I n d on e s i a n  Jo u r n al  of   E l e c t r i c al  E n g i n e e r i n g a n d  C om p u t e r  S c i e n c e   V ol .   4 3 , N o.   2 A u g us t   202 6 , pp.  595 ~ 60 6   I S S N :  2502 - 4752, D O I :  10.11591/ i j e e c s . v 4 3 .i 2 . pp 595 - 606           595     Jou r n al  h om e page ht t p: / / i j e e c s .i ae s c or e .c om   A f f i n e - i n var i a n t  f e at u r e  l e ar n i n g  f or  ac c u r at e   u l c e r  d e t e c t i on   i n   w i r e l e s s c ap s u l e  e n d osc o p y i m age s       S B h u va n e s w ar i 1 M . S u l t h an  I b r ah i m 2   1 D e pa r t m e n t   of   C o m put e r   S c i e n c e ,   M a dur a i   K a m a r a j   U n i ve r s i t y,   M a dur a i ,   I n di a   2 D e pa r t m e n t   of   C o m put e r   S c i e n c e ,   G ove r nm e n t   A r t s   a nd   S c i e n c e   C ol l e g e ,   M a dur a i ,   I n di a       A r t i c l e  I n f o     A B S T R A C T   A r t i c l e  h i s t o r y :   R e c e i v e d   S e p 27, 2024   R e v i s e d   M a y  28, 2026   A c c e pt e J ul  23, 2026     Ul c e r s   a r e   l e s i o n s   th a d e v e l o p   i n   th e   l i n i n g   o f   th e   g a s tr o i n tes ti n a l   ( GI )   tr a c t,   p a r ti c u l a r l y   i n   th e   s to m a c h   a n d   s m a l i n tes ti n e ,   a n d   m a y   l e a d   to   s e v e r e   c o m p l i c a t i o n s   s u c h   a s   C r o h n s   d i s e a s e   a n d   u l c e r a ti v e   c o li t i s   if   n o t     d e tec ted   a a n   e a r l y   s tag e .   C o n v e n ti o n a l   e n d o s c o p i c   p r o c e d u r e s   a r e   o f ten   u n c o m f o r tab l e   f o r   p a t i e n ts   a n d   m a y   p r o v i d e   li m i ted   v i s u a li z a t i o n   o f   th e   e n ti r e   s m a ll   i n tes ti n e .   W ir e l e s s   c a p s u l e   e n d o s c o p y   ( W C E )   h a s   e m e r g e d   a s   a   n o n - i n v a s i v e   a l ter n a t i v e   f o r   c o m p r e h e n s i v e   GI   tr a c e x a m i n a ti o n h o we v e r ,   a u to m a ted   u l c e r   d e te c ti o n   f r o m   W C E   i m a g e s   r e m a i n s   c h a ll e n g i n g   d u e   to   i m a g e   n o i s e ,   c o m p l e x   ti s s u e   s tr u c tu r e s ,   a n d   c o m p u tati o n a l   r e q u i r e m e n ts .     T o   a d d r e s s   th e s e   i s s u e s ,   th i s   p a p e r   p r o p o s e s   a   C a m a r g o s   I n d e x i v e   Ku wa h a r a   f il te r i n g - b a s e d   a f f i n e - i n v a r i a n s li c e d   r e g r e s s i o n   ( C I KF - AI S R )   f r a m e wo r k   f o r   a c c u r a te  a n d   e f f i c i e n u l c e r   d e tec t i o n .   T h e   p r o p o s e d   f r a m e wo r k   c o n s i s ts   o f   i m a g e   a c q u i s i t i o n ,   p r e p r o c e s s i n g ,   s e g m e n tati o n ,     a n d   f e a tu r e   e x tr a c t i o n   s tag e s .   Ad a p ti v e   C I KF  i s   e m p l o y e d   to   s u p p r e s s   n o i s e   wh i le  p r e s e r v i n g   e d g e   i n f o r m a ti o n .   S u b s e q u e n tl y ,   Vo n   Ne u m a n n   l o c a li ty   s e g m e n tati o n   c o m b i n e d   wi th   th e   C a n b e r r a   d i s tan c e   m e a s u r e   i s   u t i li z e d   to   i d e n ti f y   r e g i o n s   o f   i n ter e s t   ( R OI s ) .   F i n a ll y ,   a f f i n e - i n v a r i a n s a li e n c y   s li c e d   r e g r e s s i o n   e x tr a c ts   d i s c r i m i n a t i v e   s h a p e ,   c o l o r ,   a n d   tex tu r e   f e a tu r e s   f o r   u l c e r   d e tec ti o n .   E x p e r i m e n tal  e v a l u a ti o n   o n   th e   Hy p e r - Kv a s i r   d a tas e d e m o n s tr a tes   t h a th e   p r o p o s e d   m e t h o d   a c h i e v e s   h i g h e r   u l c e r   d e tec ti o n   a c c u r a c y ,   i m p r o v e d   p r e c i s i o n ,   e n h a n c e d   p e a k   s i g n a l - to - n o i s e   r a t i o   ( P S NR ) a n d   l o we r   d e tec ti o n   ti m e   c o m p a r e d   wi th   e x i s ti n g   d e e p   C NN   a n d   VA E - GAN  a p p r o a c h e s .   T h e s e   r e s u l ts   c o n f i r m   th e   e f f e c ti v e n e s s   o f   th e   p r o p o s e d   f r a m e wo r k   f o r   c o m p u ter - a i d e d   GI   d iag n o s i s .   K e y w or d s :   A da pt i v e  c a m a r a g o s  i nde xi v e   A f f i ne  i n v a r i a nt     F i l t e r i ng  t e c hni que   R e g r e s s i on   U l c e r  de t e c t i on   V onne u m a nn l oc a l i t y   W i r e l e s s  c a ps ul e  e ndos pc opy   T h i s   i s   a n   o p e n   a c c e s s   a r ti c l e   u n d e r   th e   C C   B Y - SA   l i c e n s e .     C or r e s pon di n g A u t h or :   S.   B huv a ne s w a r i   D e pa r t m e nt  of  C o m put e r  S c i e nc e ,   M a dur a i  K a m a r a j   U ni v e r s i t y   M a dur a i , I ndi a   E m a i l :   bhu v a e s w a r i .s @ c pa c ol l e g e .or g       1.   I N T R O D U C T I O N   G a s t r oi nt e s t i na l   ( G I )   di s e a s e s   a r e   a m on g   t he   m os t   pr e v a l e nt   he a l t di s or de r s   w or l d w i de   a n d   c ont i nue   t po s e   s i g ni f i c a nt   c ha l l e ng e s   t he a l t hc a r e   s y s t e m s A m on g   t he s e   di s or de r s ul c e r s   a r e   c o m m on   l e s i ons   t ha t   de v e l op  i t he   l i ni ng   of   t he   s t o m a c h,   s m a l l   i nt e s t i ne or   ot he r   r e g i ons   of   t h e   GI   t r a c t I f   l e f t   unt r e a t e d,  ul c e r s   m a y   pr o g r e s s   t s e v e r e   c o m pl i c a t i ons i nc l udi ng   GI   bl e e di ng C r o hn s   di s e a s e a nd   ul c e r a t i v e   c ol i t i s C on s e que nt l y e a r l y   a nd  a c c ur a t e   ul c e r   de t e c t i on  i s   e s s e nt i a l   f or   t i m e l y   c l i ni c a l   i nt e r v e nt i on   a nd e f f e c t i v e  di s e a s e   m a na ge m e nt .   R e c e nt   a d v a nc e s   i m e di c a l   i m a g i n g   t e c hnol og i e s   ha v e   s ubs t a nt i a l l y   i m pr o v e d   t he   di a g no s i s   of   GI   di s or de r s A m on g   t he   a v a i l a bl e   di a g nos t i c   m oda l i t i e s w i r e l e s s   c a ps ul e   e ndos c opy   ( W C E )   ha s   e m e r ge a s   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2502 - 4752   I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p   S c i V ol 4 3 , N o.  2 ,   A ug us t   20 2 6 :   595 - 606   596   v a l ua bl e   a nd  m i ni m a l l y   i n v a s i v e   t e c hni que   f or   v i s ua l i z i ng   t he   e nt i r e   GI   t r a c t pa r t i c ul a r l y   r e g i ons   t ha t   a r e   di f f i c ul t   t a c c e s s   us i ng   c on v e nt i ona l   e ndos c opy W C E   s y s t e m s   c a pt ur e   t hous a nds   of   hi g h - r e s ol ut i on  i m a g e s   dur i ng   a   s i ng l e   e xa m i na t i on,  pr o v i di ng   c o m pr e he ns i v e   i n f or m a t i on  f or   de t e c t i ng   ul c e r s   a nd  ot he r   GI   a bnor m a l i t i e s H o w e v e r t he   l a r ge   v ol u m e   of   ge ne r a t e i m a g e s   m a k e s   m a nua l   e xa m i na t i on  l a bor - i nt e ns i v e ,   t i m e - c ons u m i n g , a nd s us c e pt i bl e  t o obs e r v e r   v a r i a bi l i t y A s   a  r e s ul t , a ut om a t e d ul c e r  de t e c t i on s y s t e m s  ba s e d   on m a c hi ne  l e a r ni n g  ( M L )  a nd de e p l e a r ni ng  ( D L )  ha v e  r e c e i v e d c ons i de r a bl e   a t t e nt i on f r om  r e s e a r c he r s .   