ical   ce ll  im ag es.  T h e   h y b r id   ap p r o ac h ,   wh ich   co m b i n ed   th PMD  f ilter   with   C L AHE ,   r esu lted   i n   C E I Q   s co r o f   3 . 7 1 8 8 ,   w h ich   was  s lig h tly   l o wer   th an   th at  o f   C L AHE   al o n b u s till   s u b s tan tially   h ig h er   th an   th at  o f   th e   o r ig in al  an d   PMD  f ilter   im a g es.  T h ese  f in d in g s   s u g g est   th at  C L AHE   p lay s   cr u cial  r o le  in   co n tr ast  en h an ce m e n t,  wh er ea s   th e   h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   m eth o d   ef f ec tiv ely   r ed u ce s   n o i s wh ile  im p r o v i n g   co n tr as t.  Ho wev er ,   ad d itio n al   p r ep r o ce s s in g   with   th PMD   f ilter   d id   n o s ig n if ican tly   en h an ce   th co n tr ast   b ey o n d   th at  ac h ie v ed   u s in g   C L AHE   alo n e.   Ov er all,   C L AHE   was  th m o s ef f ec tiv tec h n iq u f o r   c o n tr ast   en h an ce m e n in   th p ap   s m ea r   im ag an aly s is .   I n   co n tr as t,   th h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   ap p r o ac h   o f f er s   ad d itio n al  n o is r ed u ctio n   an d   co n tr ast im p r o v em en t a d v an t ag es.     3 . 2 .     CNN  a rc hite ct ures a s s ess m ent     3 . 2 . 1 .   P a p sm ea r   im a g es wit ho ut  prepro ce s s i ng   T h s ec o n d   s im u latio n ,   s h o wn   in   T ab le   1 ,   p r esen ts   th ev alu ati o n   r esu lts   o f   v ar i o u s   C NN  ar ch itectu r es  o n   p ap   s m ea r   im ag es  with o u p r e p r o ce s s in g .   Am o n g   th test ed   m o d el s ,   E f f icien tNet - B 0   ac h iev ed   th h i g h est  ac cu r ac y   ( 9 1 . 5 8 %)  an d   b est  F1 - s co r ( 9 1 . 1 6 %),   d em o n s tr atin g   it s   s u p er io r   ab ilit y   to   ex tr ac r elev an f ea tu r es  f r o m   ce r v ical  ce ll  im ag es.  Ho wev er ,   its   tr ain in g   tim ( 8 8 0   s )   is   r elativ ely   h ig h   co m p ar ed   to   m o d els  s u ch   as  Mo b ileNet - V2   an d   Sq u ee ze N et - 1 . 0 .   E f f icien tNet - B 1   clo s ely   f o llo wed ,   with   an   ac cu r ac y   o f   8 9 . 6 0 an d   an   F1 - s co r o f   8 9 . 8 4 %;  h o we v er ,   it  h ad   th lo n g est  tr ain in g   tim ( 1 , 0 4 9   s )   am o n g   th E f f icien tNet  m o d els.  Mo b ileNet - V2   also   d eliv er ed   s tr o n g   p e r f o r m an ce ,   with   8 3 . 9 1 ac cu r ac y   an d   a   r elativ ely   lo tr ain i n g   tim ( 6 8 2   s ) ,   m ak in g   it  a   g o o d   c h o ice  f o r   b alan cin g   ac c u r ac y   an d   co m p u tatio n al  ef f icien cy .   R esNet3 4   an d   D en s eNe t1 2 1   ex h ib ited   m o d er ate  p er f o r m a n ce ,   with   an   ac cu r ac y   o f   7 6 . 7 3 %,   wh er ea s   R esNe t5 0   p er f o r m e d   s lig h tly   wo r s at  7 1 . 5 3 ac cu r ac y .   Alth o u g h   Den s eNe t2 0 1   ac h iev ed   s lig h tly   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  39 ,   No .   1 ,   J u ly   20 25 644 - 6 5 5   650   b etter   ac cu r ac y   ( 7 6 . 9 8 %),   it  h ad   s ig n if ican tly   lo n g er   tr ain i n g   tim ( 9 , 8 1 9   s) .   Den s eNe t2 0 1   is   in ef f icien f o r   lar g e - s ca le  im p lem en tatio n s .   Sq u ee ze Net - 1 . 0 ,   d esig n e d   f o r   lig h tweig h ap p licatio n s ,   ac h iev es  7 3 . 7 6 %   ac cu r ac y   with   th f astes tr ain in g   tim ( 6 3 2   s ) ,   b u its   lo wer   F1 - s co r ( 7 2 . 5 6 %)  s u g g ests   tr ad e - o f f   b etwe en   s p ee d   an d   p er f o r m an ce .           Fig u r e   3 .   Av e r ag C E I s co r e   f o r   im a g en h a n ce m en t       T ab le   1 .   C NN  Ar ch itectu r es’  ass es s m en t sco r f o r   p a p   s m ea r   im ag es with o u t p r ep r o ce s s in g   A r c h i t e c t u r e   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   Tr a i n i n g   t i me   ( s)   R e sN e t 3 4   76 . 7 3 %   79 . 1 2 %   76 . 9 0 %   76 . 1 9 %   7 5 5   R e sN e t 5 0   71 . 5 3 %   75 . 6 6 %   71 . 6 4 %   70 . 