I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o f  A d v an c e s   i n   A p p l i e d   S c i e n c e s   (I JA A S )   V o l .   1 5 ,   N o .   3 ,  S e pt   20 2 6 ,   pp .   932 ~ 943   IS S N :   2252 - 8814 ,  D O I :   10. 1 1591 / i j a a s . v 1 5 . i 3 . pp 932 - 94 3             932     Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j aas . i a e s c or e . c om   M u l t i l e v e l   l o c a l   r e g i o n   sp a r se  sh a p e   c o m p o si t i o n   m o d e l   f o r   l i v e r   c a n c e r   c l a ss i f i c a t i o n       B a l as u b r am an i an   S ak th i s ar av an an 1 ,   R am ak r i s h n an   M e e n ak s h i 2 ,  Th i r u gn an as am b an d am   A k i l a 3 ,  S ar av an an   D u r ga  D e v i 4 ,   S u b b i ah   M u r u gan 5   1 D e p a rt m e 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 ,   S r i   V e n k a t e s h w a ra   C o l l e g e   o f  E n g i n e e ri n g ,   B e n g a l u ru ,   In d i a   2 D e p a rt m e 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 ,   C h e n n a i   I n s t i t u t e   o f  T e c h n o l o g y ,   C h e n n a i ,   In d i a   3 D e p a rt m e n t   o f   I n fo r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   M a h e n d ra   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   S a l e m ,   I n d i a   4 D e p a rt m e 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 ,   V e l   T e c h   H i g h   T e c h   D r .   Ra n g a ra j a n   D r.   S a k u n t h a l a   E n g i n e e r i n g   C o l l e g e ,     Ch e n n a i ,   In d i a   5 D e p a rt m e n t   o f   B i o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g ,   S a v e e t h a   S c h o o l   o f   E n g i n e e ri n g ,   S a v e e t h a   I n s t i t u t e   o f  M e d i c a l   a n d   T e c h n i c a l   S c i e n c e s ,   S a v e e t h a   U n i v e r s i t y ,   C h e n n a i ,   In d i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  M a y   17,   2025   R e v i s e d  J un   3 ,   2026   A c c e pt e d  J un  17 ,   2026       M a c hi n e   l e a r ni ng   a n d   c o m put e r - a s s i s t e d   d i s e a s e   de t e c t i o n  a r e   t w o   t e c hno l o g i c a l   i nno v a t i o ns   t ha t   ha v e   s i g ni f i c a n t l y   i m p r o v e d  m e d i c a l   a dv a nc e m e nt ,   a n d   r e c e n t   r e s e a r c h   h a s   d e m o ns t r a t e d   t he i r   e f f e c t i v e ne s s .   L i v e r   c a nc e r   i s   o ne   o f   t he   i m po r t a nt   c a u s e s   o f   c a nc e r - r e l a t e d  de a t hs   i nt e r na t i o na l l y .   T um o r   de t e c t i o n  i n   t he   l i v e r   a nd   i t s   c l a s s i f i c a t i o n  i s   c ha l l e ng i ng   due   t o   po o r   a c c ur a c y   a nd  hi g h  pr o c e s s i ng   r e qu i r e m e nt s   a v a i l a bl e   i n   t he   e xi s t i ng   t e c hn i qu e s .   I n  t h e s e ,   t he r e   i s   a   l o s s   o f   e dg e   i nf o r m a t i o n  a nd   t he   qu a l i t y   o f   t he   i m a g e s   c o ns i de r e d .   T o   a d dr e s s   t he s e   i s s ue s   i n  t h e   s e g m e nt a t i o n  a nd   c l a s s i f i c a t i o n   o f   l i v e r   c a nc e r ,   a   no v e l   f e a t u r e   e xt r a c t i o n  m e t ho d  a nd   a l g o r i t hm   c a l l e d   t he   no v e l   m u l t i l e v e l   l o c a l   r e g i o n   ( M L R ) - ba s e d   s pa r s e   s ha p e   c o m po s i t i o n   m o de l   ( N M L R - S S C )   w e r e   de v e l o p e d.   T h i s   i nno v a t i v e   t e c hni que   i d e n t i f i e s   t he   e x i s t e nc e   o f   t um o r s   o n  a bdo m i na l   c om put e d  t o m o g r a ph y   ( C T )   i m a g e s .   T he   i np ut   i m a g e s   w e r e   o bt a i ne d  f r o m   t he   3D - I R C A D b - 01  da t a s e t .   