S e v e r a l   s t udi e s   ha v e   e xpl or e M L -   a nd  D L - ba s e a ppr oa c he s   f or   ul c e r   de t e c t i on  a nd  GI   di s e a s e   di a g nos i s . D e e c onv ol ut i o na l  ne ur a l  ne t w or k s  ( C N N s )  w e r e  e m pl oy e d i n [ 1]  t o e nha nc e  t he   v i s i bi l i t y  of  W C E   i m a g e s   a nd  i m pr o v e   ul c e r   de t e c t i o pe r f or m a nc e A l t houg i m pr o v e c ont r a s t   a nd  e dg e   r e pr e s e nt a t i on  w e r e   a c hi e v e d,  i m a ge   noi s e   a m pl i f i c a t i on  r e m a i ne a   c ha l l e ng e A i nt e g r a t e v a r i a t i ona l   a u t oe nc ode r - g e ne r a t i v e   a d v e r s a r i a l   ne t w o r ( V A E - G A N )   f r a m e w or w a s   pr opo s e i [ 2]   f or   ul c e r   de t e c t i on;   how e v e r a c c ur a t e   s e gm e nt a t i on  of   r e g i ons   of   i nt e r e s t   ( R O I s )   r e m a i ne di f f i c ul t .   C N N - ba s e m ode l s   w e r e   a l s i n t r oduc e d   f or   ul c e r   a nd   e r os i o c l a s s i f i c a t i o i c a p s u l e   e ndos c opy   i m a ge s   [ 3] w hi l e   DL   a ppr oa c he s   f or   e ndos c op i c   i m a ge   c a t e g or i z a t i on  w e r e   i n v e s t i g a t e i [ 4] H y br i a r c hi t e c t ur e s   s uc a s   C N N - F F N N   a nd  C N N X G B oos t   w e r e   de v e l ope i n   [ 5]   f or   GI   di s e a s e   di a g nos i s b ut   t he y   e xhi bi t e d   l i m i t a t i on s   i a c hi e v i ng   hi g a c c ur a c y   w i t l ow   c om put a t i ona l   c o s t .   S i m i l a r l y t hr e e - di m e ns i ona l   C N N s   [ 6] ML   a l g or i t hm s   f or   c a ps ul e   e ndos c opy   i m a ge   c a t e g or i z a t i on  [ 7] a nd  f ul l y   a ut om a t e DL   f r a m e w or ks   [ 8]   de m ons t r a t e pr om i s i ng   pe r f or m a nc e   but   s uf f e r e d   f r om  i s s ue s  r e l a t e d t o c om put a t i o na l  c om pl e xi t y , s e g m e nt a t i on a c c ur a c y , or  f e a t ur e  ut i l i z a t i o n.   A ddi t i ona l   s t udi e s   ha v e   i n v e s t i g a t e a ut om a t e G I   di s e a s e   de t e c t i on us i ng   m ul t i - m e t hod  s y s t e m s   [ 9] ,   m ul t i - br a nc h C N N  a r c hi t e c t ur e s  [ 10] , a n d C N N - ba s e d di s e a s e  c l a s s i f i c a t i on m ode l s  [ 11] . D L   f r a m e w or ks  s uc a s   R e s N e t 50  [ 12] a r t i f i c i a l   i nt e l l i g e nc e - ba s e pr e di c t i o s y s t e m s   [ 13] a n c l a s s - ba l a nc e hi g h - r e s ol u t i on  ne t w or ks   [ 14]  ha v e   a l s be e e xpl or e f or   ul c e r a t i v e   c ol i t i s   a s s e s s m e nt   a nd  r e l a t e G I   di s or de r s . F ur t he r m or e ,   m ul t i c e nt e r   de e l e a r ni ng   m ode l s   f or   e ndos c op i c   s e v e r i t y   g r a di ng   [ 15] a ut om a t e di s e a s e   a c t i v i t y   a s s e s s m e nt   [ 16] hy br i d   f e a t ur e   f us i on   f r a m e w or ks   [ 17] M a y e nd os c op i c   s c or e   pr e di c t i on   m ode l s   [ 18] [ 19] ,   de e ne ur a l   ne t w or k - ba s e e ndo s c opi c   e v a l ua t i on   [ 20] ,   i n t e r pr e t a bl e   de e l e a r n i ng   a ppr oa c he s   f or   i nf l a m m a t or y   bow e l   di s e a s e   c l a s s i f i c a t i on  [ 21] c om put e r   v i s i on  s y s t e m s   f or   e ndos c opi c   di s e a s e   qua nt i f i c a t i on  [ 22] ne ur a l   ne t w or k - ba s e c e nt r a l   r e a di ng   s y s t e m s   [ 23] a nd  s e v e r a l   de e C N N   a nd  pa t h ol og y - s e ns i t i v e   a r c hi t e c t ur e s   f or   g a s t r oi nt e s t i na l   a bn or m a l i t y   de t e c t i on   [ 24] [ 3 0]   ha v e   be e pr opos e d D e s pi t e   t he i r   e nc our a g i ng   r e s ul t s ,   m a n of   t he s e   a p pr oa c he s   r e qu i r e   e xt e ns i v e   c o m put a t i ona l   r e s our c e s r e l y   he a v i l y   on  l a r g e   a nnot a t e da t a s e t s or   e xhi bi t  l i m i t a t i on s  i n i m a g e  e nha nc e m e nt , R O I  e xt r a c t i on , a nd e f f i c i e nt  f e a t ur e  r e pr e s e n t a t i o n.   A   c a r e f ul   a n a l y s i s   of   t he   e xi s t i ng   l i t e r a t ur e   r e v e a l s   s e v e r a l   i m por t a nt   r e s e a r c c ha l l e ng e s .     F i r s t W C E   i m a g e s   a r e   of t e a f f e c t e b y   noi s e   a nd  i l l u m i na t i on  v a r i a t i ons   t ha t   de gr a de   i m a g e   qu a l i t y   a n d   r e duc e   di a g nos t i c   r e l i a bi l i t y S e c ond,  m a n y   e xi s t i ng   a ppr oa c he s   f oc us   pr i m a r i l on  c l a s s i f i c a t i on   pe r f or m a nc e   w hi l e   o v e r l ooki ng   r obus t   pr e pr oc e s s i ng   m e c ha ni s m s   t ha t   pr e s e r v e   di a g nos t i c a l l y   s i g ni f i c a nt   i m a g e   s t r uc t ur e s T hi r d,  i na c c ur a t e   s e gm e nt a t i on  of   ul c e r - r e l a t e r e g i ons   m a y   i nt r oduc e   i r r e l e v a n t   i nf or m a t i on  i nt t he   a na l y s i s   pr oc e s s t he r e b y   i nc r e a s i n g   c o m put a t i ona l   c o m pl e xi t y   a nd  r e duc i ng   de t e c t i on   pe r f or m a nc e F i na l l y DL - b a s e m e t hods   of t e r e qui r e   s ubs t a nt i a l   c om put a t i ona l   r e s our c e s   a nd  l a r g e   t r a i ni n da t a s e t s , l i m i t i ng  t he i r  a ppl i c a bi l i t y  i n pr a c t i c a l  c l i ni c a l  e n v i r on m e nt s .   