4 8 %   8 9 2   S q u e e z e N e t - 1 . 0   73 . 7 6 %   73 . 9 9 %   74 . 0 7 %   72 . 5 6 %   6 3 2   M o b i l e N e t - V2   83 . 9 1 %   85 . 7 1 %   84 . 1 0 %   83 . 6 3 %   6 8 2   Ef f i c i e n t N e t - B0   91 . 5 8 %   92 . 3 0 %   91 . 6 8 %   91 . 1 6 %   8 8 0   Ef f i c i e n t N e t - B1   89 . 6 0 %   91 . 5 5 %   89 . 6 4 %   89 . 8 4 %   1 , 0 4 9   D e n seN e t 1 2 1   76 . 7 3 %   79 . 8 1 %   76 . 8 5 %   76 . 0 4 %   9 6 4   D e n seN e t 2 0 1   76 . 9 8 %   80 . 0 2 %   77 . 1 6 %   75 . 9 3 %   9 , 8 1 9       Ov er all,   E f f icien tNet - B 0   em er g ed   as  th b est - p er f o r m in g   m o d el  r eg ar d in g   ac cu r a cy ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   th F1 - s co r e.   E f f i cien tNet - B 0   was  th m o s s u i tab le   ch o ice  f o r   ce r v ical  ca n c er   class if icatio n   in   th is   s im u latio n .   Ho wev er ,   if   co m p u tatio n al  ef f icien cy   is   p r i o r ity ,   M o b ileNet - V2   p r o v id es  a   s tr o n g   alter n ativ with   r elativ ely   h ig h   ac cu r ac y   an d   s ig n if ican tly   l o wer   tr ain in g   tim e.   T h e   r esu lt s   s u g g est  th at  d ee p er   ar ch itectu r es,  s u ch   as  E f f icien tNet  an d   Mo b ileNet - V2 ,   ar m o r ef f ec tiv f o r   f ea tu r e   ex t r ac tio n .   I n   co n t r ast,  lig h ter   m o d els,  s u ch   as  Sq u ee ze Net  an d   R esNet,   r eq u i r f u r th er   o p tim izatio n   to   ac h iev co m p etitiv e   p er f o r m an ce .     3 . 2 . 2 .   P a p sm ea r   im a g es wit h P M f ilte prepro ce s s ing   T ab le   2   p r esen ts   th e   p er f o r m an ce   ev al u atio n   r esu lts   o f   th C NN  ar ch itectu r o n   th e   p ap   s m ea r   im ag es  p r ep r o ce s s ed   with   th e   PMD  f ilter   tech n iq u in   th e   th ir d   s im u latio n .   E f f icien tNet - B 0   r em ain ed   th e   b est - p er f o r m in g   m o d el,   ac h ie v in g   an   ac cu r ac y   o f   8 8 . 8 6 %,  s lig h tly   l o wer   th an   its   p er f o r m an ce   o n   th o r ig in al   im ag es  ( 9 1 . 5 8 %).   Similar ly ,   E f f icien tNet - B 1   ex p er ien ce d   d r o p   in   ac cu r ac y   f r o m   8 9 . 6 0 %   to   8 5 . 8 9 %,  s u g g esti n g   th at,   alth o u g h   th e   PMD  f ilter   m ay   en h an ce   n o is r ed u ctio n ,   it  d o es  n o n ec es s ar ily   im p r o v t h class if ica tio n   p er f o r m a n ce   o f   th ese  ar ch itectu r es.   I n ter esti n g ly ,   Sq u ee ze Net - 1 . 0   an d   R esNet3 4   ex h ib ited   no tab le   im p r o v em e n ts   with   th PMD  f ilter .   Sq u ee ze Net - 1 . 0   im p r o v es  its   ac cu r ac y   f r o m   7 3 . 7 6 to   8 0 . 2 0 %,  d em o n s tr atin g   th at  th PMD  f ilter   en h an ce s   f ea tu r ex tr ac ti o n   f o r   lig h tweig h ar ch itectu r es.  T h ac cu r ac y   o f   R esNet3 4   also   in cr ea s ed   f r o m   7 6 . 7 3 to   7 9 . 2 1 %,   in d ic atin g   th at  n o is r ed u ctio n   c o n tr ib u ted   to   b etter   class if icatio n   r esu lts   in   th is   ar ch itectu r e.   T h ac c u r ac y   o f   R esNet5 0   im p r o v ed   f r o m   7 1 . 5 3 %   to   7 7 . 2 3 %,   alth o u g h   it r em ain ed   less   co m p etitiv th an   th o s o f   th o th er   m o d els.   On   th o th er   h an d ,   Mo b ileNet - V2 ,   wh ich   p er f o r m ed   well  o n   th o r ig in al  im ag es  ( 8 3 . 9 1 ac cu r ac y ) ,   d ec r ea s ed   s lig h tly   t o   8 1 . 9 3 with   th PMD  f ilter .   s im ilar   d ec lin e   was  o b s er v e d   in   De n s eNe t1 2 1   ( 7 6 . 7 3 to   7 8 . 2 2 %)  an d   Den s eNe t2 0 1   ( 7 6 . 9 8 to   7 5 . 5 0 %),   with   Den s eNe t2 0 1   ex p er ien cin g   t h m o s s ig n if ican d r o p .   T h is   s u g g ests   th at  d ee p er   ar ch itectu r es  th at  r ely   o n   h ig h - d etail   f ea tu r e   ex tr ac tio n   m ay   n o b en ef it  as   m u ch   f r o m   th PMD  f ilter ,   p o ten tially   b ec au s th s m o o th in g   ef f e ct  r ed u ce s   f i n er   d et ails   in   ce r v ical  ce ll  s tr u ctu r es.  