T he   a l g o r i t hm   s ho w e d   a n  i m p r o ve m e nt   o f   0. 22 % .   W h e n   c o m pa r e d   t o   o t he r   c l a s s i f i e r s .   T h e   pr o po s e d   a l g o r i t h m   s ho w e d   100 %   s p e c i f i c i t y ,   s e n s i t i v i t y ,   a nd   a   98 %   a c c ur a c y   r a t e   i n   de t e c t i ng   t he   l i v e r   t um o r .   Ke y w or d s :   Co m put e d  t o m o g r a p h y   L i v e r   c a n c e r   N e w   m ul t i - s uppo r t   v e c t o r   m a c h i n e   N ov e l   m ul t i l e v e l   l o c a l   r e gi o n - b a s e d  s pa r s e   s ha pe   c o m po s i t i o n   S ha pe   c o m po s i t i o n   m o de l     T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   B a l a s ub r a m a n i a n   S a kt hi s a ra v a n a n   D e pa rt m e n t   o f   Co m put e r  S c i e n c e   a nd  E n g i n e e r i ng,   S r i   V e nk a t e s h w a r a   Co l l e ge   o f   E n gi n e e r i n g   B e n ga l u r u ,   K a rna t a ka ,   I n d i a   E m a i l :   s a kt hi s a ra v a n a n. b _c y @ s vc e n gg. e du. i n       1.   I N TR O D U C TI O N   L i v e r   c a n c e r   i s   a m o n g  t h e   m a i n   c a us e s   o f   c a n c e r - r e l a t e d  m o rt a l i t y   gl o b a l l y ,   w i t h   e a rl y   i de n t i f i c a t i o n  b e i n g  v i t a l   f o r   e nha n c i n g   pa t i e n t   s u r v i v a l   ra t e s .   D e s pi t e   a dv a n c e m e n t s   i n  i m a g i n g   t e c hn o l o gy   s uc h   a s   c o m put e d  t o m o gr a p h y   ( CT ) ,   t h e   p r e c i s e   di a g n o s i s   a n d  c a t e go r i z a t i o n   o f   l i v e r   t u m o r s   c o n t i n ue   t o   b e   pr o b l e m a t i c   due   t o   t u m o r  h e t e r o ge n e i t y ,   i n di s t i n c t   m a rgi n s ,   a nd  v a ri a b i l i t y   a c r o s s   pa t i e n t s .   R e c e n t   a dv a n c e m e n t s   i n   m a c h i n e   l e a rni n g   a n d   s pa r s e   r e p r e s e n t a t i o n   m e t h o do l o gi e s   h a v e   s h o w n   po t e n t i a l   i n  ov e r c o m i n g  t h e s e   i s s ue s   by   e ffe c t i ve l y   c a pt uri n g  d i s c ri m i na t i v e   c h a r a c t e r i s t i c s   a n d  m i ni m i z i n g   dup l i c a t e   i n f o r m a t i o n.   T hi s   r e s e a r c h  i nt r o duc e s   a   n o v e l   m ul t i l e v e l   l o c a l   r e gi o n   (M L R ) - b a s e d  s pa r s e   s ha pe   c o m po s i t i o n   ( N M L R - SSC )   m o de l   i n t e g ra t e d  w i t h  a   n e w   m u l t i - s uppo rt   v e c t o r   m a c hi n e   (N M S V M )   f o r   t h e   i de n t i f i c a t i o n   a n d  c l a s s i f i c a t i o n   o f   l i v e r   t u m o r s ,   m o t i v a t e d  by   e xi s t i n g   l i m i t a t i o n s .   T o   c l a s s i fy   CT   s c a n s   a s   e i t h e r   ha v i n g  a   t um o r   ( h e p a t o c e l l ul a r  o r   m e t a s t a t i c )  o r   n o t ,   t hi s   r e s e a r c h  i n t r o duc e s   a   n o v e l   de e p  l e a rn i n g   (D L )   m o de l ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       Mul t i l e v e l   l o c al   r e g i on   s par s e   s hape   c om pos i t i on   m od e l   f or   l i v e r   …   ( B a l as ubr am an i an  Sak t hi s ar a v anan)   933   U - N e t 70,   f o r   l i v e r  t u m o r   c l a s s i f i c a t i o n   [1] .   B ui l d i n g   a   de e p  l e a rni n g   s y s t e m   (D L S )  us i n g   c o n v o l ut i o n a l   n e u ra l   n e t w o r k s   (CN N s )  t o   c a t e go r i z e   l i v e r  t u m o r s   us i n g  a   c o m b i na t i o n   o f   c l i n i c a l   d a t a ,   i n c l ud i n g   t e xt   a n d   l a b o r a t o r y   t e s t   r e s ul t s ,   a n d   e nha n c e d  a nd   u n e nh a n c e d   m a g ne t i c   r e s o n a n c e   i m a g i ng   (M R I)   [2] .   