M ot i v a t e b y   t he s e   l i m i t a t i ons t hi s   pa pe r   pr opos e s   a   C a m a r g o s   I nde xi v e   K u w a ha r a   f i l t e r i ng - ba s e d   a f f i ne - i n v a r i a nt   s l i c e r e g r e s s i on  ( C I K F - A I S R )   f r a m e w or f or   ul c e r   de t e c t i on  us i ng   W C E   i m a g e s T h e   pr opos e f r a m e w o r i nt e g r a t e s   a d a pt i v e   i m a g e   pr e pr o c e s s i ng e f f i c i e nt   R O I   e xt r a c t i on,  a nd  di s c r i m i na t i v e   f e a t ur e   a na l y s i s   w i t hi a   uni f i e de t e c t i on  pi pe l i ne I ni t i a l l y a da pt i v e   C I K F   i s   e m pl o y e d   t s uppr e s s   n oi s e   w hi l e   pr e s e r v i n g   e d g e   i nf or m a t i on  a nd  i m pr o v i ng  i m a g e   qu a l i t y S ubs e que nt l y V on  N e u m a nn  l oc a l i t s e gm e nt a t i on  c o m bi ne w i t t he   C a nbe r r a   di s t a nc e   m e a s ur e   i s   ut i l i z e t a c c ur a t e l y   i de nt i f y   a nd  e xt r a c t   ul c e r - r e l a t e R O I s F i n a l l y a f f i ne - i nv a r i a nt   s a l i e nc y   s l i c e r e g r e s s i on  i s   a ppl i e d   t e x t r a c t   s i g ni f i c a nt   s ha pe c ol or a nd  t e xt ur e   f e a t ur e s   t ha t   f a c i l i t a t e   a c c ur a t e   ul c e r   de t e c t i on.  T hr ou g t he   i nt e g r a t i on  of   t he s e   c o m pone nt s t he   pr opos e C I K F - A I S R   f r a m e w or a i m s   t i m pr o v e   p e a s i g na l - to - noi s e   r a t i o   ( P S N R ) e nha nc e   ul c e r   d e t e c t i on  a c c ur a c y   a nd  pr e c i s i on,  a nd  r e duc e   c o m put a t i ona l   t i m e   c o m p a r e w i t e xi s t i ng  a ppr oa c he s E xpe r i m e nt a l   e v a l ua t i ons   c onduc t e on  t he   H y pe r - K v a s i r   da t a s e t   d e m ons t r a t e   t he   e f f e c t i v e n e s s   of  t he  pr opos e m e t hod f or  c o m put e r - a i de GI   di s e a s e  di a g nos i s .       2.   P R O P O S E D   M E T H O D   U l c e r   di s e a s e s   a r e   a   m a j or   he a l t c onc e r n,  a f f e c t i n g   m a n y   pe opl e s   w or l d w i de T he s e   a r e   c ha r a c t e r i z e b y   l e s i ons   t ha t   de v e l op  on  t he   i ns i de   l a y e r   o f   s t o m a c h,  s m a l l   i nt e s t i ne or   ot he r   a r e a s   of   t he   GI   a r e a A   c o m m on  s ym pt o m   of   ul c e r   di s e a s e s   i nc l ude s   a a bdo m i na l   pa i n,  i ndi g e s t i on,  na us e a a nd  v o m i t i ng.   D e t e c t i ng   ul c e r   di s e a s e s   a t   a e a r l s t a ge   i s   c r uc i a l   f or   e f f e c t i v e   m a n a ge m e nt   a nd  t r e a t m e nt .   U l c e r   de t e c t i on  i m pr o v e d   us i ng   W C E   i m a g e s   of   G I   t r a c t .   C I K F - A I S R   de v e l ope d.  I t   c a pt ur e s   G I   t r a c t   i m a g e s   t v i s ua l i z e   a n   a ppa r e nt   v i e w  o f  i t s  i nt e r na l  pa r t s  of  t he  hu m a n body t ha n   t he   c on v e nt i ona l  e ndos c opy  t e c h ni que s . W C E  a l s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p S c i     I S S N :   2502 - 4752       A f f i ne - i nv ar i an t  f e at ur e  l e ar n i ng f o r  ac c ur at e  ul c e r   d e t e c t i on i n w i r e l e s s  c aps u l e     ( S. B hu v ane s w ar i )   597   of f e r s   a   l e s s   pe r s i s t e nt   a nd  m or e   c o m f or t a bl e   a l t e r na t i v e   f or   pa t i e nt s   t ha t he   t r a di t i ona l   e ndos c opy .     T he   s m a l l   c a ps ul e w hi c c ont a i ns   m i ni a t ur e   c a m e r a ha s   i ng e s t e v i a   pa t i e nt   a s   w e l l   a s   t r a ns m i t s   i m a g e be c a us e   i t   pa s s e s   dur i ng   di g e s t i v e   s y s t e m C on v e nt i ona l l y ul c e r   de t e c t i on  us i ng   m a c hi ne   a s   w e l l   a s D L   a l g or i t h m s   ha s   be e de v e l ope i e a r l y   de t e c t i on  a nd  t r e a t m e nt H o w e v e r a c hi e v i ng   a c c ur a t e   ul c e r   de t e c t i on   w i t l e s s e r   t i m e   c o m pl e xi t y   f a c e s   m a j or   c ha l l e nge s C I K F - A I S R   m e t hod  f or   i m pr o v i ng   t he   ul c e r   de t e c t i on   a c c ur a c y   w i t m i ni m a l  t i m e  a nd hi g he r  pe a k t o s i g na l  t o noi s e  r a t i o .   A r c hi t e c t ur e   di a g r a m   of   pr opos e C I K F - A I S R   t e c hni que   f or   a c c ur a t e   de t e c t i on  of   u l c e r   de t e c t i on  w i t h W C E  i m a g e s  d e m ons t r a t e d i n F i g ur e  1.  T he  pr opos e d ul c e r  de t e c t i on  m e t hod i n v ol v e s  f our  f unda m e nt a l   s t e ps   na m e l y   i m a ge   a c qui s i t i on,  pr e pr oc e s s i ng s e gm e nt a t i on  a nd  f e a t ur e   e xt r a c t i on.  T he s e   f unda m e nt a l   pr oc e s s e s  of  t he  pr opos e d C I K F - A I S R  t e c hni que  a r e  e xpl a i ne d br i e f l y  i n t he  f ol l ow i n g  s ubs e c t i ons .           F i g ur e  1 .   B l oc k di a g r a m  o f  pr opos e d C I K F - A I S R       2.1.   i m age  ac q u i s i t i o n   I t   ha s   pr oc e dur e   of   c ol l e c t i n g   t he   W C E   i m a g e   a s   of H y pe r - K v a s i r   da t a s e t I t   ha s   w i de l   unc onf i ne G I   t r a c t   i m a g e   da t a s e t   f or   ul c e r   de t e c t i on.  I t   ha s s e pa r a t e dt o   f our   s e pa r a t e   e l e m e nt s   s uc a s   L a b e l e i m a g e   d a t a unl a be l e i m a g e   d a t a s e gm e nt e i m a g e   da t a a s   w e l l   a s   a nnot a t e v i de da t a .     A m ong s t   t he s e   pa r t s l a be l e i m a g e s   e m pl o y e t e s t i m a t e   e xp e r i m e nt a l F r o m   t he   l a be l e i m a g e s ul c e r   W C E  i m a ge s  g a t he r e d t o f i nd di s e a s e .     2 .2   p r e p r oc e s s i n   P r e pr oc e s s i ng   i s   a   f unda m e nt a l   s t e t a c hi e v e   hi g he r   W C E   i m a g e   qua l i t y   f o r   f ur t he r   a na l y s i s P r opos e t e c hni que   ut i l i z e s   a da pt i v e   C I K F   f or   i m a g e   de noi s i ng   t i m pr o v e   i m a g e   q ua l i t y C I K F   i s   a     non - l i ne a r   s m oot hi ng   f i l t e r   us e f or   a da pt i v e   noi s e   r e duc t i on  i n   W C E   i m a g e s P r opos e f i l t e r   i s   a bl e   t a ppl y   s m oot hi ng  on W C E  i m a g e s   w hi l e  pr e s e r v i n g  t he  e d g e s  a l s o.   F i g ur e  2 i l l us t r a t e s  bl oc k di a g r a m  of   a da pt i v e   C I K F   f or  i m a g e  noi s e  a r t i f a c t s  r e m o v a l  i g i v e W C E   i m a g e L e t   us   c ons i de r   num be r   of   i nput s   W C E   i m a g e   de not e a s    1 ,  2 ,  3 , ,    t a ke f r om   da t a s e t F or   e a c i nput   i m a g e s pi xe l s   a r e   e xt r a c t e a nd  i t   r e pr e s e nt e by 1 , 2 , 3 , , P i xe l s   a r e or g a ni z e b y   f i l t e r i ng  w i ndow  s i z e I t   m e a s ur e d a s ,     = 2 + 1   ( 1)     w he r e f i l t e r i n g   w i ndow   s i z e   d e not e a s     de not e s   a   r a di us   of   f i l t e r T he f our   s qua r e   qu a dr a nt s   w i t s i z e   ( + 1 ) ( + 1 )   i s   u s e t o   a r r a ng e   t he   pi xe l s   i n   t he   f or m   of   r o w     a nd  c ol um w he r e ( 1 )   a nd,   ( 1 ) .   