Fro m   th is   co m p a r is o n ,   lig h tweig h t a r ch itectu r es su ch   as  Sq u ee ze Net - 1 . 0 ,   R esNet3 4 ,   an d   R esNet5 0   b en ef it  th m o s f r o m   th e   PMD  f ilter ,   wh er ea s   d ee p er   n e two r k s   s u ch   as  E f f icien tNet - B 0 ,   E f f icien tNet - B 1 ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       A d va n ce d   ce r vica l c a n ce r   cla s s ifica tio n :   en h a n cin g   p a p   s me a r   ima g es w ith   h yb r id   P MD    ( A ch   K h o z a imi )   651   an d   Den s eNe t2 0 1   s h o d e clin in   th eir   p er f o r m an ce .   T h is   s u g g ests   th at  th PMD  f i lter   is   p ar ticu lar ly   ef f ec tiv f o r   m o d els   th at  s tr u g g le  with   n o is e;  h o wev er ,   it  m ay   r e m o v e   f in e - g r ain e d   d etails  o n   wh ic h   d ee p e r   ar ch itectu r es r ely   o n   cl ass if icatio n .       T ab le   2 .   C NN  Ar ch itectu r es’  ass es s m en t sco r f o r   p a p   s m ea r   im ag es u s in g   PMD  f ilter   p r e p r o ce s s in g   A r c h i t e c t u r e   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   Tr a i n i n g   t i me   ( s)   R e sN e t 3 4   79 . 2 1 %   80 . 4 9 %   79 . 3 9 %   78 . 7 6 %   7 8 4   R e sN e t 5 0   77 . 2 3 %   77 . 7 6 %   77 . 5 1 %   76 . 6 0 %   8 9 7   S q u e e z e N e t - 1 . 0   80 . 2 0 %   79 . 3 3 %   80 . 3 8 %   79 . 2 9 %   6 3 3   M o b i l e N e t - V2   81 . 9 3 %   84 . 6 3 %   82 . 0 7 %   81 . 4 2 %   6 8 5   Ef f i c i e n t N e t - B0   88 . 8 6 %   90 . 3 2 %   88 . 9 9 %   88 . 1 9 %   8 5 8   Ef f i c i e n t N e t - B1   85 . 8 9 %   88 . 6 6 %   85 . 8 9 %   85 . 5 6 %   1 , 0 4 8   D e n seN e t 1 2 1   78 . 2 2 %   82 . 7 3 %   78 . 4 7 %   77 . 4 2 %   1 , 0 4 3   D e n seN e t 2 0 1   75 . 5 0 %   77 . 9 6 %   75 . 6 8 %   74 . 1 9 %   11 , 196       3 . 2 . 3 .   P a p sm ea r   im a g es wit h CLAH E   prepro ce s s ing   T ab le   p r esen ts   t h ev al u a tio n   r esu lts   o f   th e   C NN  ar ch itectu r es  o n   th e   p ap   s m e ar   im ag es  p r ep r o ce s s ed   u s in g   th C L AH E   tech n iq u in   th f o u r th   s im u latio n .   T h ev alu atio n   o f   C N ar ch itectu r es  o n   C L AHE   p r ep r o ce s s ed   p ap   s m ea r   im ag es  d em o n s tr at ed   s ig n if ican im p r o v em en t s   in   class if icat io n   p er f o r m an ce   co m p ar ed   to   t h o r ig in al  an d   PMD - f ilter ed   im ag es.  C L AHE   en h an ce s   co n tr ast,  cr u cial  f o r   im p r o v in g   f ea tu r e   ex tr ac tio n   in   ce r v ical  ce ll   class if icatio n .   Am o n g   all  th e   ar ch itectu r es,  E f f icien tNet - B 1   ac h iev ed   t h h ig h est  ac cu r a cy   ( 8 9 . 3 6 %),   f o llo wed   b y   E f f icien tNet - B 0   ( 8 8 . 8 6 %)   a n d   Mo b ileNet - V2   ( 8 4 . 6 5 %).   I n ter esti n g ly ,   R esNet3 4   s h o wed   s u b s tan tial  im p r o v em e n t,  r ea ch in g   an   a cc u r ac y   o f   8 4 . 1 6 co m p ar ed   with   7 9 . 2 1 with   th PMD  f ilter   an d   7 6 . 7 3 with   th o r ig in al  im ag es.  Similar ly ,   R es Net5 0   im p r o v e d   to   8 2 . 9 2 %,  in d ic atin g   b etter   a d ap tatio n   to   co n tr ast - en h a n ce d   im a g es.  Den s eNe t1 2 1   an d   Den s eNe t2 0 1   also   ex h ib ited   c o n s id er ab le  im p r o v em en ts ,   wi th   Den s eNe t1 2 1   i n cr ea s in g   f r o m   7 8 . 2 2 ( PMD)   to   8 3 . 1 7 ( C L AHE )   an d   Den s eNe t2 0 1   in cr ea s in g   f r o m   7 5 . 5 0 ( PMD)   to   8 0 . 6 9 ( C L AHE ) .   T h is   s u g g est s   th at  C L AHE   en h an ce s   th e   p er f o r m a n ce   o f   d ee p er   a r ch ite ctu r es  b y   im p r o v in g   co n tr ast ,   allo win g   t h em   to   ex tr ac t m o r m ea n in g f u l f ea tu r es.   Ho wev er ,   Sq u ee ze Net - 1 . 0 ,   wh ich   s h o wed   n o tab le   im p r o v e m en with   th PMD  f i lter   ( 8 0 . 2 0 %),   d id   n o b en ef it  as  m u ch   f r o m   C L AHE   an d   ac h iev ed   an   ac c u r ac y   o f   7 4 . 