H i s t o l o gi c a l   i m a ge s   c o n n e c t e d  w i t h   l i v e r   c a n c e r   d i f fe r e nt i a t i o n   w e r e   c o m pa r e d  us i n g   t h e   r e gi o n - b a s e d  c o n v o l ut i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k  (R - CN N )  D L   a l go r i t hm   i n  a   r e s e a r c h   [ 3] .   T o   i m p r o v e   t h e   e ff i c i e n c y   of   l i v e r   a n d   t u m o r   s e gm e n t a t i o n ,   t hi s   r e s e a r c h  p r o po s e s   a n  a dv a n c e d  m e t h o d  t h a t   c o m b i n e s   G a b o r   f e a t u r e s   (G F )   w i t h  t hr e e   s e pa ra t e   m a c h i n e   l e a rni n g   a l go ri t hm s :   r a ndo m   f o r e s t   (R F ),   s uppo r t   v e c t o r   m a c h i n e   (S V M ),   a nd  de e p  n e u ra l   n e t w o r k s   (D N N )   [4] .   T o   e n s u r e   u ni f o r m i t y   a n d  c o n s i s t e n c y   a m o ng  C T   l i v e r   s l i c e s ,   G F - b a s e d  t e xt u r e   da t a   i s   m e t i c ul o us l y   c r e a t e d.   C l a s s i f y i n g  l i v e r   d i s o r de r s   f r o m   u l t ra s o un d  i m a ge s ,   w hi c h  a t t e m pt s   t o   s o l ve   pr o b l e m s   w i t h  s e gm e nt a t i o n,   f e a t ur e s ,   a nd  p a ra m e t e r   c o m b i na t i o n s   [5] .   A n   o pt i m i z a t i o n - d ri v e n   s t ra t e gy   i s   us e d  by   t h e   l i v e r   s e gm e nt a t i o n  a nd  c l a s s i f i c a t i o n   m o de l ,   w hi c h   pr e - p r o c e s s e s ,   s e gm e nt s ,   e xt r a c t s   f e a t u r e s   f r o m ,   a n d   c l a s s i f i e s   CT   i m a ge s   [6] .   T hi s   r e s e a r c h   p r e s e n t s   a     CN N - b a s e d  a ut o m a t e d   m e t h o d  f o r  CT   s c a n  l i v e r  a n d   t um o r   s e gm e n t a t i o n   [7] .   W i t h  t h e   3D - IR CA D b   d a t a s e t ,   t h e   s y s t e m   us e s   U - N e t   a n d   a   m o di f i e d  r e s i du a l   U - N e t   t o   p r e s e r v e   s pa t i a l   i n f o r m a t i o n  w hi l e   e xt ra c t i ng  f e a t ur e s .   I n  o r de r  t o   c l a s s i fy   l i v e r   c a n c e r   f r o m   C T   i m a ge s ,   a   n o v e l   m e t h o d  t h a t   i nt e g r a t e s   p r e - p r o c e s s i n g,   s e gm e n t a t i o n ,   f e a t u r e   e x t r a c t i o n ,   a n d   c l a s s i f i c a t i o n  [8] .   A n  i m p r o v e d  m e t h o d  f o r   de t e c t i ng  l i v e r  di s e a s e s   i n   de ve l o pi n g   na t i o n s   i s   p r e s e nt e d  i n  t hi s   a rt i c l e   [9] .   It   us e s   a   c us t o m i z e d   m a s k - r e g i o n   CN N   ( CM - R CN N )  f o r   de e p  l i v e r   s e gm e nt a t i o n  a nd  c l a s s i f i c a t i o n .   S e gm e n t a t i o n,   f e a t u r e   e xt r a c t i o n,   a n d   a d a p t i v e   h i s t o g r a m   e qua l i z a t i o n   a r e   a l l   us e d  b y   t h e   s y s t e m   t o   i m p r o ve   a c c ur a c y .   U s i n g   r e s i du a l   U - N e t   ( R e s U - N e t ) ,   a   h y b r i d  D L   n e t w o r k,   a   D L   m o de l   i s   a ppl i e d  t o   C T   i m a ge s   t o   s e gm e n t   t um o r s   a nd   l i v e r s   [10 ] .   T h i s   w o r k  p r e s e n t s   a   n e w   a pp r o a c h  t o   e a rl y   l i v e r   d i s e a s e   i de n t i f i c a t i o n  u t i l i z i n g   n o n - c o n t r a s t   CT   s c a n s   t o   di s t i n gu i s h   b e t w e e n   t u m o r s ,   a dv e r s e   e ve n t s ,   a n d  h e a l t h y   pa t i e nt s   [11] .   T h e   p r o po s e d  s o l ut i o n   i n c o r po ra t e s   a   CN N - b a s e d  c l a s s i f i c a t i o n   f r a m e w o r k  a f t e r  a n  R CN N - b a s e d  a ut o m a t e d  l i v e r   a r e a   i de nt i f i c a t i o n   p r o c e dur e .   