F i r s t , num be r s  of  pi xe l s  a r e di v i de d i nt o f our  s qua r e  qua dr a nt s  a s   g i v e n be l ow ,     =   [ ( , + ) ( , + ) ]   ( 2)     w he r e   de not e s   a   s qua r e   qua dr a nt i nput   pi xe l s   of   i m a g e s     pa r t i t i one f our   s q ua r e   qua dr a nt s   s uc a s     + ,   a nd  +   r e s pe c t i v e l y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2502 - 4752   I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p   S c i V ol 4 3 , N o.  2 ,   A ug us t   20 2 6 :   595 - 606   598   T he s e   f our - s qua r e   qua dr a nt s  a r e  e xpr e s s e d a s  f ol l ow s ,     1 = ( , ) ( , )   ( 3)     2 = ( , ) ( , + )   ( 4)     3 = ( , + ) ( , )   ( 5)     4 = ( , + ) ( , + )   ( 6)           F i g ur e  2 .   F l ow  pr oc e s s  of   a da pt i v e  C a m a r g o s  i nde xi v e   K u w a h a r a  f i l t e r i n g  t e c hni que       T he  l a y out  of  a   5 5   K u w a ha r a  ke r n e l  w i t h f our  s qua r e  qua dr a nt s  i s  s how n be l ow   F i g ur e   i l l us t r a t e s   t he   pi xe l   a r r a n g e m e nt   or   l a y out   of   i 5 5   K u w a ha r a   ke r ne l   w i n dow   A t   a s c e ndi ng   o r de r pi xe l s   pos i t i one d.  F i l t e r i ng   w i ndow   i s   pa r t i t i one i nt f our   qua dr a nt s   1 2 3 ,   a nd  4 A s  s how n i F i g ur e  3,     i ndi c a t e s  c e nt e r  pi xe l s  of  ke r ne l  w i ndo w           F i g ur e  3 .   L a y out  of  a   5 5   K u w a h a r a  f i l t e r  ke r ne l     F or  e a c h qua dr a nt   , t he   m e a n ( )  a nd de v i a t i on ( )  i s  c a l c ul a t e d.  T he c o m put e  t he   m e a f or   e a c h   qua dr a nt  i s  c om put e d a s  f ol l o w s ,     ( ) = 1   ( )   = 1 = 1   ( 7)     w he r e ( )   de not e s   a   m e a of   pi xe l s   = 1 = 1   de not e s   a   s um   of   a l l   t he   pi xe l   v a l ue   i t he   pa r t i c ul a r   qua dr a nt , nu m be r  of  pi xe l s  de not e a s     ( )   a t  pa r t i c ul a r  qua dr a nt .   C e nt e r  pi xe l s      i s  c o m put e de pe nde d   on m e a v a l ue  f ol l ow s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p S c i     I S S N :   2502 - 4752       A f f i ne - i nv ar i an t  f e at ur e  l e ar n i ng f o r  ac c ur at e  ul c e r   d e t e c t i on i n w i r e l e s s  c aps u l e     ( S. B hu v ane s w ar i )   599    = 1 4 ( ) 4 = 1     ( 8)     w he r e ( )   de not e s   a   m e a of   a l l   f our   qua dr a nt s A f t e r   t ha t t he   de v i a t i on  i s   c om put e f or   e a c qua dr a nt   ba s e on  t he   a bov e   e s t i m a t e m e a n   v a l ue   b y   a ppl y i ng   a   C a m a r g o s   i nde x.  T he   C a m a r g o s   i nde i s   a   qua l i t a t i v e   m e t hod  t m e a s ur e   t he   de pe nd e nc y   be t w e e pi xe l   v a l ue s   a nd  t he   m e a of   p a r t i c ul a r   qua dr a nt .     T he   C a m a r g o s  i nde f unc t i on i s  f or m ul a t e d a s  f ol l ow s ,      ( ) = 1 |   ( ) |   ( ) = 1 = 1   ( 9)     w he r e  ( )   i n di c a t e s   a n   o ut p ut   C a m a r g o s   i n de x   f u nc t i on   f or   pa r t i c u l a r   qua dr a nt ,       de no t e s   a   pi x e l   v a l ue   i n t he  pa r t i c ul a r  q ua dr a n t ,   ( )   i n di c a t e s  m e a n of  pi xe l s   i t he  pa r t i c ul a r   qua dr a nt   ( )   i ndi c a t e s  a  n u m be r  o f   pi xe l s F r om   t he   a na l y s i s t he   i nde f unc t i on  pr ov i de s   t he   o ut p ut   r a ng e s   f r om   t he   t 1.  A f t e r   t ha t m i n i m u m   de v i a t i on a m ong  t he  f o ur  q ua dr a nt s  i s   i de nt i f i e dt hr oug hi g he r  ou t p ut  r a ng e s  o f   C a m a r g o s  i n de x f u nc t i o n.     = {   ,  ( ) > ,  ( ) <   ( 10)     W he r e   de not e s   a   f i l t e r e out put ,   m i n   de not e s   a   m i ni m u m   d e v i a t i on,   m a x   de not e s   a   m a xi m u m   de v i a t i on    de not e s   a   t hr e s hol d,   ( )   i ndi c a t e s   a   out put   C a m a r g o s   i nde f unc t i on.  F r o m   t h e   a na l y s i s   t he   pi xe l s   w i t m i ni m u m   de v i a t i on  f r o m   t he   m e a pi xe l s   a r e   c a l l e nor m a l   pi xe l s O t he r w i s e t he   pi xe l s   w i t m a xi m u m   d e v i a t i on  f r o m   t he   m e a a r e   c a l l e noi s e   pi xe l s T he   noi s e   pi xe l s   a r e   t he r e m o v e f r o m   t he   f i l t e r i ng   w i ndo w   t hr oug r e pl a c i n g   a v e r a ge   of   no r m a l   pi xe l s   w i t hi r e s pe c t i v e   qua dr a n t T hi s   de noi s i ng   pr oc e s s  e f f e c t i v e l y  r e du c e s  M S E   a s  w e l l  a s e nha nc e s   P S N R  r e s ul t i ng  i n e nha nc e d i m a g e  qu a l i t y .   A l g or i t h m   de s c r i be s   t he   v a r i ous   s t e ps   i nv ol v e i e nha nc i n g   i m a ge   qua l i t y   b y   f i l t e r i ng   out   noi s e   pi xe l s . F i na l l y , t he  qua l i t y - e nha nc e d i m a ge  i s  obt a i ne d w i t h l e s s e r  M S E  a s  w e l l  a s  hi g he r  P S N R .     A l g or i t h m  1 .   A d a pt i v e  C a m a r g o s  i nde xi v e   K u w a ha r a  f i l t e r i ng  t e c hni que   I n p u t :   i m a g e   d a t a b a s e ,   N u m b e r   o f   i n p u t   W C E   i m a g e    1 ,  2 ,  3 , .    O u t p u t :     P r e p r o c e s s e d   i m a g e s   B e g i n     S t e p   1 :     C o l l e c t   n u m b e r   o f   i n p u t   W C E   i m a g e    1 ,  2 ,  3 , .    f r o m   d a t a s t   S t e p   2 :         F o r   e a c h   i n p u t   i m a g e      S t e p   3 :               E x t r a c t   t h e   n u m b e r   o f   p i x e l s     1 , 2 , 3 , .   