7 5 %.  T h is   s u g g ests   th at  lig h tweig h t   m o d els  m ay   b e   m o r e   s en s itiv to   n o is r ed u ctio n   ( PMD)   th an   co n tr ast  en h an ce m e n ( C L AHE ) .   C L AHE   en h an ce d   th e   class if icatio n   p er f o r m an ce   ac r o s s   m o s a r ch itectu r es,  p ar ticu la r ly   d ee p er   C NNs,  s u ch   as  R esNet3 4 ,   R esNe t5 0 ,   Den s eNe t1 2 1 ,   an d   Den s eNe t2 0 1 .   E f f icien tNet - B 0   an d   E f f icien tNet - B 1   r em ain ed   s tr o n g   p er f o r m er s h o wev e r ,   t h eir   b est  ac cu r ac y   was  s till   o b s er v ed   o n   th o r ig in al  im ag es  r ath er   th an   with   PM o r   C L AHE   p r ep r o ce s s in g .   Sq u ee ze Net - 1 . 0   b en ef its   m o r f r o m   t h PMD  f ilter   th a n   C L AHE ,   s u g g esti n g   th at  n o is r e d u ctio n   is   m o r i m p o r tan t   f o r   th is   lig h tweig h m o d el  th a n   c o n tr ast  en h an ce m en t.  Mo b ileNet - V2   ac h iev ed   its   h ig h est  ac cu r ac y   ( 8 4 . 6 5 %)  with   C L AHE ,   s lig h tly   o u tp er f o r m i n g   th o r ig in al  an d   th PMD  f ilter   v er s io n s .       T ab le   3 .   C C Ar ch itectu r es’  ass es s m en t sco r f o r   p a p   s m ea r   im ag es u s in g   C L AHE   p r ep r o ce s s in g   A r c h i t e c t u r e   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   Tr a i n i n g   t i me   ( s)   R e sN e t 3 4   84 . 1 6 %   86 . 7 5 %   84 . 4 0 %   84 . 0 2 %   7 9 0   R e sN e t 5 0   82 . 9 2 %   83 . 4 8 %   83 . 0 6 %   82 . 5 7 %   9 0 5   S q u e e z e N e t - 1 . 0   74 . 7 5 %   76 . 3 3 %   75 . 0 1 %   74 . 4 1 %   6 3 1   M o b i l e N e t - V2   84 . 6 5 %   85 . 1 8 %   84 . 8 5 %   84 . 1 7 %   6 8 7   Ef f i c i e n t N e t - B0   88 . 8 6 %   89 . 1 8 %   88 . 9 6 %   88 . 1 9 %   8 4 2   Ef f i c i e n t N e t - B1   89 . 3 6 %   90 . 3 5 %   89 . 4 7 %   89 . 1 1 %   1 , 0 5 3   D e n seN e t 1 2 1   83 . 1 7 %   84 . 8 5 %   83 . 4 0 %   82 . 5 6 %   9 7 2   D e n seN e t 2 0 1   80 . 6 9 %   83 . 6 4 %   80 . 9 2 %   79 . 6 7 %   9 , 8 8 0       3 . 2 . 4 .   P a p sm ea r   im a g es wit hy brid  P M f ilte r - CL AH E   prepro ce s s ing   T ab le   p r esen ts   t h ev al u a tio n   r esu lts   o f   th e   C NN  ar ch itectu r es  o n   th e   p ap   s m e ar   im ag es  p r ep r o ce s s ed   u s in g   th e   h y b r i d   PMD  f ilter - C L AHE   tech n i q u in   th f in al  s im u latio n .   T h h y b r id   ap p r o ac h   co m b in es  n o is r ed u ctio n   f r o m   th PMD  f ilter   with   co n tr ast  en h an ce m en f r o m   C L AHE ,   wh ich   en h an ce s   th ab ilit y   o f   th C NN  m o d el s   to   ex tr ac m ea n in g f u f e atu r es  f r o m   im ag es.  Am o n g   all  ar ch itectu r es,  E f f icien tNet - B 0   ac h iev ed   th h ig h est  ac cu r ac y   ( 9 1 . 7 4 %),   s lig h tly   s u r p ass in g   its   p r ev io u s   p er f o r m a n ce   with   th o r ig in al  im ag es  ( 9 1 . 5 8 %)  an d   C L AHE   ( 8 8 . 8 6 %).   T h is   s u g g ests   th at  co m b in in g   n o is r ed u ctio n   an d   co n tr ast  en h a n ce m en t   b en e f its   th is   ar ch itectu r e   m o r t h an   C L AHE   o r   PMD  alo n e.   Similar ly ,   E f f icie n tNet - B 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci ,   Vo l.  39 ,   No .   1 ,   J u ly   20 25 644 - 6 5 5   652   m ain tain ed   h ig h   ac c u r ac y   ( 8 9 . 7 7 %),   c o m p ar a b le  to   its   o r ig in al  im ag p er f o r m a n ce   ( 8 9 . 6 0 %)  an d   s lig h tly   b etter   th an   C L AHE   ( 8 9 . 3 6 %).   Den s eNe t1 2 1   an d   Den s eNe t2 0 1   s h o wed   n o ta b le   i m p r o v e m en ts ,   with   Den s eNe t1 2 1   in cr ea s in g   to   8 6 . 3 9 ( f r o m   8 3 . 1 7 with   C L AHE   to   7 8 . 2 2 wit h   PMD) ,   wh er ea s   Den s eNe t2 0 1   r ea ch ed   8 3 . 6 6 % ,   s u r p ass in g   C L AHE   ( 8 0 . 6 9 %)  a n d   PMD  ( 7 5 . 5 0 %)  p er f o r m an ce .   