I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b er   20 25 ,   p p .   4 6 9 2 ~ 4 7 0 4   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 5 . pp 4 6 9 2 - 4 7 0 4           4692       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Bo ne - Net a  para l lel deep  conv o luti o na l neural net wo rk - ba sed  bo ne f ra ct ure r ec o g nition       M d.  H a s a n Im a m   B ij o y 1, 2 ,   Nus ra t   I s la m   K o hin o o r 3 ,   Sy eda   Z a rin Ta s nim 3 ,   Md .   Sa id ur  Ra hm a n K o hin o o r 3, 4   1 H e a l t h   I n f o r ma t i c s   R e se a r c h   La b   ( H I R L) ,   D a f f o d i l   I n t e r n a t i o n a l   U n i v e r si t y ,   D h a k a ,   B a n g l a d e sh   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   a n d   E n g i n e e r i n g ,   D a f f o d i l   I n t e r n a t i o n a l   U n i v e r si t y ,   D h a k a ,   B a n g l a d e s h   3 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   a n d   E n g i n e e r i n g ,   L e a d i n g   U n i v e r si t y ,   S y l h e t ,   B a n g l a d e sh   4 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   K i n g   F a h d   U n i v e r si t y   o f   P e t r o l e u a n d   M i n e r a l s,   D h a h r a n ,   S a u d i   A r a b i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 3 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma y   2 5 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u n   3 0 ,   2 0 2 5     M a n y   p e o p le  su ffe fro m   b o n e   fra c tu re s,  wh ich   c a n   re su lt   fr o m   m in o a c c id e n ts,  fo rc e fu b lo ws ,   o e v e n   d ise a se li k e   o ste o p o r o sis  o b o n e   c a n c e r.   In   th e   m e d ica re a lm,  a c c u ra tel y   id e n ti fy i n g   b o n e   fra c tu re fro m   X - ra y   ima g e is  p a ra m o u n fo e ffe c ti v e   d iag n o sis  a n d   trea tme n t.   T o   a d d r e ss   th is,  a   c o m p a ra ti v e   stu d y   is  c o n d u c ted   u ti li z i n g   t h re e   d isti n c m o d e ls:  a   trad it io n a c o n v o lu ti o n a n e u ra n e two rk   (CNN ),   M o b il e Ne t - V2 ,   a n d   a   n e wl y   d e v e lo p e d   p a ra ll e d e e p   c o n v o lu ti o n a n e u ra n e two r k   (P DC NN ).   Th e   p rima ry   a im  is  to   e v a lu a te  a n d   c o n tras t h e se   m o d e ls  in   term o f   p re c isio n ,   se n siti v it y ,   a n d   sp e c ifi c it y   fo r   d i a g n o si n g   b o n e   fra c tu re s.   X - ra y   i m a g e o f   fra c tu re d   a n d   n o n - fra c tu re d   b o n e a re   so u rc e d   fro m   Ka g g le  a n d   s u b jec ted   to   v a rio u s   ima g e   p ro c e ss in g   tec h n i q u e t o   re c ti fy   a n o m a li e s.  Tec h n iq u e s u c h   a c ro p p in g ,   re siz in g ,   c o n tras e n h a n c e m e n t,   fil terin g ,   a n d   a u g m e n tatio n   a re   a p p li e d ,   c u lmi n a ti n g   i n   c a n n y   e d g e   d e tec ti o n .   Th e se   p ro c e ss e d   i m a g e a re   th e n   u se d   t o   train   a n d   tes m o d e ls .   Th e   re su lt sh o wc a se d   th e   su p e rio r   p e rfo rm a n c e   o th e   n e wly   d e v e lo p e d   P DCN m o d e l,   a c h i e v in g   a n   imp re ss iv e   a c c u ra c y   o 9 2 . 8 9 % ,   su rp a ss in g   b o th   th e   trad it io n a CNN   a n d   p re train e d   M o b i leN e t - V2   m o d e ls .   se ries   o a b latio n   st u d ies   a re   c o n d u c ted   to   fi n e - tu n e   th e   h y p e rp a ra m e ters   o t h e   P DCN m o d e l ,   f u rth e v a l id a ti n g   it s   e ffica c y .   Th ro u g h o u t   th e   in v e stig a ti o n ,   P DCN c o n siste n tl y   o u t p e rfo rm e d   M o b i leN e t - V2   a n d   trad it i o n a CNN ,   u n d e rsc o rin g   it p o ten t i a a a n   a d v a n c e d   t o o l   fo stre a m li n i n g   b o n e   fra c tu re   id e n ti fica ti o n .   K ey w o r d s :   B o n f r ac tu r e   C an n y   ed g d etec tio n   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k     Mo b ileNet - V2   Par allel  d ee p   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   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 :   Md .   Hasan   I m am   B ijo y   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   Daf f o d il   I n ter n atio n al  Un iv er s ity   Daf f o d il Sm ar t Ci ty ,   Dh ak a - 1 2 1 6 ,   B an g la d esh   E m ail: h asan 1 5 - 1 1 7 4 3 @ d iu . e d u . b d       1.   I NT RO D UCT I O N   m in er al  m ad o f   ca lciu m   is   ca lled   b o n [ 1 ] .   Hu m an   b o n e   p r o v i d es  m ec h an ical  s tr u ct u r f o r   th e   h u m an   b o d y   [ 2 ] .   I m ain tai n s   ca lciu m   h o m eo s tasi s   an d   s u b s tan tial  s to r ag o f   p h o s p h ate,   m ag n esiu m ,   p o tass iu m ,   an d   b icar b o n ate.   Hu m an   b o n also   h elp s   in   m u s cle  ac tiv ities   [ 3 ] .   On o f   th m o s in ter esti n g   n atu r al  co m p o s ite  m ater ials   is   h u m an   co r tical  b o n e,   wh ic h   ac ts   as  s tr u ctu r al  f o u n d atio n   th at  ca n   with s tan d   in ju r y   a n d   allo ws  th h u m a n   b o d y   to   s elf - r ep air .   T h m ec h an ical  ch ar ac te r is tics   o f   b o n e   en ab le  it  to   with s tan d   f r ac tu r e   u n d er   d iv er s p h y s io lo g ical   lo ad in g   co n d itio n s   [ 4 ] .   f ew   o f   th ese  co n d itio n s   th at  lead   to   b o n d is ea s es  ar v itam in - in s u f f icien cy ,   o s teo p o r o s is ,   Pag et’ s   d is ea s o f   th b o n es,  an d   m an y   m o r e.   T h e   am o u n t   an d   q u ality   o f   b o n e   tis s u in   th h u m a n   s k eleto n   s tar to   d ec lin a f ter   r ea c h in g   p e ak   b o n m ass   in   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         B o n e - N et:   a   p a r a llel d ee p   c o n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k - b a s ed   b o n e     ( Md .   Ha s a n   I ma m   B ijo y )   4693   th ir d   o r   f o u r th   d ec ad o f   life   [ 5 ] .   Am o n g   th m o s co m m o n   in ju r ies  in   to d ay s   wo r ld   ar b o n f r ac tu r es.   Ab o u 8 . 9   m illi o n   p eo p le  ex p er ien ce   th is   d is o r d e r   ea ch   y ea r   [ 6 ] ,   an d   th c o n s eq u e n ce s   o f   leav in g   f r ac t u r e   u n tr ea ted   m a y   en d   in   d ea th   o r   p er m an en t d am ag b y   s ev er al  ty p es  o f   b o n f r ac tu r as  s h o w n   in   Fig u r 1 .   T h e   d o cto r s   b ea r   g r ea d ea o f   r esp o n s ib ilit y   f o r   th is ,   as  th ey   ass ess   lo ts   o f   X - r ay   im ag e s   d aily   b asis .   T h m ajo r ity   o f   th tech n o lo g y   u s ed   f o r   t h in itial  d iag n o s is   is   X - r ay s ,   m o d ality   th at  h as  b e en   ar o u n d   f o r   m o r e   th an   a   ce n tu r y   an d   is   s till   wid e ly   u s ed .   