S t e p   4 :               O r g a n i z e   t h e   p i x e l s   i n   f i l t e r i n g   w i n d o w   i n   a s c e n d i n g   o r d e r   S t e p   5 :       D i v i d e   t h e   i m a g e   p i x e l s   i n t o   f o u r   q u a d r a n t s   u s i n g   ( 3 )   ( 4 )   ( 5 )   ( 6 )     S t e p   6 :                 F o r   e a c h   q u a d r a n t     S t e p   7 :                             C o m p u t e   m e a n   u s i n g   ( 7 )     S t e p   8 :                             D e f i n e   c e n t e r   p i x e l   v a l u e      u s i n g   ( 8 )     S t e p   9 :                       C o m p u t e   t h e   d e v i a t i o n   u s i n g   C a m a r g o s   i n d e x   ( 9 )           S t e p   1 0 :             i f (  ( ) > )     t h e n   S t e p   1 1 :                       R e t u r n s   m i n i m u m   d e v i a t i o n   b e t w e e n   t h e   p i x e l s   a n d   m e a n     S t e p   1 2 :                   e l s e   S t e p   1 3 :     R e t u r n s   m a x i m u m   d e v i a t i o n   b e t w e e n   t h e   p i x e l s   a n d   m e a n     S t e p   1 4 :     e n d   i f   S t e p   1 5 :           S e l e c t   m i n i m u m   d e v i a t i o n   p i x e l s   a n d   r e m o v e   m a x i m u m   d e v i a t i o n   p i x e l s   S t e p   1 6 :           R e p l a c e   n o i s y   p i x e l s   w i t h   m e a n   v a l u e   o f   n o r m a l   p i x e l   S t e p   1 7 :   E n d   f o r   S t e p   1 8 :   E n d   f o r   S t e p   1 9 :   R e t u r n   ( q u a l i t y   e n h a n c e d   i m a g e )       End     2 .3   V on  N e u m an n   l oc al i t y I m age  s e g m e n t at i on   A f t e r   t he   i m a ge   pr e p r oc e s s i ng t he   C I K F - A I S R   t e c hni que   pe r f or m s   t he   s e gm e nt a t i on  t pa r t i t i on  i m a g e   t s e v e r a l   s e gm e nt s   de pe nde on  c e r t a i pi xe l   i nt e ns i t y   c ha r a c t e r i s t i c s T he   C I K F - A I S R   t e c hni que   ut i l i z e s   t he   V on  N e um a nn  l oc a l i t y   s e gm e nt a t i on  m e t hod  i s   e m pl o y e t s e gm e nt   t he   i m a ge   i nt di f f e r e nt   r e g i ons   a nd   e xt r a c t   t he   R O I   w i t C a nbe r r a   di s t a nc e   m e a s ur e   be t w e e n   t he   i m a ge   pi xe l s T he   V on  N e u m a nn   l oc a l i t y   s e gm e nt a t i on  i s   a   c onc e pt   us e i i m a ge   pr oc e s s i ng   t de f i ne   s e t   of   s pa t i a l   r e l a t i on s hi be t w e e a   s e t   of   ne i g hbor i n g   pi xe l s I t   de f i ne s   t he   c onne c t i v i t y   of   pi xe l s   i i m a g e   p r oc e s s i ng  t a s ks T hi s   l oc a l i t s e gm e nt a t i on i s  us e d t o de f i ne  t he  not i on of  4 - c onne c t e d pi xe l s  s ur r oundi ng  a  c e nt r a l  pi xe l .   F i g ur e   de pi c t s   a   4 - c onne c t e ne i g hbor hood  pi xe l s   m e t hod  or   V on  N e um a nn  pi xe l s   c on ne c t i v i t y.   F i r s t t he   s t a r t i ng   poi n t   i s   m a r ke w i t a   c e nt r a l   pi xe l   l oc a t e i t w o - di m e ns i ona l   s pa c e   ( , ) .     T he  ne i g hbor hood c onne c t i v i t y  i s   m e a s ur e d us i ng  C a nbe r r a  di s t a nc e   m e a s ur e  be t w e e n t he  p i xe l s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2502 - 4752   I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p   S c i V ol 4 3 , N o.  2 ,   A ug us t   20 2 6 :   595 - 606   600       F i g ur e  4. V on N e u m a nn pi xe l s  c onne c t i v i t y       = {  ( , ,    ) }   ( 11)      = {     1 , + 1 , , 1 , + 1 }       ( 12)      ( , ,    ) = ( ,  ) | , | + |  |   ( 13)     W he r e   de not e s   a   c onne c t i v i t y   be t w e e t he   pi xe l   i nt e ns i t y ,   a r g   de not e s   a   a r g u m e nt   o f   m i ni m u m   f un c t i on,      de not e s   a   C a nbe r r a   di s t a nc e   be t w e e t he   t w pi xe l s   ,   a nd   ,   de not e s   a   c e nt e r   pi xe l s   i nt e ns i t y    de not e s   f our   a not he r   pi xe l s   i nt e ns i t y | , |   de not e s   a bs ol ut e   v a l ue   of   c e nt e r   pi xe l s   i nt e ns i t y | , |   de not e s   a bs ol ut e   v a l ue   of   a not he r   pi xe l s   i nt e ns i t y T he r e f or e ,   t he   m i ni m u m   di s t a nc e   be t w e e pi xe l   i nt e ns i t i e s   i s   c ons i de r e a dj a c e nc y   or   ne i g hbor hood,  f a c i l i t a t i ng   t he   c onne c t i on  of   s i m i l a r   r e g i ons T hi s   a ppr oa c i s   ut i l i z e i i m a g e   s e gm e nt a t i on,  w h e r e   r e g i ons   w i t s i m i l a r   pi xe l   i nt e ns i t i e s   a r e   g r oupe d t o g e t he r . S ubs e que nt l y R O I s , s uc h a s  i nf e c t e d r e g i ons  a r e  e xt r a c t e d f or  ul c e r  de t e c t i on. T hi s  pr oc e s s   he l ps  m i ni m i z e  t i m e  c o m pl e xi t y  of  ul c e r  de t e c t i on f or  c ons i de r i ng  R O I s  i n i m a ge .   A l g or i t h m   out l i ne s   t he   s t e ps   i nv ol v e i i m a g e   s e gm e nt a t i on  t m i ni m i z e   t he   t i m e   c o m pl e xi t y   of   ul c e r   de t e c t i on F i na l l y t he   s e gm e nt e i m a g e s   a r e   obt a i ne t i m pr o v e   t he   pr oc e s s   of   ul c e r   de t e c t i on   w i t m i ni m a l  t i m e .     A l g or i t h m  2 .   V on N e u m a nn l oc a l i t y   i m a g e  s e gm e nt a t i on   I n p u t :   N u m b e r   o f   p r e p r o c e s s e d   i m a g e s  1 ,  2 ,  3 , . ,    O u t p u t :   S e g m e n t e d   i m a g e   B e g i n   S t e p   1 :     C o l l e c t   t h e   p r e p r o c e s s e d   i m a g e s  1 ,  2 ,  3 , . ,    S t e p   2 : f o r   e v e r y   i n p u t   i m a g e       S t e p   3 : M e a s u r e   t h e   d e g r e e   o f   c o n n e c t i v i t y   b e t w e e n   t h e   p i x e l s   u s i n g   ( 1 1 )     S t e p   4 :         i f  {  ( , ,    ) } t h e n   S t e p   5 :                     F i n d   A d j a c e n t   p i x e l s     S t e p   6 :       e n d   i f   S t e p   7 : e n d   f o r   S t e p   8 :     S e g m e n t   t h e   R O I   f r o m   i m a g e   End     2.3.1.  A f f i n e  i n var i an t  s a l i e n c S l i c e d  r e gr e s s i on   m e t h od - b as e d   f e at u r e  e xt r ac t i on   I or de r   t i m pr o v e   ul c e r   de t e c t i on  a c c ur a c y a f f i ne   i n v a r i a nt   s a l i e nc y   s l i c e r e gr e s s i onpe r f or m s   f e a t ur e   e xt r a c t i on.  S l i c e i nv e r s e   r e g r e s s i on  i s   a   ML   t e c hni que   f or   di m e ns i ona l i t y   r e duc t i on  i n   m ul t i v a r i a t e   s t a t i s t i c s T he   di m e ns i ona l i t y   r e duc t i on  i s   t he   pr oc e s s   us e d   t r e duc e   t he   r e pr e s e nt a t i on  of   a i m a g e   b e xt r a c t i ng  t he  s i g ni f i c a nt  f e a t ur e s  l i ke , s ha pe , c ol or ,   a nd t e xt ur e s .     = ( 1   1 , 2   2 , 3   3 , )   ( 14)     w he r e   de not e s   a   r e g r e s s i on  out c om e 1 , 2 , 3   a r e   pr oj e c t i on  v e c t or s   t e xt r a c t   t he   t hr e e   f e a t ur e s   na m e l s ha pe T   de not e s   a   t r a ns pos e 1   i ndi c a t e s   a s ha pe f e a t ur e 2 i ndi c a e s   a   c ol or   f e a t ur e a nd  t e x t ur e   f e a t ur e   3 t he   s ym bol     r e pr e s e nt s   t he   e r r or   t e r m I t   r e pr e s e nt s   t he   di f f e r e nc e   be t w e e t he   obs e r v e d   v a l ue   a nd  t he   v a l ue  obt a i ne d by  t he   r e g r e s s i on  m ode l .   