T h is   in d icate s   th at  th Den s eNe m o d els  b en ef it  s ig n if ican tly   f r o m   n o is r ed u ctio n   a n d   co n tr ast  en h an c em en t.  T h e   R esNet  ar ch itectu r es  also   p er f o r m e d   well,   with   R esNet5 0   ac h iev in g   8 5 . 1 5 ac c u r ac y   an d   im p r o v in g   b o th   PMD  ( 7 7 . 2 3 %)  an d   C L AHE   ( 8 2 . 9 2 %).   R esNet3 4   r ea ch es  8 4 . 4 1 %,  s h o win g   s im ilar   tr en d .   T h is   co n f ir m ed   th at  co n tr ast  en h a n ce m en with   C L AHE   was  ad eq u ate;  h o wev er ,   n o is r ed u ctio n   f u r th er   r e f in ed   th e   ex tr ac ted   f ea tu r es,  lead in g   t o   b etter   clas s if icatio n   ac cu r ac y .   Ho wev er ,   Sq u ee ze Net - 1 . 0   d id   n o b en ef it  as  m u ch   f r o m   th h y b r id   a p p r o ac h ,   ac h iev i n g   an   ac cu r ac y   o f   7 8 . 4 7 %,  wh ich   is   lo wer   th an   its   PMD - o n ly   r esu lt  ( 8 0 . 2 0 %),   b u h ig h er   th an   its   C L AHE   r esu lt  ( 7 4 . 7 5 %).   T h is   s u g g ests   th at  lig h tweig h ar ch itectu r es  lik Sq u ee z e Net  m ay   n o t   g ain   s ig n i f ican ad v an tag es  f r o m   ex ten s iv p r ep r o ce s s in g   an d   m ay   b m o r o p tim ized   f o r   s tr aig h tf o r war d   n o is r ed u ctio n   tech n i q u es.  T h e   h y b r id   PMD  FIL T E R - C L AHE   ap p r o ac h   ac h ie v ed   th b est  o v er all  p er f o r m an ce   f o r   m o s C NN  ar ch itectu r es,   p ar ticu la r ly   f o r   d ee p er   n etwo r k s   s u ch   as  E f f icien tNet - B 0 ,   E f f icien tNet - B 1 ,   Den s eNe t1 2 1 ,   an d   De n s eNe t2 0 1 .   R esNet   ar ch itectu r es  b en ef it  s ig n if ican tly   f r o m   th h y b r id   ap p r o ac h ,   with   R esNet5 0   im p r o v i n g   th m o s ( f r o m   7 1 . 5 3 i n   th e   o r ig in al   to   8 5 . 1 5 with   h y b r id   p r o c ess in g ) .   Sq u ee ze Net - 1 . 0   p er f o r m s   b est  with   th e   PMD  f ilter   alo n e   ( 8 0 . 2 0 %),   i n d icatin g   t h at  lig h tweig h ar c h itectu r es  m ay   b en e f it  m o r f r o m   n o is r e d u ctio n   th an   co n tr ast  en h an ce m e n t.  E f f icien tNet - B 0   ac h iev ed   th h ig h est  ac cu r ac y   ( 9 1 . 7 4 %)  with   h y b r id   p r o ce s s in g ,   s lig h tly   o u tp er f o r m in g   th o r ig in al  im ag ac cu r ac y   ( 9 1 . 5 8 %).   T h h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   tech n iq u e   p r o v id es  an   o p tim al  b alan ce   f o r   p r ep r o ce s s in g   p ap   s m ea r   im ag es,  m ax im izin g   th class if icatio n   p er f o r m an ce   ac r o s s   m u ltip le  C NN  ar ch itectu r es.  T h is   was th m o s t e f f ec ti v p r ep r o ce s s in g   m eth o d   u s ed   in   th is   s tu d y .       T ab le   4 .   C NN  Ar ch itectu r es’  ass es s m en t sco r f o r   p a p   s m ea r   im ag es u s in g   h y b r i d   PMD  f ilter - C L AHE   p r ep r o ce s s in g   tech n iq u e   A r c h i t e c t u r e   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   Tr a i n i n g   t i me   ( s)   R e sN e t 3 4   84 . 4 1 %   85 . 7 8 %   84 . 5 7 %   83 . 0 9 %   7 4 9   R e sN e t 5 0   85 . 1 5 %   85 . 7 0 %   85 . 3 2 %   84 . 8 2 %   8 9 4   S q u e e z e N e t - 1 . 0   78 . 4 7 %   81 . 8 5 %   78 . 7 1 %   77 . 2 4 %   6 3 0   M o b i l e N e t - V2   83 . 9 1 %   86 . 5 6 %   84 . 1 8 %   83 . 2 5 %   6 8 5   Ef f i c i e n t N e t - B0   91 . 7 4 %   91 . 5 2 %   91 . 2 8 %   91 . 3 3 %   8 6 2   Ef f i c i e n t N e t - B1   89 . 7 7 %   88 . 7 5 %   88 . 4 1 %   89 . 9 4 %   1 , 0 5 2   D e n seN e t 1 2 1   86 . 3 9 %   87 . 4 7 %   86 . 5 7 %   86 . 2 1 %   9 5 5   D e n seN e t 2 0 1   83 . 6 6 %   85 . 2 9 %   83 . 9 1 %   83 . 1 3 %   10 , 305       4.   CO NCLU SI O N   C er v ical  ca n ce r   is   m ajo r   h e alth   co n ce r n ,   esp ec ially   in   d e v elo p in g   co u n tr ies,  wh er ea r ly   d etec tio n   is   cr u cial.   