Me d ical  p r o f ess io n als  f in d   it  d if f icu lt  to   ass ess   X - r ay   im ag es f o r   m an y   r ea s o n s ,   lik th f ac th at  X - r ay s   m ay   o b s cu r ce r tain   u n i q u ch ar ac te r is tics   o f   th b o n o r   th at  it  tak es   ex ten s iv tr ain in g   to   ac cu r ately   id en tify   th v a r io u s   k in d s   o f   f r ac tu r es.  p r ec is class if ica tio n   o f   th f r ac t u r e   am o n g   s tan d a r d   ty p es is   cr u cial  f o r   b o th   th f u tu r e   o u tlo o k   a n d   th ef f ec tiv en ess   o f   th t r ea tm en [ 7 ] .           Fig u r 1 .   Sev er al   ty p es o f   f r ac tu r in   b o n e       Ma n y   ad v an ce s   in   tech n o l o g y   ar m ak in g   it  ea s ier   to   d iag n o s b o n f r ac tu r es  in   to d a y ' s   wo r ld .   Au to m ated   im ag p r o ce s s in g   m o d els,  s u ch   as  ar tific ial  in te llig en ce   ( AI ) ,   d ee p   lear n in g   ( DL ) ,   an d   m ac h in e   lear n in g   ( ML ) ,   ar q u ick   an d   r eliab le  f o r   id en tific atio n ,   lo c aliza tio n ,   an d   class if icatio n   [ 8 ] .   Dete r m in in g   th e   p r ec is lo ca tio n   o f   a   f r ac tu r an d   its   d e g r ee   o f   im p ac t   m ig h b b en ef icial.   T h e   d is cip lin e   o f   co m p u ter - ai d ed   d iag n o s is   is   an   em er g in g   f ield   o f   r esear ch   wh er c o m p u te r   t ec h n o lo g ies  ar u s ed   to   o f f e r   p r o m p a n d   p r ec is d iag n o s is .   I t u s es X - r ay   im ag e s   an d   p r ep r o ce s s es th em   as n ee d ed   to   d etec t f r ac tu r es in   th b o n es  [ 9 ] .   T h e y   ar e   g ettin g   b etter   with   ea c h   p ass in g   d ay   as a   r esu lt o f   lear n i n g   f r o m   lab eled   d ata  [ 1 0 ]   Sev er al  wo r k s   h av b ee n   d is cu s s ed ,   in clu d in g   th e   f o llo wi n g ,   L u is   an d   R u an o   [ 1 1 ]   s u g g ested   a   co m p u ter - aid ed   s y s tem   f o r   b o n f r ac t u r d etec tio n .   Alth o u g h   X - r ay   p ictu r es  ar e   ty p icall y   u s ed   to   d iag n o s b o n f r ac tu r es,  a n d   s u g g ested   an   ap p r o ac h   th at  u s es  co m p u ter s   to   h elp   d etec b o n f r a ctu r es.  Ach iev ed   8 9 class if icatio n   ac cu r ac y   b y   u tili zin g   v ar iety   o f   tech n iq u es  f o r   f r ac tu r r ec o g n itio n ,   b o n e   lin d etec tio n ,   an d   s p ec k le  r ed u ctio n .   I t   is   lim ited   to   s tr ess   f r ac tu r es,  a n d   th is   co m p u te r - aid ed   ap p r o ac h   is   u n ab le  to   class if y   co m p lex   f r ac tu r es  ac cu r ately . I n   2 0 1 5 ,   An u   et  a l.   [ 1 2 ]   p r e s en ted   wo r k   u s in g   p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es  to   r ed u ce   n o is f r o m   th p h o to s   an d   tr a n s f o r m   th R GB   X - r ay   im ag es  to   g r a y s ca le  u s in g   a   m ed ian   f ilter .   T h e y   th en   d etec ted   th ed g o f   th i m ag b y   u s in g   t h So b el  ed g e   d etec to r .   T h ey   u s ed   th g r a y   lev el  co - o cc u r r en c e   Ma tr ix   ( GL C M)   to   ex tr ac t   t h f ea tu r e.   Fin ally ,   th e   d ata   wer d iv id ed   in to   f r ac t u r ed   an d   n o n - f r ac tu r ed   ca teg o r ies  u s in g   a   v ar iety   o f   c lass if ier   ty p es,  in clu d i n g   d ec is io n   tr ee s   ( DT ) ,   n eu r al  n etwo r k s   ( NN) ,   a n d   m eta - class if ier s .   T h er ar 4 0   p h o t o s   in   th c o llectio n ,   2 0   o f   wh ich   h av f r ac tu r es  a n d   2 0   o f   wh ich   d o   n o t.   T h ey   ac h iev ed   th e   b est  ac cu r ac y   in   th m eta - class if icatio n   alg o r it h m ,   at  8 5   p e r ce n t.  T r ip ath et  a l.   [ 1 3 ]   s tated   th at   th lo ca tio n   o f   s m all  o r   h air li n f em u r   f r ac tu r es  is   th m ain   to p ic  o f   th is   p ap er .   T o   d eter m in wh eth er   o r   n o th er is   a   f r ac tu r e,   t h ey   em p l o y ed   SVM.   3 0   X - r a y   im a g es  co m p o s t h d ataset.   T h e   lo g ar ith m ic  o p er ato r   is   em p lo y ed   to   en h an ce   p h o to s ,   an d   m ed ian   an d   av er a g f ilter in g   ar u s ed   to   elim in ate  n o is f r o m   im ag es.  Mo r p h o l o g ical  o p er atio n s   an d   th s o b el  ed g d etec tio n   ap p r o ac h   ar e m p lo y e d   f o r   f ea tu r ex tr ac tio n .   T h e y   o b tain ed   8 4 . 7   p er ce n ac cu r ac y   in   class if y in g   t h d ata   u s in g   s u p p o r v ec t o r   m ac h in es  ( S VM )   in to   f r ac t u r ed   an d   n o n - f r ac tu r ed   ca te g o r ies.  Sin th u r et  a l.   [ 1 4 ]   s u g g ested   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   to   d etec t   b o n f r ac tu r es.   T h ey   to o k   a n   x - r ay   im a g as  in p u t,  t h en   p r ep r o ce s s ed   it  u s in g   m e d ian   f ilter ,   an d   th e   p r ep r o ce s s ed   im ag was  ap p lied   to   t h d is cr ete  wa v elet  tr a n s f o r m s   ( DW T )   s tag e,   w h ich   is   u s ed   to   f in d   th e   ed g in   ea ch   c h an n el.   T h en   th o u tp u is   co m p a r ed   with   t h e   d atab ase  with   n e u r al  n etwo r k s ,   wh ich   g iv es  th e   o u tp u t.    Vasilak ak is   et  a l.   [ 1 5 ]   s u g g ested   f u zz y   p h r ases   ( FP )   f o r   d etec tio n .   T h is   wo r k   aim s   to   u s t h wav elet  f u zz y   p h r ases   ( W F P)  ap p r o ac h   to   id en tify   b o n f r ac tu r es u s in g   x - r a y   p ictu r es.  T h ac cu r ac y   o f   th class if y in g   ap p r o ac h   was  8 4 %.  Yad a v   an d   San d ee p   [ 1 6 ]   b u ilt  d ee p   C NN   m o d el  t o   ac tiv ely   class if y   f r ac tu r ed   o r   h ea lth y   b o n es.  Af ter   au g m e n tatio n ,   t h d ataset  h ad   s ize  o f   4 0 0 0 ,   wh er 2 0 0 0   is   h ea lth y   b o n an d   2 0 0 0   is   ca n ce r o u s ,   th ey   u s ed   f iv e - f o l d   cr o s s - v alid atio n   an d   h av t h b est  ac cu r ac y   o f   all,   s co r in g   9 2 . 4 4   p er ce n t.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 6 9 2 - 4 7 0 4   4694   R ao   et  a l.   [ 1 7 ]   p r o p o s ed   a   m eth o d   t o   d etec t   b o n f r ac tu r es .   T h eir   d ataset  h a d   3 0 0   X - r ay   p ictu r es,  a n d   th ey   ac h iev ed   9 0 ac cu r ac y   b y   u s i n g   b ac k   p r o p ag atio n   n eu r al  n etwo r k   ( B PNN)   an d   SIFT   f e atu r ex tr ac tio n .   I n   2 0 2 0 ,   Kar im u n n is et  a l.   [ 1 8 ]   s u g g ested   a   m o d el  u s in g   9 0 0   X - r ay   p ictu r es,   o f   wh ich   4 0 0   wer n o r m al   an d   5 0 0   wer f r ac tu r e d .   I n itially ,   in p u X - r a y   p ictu r es  ar e   tr a n s f o r m ed   i n to   g r a y s ca le  im ag es.  T h eir   B PNN  p r o v id es  a n   im p r o v e d   class if icatio n   r ate  o f   9 1   p e r ce n t.   Path ar et  a l.   [ 1 9 ]   em p lo y   m an y   p r o ce s s in g   ap p r o ac h es,  in clu d i n g   s eg m e n tatio n ,   ed g e   d etec tio n ,   an d   f ea tu r ex tr ac tio n .   