T he   A f f i ne   i n v a r i a nt   s a l i e nc y   r e f e r s   t a   m e a s ur e   of   t he   i m por t a nc e   of   i m a g e   r e g i ons   t ha t   r e m a i ns   c ons i s t e nt   unde r   a f f i ne   t r a ns f or m a t i ons T de t e c t   a f f i ne - i n v a r i a nt   r e g i ons a e l l i ps e   de t e c t i on  a ppr oa c i s   e m pl oye f or   s ha pe   de t e c t i on.  T hi s   a ppr oa c pa r a m e t e r i z e s   r e g i ons   us i ng   t hr e e   pa r a m e t e r s   na m e l y   s c a l e   ( ) ,   a xi s  r a t i o ( ) , a nd or i e nt a t i on ( ).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p S c i     I S S N :   2502 - 4752       A f f i ne - i nv ar i an t  f e at ur e  l e ar n i ng f o r  ac c ur at e  ul c e r   d e t e c t i on i n w i r e l e s s  c aps u l e     ( S. B hu v ane s w ar i )   601   T he   s c a l e   pa r a m e t e r   r e pr e s e nt s   t he   s i z e   of   t he   e l l i ps e   or   i m a g e   r e g i ons I t   i s   de f i ne a s   t he   a v e r a ge   di s t a nc e   be t w e e t he   c e nt e r   a nd  i t s   bou nda r y .   L e t   us   c ons i de r   t he   c e nt e r   c o - or di na t e s   of   obj e c t   p oi nt s   ( 1 , 1 ) a nd  t he   bounda r y   c o - or di na t e s   of   obj e c t s   ( 2 , 2 ) T h di s t a nc e   i s   c om put e f r o m   t he   c e nt e r   a nd  t he   bounda r y  a s   g i v e n be l ow      =     ( 2 1 ) 2 + ( 2 1 ) 2   ( 15)     b a s e on  t he   di s t a nc e   m e a s ur e    t he   c l os e c ont our   i s   de t e r m i ne d,  w hi c he l ps   i i de nt i f y i ng   t he   s ha p e   w i t hi n t he  i m a ge .   T he   a xi s   r a t i pa r a m e t e r   r e p r e s e nt s   t he   r a t i of   t he   l e ng t hs   of   t he   m a j or   a nd  m i nor   a xe s .     I t  i s  e xpr e s s e d a s  f ol l ow s ,     =   ( 16)     w he r e   de not e s  a  m a j or  a xi s   i ndi c a t e s  a   m i nor  a xi s   O r i e nt a t i on ( )  pa r a m e t e r  r e p r e s e nt s  t he  r ot a t i on a ng l e  of  t he  e l l i ps e  r e l a t i v e  t t he  x - a xi s .     =    1 ( ( 2 1 ) ( 2 1 ) )   ( 17)   W he r e ( 1 , 1 )   de not e s  a   c e nt e r  c o - or di na t e  of  poi nt s , a nd  ( 2 , 2 )   de not e s  a   bounda r y  c o - or di na t e   poi nt .   Q ua nt i z e c ol or   hi s t og r a m s   i s   e m pl oye f or   di s t r i but i on  of   pi xe l   i nt e ns i t i e s I t he   f i r s t   s t e i s   t o   c on v e r t   t he   i m a ge   f r o m   i t s   or i g i na l   c ol or   s pa c e   R G B   ( r e d,  G r e e n,  bl ue )   t a   s ui t a bl e   c ol or   s pa c e   H S V   ( H u e   ( ) , S a t ur a t i on  ( ) a nd  V a l ue   ( ) ) . T he   c ol or  c on v e r s i on pr oc e s s  i s   g i v e n   be l ow ,     =    1 [ 1 2 [ ( ) + ( ) ] ( ) 2 + ( ) ( ) ]   ( 18)     = 1 3 1   ( + + ) [ ( , , ) ]   ( 19)     =   1   3 [ ( + + ) ]   ( 20)     O nc e   t he   i m a ge   i s   i t he   de s i r e c ol or   s pa c e a   hi s t og r a m   i s   c o m put e f o r   e a c c ol or   c ha nne l .     A   hi s t og r a m   i s   a   r e pr e s e nt a t i on  of   t he   f r e que nc y   of   oc c ur r e nc e   of   di f f e r e nt   c ol or   v a l ue s   w i t hi a   s pe c i f i e d   r a nge I f   t he   c ol or   s pa c e   i s   l a r ge t he i t   f i r s t   di v i de s   i nt c e r t a i nu m be r s   of   s m a l l e r   i nt e r v a l s E a c of   t he   i nt e r v a l s   i s   c a l l e a   bi n.  T hi s   pr oc e s s   i s   c a l l e c o l or   qua nt i z a t i on.  A f t e r   t he   qu a nt i z a t i on,  t he   hi s t og r a m   i s   c o m put e d a s  f ol l ow s ,     = 1 2 3 . .   ( 21)     W he r e   s i z e  of  i nput  c ol or  s pa c e 1 , 2   de not e s  a  bi ns   de not e s  a  uni on s ym bol A f t e r  t ha t ,   t he  hi s t og r a m  i s  c o m put e d f or  e a c h bi n i s  g i v e n be l ow ,     ( ) =  (   ( ) )   ( 22)     w he r e ( )   r e pr e s e nt s   t he   hi s t og r a m   i .e . ,   f r e que nc y   of   oc c u r r e nc e   of   pi xe l s   i   bi n,   (   ( ) )   de not e s   c ount s   t he   num be r   of   pi xe l s   i t he   i m a g e   t ha t   ha v e   a i nt e ns i t y   v a l ue   f a l l i ng   w i t hi t he   bi   of   t he   hi s t og r a m I n t hi s  w a y , t he  c ol or  hi s t og r a m  of  t he  i m a g e  i s  obt a i ne d.   T e xt ur e   f e a t ur e   i s   us e t pr o v i de   t he   s pa t i a l   c or r e l a t i on  be t w e e t he   pi xe l s   i nt e ns i t i e s   w i t hi n     t he  R O I  i m a ge .      = 1   ( ) ( )   ( 23)     w he r e      i ndi c a t e s   t he   t e xt ur e   f e a t ur e ,     de not e s   a   p i xe l   de not e s   a   ne i g hbor i ng   pi xe l     a nd    i ndi c a t e s   a   m e a of   t he   pi xe l s   a nd   ne i g hbor i ng   pi xe l s     a nd    i ndi c a t e s   a   de v i a t i on  of   t he   pi xe l s   a nd   ne i g hbor i ng  pi xe l s .   A l g or i t h m   3,  out l i ne s   f e a t ur e   e xt r a c t i on  pr oc e s s   f or   e nha nc i n g   t he   a c c ur a c y   of   ul c e r   de t e c t i on.  R e s ul t i ng  f e a t ur e s  s ubs e que nt l y  ut i l i z e d t o e nha nc e  t he  a c c ur a c y  o f  ul c e r  de t e c t i on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2502 - 4752   I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p   S c i V ol 4 3 , N o.  2 ,   A ug us t   20 2 6 :   595 - 606   602   A l g or i t h m  3.  F e a t ur e  e xt r a c t i on   I n p u t :   s e g m e n t e d   i m a g e s   R O I   O u t p u t :   e x t r a c t   t h e   f e a t u r e s   B e g i n   S t e p   1 :     f o r   e a c h   s e g m e n t e d   i m a g e       S t e p   2 :     A p p l y   r e g r e s s i o n   t o   p r o j e c t   t h e   f e a t u r e   v e c t o r   u s i n g   ( 1 4 )   S t e p   3 :           E x t r a c t   t h e   s h a p e   f e a t u r e s   u s i n g   ( 1 5 )   ( 1 6 )   ( 1 7 )   S t e p   4 :       C o n v e r t   R G B   i n t o   H S V   u s i n g   ( 1 8 )   ( 1 9 )   ( 2 0 )   S t e p   5 :           D i v i d e   c o l o r   s p a c e   i n t o   b i n   u s i n g   = 1 2 3 . .   S t e p   6 :           M e a s u r e   c o l o r   h i s t o g r a m   ( 2 2 )       S t e p   7 :             E x t r a c t   t e x t u r e   f e a t u r e   u s i n g   c o r r e l a t i o n   u s i n g   ( 2 3 )   S t e p   8 :     e n d   f o r   S t e p   9 :     E x t r a c t   s i g n i f i c a n t   f e a t u r e s   End       3.   