Dee p   lea r n in g ,   p a r ticu lar ly   C NNs,  h as  s h o wn   p r o m is f o r   a u to m ated   ce r v ical   c an ce r   class if icatio n ,   b u p a p   s m ea r   im ag e   q u ality   s ig n if ican tly   af f ec ts   p er f o r m a n ce .   T h is   s tu d y   e v alu ated   th ef f ec ts   o f   th PMD   f ilter ,   C L AHE ,   an d   th ei r   h y b r id   ap p r o ac h   o n   ce r v ical  ca n c er   class if icatio n .   R esu lts   s h o wed   th at  th h y b r id   PMD  f ilter - C L AHE   o u tp er f o r m ed   in d iv id u al  p r ep r o ce s s in g   m eth o d s ,   with   m ax im u m   im p r o v e m en ts   o f   1 3 . 6 2 in   ac cu r ac y ,   1 0 . 0 4 %   in   p r ec is io n ,   1 3 . 0 8 in   r ec a ll,  an d   1 4 . 3 4 in   F1 - s co r e.   PMD  f ilter in g   wa s   p ar ticu lar ly   ef f ec tiv in   lig h t weig h C NN  ar ch itectu r es,  w h ile  C L AHE   b en ef ited   d ee p e r   ar ch itectu r es.  T h h y b r id   ap p r o ac h   b alan ce d   n o is r ed u ctio n   an d   co n t r ast  en h an ce m en t,   im p r o v in g   p er f o r m an ce   ac r o s s   m o s C NNs  with o u s ig n if ican tly   i n cr ea s in g   p r o ce s s in g   tim e.   Alth o u g h   th is   s tu d y   d em o n s tr a ted   th b en ef its   o f   h y b r id   p r ep r o ce s s in g ,   f u r th e r   r esear ch   is   n ee d ed   to   co n f ir m   its   ef f ec tiv en ess   ac r o s s   d if f er en im ag in g   co n d itio n s ,   s tain in g   tech n iq u e s ,   an d   d atasets .   L ar g er - s ca le  v alid atio n   an d   r ea l - tim im p le m en tatio n   in   clin ical  wo r k f lo ws  co u l d   en h a n ce   its   p r ac tical  ap p licatio n .   T h ese  f i n d in g s   h ig h lig h th e   p o ten tial  o f   co m b in in g   n o is e   r ed u ctio n   a n d   c o n tr ast  en h a n ce m en to   im p r o v C NN - b ased   ce r v ical  ca n ce r   class if icati o n .   Fu tu r r esear c h   s h o u ld   f o c u s   o n   o p tim izin g   p r ep r o ce s s in g   p ar a m eter s   u s in g   ad v an ce d   alg o r ith m s   an d   i n teg r atin g   r ea l - tim e   m eth o d s   to   en h an ce   ac c u r ac y   an d   ef f icien c y .       F UNDING   I NF O R M A T I O N     T h is   r es ea r ch   was  f u n d ed   b y   th Min is tr y   o f   Hig h er   E d u ca tio n ,   Scien ce ,   an d   T ec h n o l o g y   o f   th e   R ep u b lic  o f   I n d o n esia  an d   t h I n d o n esian   E d u ca tio n   Fo u n d atio n   ( L PDP)  th r o u g h   t h C en ter   f o r   Hig h er   E d u ca tio n   Fu n d in g   an d   Ass ess m en t ( PP APT)   u n d er   th I n d o n esian   E d u ca tio n   Sch o lar s h i p   ( B PI)   p r o g r am .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2       A d va n ce d   ce r vica l c a n ce r   cla s s ifica tio n :   en h a n cin g   p a p   s me a r   ima g es w ith   h yb r id   P MD    ( A ch   K h o z a imi )   653   AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   All a u th o r s   co n tr ib u ted   as f o ll o ws an d   h av e   r ea d   a n d   ap p r o v ed   th f in al  m a n u s cr ip t.     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ach   Kh o za im i                               I s n an i D ar ti                               Sy aif u l A n am                               W u r y an s ar Mu h ar in i   Ku s u m awin ah y u                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T h au th o r s   co n f ir m   th at  th ey   h av n o   co n f licts   o f   in ter est r eg ar d in g   th p u b licatio n   o f   th is   wo r k   an d   n o   f in a n cial  o r   p er s o n al  af f iliatio n s   th at  co u ld   a f f ec t its   co n t en t.       DATA AV AI L AB I L I T   T h p u b licly   a v ailab le  SIPaK Me D   d ataset  was   u s ed   in   th is   s tu d y   an d   ca n   b ac ce s s ed   at   h ttp s ://b it.ly /SIPaKM eD  f o r   f u r th er   r esear c h   in   m e d ical  im a g p r o ce s s in g   a n d   ce r v ical  ca n ce r   class if icatio n .       RE F E R E NC E   [ 1 ]   I .   P a c a l   a n d   S .   