B ek k a n ti  et  a l.   [ 2 0 ]   s u g g ested   th e   Har r is   co r n er   d etec tio n   tech n iq u e,   wh ich   is   tr ad itio n a co m p u ter   v is io n   tech n iq u e   r elate d   to   f ea tu r e   d etec tio n   an d   tr ad itio n al  im a g p r o ce s s in g   to   d etec b o n f r ac tu r es.  T h e r wer two   h u n d r ed   n o n - f r ac tu r ed   an d   th r ee   h u n d r ed   f r ac tu r e d   X - r ay   im ag es  in   th eir   co llectio n .   T h in p u x - r a y   im ag es  ar p r ep r o ce s s ed   u s in g   m 3   f ilter in g .   s eg m e n ted   u s in g   ca n n y   e d g d etec tio n ,   f ea tu r es  ex tr ac ted   u s in g   Har r is   co r n er   d etec tio n ,   an d   last ly   ca teg o r ized   as  f r ac tu r ed   o r   n o t.  T h ey   c o n tr asted   th eir   ef f o r ts   u s in g   SUR wi th   B P N an d   ML P - b ased   B PNN.   W h ile  SU R u s in g   B PNN  y ield s   an   ac cu r ac y   o f   8 5   p er ce n t,  ML P - b ased   B PNN  y ield s   an   ac cu r ac y   o f   8 5   p e r ce n t,  a n d   th eir   s u g g es ted   ap p r o ac h   y ield s   9 4   p e r ce n ac cu r ac y .   I n   2 0 2 2 ,   Sam o th ai  et  a l.   [ 2 1 ]   p r esen ted   a d v an ce d   C NN  YOL m o d els  in   th is   wo r k ,   w h er th wid ely   u s ed   YOL O - a n d   YOL O - R   m o d els  wer im p lem en te d .   W ith   7 6   p er ce n co n f id en tiality ,   YOL O - ca n   l o ca te  f r ac tu r es  with   g r ea ac c u r ac y .   Ho wev er ,   YOL O - R   ex h ib its   in ac cu r ate  f r ac tu r lo ca tio n   d e tectio n .   Ko s r at  an d   Haw ez [ 2 2 ]   an aly ze   v a r io u s   ML   class if ier s   an d   ass is s u r g eo n s   in   ac cu r ately   d iag n o s in g   b o n f r ac tu r es.  T h ey   e m p lo y ed   f ilter in g   tech n iq u to   r em o v n o is an d   p r ep r o ce s s in g   to   co n v er th e   R G B   im ag es  to   g r ay s ca le.   I n   th is   s tu d y ,   SVM  i s   f o u n d   to   b e   th b est.   C er tain   is s u es  p er s is in   th e   c u r r en t   s tate  o f   b o n f r ac tu r e   d etec tio n ,   n ec ess itatin g   im p r o v em en ts   in   ac cu r ac y   to   e n h an ce   d etec ti o n   ef f icac y ,   as  o u tlin ed   in   T ab le  1   an d   th af o r em e n tio n ed   s tu d y .   T h e   au g m en tatio n   o f   th d ataset  is   im p er ativ e,   r eq u i r in g   th in clu s io n   o f   h ig h - q u ality   p h o to s .   T h is   s tu d y   u tili ze s   a   d ataset  co m p r is in g   s u b s tan tial  n u m b er   o f   b o n e   f r ac tu r e   im ag es,  im p lem en tin g   ca n n y   ed g d etec tio n   d u r in g   p r ep r o ce s s in g   to   o p tim ize  r esu lts .   Desp ite  th g r o win g   ac ce s s ib ilit y   o f   m ac h in e - aid e d   b o n e   f r ac tu r d etec tio n ,   ac cu r ac y   r em ain s   a   co n ce r n ,   o f ten   lead in g   t o   f alse  p o s itiv es.  T h e   id en tific atio n   o f   f r ac tu r e s   in   th e   ab s en ce   o f   ac tu al  o cc u r r en ce s   is   p r ev alen p r o b lem ,   attr ib u te d   to   th lim ited   v o lu m o f   d ata  an d   in ac cu r ac ies  in   th e   lab elin g   o f   tr ain i n g   d ata.   Ad d r ess in g   th ese  ch allen g es,   th is   r esear ch   f o cu s es  o n   r ef in i n g   t r ain in g   a n d   test in g   d ata  b y   in tr o d u cin g   n ewly   c u s to m ized   p ar allel  d ee p   lear n i n g   m o d el  with   p ar a m eter   cu s to m izatio n .   No tab ly ,   p u b licly   av ailab le  d atasets   f r eq u en tly   lack   f lawless   p r ep r o ce s s in g   an d   ac cu r ate  lab elin g ,   n ec ess itatin g   th e   in co r p o r atio n   o f   ad d itio n al  la b eled   d ata   to   au g m en in p u ts   f o r   t h m o d el.   T o   en s u r e   an   ad eq u ate  s u p p ly   o f   h ig h - q u ality   d ata,   ed g d etec t io n   alg o r ith m s   ar e   em p lo y ed   d u r in g   d ata   p r ep r o ce s s in g .   T h co n t r ib u tio n s   o f   th is   s tu d y   ca n   b s u m m ar ized   as f o llo ws:   a.   C o r r ec tin g   an o m alies  in   th d ataset  th r o u g h   s ev er al  im ag p r o ce s s in g   tech n iq u in v o l v es  em p lo y in g   a   r an g o f   im ag e   p r o ce s s in g   tech n iq u es,  s u ch   as  c r o p p in g ,   r esizin g ,   c o n tr ast  en h a n c em en t,  f ilter in g ,   au g m en tatio n ,   an d   cu lm in atin g   in   ca n n y   ed g d etec tio n .   b.   T h s tu d y   in tr o d u ce s   a   n o v el   an d   tailo r s   p a r allel  d ee p   co n v o lu tio n al   n eu r al  n etwo r k   ( PDC NN)   m o d el,   d esig n ed   to   s u r p ass   th ex is tin g   liter atu r b y   en h a n cin g   ac c u r ac y   in   b o n f r ac tu r d etec tio n .     c.   co m p ar ativ ev al u atio n   is   c o n d u cte d   am o n g   th r ee   C NN - b ased   m o d els C NN,   Mo b ileN et - V2 ,   an d   th e   n ewly   p r o p o s ed   PDC NN.   Fo u r   ca s es   o f   ab latio n   s tu d ies  is   ca r r ied   o u to   v alid ate   th p r o p o s ed   PDC NN   m o d el.   T h o b jectiv is   to   id en tify   th m o s ef f ec tiv m o d el  f o r   b o n f r ac t u r r ec o g n itio n   th r o u g h   th o r o u g h   a n aly s is   o f   th eir   p e r f o r m an ce .       T ab le  1 .   Su m m a r ized   liter atu r r ev iew  o f   b o n e   f r ac tu r e   r ec o g n itio n   u s in g   m ac h in lea r n in g   m o d els   S t u d y   D a t a   P r e p r o c e ss i n g   Te c h n i q u e   M o d e l   A c c u r a c y   Li mi t a t i o n s/ R e m a r k s   [ 1 1 ]   44   C a n n y   e d g e   d e t e c t i o n   S N A K E   8 9 %   O n l y   d e t e c t s s t r e ss fr a c t u r e s   a n d   i u n a b l e   t o   c l a ss i f y   c o mp l e x   f r a c t u r e a c c u r a t e l y .   T h e r e   a r e   n o t   ma n y   i m a g e i n   t h e   d a t a set .   [ 1 2 ]   40   S o b e l   e d g e   d e t e c t o r   M e t a   C l a s si f i e r   8 5 %   Th e   d a t a se t   w a s   n o t   g o o d .   [ 1 3 ]   30   S o b e l   e d g e   d e t e c t o r   S V M   8 7 . 5 %   Th e   d a t a se t   w a s   n o t   g o o d .   [ 1 4 ]   NM   d i s c r e t e   w a v e l e t   t r a n sf o r ms  ( D W T)   C N N   7 9 %   Th e   d a t a se t   w a s   n o t   g i v e n .   [ 1 5 ]   3 0 0   NM   WFP   8 4 %   Th i s   w a t h e   e a r l y   s t a g e   o f   f u z z y   p h r a ses;   a d d i t i o n a l   d e v e l o p me n t   i s   r e q u i r e d   b e f o r e   t h e y   c a n   b e   r e l i a b l y   d e t e c t e d .   [ 1 7 ]   3 0 0   M 3   f i l t e r   S I F +   B P N N   9 0 %   H TB F D ,   A N N ,   a n d   o t h e r   a l g o r i t h m a r e   u sef u l   t o o l s fo r   i mp r o v i n g   f r a c t u r e   p l a c e m e n t .   [ 1 8 ]   9 0 0   C a n n y   Ed g e   D e t e c t i o n   a n d   C o n ser v a t i v e   F i l t e r i n g   B P N N   9 1 %   Th e   d a t a se t   c o n t a i n s m a n y   t y p e o f   b o n e   s h a p e s,  w h i c h   ma y   b e c o m e   c o n f u s i n g .   [ 1 9 ]   20   NM   H TM   7 5 %   A n   X - r a y   o f   t h e   s k u l l ,   p e l v i s,   a n d   s p i n a l   c o l u mn   w a n o t   a b l e   t o   b e   o b t a i n e d .   [ 2 2 ]   2 7 0   C a n n y   e d g e   d e t e c t i o n   S V M   NM   I t   o n l y   c o mp a r e d   t h e   m o d e l s .   a.   N M :   N o t   me n t i o n e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         B o n e - N et:   a   p a r a llel d ee p   c o n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k - b a s ed   b o n e     ( Md .   Ha s a n   I ma m   B ijo y )   4695   2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h is   s tu d y   ce n ter s   o n   th d etec tio n   o f   b o n f r ac tu r es  in   X - r ay   im ag es  th r o u g h   th u tili z atio n   o f   C NN - b ased   m o d el.   T h d ev elo p m en o f   th p r o p o s ed   s y s tem   in v o lv es   s eq u en tial  s t ep s ,   in clu d in g   d ata  co llectio n ,   im ag p r e - p r o ce s s in g ,   an d   f r ac tu r r ec o g n itio n   u s in g   C NN  m o d els.  T h s ch em atic  r ep r esen tatio n   o f   th wo r k in g   p r o ce s s   is   o u tlin ed   in   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   T h wo r k f lo d iag r am   o f   p r o p o s ed   s tu d y       2 . 1 .     Da t a s et   des cr iptio n   T h is   s tu d y   m ak es  u s o f   p u b lic  d ataset  o f   b o n f r ac tu r a n d   n o n - f r ac tu r ed   x - r a y   im ag e s .   T o   k ee p   th in g s   s im p le,   t h p u b licly   av ailab le  d ataset  o f   b in a r y - class   b o n e   f r ac tu r a n d   n o n - f r ac tu r x - r a y   im a g es  was  o b tain ed   u s in g   th e   Kag g le  p la tf o r m f o r   th e   s ak o f   th is   p a p er ,   th is   d ata  is   r e f er r ed   to   as   th b o n f r ac tu r e   d ataset   [ 2 3 ] .   I is   em p lo y e d   in   th cr ea tio n   o f   an   im ag cla s s if ier   th at  id en tifie s   b o n f r ac tu r es  in   g iv en   x - r ay   p ictu r es.  T h er ar e   1 8 9 9   p h o t o s   id en tifie d   in   th test in g   cla s s   ( f r ac tu r an d   n o n - f r ac tu r e )   an d   8 , 8 8 4   im a g es  in   th tr ain in g   class   ( f r ac tu r an d   n o n - f r ac tu r e) .   T h im ag es  wer n o th s am s ize,   an d   s o m o f   th em   in clu d ed   an o m alo u s   d ata  in   ad d itio n   to   b ein g   u n clea r .   T h s am p le  im ag o f   f r ac tu r ed   b o n an d   f r esh   b o n o f   x - r ay   im ag is   g iv en   in   Fig u r 3 .   Fig u r 3 ( a)   r ep r esen ts   th f r ac tu r ed   b o n e,   wh ile  Fig u r 3 ( b )   d ep icts   th n o n - f r ac tu r ed   b o n e .           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   T h s am p le  im ag o f   ( a)   f r ac t u r ed   b o n e,   an d   ( b )   n o n - f r ac tu r ed   b o n e       2 . 2 .     Da t a   prepro ce s s ing   I n   th r ea lm   o f   b o n f r ac tu r id en tific atio n ,   cr u cial  s tep   in   th r esear ch   ap p licatio n s   o f   co m p u ter   v is io n   an d   im ag p r o ce s s in g   in v o lv es  im ag p r ep r o ce s s in g .   T h is   p r o ce s s   s er v es  to   en h a n ce   th q u ality   o f   im ag es,  r ed u ce   n o is lev els,  r ec tify   d is to r tio n ,   an d   p r ep ar th im ag es  f o r   s u b s eq u e n an aly s is   [ 1 6 ] .   T h f o llo win g   ar k ey   s tr ateg ies  ( s ee   o u tco m e   o f   Fig u r e   4 ( a)   to   4 ( h ) )   em p lo y ed   in   th is   s tu d y ,   alo n g   with   ex p lan atio n s .     2 . 1 . 1 .   Cro pp ing   I n   b o n f r ac tu r i d en tific atio n ,   cr o p p in g   is   p r ev ale n im ag e   p r o ce s s in g   tech n iq u e   u tili ze d   to   ex tr ac t   th r eg io n   o f   in ter est  ( R OI )   with in   an   im ag [ 2 4 ] .   T h is   f ac ilit ates  th is o latio n   o f   r elev an an ato m ical   s tr u ctu r es  f o r   m o r ac cu r ate  an aly s is ,   d is r eg ar d in g   u n n ec e s s ar y   elem en ts .   T h o u tp u o f   cr o p p in g   f r o m   th e   r aw  p ictu r o f   Fig u r 4 ( a) ,   ca n   b s ee n   in   Fig u r 4 ( b ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 6 9 2 - 4 7 0 4   4696   2 . 1 . 2 .   Resizing   R esizin g   p lay s   v ital   r o le  in   s tan d ar d izin g   th d im en s io n s   o f   im ag es  with in   d ataset.   T h is   en s u r es  u n if o r m ity ,   f ac ilit atin g   ef f icie n p r o ce s s in g   an d   an aly s is   [ 2 5 ] .   I also   aid s   in   ac co m m o d atin g   v ar iatio n s   in   im ag r eso lu tio n s   co m m o n ly   en co u n ter ed   in   m ed ical   im a g in g .   R esizin g   is   em p lo y ed   to   s tan d ar d ize   th e   d im en s io n s   o f   im ag es,  en s u r i n g   u n if o r m ity   ac r o s s   th d ataset  with   2 2 7 ×2 2 7   p ix els  an d   th o u tp u s h o wn   in   Fig u r 4 ( c) .     2 . 1 . 3 .   E nh a ncing   co ntr a s t   E n h an cin g   c o n tr ast  is   cr u cial  to   ac c en tu ate   s u b tle  d etails  with in   th i m ag es  [ 2 6 ] .   T h is   allo ws  f o r   b etter   d if f er en tiatio n   b etwe en   h ea lth y   a n d   f r ac tu r ed   b o n s tr u ctu r es,  en h an cin g   th e   o v er all   in ter p r etab ilit y   o f   th im ag es.  Af ter   en h an cin g   th im ag q u ality ,   Fig u r 4 ( d )   d is p lay s   th im ag with   im p r o v ed   v is u al  clar ity .     2 . 1 . 4 .   F ilte ring   Fil ter in g   is   em p lo y ed   to   e m p h asize  r elev an t   s tr u ctu r al   d etails  wh ile  s u p p r ess in g   n o is e.   B y   s elec tiv ely   en h an cin g   ce r tai n   im ag ch ar ac ter is tics ,   f ilter in g   co n tr ib u tes  to   th im p r o v e m e n o f   im ag clar ity   an d   th e x tr ac tio n   o f   ess en tial  in f o r m atio n   [ 1 8 ] .   Af te r   f il ter in g   an d   en h a n cin g   t h ess en tial  f ea tu r es,  th e   im ag is   d is p lay ed   in   Fig u r 4 ( e) .     2 . 1 . 5 Ca nn y   edg det ec t io n   C an n y   ed g d etec tio n   ( C E D)   is   an   ad v an ce d   im ag p r o ce s s in g   tech n iq u u s ed   in   co m p u te r   v is io n   to   id en tify   ed g es  an d   b o u n d a r ie s   with in   an   im ag e   [ 2 7 ] .   I w as  d ev elo p ed   to   a d d r ess   th ch allen g es  o f   ed g e   d etec tio n   b y   p r o v id i n g   ac cu r a te  an d   r eliab le  r esu lts   wh ile  m in im izin g   f alse  p o s itiv es.  I n   th co n tex o f   b o n e   f r ac tu r r ec o g n itio n   u s in g   c o m p u ter   v is io n   an d   im a g p r o c ess in g ,   ca n n y   e d g d etec tio n   p lay s   cr u cial  r o le  in   h ig h lig h tin g   p r o m in en co n to u r s   an d   ed g es  with in   m ed ical  i m ag es.  T h is   tech n iq u en h an c es  th v is u aliza tio n   o f   s tr u ctu r al  d etails in   b o n im ag es,  m ak in g   it p ar ticu lar l y   v a lu ab le  f o r   p i n p o in tin g   f r ac tu r e s   an d   ir r eg u lar ities   in   th b o n s tr u ctu r w h ich   is   d is p lay ed   in   Fig u r 4 ( f ).     