E X P E R I M E N T A L  S E T U P   T he   pr opos e C I K F - A I S R   t e c hni que   i s   i m pl e m e nt e d   us i ng   M A T L A B   a nd  e v a l ua t e a ga i ns t   t w o   e xi s t i ng   ul c e r   de t e c t i on  m e t hods na m e l y   d e e C N N   [ 1]   a nd  V A E - G A N   [ 2] A l l   e xpe r i m e nt s   a r e   c onduc t e d   unde r   t he   s a m e   i m pl e m e nt a t i on  e n v i r on m e nt   t e ns ur e   a   f a i r   c o m p a r i s o a m on g   t he   c o m pe t i ng   a ppr oa c h e s .   T e v a l ua t e   t he   pe r f or m a nc e   of   t he   pr opos e f r a m e w or k,  t he   H y p e r - K v a s i r   da t a s e t   i s   e m pl oy e d .     H y pe r - K v a s i r  i s  one  o f  t he  l a r g e s t  publ i c l y   a v a i l a bl e   GI   i m a g e  da t a s e t s  a nd  c ont a i ns  110,079 i m a g e s   a nd 373   v i de os   r e pr e s e nt i n g   a na t o m i c a l   l a nd m a r ks pa t hol og i c a l   f i ndi ng s t he r a pe ut i c   i nt e r v e nt i ons a nd  nor m a l   GI   c ondi t i ons T he   da t a s e t   i s   di v i de i nt s e v e r a l   c a t e g or i e s i nc l udi ng   l a be l e i m a ge s unl a be l e i m a g e s ,   s e gm e nt e i m a ge s a nd  a nnot a t e v i de os I t hi s   s t udy onl y   t he   l a be l e W C E   i m a g e s   c or r e s pondi ng   t ul c e r   c a s e s  a r e  ut i l i z e d f or  e xpe r i m e nt a l  e v a l ua t i on.   A m ong  t he   a v a i l a bl e  l a be l e d s a m pl e s , a  t ot a l  of  851 ul c e r  i m a ge s  a r e  c ol l e c t e d a nd us e d f or  a na l y s i s .   T i n v e s t i g a t e   t he   s c a l a bi l i t y   a nd  r obus t ne s s   of   t he   pr opos e m e t h od,  di f f e r e nt   s ubs e t s   r a ng i n g   f r o m   50  t o   500  i m a g e s   a r e   s e l e c t e f r o m   t he   da t a s e t P r i or   t f e a t ur e   e xt r a c t i on  a nd  ul c e r   de t e c t i on,  a l l   i npu t   i m a g e s   unde r g pr e pr o c e s s i ng   us i ng   t he   pr opos e a da pt i v e   C I K F   t e c hni que   t r e duc e   noi s e   a nd  pr e s e r v e   di a g nos t i c a l l y   r e l e v a nt   e d g e   i nf or m a t i on.  S ubs e que nt l y V on  N e um a nn  l oc a l i t y   s e gm e nt a t i on  i s   a ppl i e t o   i de nt i f y  a nd e xt r a c t  ul c e r - r e l a t e R O I s   f r o m  t he  pr e pr oc e s s e d i m a g e s .   T he  e xt r a c t e d  R O I s  a r e  t he n pr o c e s s e d us i n g t he  pr opos e d a f f i ne - i n v a r i a nt  s a l i e nc y s l i c e d r e g r e s s i on   f r a m e w or t obt a i di s c r i m i na t i v e   s ha pe c ol or a nd  t e xt ur e   f e a t ur e s T he s e   f e a t ur e s   a r e   s ubs e que nt l e m pl oye f or   ul c e r   de t e c t i on  a nd  pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i on.  T he   e f f e c t i v e ne s s   of   t he   p r opos e C I K F - A I S R   f r a m e w or i s   a s s e s s e us i ng   s e v e r a l   qua nt i t a t i v e   m e t r i c s i nc l udi ng   P S N R ,   ul c e r   de t e c t i on  a c c ur a c y ,   pr e c i s i on,  a nd  ul c e r   de t e c t i on  t i m e P S N R   i s   u s e t e v a l ua t e   t he   qua l i t y   of   t he   pr e p r oc e s s e i m a g e s w hi l e   a c c ur a c y  a nd pr e c i s i on  m e a s ur e  t he  e f f e c t i v e ne s s  of  ul c e r  i de nt i f i c a t i on. D e t e c t i on t i m e  i s  e m pl o y e d t o a s s e s s   t he  c o m put a t i ona l  e f f i c i e nc y  of  t he  pr opos e m e t hod.   F or   c o m pa r a t i v e   a na l y s i s t he   s a m e   da t a s e t   pa r t i t i ons   a nd  e v a l ua t i on  c ondi t i ons   a r e   a ppl i e t t he   d e e C N N   [ 1]   a nd  V A E - G A N   [ 2]   a ppr o a c he s T he   e xpe r i m e nt a l   r e s ul t s   obt a i ne f r om   t he s e   m e t hods   a r e   c o m pa r e w i t t hos e   of   t he   pr opos e C I K F - A I S R   f r a m e w or t de m ons t r a t e   i t s   e f f e c t i v e ne s s   i i m pr o v i n i m a g e   qua l i t y e nha nc i ng  ul c e r   d e t e c t i on  pe r f or m a nc e a nd  r e duc i ng  c o m put a t i ona l   c o m pl e xi t y   i W C E   i m a g e  a na l y s i s .       4.   C O M P A R A T I V E  P E R F O R M A N C E  A N A L Y S I S   C I K F - A I S R t e c hni que a l ong   w i t t w e xi s t i ng   m e t hods de e C N N   [ 1]   V A E - G A N   [ 2]   c om p a r e d .   T he  p e r f or m a nc e  a na l y s i s  e m pl o y s  di f f e r e nt   m e t r i c s . P e r f o r m a nc e  of   e a c h t e c hni que  i n t e r m s  of  t he s e   m e t r i c s   i s  i l l u s t r a t e d t hr oug h t a bl e s  a nd g r a phi c a l  r e p r e s e nt a t i ons .     4 .1   p e r f or m an c e  an al ys i s  of   P e ak  s i gn a l  t o n o i s e  r at i o   Q ua l i t y   of   pr e pr oc e s s e W C E   i m a g e   m e a s ur e a s   P S N R by   c o m pa r i n g   i t   t t he   or i g i na l   i m a g e .   S N R  de t e r m i ne d t o c o m put e  M S E a m on g  or i g i na l  a s   w e l l  a s  pr e pr o c e s s e d W C E  i m a g e .     = 10  10 [  2  ]   ( 24)      = [    ] 2   ( 25)     w he r e   pe a s i g na l   t noi s e   r a t i i s      r e pr e s e nt s   m a xi m u m   pos s i bl e   pi xe l   v a l ue   ( 255) ,        i ndi c a t e s   a   m e a s qua r e   e r r or ,       i nd i c a t e s   pr e pr oc e s s e i m a ge   s i z e    de not e s   or i g i na l   i m a g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p S c i     I S S N :   2502 - 4752       A f f i ne - i nv ar i an t  f e at ur e  l e ar n i ng f o r  ac c ur at e  ul c e r   d e t e c t i on i n w i r e l e s s  c aps u l e     ( S. B hu v ane s w ar i )   603   s i z e I t   i s   e xpr e s s e i de c i be l s   ( dB ) T hr e e   m e t hods   na m e l y   C I K F - A I S R   t e c hni que de e C N N   [ 1]     V A E - G A N   [ 2]   a r e   e m pl o y e i T a bl e   1.  T he   a v e r a g e   of   t e c o m p a r i s ons   r e s ul t s   s h ow s   t ha t   P S N R   w a s   e nha nc e d us i ng  C I K F - A I S R   t e c hni que  by  17%  a nd 8%  w he c o m pa r e d t o [ 1]  [ 2] .       T a bl e  1 .   P S N R   W C E   i m a g e   s i z e   ( K B )   P S N R   ( dB )   C I K F - A I S R   de e C N N   V A E - GAN   228   54. 15   46. 54   50. 06   214. 7   62. 11   51. 22   56. 08   171. 3   58. 58   49. 04   54. 15   270. 4   62. 11   56. 08   58. 58   233   60. 17   52. 86   57. 50   235. 3   63. 27   55. 87   59. 18   244. 7   57. 50   51. 22   54. 15   191. 8   64. 60   50. 06   55. 26   266. 8   60. 89   53. 16   57. 24   267. 4   63. 52   55. 06   58. 