K ı l ı c a r sl a n ,   D e e p   l e a r n i n g - b a s e d   a p p r o a c h e f o r   r o b u s t   c l a ssi f i c a t i o n   o f   c e r v i c a l   c a n c e r ,   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   2 5 ,   p p .   1 8 8 1 3 1 8 8 2 8 ,   S e p .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 5 2 1 - 023 - 0 8 7 5 7 - w.   [ 2 ]   D .   S a mb y a l   a n d   A .   S a r w a r ,   R e c e n t   d e v e l o p me n t i n   c e r v i c a l   c a n c e r   d i a g n o s i u si n g   d e e p   l e a r n i n g   o n   w h o l e   sl i d e   i ma g e s :   a O v e r v i e w   o f   mo d e l s,  t e c h n i q u e s ,   c h a l l e n g e a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n s ,   Mi c r o n ,   v o l .   1 7 3 ,   n o .   A p r i l ,   p .   1 0 3 5 2 0 ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m i c r o n . 2 0 2 3 . 1 0 3 5 2 0 .   [ 3 ]   A .   D .   J i a ,   B .   Z .   Li ,   a n d   C .   C .   Z h a n g ,   D e t e c t i o n   o f   c e r v i c a l   c a n c e r   c e l l b a s e d   o n   st r o n g   f e a t u r e   C N N - S V M   n e t w o r k ,   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   4 1 1 ,   p p .   1 1 2 1 2 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m . 2 0 2 0 . 0 6 . 0 0 6 .   [ 4 ]   H .   J .   H o n ,   P .   P .   C h o n g ,   H .   L .   C h o o ,   a n d   P .   P .   K h i n e ,   A   c o m p r e h e n s i v e   r e v i e w   o f   c e r v i c a l   c a n c e r   s c r e e n i n g   d e v i c e s :   t h e   p r o s   a n d   t h e   co n s ,   A s i a n   P a c i f i c   J o u r n a l   o f   C a n c e r   P r e v e n t i o n ,   v o l .   2 4 ,   n o .   7 ,   p p .   2 2 0 7 2 2 1 5 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 1 5 5 7 / A P J C P . 2 0 2 3 . 2 4 . 7 . 2 2 0 7 .   [ 5 ]   Y. - M .   L e e ,   B .   Le e ,   N . - H .   C h o ,   a n d   J.   H .   P a r k ,   B e y o n d   t h e   mi c r o sc o p e :   a   t e c h n o l o g i c a l   o v e r t u r e   f o r   c e r v i c a l   c a n c e r   d e t e c t i o n ,   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 9 ,   p .   3 0 7 9 ,   S e p .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o st i c s 1 3 1 9 3 0 7 9 .   [ 6 ]   B .   C h i t r a   a n d   S .   S .   K u m a r ,   R e c e n t   a d v a n c e m e n t   i n   c e r v i c a l   c a n c e r   d i a g n o s i s   f o r   a u t o m a t e d   s c r e e n i n g :   a   d e t a i l e d   r e v i e w ,   J o u r n a l   o f   A m b i e n t   I n t e l l i g e n c e   a n d   H u m a n i z e d   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 5 1 2 6 9 ,   J a n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 2 6 5 2 - 0 2 1 - 0 2 8 9 9 - 2.   [ 7 ]   N .   S o m p a w o n g   e t   a l . ,   A u t o m a t e d   p a p   sme a r   c e r v i c a l   c a n c e r   scre e n i n g   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g ,   Pr o c e e d i n g o f   t h e   A n n u a l   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o f   t h e   I EEE  En g i n e e ri n g   i n   M e d i c i n e   a n d   B i o l o g y   S o c i e t y ,   EM BS ,   p p .   7 0 4 4 7 0 4 8 ,   2 0 1 9 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EM B C . 2 0 1 9 . 8 8 5 6 3 6 9 .   [ 8 ]   S .   D o d g e   a n d   L.   K a r a m ,   U n d e r st a n d i n g   h o w   i m a g e   q u a l i t y   a f f e c t s   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k s,   i n   2 0 1 6   E i g h t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Q u a l i t y   o f   M u l t i m e d i a   Ex p e ri e n c e   ( Q o M EX) ,   I EEE,   Ju n .   2 0 1 6 ,   p p .   1 6,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / Q o M EX . 2 0 1 6 . 7 4 9 8 9 5 5 .   [ 9 ]   K .   P .   W i n ,   Y .   K i t j a i d u r e ,   K .   H a m a m o t o ,   a n d   T.   M .   A u n g ,   C o m p u t e r - a ssi st e d   scr e e n i n g   f o r   c e r v i c a l   c a n c e r   u s i n g   d i g i t a l   i m a g e   p r o c e ss i n g   o f   p a p   sm e a r   i ma g e s ,   Ap p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   5 ,   p .   