2 . 1 . 6 .   Aug m ent a t io n   Au g m en tatio n   is   cr u cial  f o r   en h an cin g   th r o b u s tn ess   o f   b o n f r ac tu r e   id en tific atio n   m o d els.  B y   ex p o s in g   th m o d el  to   d iv er s o r ien tatio n s ,   s ca les,  an d   p er s p ec tiv es,  it  b ec o m es  m o r ad ep at  ac cu r ately   id en tify in g   f r ac tu r es  u n d e r   r an g o f   co n d itio n s ,   co n t r ib u t in g   to   im p r o v ed   g en e r aliza tio n   an d   p er f o r m a n ce   [ 2 8 ] .   I n   th is   s tu d y ,   s o m e   p r im ar y   im ag au g m en tatio n   m eth o d   is   u s ed   s u ch   as r o tatio n ,   f li p p in g ,   z o o m in g ,   an d   s h ea r in g   an d   th o u tco m es  o f   th f ilter ed   im ag es  an d   C E ar d is p lay ed   in   Fig u r 4 ( g )   an d   Fig u r 4 ( h ) ,   r esp ec tiv ely .     Af ter   u n d e r g o in g   ex te n s iv im ag p r o ce s s in g ,   th r aw  im a g is   s u b jecte d   to   c o n tr ast  en h an ce m en t,   as  illu s tr ated   in   Fig u r 4 ( a)   to   4 ( h ) .   T h d ataset  co m p r is es  m o r th an   1 0 ,   7 8 3   im a g e s   ca teg o r ized   in to   f r ac tu r ed   an d   n o n - f r ac t u r ed   cl ass es,  ex h ib itin g   n ea r   b alan ce   b etwe en   th e   two .   Fo llo win g   an   8 5 :1 5   s p lit  f o r   tr ain in g   an d   test in g ,   th d ataset  co n s is ts   o f   8 8 8 4   im a g es in   th tr ain in g   s et  an d   1 8 9 9   im ag es   in   th test   s et.               ( a)   ( b )   ( c)   ( d )                   ( e)   (f)   ( g )   ( h )     Fig u r 4 .   Sev er al   im ag p r o ce s s in g   ap p lied   in to   ( a )   r aw  im a g an d   g ettin g   ( b )   cr o p p in g   im ag e,   ( c)   r esize  im ag e,   ( d )   en h a n ce   co n tr ast,  ( e)   f ilter in g ,   ( f )   a u g m en tatio n   o n   f ilter ed   im ag e ,   an d   ( g )   ca n n y   ed g d etec tio n   an d   ( h )   au g m en ted   C E im ag to   in cr ea s th s ize  o f   t h d a taset   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         B o n e - N et:   a   p a r a llel d ee p   c o n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k - b a s ed   b o n e     ( Md .   Ha s a n   I ma m   B ijo y )   4697   2 . 3 .     M o del  im plem ent a t io n   Fo llo win g   th e   p r ep r o ce s s in g   p h ase,   th is   s tu d y   en d ea v o r s   to   co n s tr u ct  b o n e   f r ac t u r r ec o g n itio n   s y s tem   b y   em p l o y in g   C NN   b ased   m o d els.  I n   p u r s u it  o f   h ig h   ac c u r ac y ,   we  ex p lo r a   v ar iety   o f   m o d els   in clu d in g   th e   tr ad itio n al   C NN  m o d el,   a   C NN - b ased   tr an s f e r   lear n in g   m o d el,   Mo b ileNet - V2 ,   an d   o u r   n o v el  PDC NN   m o d el.   C NN,   Mo b ileNet,   an d   th e   n ewly   p r o p o s ed   PDC NN  ex h ib it  r em ar k ab le  ef f icac y   in   id en tify in g   b o n e   f r ac tu r es f r o m   X - r ay   im a g es.  T h s u cc in ct  d escr ip tio n   o f   ea ch   m o d el  is   g iv en   b elo w:     2 . 3 . 1 .   C o nv o lutio na n eura n et wo rk   C o n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   [ 2 9 ] ,   o r   C NNs,  ar wid ely   u tili ze d   in   d ee p   lear n in g   n etwo r k   m o d els  an d   co m p u ter   v is io n   alg o r ith m s .   B ec au s it  ca n   id e n tify   p atter n s   in   im a g es,  th is   k in d   o f   ar tific ial  n eu r al   n etwo r k   is   u tili ze d   f o r   im a g r ec o g n itio n   an d   p r o ce s s in g .   C o n v o lu ti o n al,   p o o lin g ,   an d   f u l ly   co n n ec ted   lay er s   ar s o m e   o f   th e   lay er s   th at   m ak it  u p .   T h e   co n v o lu tio n al  lay er ,   wh ic h   m a k es  u p   th e   m ajo r ity   o f   C NN,   is   wh er ch a r ac ter is tics   lik f o r m s ,   ed g es,   an d   p atter n s   ar e   e x tr ac ted   f r o m   th e   in p u im ag e   b y   ap p ly in g   f ilter s .   On o r   m o r f u lly   co n n ec ted   l ay er s   ar th en   a p p lied   to   t h o u tp u o f   th p o o lin g   lay er s   to   class if y   o r   p r e d ict  th im ag e.       2 . 3 . 2 .   M o bil eNe t - V2   Mo b ileNet - V2   is   lig h tweig h co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   d esig n ed   f o r   m o b ile  an d   em b ed d e d   d ev ices.  I im p r o v es  ef f icien cy   with   d ep t h   wis e   s ep ar ab le   co n v o lu tio n s   an d   in v e r ted   r esid u als  with   lin ea r   b o ttlen ec k s   [ 3 0 ] .   I t   also   in c o r p o r ates  ex p an s io n   an d   s q u ee z e - ex citatio n   m o d u les  f o r   b ette r   f ea tu r lear n in g .   W ith   its   s tr ea m lin ed   ar ch itectu r e,   Mo b ileNet - V2   ac h iev es   h ig h   ac cu r ac y   wh ile  m in im i zin g   co m p u tatio n al   r eso u r ce s ,   m ak in g   it id ea l f o r   m o b ile  ap p licatio n s   r e q u ir in g   f ast an d   ef f icien t im a g p r o ce s s in g .       2 . 3 . 3 .   P a ra llel dee p c o nv o luti o na l neura l net wo rk   ( P DCN N)   p ar allel  ar c h itectu r with   two   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( PD C NNs)  is   p r esen ted   to   h an d le  t h e   r ec o g n itio n   a n d   class if icatio n   o f   b o n f r ac tu r es  in   X - r ay   p ictu r es.  T h s u g g ested   ar ch i tectu r en tails   th e   f o llo win g   s eq u e n ce   o f   ev e n ts X - r ay   im a g es  with   b o n f r ac tu r es  ar f ed   in to   t h PDC NNs  [ 3 1 ]   i n p u la y er .   T o   r ed u ce   th co m p u tatio n al  co m p lex ity ,   th ese  im ag es  a r p r ep r o ce s s ed .   T h i n p u i m ag es  h av b ee n   n o r m alize d   t o   2 7 7 × 2 2 7 - p ix el  r eso lu tio n   f o r   tr ain i n g ,   allo win g   f o r   d if f e r en ce s   in   p i x el  wid th s   an d   h eig h ts .   T h s u b s eq u en p r o ce d u r t h at  h elp s   to   s im p lify   co m p lex i ty   is   to   co n v er t h in p u im ag es  to   ca n n y   ed g d etec tio n .   T h e   ar ch itectu r e   o f   th PDC NN  is   th en   u s ed   to   class if y   in p u X - r ay   p ictu r es  b y   co m b in in g ,   o u tp u t ,   lo ca l,  an d   g lo b al  p ath .   T h So f tMa x   f u n cti o n   is   u s ed   in   th o u tp u p ath way   to   ca r r y   o u t h class if icatio n   o f   b o n f r ac tu r es.  Fig u r e   5   s h o w s   th PDC NN’ s   s tr u ctu r e.             Fig u r 5 .   T h d iag r am   o f   p r o p o s ed   PDC NN  m o d el  th at  co n t ain s   f o u r   s tag es wh ich   ar e   lo c al  p ath ,   g lo b al  p ath ,   m er g in g   t h em ,   an d   o u tp u t stag es in   o r d er   t o   id en tif y   th b o n e   f r ac tu r f r o m   t h in p u ted   x - r a y   im ag e       T h p r o p o s ed   PDC NN   m o d el  f o r   b o n f r ac tu r id en tific atio n   in teg r ates  v ar io u s   lay er s   to   f ac ilit ate  ac cu r ate  r ec o g n itio n   o f   f r ac t u r es  in   X - r ay   im ag es.  