58       4 .2   P e r f or m an c e  an al ys i s  of   u l c e r  d e t e c t i on  ac c u r ac y   I t   m e a s ur e a s   nu m be r   of   W C E   i m a ge s   a c c ur a t e l y   de t e c t e d.  A c c ur a c y   m a t he m a t i c a l l y   f or m ul a t e a s   g i v e n be l o w ,     =     (  +   +  +  +  ) 1 0 0   ( 26)     w he r e   i ndi c a t e s   ul c e r   de t e c t i on  a c c ur a c y    de not e s   t he   t r ue   pos i t i v e s t r ue   ne g a t i v e   i s    f a l s e   pos i t i v e  i s    , f a l s e  ne g a t i v e      i ndi c a t e s  f a l s e  ne g a t i v e T he  a c c ur a c y  i s   m e a s ur e d i n pe r c e nt a g e  ( % ) .   F i g ur e   de m ons t r a t e s   a   pe r f or m a nc e   a n a l y s i s   of   ul c e r   de t e c t i on  a c c ur a c y   v e r s us   t he   num b e r   o f   W C E  i m a ge s T he  o v e r a l l  c o m pa r i s on r e s ul t s  pr o v e  t ha t  t he   C I K F - A I S R  t e c hni que  i nc r e a s e d a c c ur a c y  b y  9%   a nd 5%  t ha n t he  [ 1] ,   [ 2] .           F i g ur e  5 .   pe r f or m a nc e  r e s ul t s  of  ul c e r  de t e c t i on a c c ur a c y       4 .3   P e r f or m an c e  an al ys i s  of   p r e c i s i on   I t   i s   t he   m e a s ur e s   of   r a t i of   t r ue   pos i t i v e   d e t e c t i on  of   ul c e r   di s e a s e   m a d e   b y   t h e   m ode l .     P r e c i s i on c om put e d b y     =     +    ( 27)     w he r e ,     de not e s   a   pr e c i s i on,     de not e s   a   t r ue   pos i t i v e   t ha t   t he   i m a g e s   a r e   c o r r e c t l y   de t e c t e a s   ul c e r ,      i ndi c a t e s   a   f a l s e   pos i t i v e   r e f e r   t i m a g e s   i nc o r r e c t l y   de t e c t e a s   ul c e r .   T a bl e   2   i l l us t r a t e s   a   pe r f o r m a nc e   a na l y s i s   of   pr e c i s i on  i ul c e r   de t e c t i on.   O a v e r a g e t he   c o m pa r i s on  of   t e r e s ul t s   r e v e a l s   t ha t   t he   pr e c i s i on  pe r f or m a nc e   dur i ng   ul c e r   de t e c t i on  w a s   i nc r e a s e by   9%   c om p a r e t de e C N N   [ 1]   a nd   b y   5%   c o m pa r e t o   V A E - G A N   [ 2] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2502 - 4752   I ndone s i a n J  E l e c  E n g  &  C om p   S c i V ol 4 3 , N o.  2 ,   A ug us t   20 2 6 :   595 - 606   604   T a bl e  2 .   P r e c i s i on  v e r s us  nu m be r  of  W C E  i m a ge s   N um be r   of   W C E   i m a g e s   P r e c i s i o n   ( % )   C I K F - A I S R   D e e C N N   V A E - GAN   50   0. 902   0. 837   0. 871   100   0. 912   0. 845   0. 875   150   0. 915   0. 832   0. 856   200   0. 908   0. 855   0. 866   250   0. 911   0. 826   0. 857   300   0. 895   0. 835   0. 858   350   0. 918   0. 847   0. 869   400   0. 907   0. 833   0. 875   450   0. 905   0. 826   0. 855   500   0. 903   0. 818   0. 852       4 .4.     P e r f or m an c e  an al ys i s  of   u l c e r  d e t e c t i on  t i m e   T he   o v e r a l l   t i m e   f or   ul c e r   de t e c t i on  f r om   t he   g i v e i nput   W C E   i m a ge s   i s   m e a s ur e a s   t he   a m ount   o f   t i m e  t he   a l g or i t h m s  t a ke n t o de t e c t  t he  ul c e r s I t  i s   m a t he m a t i c a l l y  c a l c ul a t e d a s  f ol l o w s     =  = 1     [  ]   ( 28)     w he r e   i ndi c a t e s  t he  ul c e r  de t e c t i on t i m e ,   [  ]   i ndi c a t e s  a  t i m e  f or  de t e c t i on of  s i ng l e  i m a g e    T he  o v e r a l l  t i m e  e s t i m a t e d i m i l l i s e c onds  ( m s ) .   F i g ur e   i l l us t r a t e s   pe r f or m a n c e   a n a l y s i s   of   ul c e r   de t e c t i on  t i m e us i n g   C I K F - A I S R   a nd  d e e C N N   [ 1] V A E - G A N   [ 2] F r o m   t hi s   a na l y s i s t he   ul c e r   de t e c t i on  t i m e us i ng   C I K F - A I S R   t e c hni que   w a s   m i ni m i z e d   by  15%  a nd 8%  t ha n t he  [ 1]  a nd [ 2] .           F i g ur e  6 .   P e r f or m a nc e  r e s ul t s  of  ul c e r  de t e c t i on t i m e       5.   C O N C L U S I O N   T hi s   pa pe r   pr e s e nt e a   C I K F - A I S R   f r a m e w or f or   a ut o m a t e ul c e r   de t e c t i on  us i ng   W C E     i m a g e s T h e   pr opos e f r a m e w or i nt e g r a t e s   a d a pt i v e   i m a ge   pr e pr oc e s s i ng r e g i on - of - i nt e r e s t   s e gm e nt a t i on,  a nd  a f f i ne - i n v a r i a nt   f e a t ur e   e xt r a c t i on  t i m pr o v e   ul c e r   de t e c t i on  pe r f or m a nc e   w hi l e   r e duc i n   c o m put a t i ona l   c o m pl e xi t y A d a pt i v e   C I K F   w a s   e m pl o y e t s uppr e s s   noi s e   a nd  pr e s e r v e   e dg e   i nf or m a t i on,  t he r e by   e nha nc i n g   i m a ge   qua l i t y S ubs e que nt l y V on  N e u m a nn  l oc a l i t y   s e gm e nt a t i on  c om bi ne w i t t h e   C a nbe r r a   di s t a nc e   m e a s ur e   w a s   ut i l i z e t a c c ur a t e l y   e xt r a c t   ul c e r - r e l a t e R O I s F i na l l y a f f i ne - i n v a r i a nt   s a l i e nc y   s l i c e r e g r e s s i on  w a s   a ppl i e t de r i v e   di s c r i m i na t i v e   s ha pe c ol or a nd  t e xt ur e   f e a t ur e s   f or     ul c e r   i de nt i f i c a t i on.   E xpe r i m e nt a l   e v a l ua t i ons   c onduc t e on   t he   H y pe r - K v a s i r   da t a s e t   de m ons t r a t e t he   e f f e c t i v e ne s s   of   t he   pr opos e f r a m e w or k.  C o m pa r a t i v e   r e s ul t s   s how e t ha t   C I K F - A I S R   a c hi e v e s upe r i or   ul c e r   de t e c t i on  a c c ur a c y hi g h e r   pr e c i s i on,  i m pr o v e P S N R a nd  r e duc e de t e c t i on  t i m e   c o m p a r e w i t d e e p   C N N   a nd  V A E - G A N   a ppr oa c he s T he s e   i m pr o v e m e nt s   i ndi c a t e   t ha t   t he   pr opos e f r a m e w or c a e f f e c t i v e l e nha nc e   di a g nos t i c   r e l i a bi l i t y   w hi l e   m a i nt a i ni ng   c o m put a t i ona l   e f f i c i e nc y   f or   l a r g e - s c a l e   W C E   i m a ge   a na l y s i s .   T he   obt a i ne r e s ul t s   de m ons t r a t e   t he   pot e nt i a l   of   C I K F - A I S R   a s   a   c o m put e r - a i de di a g nos t i c   t ool   f or   GI   ul c e r   de t e c t i on.  F ut ur e   w or m a f oc us   on  i nt e g r a t i n g   a d v a n c e DL   a r c hi t e c t ur e s   a nd  v a l i da t i ng   t he   f r a m e w or k on l a r g e r   m ul t i c e nt e r  da t a s e t s  t o f ur t he r  i m pr o v e  i t s  r obus t ne s s  a nd c l i ni c a l  a ppl i c a bi l i t y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.