1 8 0 0 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 0 0 5 1 8 0 0 .   [ 1 0 ]   A .   K h o z a i m i   a n d   W .   F .   M a h m u d y ,   N e w   i n s i g h t   i n   c e r v i c a l   c a n c e r   d i a g n o s i s   u s i n g   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   a r c h i t e c t u r e ,   I A E S   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   ( I J - A I ) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   p .   3 0 9 2 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a i . v 1 3 . i 3 . p p 3 0 9 2 - 3 1 0 0 .   [ 1 1 ]   T.   C h a n k o n g ,   A u t o ma t i c   c l a s si f y i n g   o f   c e r v i c a l   c e l l u si n g   f o u r i e r   s p e c t r a l   f e a t u r e s ,   i n   2 0 1 8   4 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   G ree n   T e c h n o l o g y   a n d   S u st a i n a b l e   D e v e l o p m e n t   ( G T S D ) ,   I EEE,   N o v .   2 0 1 8 ,   p p .   7 5 9 7 6 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / G TSD . 2 0 1 8 . 8 5 9 5 6 6 2 .   [ 1 2 ]   M .   Z h a o   e t   a l . ,   S E EN S :   N u c l e i   s e g me n t a t i o n   i n   p a p   sme a r   i m a g e w i t h   s e l e c t i v e   e d g e   e n h a n c e me n t ,   F u t u r e   G e n e r a t i o n   C o m p u t e r   S y st e m s ,   v o l .   1 1 4 ,   p p .   1 8 5 1 9 4 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . f u t u r e . 2 0 2 0 . 0 7 . 0 4 5 .   [ 1 3 ]   V .   K a ma l a v e n i ,   R .   A .   R a j a l a k s h m i ,   a n d   K .   A .   N a r a y a n a n k u t t y ,   I mag e   d e n o i s i n g   u si n g   v a r i a t i o n o f   P e r o n a - M a l i k   m o d e l   w i t h   d i f f e r e n t   e d g e   s t o p p i n g   f u n c t i o n s,   Pr o c e d i a   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   5 8 ,   p p .   6 7 3 6 8 2 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 1 5 . 0 8 . 0 8 7 .   [ 1 4 ]   S .   A n a m,   Z .   F i t r i a h ,   a n d   N .   S h o f i a n a h ,   H y b r i d   o f   t h e   P M D   F i l t e r ,   t h e   K - mea n c l u s t e r i n g   m e t h o d   a n d   t h e   l e v e l   se t   m e t h o d   f o r   e x u d a t e s   se g me n t a t i o n ,   i n   Pro c e e d i n g o f   t h e   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   M a t h e m a t i c s   a n d   I sl a m ,   S C I TEPRE S S   -   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y   P u b l i c a t i o n s ,   Ja n .   2 0 1 8 ,   p p .   1 0 8 1 1 6 .   d o i :   1 0 . 5 2 2 0 / 0 0 0 8 5 1 7 9 0 1 0 8 0 1 1 6 .   [ 1 5 ]   S .   V .   Ez h i l r a ma n ,   S .   S r i n i v a sa n ,   a n d   G .   S u s e e n d r a n ,   B i l a t e r a l   p e r o n a - mal i k   d i f f u s i o n   f i l t e r i n g   b a s e d   t o p o l o g i c a l   mu l t i t u d e   f e a t u r e   v e c t o r   f o r   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n ,   J o u r n a l   o f   R e se a rc h   o n   t h e   L e p i d o p t e r a ,   v o l .   5 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 0 1 2 8 ,   F e b .   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 3 6 8 7 2 / L EPI / V 5 1 I 1 / 3 0 1 0 1 0 .   [ 1 6 ]   M .   M .   R a h a ma n   e t   a l . ,   A   su r v e y   f o r   c e r v i c a l   c y t o p a t h o l o g y   i ma g e   a n a l y si u si n g   d e e p   l e a r n i n g ,   I EE Ac c e ss ,   v o l .   8 ,     p p .   6 1 6 8 7 6 1 7 1 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 8 3 1 8 6 .   [ 1 7 ]   E.   A .   Tj o a ,   I .   P .   Y .   N .   S u p a r t a ,   R .   M a g d a l e n a ,   a n d   N .   K u m a l a sari   C P ,   T h e   u se   o f   C LA H f o r   i m p r o v i n g   a n   a c c u r a c y   o f   C N N   a r c h i t e c t u r e   f o r   d e t e c t i n g   p n e u mo n i a ,   S H S   We b   o f   C o n f e r e n c e s ,   v o l .   1 3 9 ,   p .   0 3 0 2 6 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d   o i :   1 0 . 1 0 5 1 / sh sc o n f / 2 0 2 2 1 3 9 0 3 0 2 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.