I n itially ,   2 co n v o lu tio n al  lay e r s   ar em p lo y ed   t o   ex tr ac p er tin en f ea tu r es  f r o m   th in p u im ag es.  Su b s eq u en tly ,   r e ctif ied   lin ea r   u n it  ( R eL U)   lay er s   in tr o d u ce   n o n - lin ea r ity   to   th n etwo r k ,   en h a n cin g   its   ab ilit y   to   ca p tu r co m p lex   p atter n s .   2 cr o s s - ch an n el  n o r m aliza tio n   lay er   n o r m alize s   ac tiv atio n s   ac r o s s   ch an n els,  co n tr ib u tin g   t o   im p r o v e d   m o d el  p er f o r m a n ce .   Fo llo win g   th is ,   2 m ax   p o o lin g   lay er s   r ed u ce   th d im e n s io n ality   o f   f ea tu r e   m ap s   wh ile  r etain in g   ess en tial  in f o r m ati o n   [ 3 2 ] C o n ca ten atio n   m e r g es  f e atu r es  lear n ed   f r o m   d if f er e n t   p ath way s   with in   th e   n et wo r k ,   en r ich in g   t h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 6 9 2 - 4 7 0 4   4698   r ep r esen tatio n   o f   f r ac t u r e - r el ated   f ea tu r es.  B atch   No r m aliza tio n   is   ap p lied   t o   ac ce ler at an d   s tab ilize  th e   tr ain in g   p r o ce s s ,   lead in g   to   f a s ter   co n v er g en ce   a n d   im p r o v e d   g en e r aliza tio n .   Fu lly   c o n n e cted   lay er s   p r o ce s s   h ig h - lev el  f ea tu r es  ex tr ac ted   b y   co n v o lu tio n al  lay e r s ,   en ab lin g   th n etwo r k   to   g en e r ate  p r ed ictio n s   f o r   f r ac tu r id en tific atio n .   Dr o p o u r eg u lar izatio n   is   u tili ze d   to   m itig ate  o v er f itti n g   b y   r an d o m ly   d r o p p in g   u n its   d u r in g   tr ai n in g .   Fin ally ,   So f tm ax   ac tiv atio n   f ac ilit ates  r o b u s clas s if icatio n   d ec is io n s   b y   allo win g   th n etwo r k   to   p r e d ict  class es  b ased   o n   f ea tu r es  e x tr ac ted   t h r o u g h   v ar io u s   p ar allel  p ath s .   T a b le  2   p r esen ts   th e   s p ec if icatio n s   o f   ea ch   lay er   in   th p r o p o s ed   PDC NN  m o d el,   in clu d in g   th la y er   ty p e,   p r o p er ties ,   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   lear n ab le  p r o p er ty ,   a n d   n u m b er   o f   lear n ab le  p a r am eter s .         T ab le  2 .   T h s p ec if icatio n s   o f   p r o p o s ed   PDC NN  m o d el   La y e r   n o .   La y e r   t y p e   P r o p e r t i e s   A c t i v a t i o n   Le a r n a b l e   p r o p e r t y   N u mb e r   o f   l e a r n i n g s   1   I mag e   I n p u t   2 2 7 × 2 2 7 × 3   i m a g e s w i t h   z e r o   c e n t e r   n o r m a l i z a t i o n   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3   ( C ) × ( B )   -   0   2   2 - D   c o n v o l u t i o n   3 2   3 × 3   c o n v o l u t i o n s   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C )   x × 1   ( B )   W e i g h t :   3 × 3 × 3   B i a s :   1 × 1 × 32   8 9 6   3   R e LU   R e LU   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   4   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   w i t h   5   c h a n n e l p e r   e l e me n t   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   5   2 - D   M a x   P o o l i n g   5 × 5   m a x   p o o l i n g   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   6   2 - D   c o n v o l u t i o n   3 2   3 × 3   c o n v o l u t i o n s   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   W e i g h t :   3 × 3 × 32   B i a s :   1 × 1 × 32   9 2 4 8   7   R e LU   R e LU   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   8   C r o ss - c h a n n e l   N o r mal i z a t i o n   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   w i t h   5   c h a n n e l p e r   e l e me n t   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   9   2 - D   M a x   P o o l i n g   5 × 5   m a x   p o o l i n g   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   10   2 - D   c o n v o l u t i o n   3 2   3 × 3   c o n v o l u t i o n s   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   W e i g h t :   3 × 3 × 32   B i a s :   1 × 1 × 32   9 2 4 8   11   R e LU   R e LU   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   12   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   w i t h   5   c h a n n e l p e r   e l e me n t   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   13   2 - D   M a x   P o o l i n g   5 × 5   m a x   p o o l i n g   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   14   2 - D   c o n v o l u t i o n   3 2   3 × 3   c o n v o l u t i o n s   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   W e i g h t :   3 × 3 × 32   B i a s :   1 × 1 × 32   8 9 6   15   R e LU   R e LU   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   16   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   w i t h   5   c h a n n e l p e r   e l e me n t   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   17   2 - D   M a x   P o o l i n g   5 × 5   m a x   p o o l i n g   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   18   2 - D   c o n v o l u t i o n   3 2   3 × 3   c o n v o l u t i o n s   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   W e i g h t :   3 × 3 × 32   B i a s :   1 × 1 × 32   9 2 4 8   19   R e LU   R e LU   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   20   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   w i t h   5   c h a n n e l p e r   e l e me n t   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   21   2 - D   M a x   P o o l i n g   5 × 5   m a x   p o o l i n g   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 22 × (S) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   22   2 - D   c o n v o l u t i o n   3 2   3 × 3   c o n v o l u t i o n s   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   W e i g h t :   3 × 3 × 3 2   B i a s :   1 × 1 × 32   9 2 4 8   23   R e LU   R e LU   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   24   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   C r o ss - c h a n n e l   n o r m a l i z a t i o n   w i t h   5   c h a n n e l p e r   e l e me n t   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   25   2 - D   M a x   P o o l i n g   5 × 5   m a x   p o o l i n g   w i t h   s t r i d e   [ 1 × 1 ]   a n d   p a d d i n g   same   2 2 7   ( S ) × 2 2 7   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   26   C o n c a t e n a t i o n   C o n c a t e n a t i o n   o f   2   i n p u t a l o n g   t h e   d i m e n s i o n a l   v a l u e   2 2 7   ( S ) × 4 5 4   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   27   B a t c h   N o r mal i z a t i o n   B a t c h   n o r ma l i z a t i o n   2 2 7   ( S ) × 4 5 4   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   O f f set :   1 × 1 × 32   S c a l e :   1 × 1 × 32   64   28   R e LU   R e LU   2 2 7   ( S ) × 4 5 4   ( S ) × 3 2   ( C ) × 1   ( B )   -   0   29   F u l l y   c o n n e c t e d   1 0   f u l l y   c o n n e c t e d   l a y e r s   1   ( S ) × 1   ( S ) × 1 0   ( C ) × 1   ( B )   W e i g h t 10 × 3 2 9 7   B i a s   1 0 × 1   3 2 9 7 8 5 7 0   30   R e LU   R e LU   1   ( S ) × 1   ( S ) × 1 0   ( C ) × 1   ( B )   -   0   31   D r o p o u t   5 0 d r o p o u t   1   ( S ) × 1   ( S ) × 1 0   ( C ) × 1   ( B )   -   0   32   F u l l y   C o n n e c t e d   1 0   f u l l y   c o n n e c t e d   l a y e r s   1   ( S ) × 1   ( S ) × 1 0   ( C ) × 1   ( B )   W e i g h t 1 0 × 10   B i a s   1 0 × 1   1 1 0   33   S o f t ma x   S o f t ma x   1   ( S ) × 1   ( S ) × 1 0   ( C ) × 1   ( B )   -   0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         B o n e - N et:   a   p a r a llel d ee p   c o n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k - b a s ed   b o n e     ( Md .   Ha s a n   I ma m   B ijo y )   4699   2 . 4 .     P er f o r m a nce  ev a lua t io n   Af ter   im p lem en tin g   t h m o d el ,   v ar io u s   p e r f o r m an ce   m etr ics ar ca lcu lated   to   ass ess   it s   ef f ec tiv en ess   in   b in ar y   class if icatio n   task   o f   id en tify i n g   b o n f r ac tu r es in   X - r ay   im ag es.  T h f ir s t step   in v o lv es g en er atin g   co n f u s io n   m atr ix ,   t h en   k e y   m etr ics  s u ch   as  tr u e - p o s itiv r ate,   f alse - n eg ativ r ate,   f alse - p o s itiv r ate,   an d   tr u e - n eg ativ r ate  ar d e r iv e d .   Fo llo win g   th is ,   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   F1   s co r e,   an d   er r o r   ar co m p u ted   to   d eter m in th o p tim al  m o d el  f o r   b o n f r ac t u r id e n tific atio n .   T h eir   eq u atio n s   (1 ) - ( 8)    ar g iv en   b el o w:       =     +         .     × 100%   ( 1 )     =         +        × 100%   ( 2 )      =          +      × 100%   ( 3 )     =            +     × 100%   ( 4 )      =            +     × 100%   ( 5 )       =         +      × 100%   ( 6 )     1  = 2 ×    ×   +  × 100%   ( 7 )          =      +          .         × 100%   ( 8 )       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   I n   th is   s tu d y ,   th r ee   d ee p   lear n i n g   m o d els  ex p lo r e   th e   d etec tio n   o f   b o n e   f r ac tu r es  f r o m   d ig i tal  im ag es.   R ig o r o u s   im ag p r ep r o ce s s in g   is   ap p lied   to   tr ain   an d   v alid at th m o d els  u s in g   test in g   d ataset.   T o   m ea s u r th p er f o r m an ce   o f   th d e v el o p ed   m o d els,  s ev er al  p er f o r m an ce   m etr ics  ar co m p u ted   to   f in d   th o p tim al  s o lu tio n .   T h th r ee   m o d els  a r tr ain ed   with   8 , 8 8 4   im ag es   an d   v alid ated   with   1 , 8 9 9   i m ag es.  Du r in g   th im p lem en tatio n   p h ase,   s o m ca s es  o f   ab latio n   s tu d y   ar ca r r ied   o u to   d eter m in th b est - s u ited   p ar am eter s   f o r   th p r o p o s ed   m o d el.   T h m o d els  ar im p lem en ted   u s in g   1 0 0   ep o ch s   an d   b atc h   s ize  o f   6 4 .   Ho wev e r ,   in   th ca s o f   th tr a d itio n al  C NN  an d   th e   p r et r ain ed   Mo b ileN et - V2   m o d el,   p e r f o r m an ce   is   n o s atis f ac to r y ,   a n d   is s u es  ar is d u r in g   th im p le m en tatio n   p h ase.   C o n s eq u en t ly ,   n ewly   d ev elo p e d   p r o p o s ed   PDC NN  m o d el  p er f o r m s   v er y   well.   Fo u r   a b latio n   ca s s tu d ies  ar co n s i d er ed   to   v alid ate  th p r o p o s ed   m o d el  f o r   b o n e   f r ac tu r id e n tific atio n .   T h p er f o r m an ce   o f   th ese  s tu d ies is   d etailed   b elo w:     3 . 1 .     P er f o r m a nce  o f   CNN  a nd   M o bi leNe t - V2   I n   ter m s   o f   p er f o r m an ce ,   b o t h   th tr ad itio n al  C NN  an d   M o b ileNet - V2   m o d els  ex h ib it  f lu ctu atin g   r esu lts ,   in d icatin g   u n d e r f itti n g   is s u es.  T h c o n f u s io n   m atr ices  o f   th e   C NN  an d   M o b ile Net - V2   m o d els  a r e   p r esen ted   in   T ab le   3   an d   p er f o r m an ce   m etr ices  s h wo n   in   T ab le  4 .   Fro m   T ab le   4 ,   C NN  p r o v id 7 4 . 5 1 ac cu r ac y   w h ile  Mo b ileNet - V2   g ain ed   8 1 . 2 0 ac c u r ac y .   E x a m in atio n   o f   Fig u r 6 ( a)   a n d   6 ( b )   an d   Fig u r 7 ( a)   an d   7 ( b )   r ev ea ls   ac cu r ac y   ( Fig u r 6 ( a)   a n d   Fig u r 7 ( a )   an d   lo s s   cu r v es  ( Fig u r 6 ( b )   an d   Fig u r 7 ( b )   th at   f u r th er   em p h asize  th u n d e r f itti n g   p r o b lem s   ex p er ien ce d   b y   b o t h   m o d els  C NN  a n d   Mo v ileNet - V2 ,   r esp ec tv iely .   Un d er f itti n g   o cc u r s   wh en   m o d el  is   u n ab le  to   ca p tu r th u n d er ly in g   p at ter n s   in   th d ata,   r esu ltin g   in   p o o r   p e r f o r m an c an d   lo ac cu r ac y .   I n   th ca s o f   th tr ad itio n al  C NN  an d   Mo b ileNet - V2   m o d els,  th is   u n d er f itti n g   p h e n o m en o n   is   ev id en t   in   th eir   in a b ilit y   to   ad e q u ately   lear n   f r o m   th tr ain i n g   d ata,   lead in g   to   in c o n s is ten t a n d   s u b o p tim al  r esu lts       T ab le  3 .   C o n f u s io n   m atr ix   f o r   ap p lied   th r ee   m o d els   M o d e l   TP   FN   FP   TN   C N N   7 6 9   3 7 0   1 1 4   6 4 6   M o b i l e N e t - V2   8 5 3   2 6 6   1 0 5   6 8 9   P D C N N   9 4 1   84   51   8 2 3       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 6 9 2 - 4 7 0 4   4700   Tab le 4 .   P e rfo rm a n c e   m e tri c e s fo CNN   a n d   M o b il e Ne t - V2   m o d e l   M o d e l   A c c u r a c y   TPR   F N R   FPR   TN R   P r e c i s i o n   F 1   S c o r e   Er r o r   r a t e   C N N   7 4 . 5 1   6 7 . 5 2   3 2 . 4 8   1 5 . 0 0   8 5 . 0 0   8 7 . 0 9   7 6 . 0 6   2 5 . 4 9   M o b i l e N e t - V2   8 1 . 2 0   7 6 . 2 3   2 3 . 7 7   1 3 . 2 2   8 6 . 7 8   8 9 . 0 4   8 2 . 1 4   1 9 . 5 4           ( a)   ( b )     Fig u r 6 .   T h ( a)   ac cu r ac y   g r a p h   an d   ( b )   lo s s   g r ap h   f o r   tr ad it io n al  C NN  m o d el           ( a)   ( b )     Fig u r 7 .   T h ( a)   ac cu r ac y   g r a p h   an d   ( b )   lo s s   g r ap h   f o r   Mo b i leNe t - V2   m o d el       3 . 2 .     P er f o r m a nce  o f   pro po s ed  P DCCN   m o del w it h a bla t io n study   I n   th e   p r ec ed i n g   s ec tio n ,   b o th   m o d els  f ailed   to   d eliv er   s atis f ac to r y   r esu lts .   No w,   it' s   im p er ativ to   v alid ate  th p r o p o s ed   m o d el   to   d em o n s tr ate  th at   th n ewly   d ev elo p e d   PDC NN  m o d el  s er v es  as  th o p tim al   s o lu tio n   f o r   b o n f r ac tu r d etec tio n .   I n   th v alid atio n   p r o c ess ,   f o u r   d etailed   ca s s tu d ie s   ar co n d u cted   b y   alter in g   h y p e r p ar am eter s   s u ch   as  k er n el  s ize,   lo s s   f u n ctio n ,   p o o lin g   lay e r ,   an d   o p tim izer .   T h r esu lts   o f   th ab latio n   s tu d y   ar p r esen ted   i n   T ab le  5 .   T h is   co m p r eh en s i v an aly s is   aim s   to   ascer tain   th ef f ec tiv en ess   o f   th p r o p o s ed   m o d el  in   d etec tin g   b o n f r ac tu r es  an d   to   id e n tify   th o p tim al  co n f ig u r atio n   f o r   ac h iev i n g   th e   h ig h est p er f o r m an ce .   Fro m   th e   ab latio n   s tu d ies  i n   T ab le   5 ,   v ar i o u s   co n v o l u tio n al  lay e r   k e r n el  s izes  h av b ee n   in v esti g ated .   Fo u r   k er n el  s iz es  ( 2 ,   3 ,   4 ,   an d   5 )   ar e   co m p iled   an d   ev alu ated .   No tab ly ,   k er n el   s ize  o f   3   ac h iev ed   th m a x im u m   ac c u r ac y ,   r ea c h in g   8 8 . 6 1 %,  with   r elativ ely   lo p e r - ep o c h   tr ain in g   tim o f     1 2 7   s ec o n d s .   As  r esu lt,  k er n el  s ize  o f   3   is   s elec ted   f o r   im p lem en tatio n   in   th PDC NN   m o d el.   T o   o p tim iz e   p er f o r m an ce ,   d if f er en t l o s s   f u n ctio n s   ar ev alu ated ,   in clu d in g   b in ar y   cr o s s - en tr o p y ,   ca teg o r ical  cr o s s - en tr o p y ,   an d   m ea n   s q u ar ed   e r r o r .   T h m o d el  attain ed   its   h ig h est test   ac cu r ac y   o f   8 9 . 6 5 % wh en   u tili zin g   th ca teg o r ical   cr o s s - en tr o p y   lo s s   f u n ctio n .   C o n s eq u en tly ,   th is   lo s s   f u n ctio n   is   ch o s en   f o r   i n teg r a tio n   in to   th f in al   m o d el. Fu r th e r   ex p er im en tatio n   in v o lv ed   co m p ar in g   m a x - p o o lin g   a n d   av er a g p o o lin g   lay er s .   I is   f o u n d   th at   th m o d el  ac h iev e d   its   p e ak   p er f o r m an ce   with   th e   m ax - p o o lin g   lay e r ,   r esu ltin g   in   an   ac cu r ac y   o f   9 0 . 4 7 %.   Mo r eo v er ,   th o p tim izatio n   p r o ce s s   in clu d ed   test in g   f o u r   d is tin ct  o p tim izer s SGD,   Ad am ,   R MSp r o p ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         B o n e - N et:   a   p a r a llel d ee p   c o n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k - b a s ed   b o n e     ( Md .   Ha s a n   I ma m   B ijo y )   4701   Ad am ax ea ch   with   lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 1   a n d   b atch   s ize  o f   6 4 .   R em ar k ab l y ,   th h ig h est  test   ac cu r ac y   o f   9 2 . 8 9 % is   ac h iev e d   b y   ad am   o p tim izer ,   s u r p ass in g   all  p r e v io u s   tu n in g   ef f o r ts .     Af ter   m eticu lo u s   p ar am ete r   tu n in g   a n d   s elec tio n ,   th e   f in al  m o d el  s h o wca s ed   s atis f ac to r y   p er f o r m an ce .   Su b s eq u en tly ,   f in e - tu n in g   p ar am eter s   ar co n s id er ed   to   r ef in t h PDC N m o d el,   an d   th e   p er f o r m an ce   m etr ics  ar p r es en ted   in   T ab le  6 .   Fig u r 8   illu s tr ates  th ac cu r ac y   an d   lo s s   cu r v es  f o r   th e   PDC NN   m o d el,   d em o n s tr atin g   lack   o f   o v er f itti n g   o r   u n d e r f itti n g   d u r in g   tr ain in g s ee   F ig u r 8 ( a)   an d   Fig u r 8 ( b ) .   B o th   th e   tr ain in g   an d   v alid atio n   cu r v es  s m o o t h ly   c o n v er g e,   with   m in im al  d is p a r ity   b etwe en   t h em .   Fu r th er m o r e ,   th lo s s   cu r v es  s tead ily   d ec r ea s f r o m   th in i tial  to   th f in al  ep o ch ,   m ain t ain in g   s m all  g ap   th r o u g h o u t.  T h is   s tab ilit y   in   th co n v er g en ce   o f   ac cu r ac y   an d   lo s s   cu r v es  u n d er s co r es  th r o b u s tn ess   an d   ef f ec tiv en ess   o f   th d ev elo p e d   PDC NN  m o d el  in   b o n f r ac tu r d etec tio n .         T ab le  5 .   Per f o r m an ce   r esu lts   o f   f o u r   ca s o f   a b alatio n   s tu d ies   A b l a t i o n   S t u d y   C o n f i g u r a t i o n   P a r a me t e r   Ep o c h × T i me   Te st   A c c u r a c y   F i n d i n g   C h a n g i n g   k e r n e l   si z e   1   2   1 0 0 × 1 2 7   s   8 7 . 3 4 %   I mp r o v e d   2   3   1 0 0 × 1 2 7   s   8 8 . 6 1 %   I mp r o v e d   3   4   1 0 0 × 1 5 2   s   8 6 . 5 1 %   D r o p e d   4   5   1 0 0 × 1 6 3   s   8 2 . 4 7 %   D r o p e d   C h a n g i n g   t h e   l o ss   f u n c t i o n   1   B i n a r y   c r o ss - e n t r o p y   l o ss   1 0 0 × 1 2 4   s   8 7 . 1 9 %   D r o p e d   2   C a t e g o r i c a l   c r o ss - e n t r o p y   1 0 0 × 1 2 4   s   8 9 . 6 5 %   I mp r o v e d   3   M e a n   sq u a r e d   e r r o r   1 0 0 × 1 2 4   s   8 4 . 2 7 %   D r o p e d   C h a n g i n g   p o o l i n g   l a y e r   1   M a x   1 0 0 × 1 2 4   s   9 0 . 4 7 %   I mp r o v e d   2   A v e r a g e   1 0 0 × 1 2 4   s   8 8 . 1 4 %   D r o p e d   C h a n g i n g   o p t i m i z e r   1   S G D   1 0 0 × 1 2 4   s   8 8 . 3 1 %   D r o p   2   A d a m   1 0 0 × 1 2 4   s   9 2 . 8 9 %   H i g h e s t   3   R M S p r o p   1 0 0 × 1 2 4   s   9 1 . 5 6 %   D r o p e d   4   A d a ma x   1 0 0 × 1 2 4   s   9 0 . 4 7 %   D r o p e d       Tab le 6 .   P e rfo rm a n c e   m e tri c e s fo p ro p o se d   P DCN N m o d e l   M o d e l   A c c u r a c y   TPR   F N R   FPR   TN R   P r e c i s i o n   F 1   S c o r e   Er r o r   r a t e   P D C N N   9 2 . 8 9   9 1 . 8 0   8 . 2 0   5 . 8 4   9 4 . 1 6   9 4 . 8 6   9 3 . 3 1   7 . 1 1           ( a)   ( b )     Fig u r 8 .   T h ( a)   ac cu r ac y   g r a p h   an d   ( b )   lo s s   g r ap h   f o r   p r o p o s ed   PDC NN  m o d el       3. 3   Co m pera t iv e   a na ly s is   a nd   dis c us s io ns   I n   co m p ar is o n   with   p r e v io u s   s tu d ies  p r esen ted   i n   T ab le   7 ,   o u r   s tu d y   s u r p ass es  th p er f o r m a n ce   ac h iev ed   b y   ea r lier   wo r k s   in   b o n f r ac tu r r ec o g n itio n .   No ta b ly ,   o u r   p r o p o s ed   PDC NN  m o d el  o u tp er f o r m s   all  p r ev io u s ly   r e p o r ted   m eth o d s .   T h is   r em ar k ab le  ac h ie v em en t   u n d er s co r es  th ef f ec tiv en ess   an d   ad v a n ce m en t   o f   o u r   ap p r o ac h   in   ac cu r ately   d etec tin g   b o n e   f r ac tu r e s . T o   m ain tain   m eth o d o lo g ic al  co h er e n ce ,   we  in co r p o r ated   t h ca n n y   ed g d etec tio n   im ag p r ep r o ce s s in g   tech n iq u e   alo n g s id a u g m en ted   im ag es.   Ad d itio n ally ,   we  co n d u cted   r i g o r o u s   v alid atio n   o f   th p r o p o s ed   m o d el  th r o u g h   ab latio n   s tu d ies.  T h ese  ef f o r ts   co llectiv ely   co n tr i b u ted   to   s i g n if ican im p r o v em en ts   in   a cc u r ac y   r an g i n g   f r o m   1 . 8 9 %   to   1 7 . 8 9 %.  Su ch   s u b s tan tial  en h an ce m en ts   h ig h lig h th s u cc ess   o f   o u r   s tu d y   in   p u s h in g   th b o u n d a r ie s   o f   b o n f r ac t u r d etec tio n   ca p ab ilit ies.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.