U s e d  M R I  of   t h e   l i v e r   t o  c r e a t e   a n  a u t o m a t e d  de e p  c l a s s i f i c a t i o n  s y s t e m   t h a t   c o ul d  i de n t i fy   c a n c e r   [12] .   A d a pt i v e   t hr e s h o l di ng ,  l o c a l   b i n a r y   pa t t e rn s ,   b i l a t e ra l   de e p  f i l t e ri n g ,   a n d  a   p r e - t ra i n e d   R e s U - N e t   A r c hi t e c t u r e   m o de l   a r e   a l l   us e d  by   t h e   s y s t e m .   T hi s   i s   a c h i e v e d  by   c o m b i n i ng  t h e   f e a t u r e   e xt ra c t i o n   c a p a b i l i t i e s   o f   CN N   w i t h  t h e   c l a s s i f i c a t i o n   e ff i c i e n c y   i n   h i g h - di m e n s i o n a l   s p a c e s   of   S V M   [13] .   A n  a rc h i t e c t ur e   f o r   M R I - b a s e d  l i v e r   c a n c e r   de t e c t i o n  ut i l i z i n g   CN N   i n t e g ra t e s   B a y e s i a n   o pt i m i z a t i o n   a n d  l o n g  s h o rt - t e rm   m e m o r y   (CN N - BO - L S T M )  [14] .   T h e   c urr e n t   s t udy   i n t r o duc e s   a   f r e s h   a n d   e f f i c i e n t   a pp r o a c h  t o   e xt r a c t i ng   l i v e r  t um o r s   f r o m   pub l i c l y   a v a i l a b l e   CT   s c a n s   b y   c o m b i n i n g   R e s N e t   a n d   U - N e t   m o de l s   [15] .   I m pl e m e n t i n g   a   r e s i du a l   s que e z e - e xc i t e d  U - N e t   a r c hi t e c t u r e ,   a   s e l f - a t t e n t i o n - b a s e d  de e p  c o n v o l ut i o n a l   a d a pt i v e   c a ps ul e   n e t w o r k,   a n d  e x t e n de d   ga nn e t   o pt i m i z a t i o n   f o r   s uc c e s s f ul   c l a s s i f i c a t i o n   f o r   s e gm e n t i n g   a nd   c a t e go r i z i ng   l i v e r  c a n c e r   i l l n e s s   [16] .   T h i s   s t udy   us e s   s e ve r a l   D N N s   f o r   t h e   pu rpo s e   of   s e g m e nt i n g   a nd  c l a s s i fy i n g  l i v e r   t um o r     di s e a s e s   [17] .   T h e   r e s e a r c h   us e d  i m p r o v e d  pr o b a b i l i s t i c   n e u ra l   n e t w o r ks   ( IP N N ) - B O   t o   s e gm e n t   l i v e r   t u m o r s  us i n g  C T   s c a n   i m a ge s   f o r   t h e   b e s t   po s s i b l e   c a t e go r i z a t i o n   [ 1 8] .   T h e   i nn o v a t i v e   us e   of   t h e   R - CN N   a l go ri t hm   i n   D L   t o   a c c ur a t e l y   c l a s s i fy   h i s t o l o gi c a l   i m a ge s   l i nke d  t o   l i v e r   c a n c e r,   w hi c h   di f f e r e n t i a t e s   i t   [3 ] .   U s i n g   C T   i m a ge s   a nd  pa t h o l o g y   da t a   t o   f o r e c a s t   l i v e r  c a n c e r  v a r i a t i o ns   a n d   m e t a s t a s i s   p r o po s e s   a   D N N   f o r   m u l t i - c l a s s   m a l i g na n t   l i v e r   di a g n o s i s   [19] .   T o   c l a s s i f y   l i ve r   c a n c e r   v a r i a t i o n s ,   t h e   n e t w o r k  l e a rn s   f i v e   pa t h o ge ni c   c h a ra c t e ri s t i c s   a n d   c o m b i n e s   do w n s c a l e d  hi e ra r c h i c a l   f e a t u r e s .   U s i n g   a   D L - b a s e d  h y b r i d   CN N   m o de l ,   t hi s   r e s e a r c h  i nt r o duc e s   a   n o v e l   a pp r o a c h  t o   a ut o m a t i c a l l y   s e g m e nt i n g   a n d  c l a s s i fy i n g  l i v e r  t u m o r s  [20] .   A n  ob j e c t i ve   pr e di c t i o n   o f   l i v e r   t um o r s   i s   t h e   go a l   o f   t h e   a pp r o a c h.   A   d e e p  CN N ,   a   n e w   t o o l   fo r   a ut o m a t i c a l l y   s e gm e n t i n g  a n d   c l a s s i fy i n g  h e p a t i c   t u m o r s   i n   C T   s c a n  i m a ge s   [21] .   D e v e l o p e d  a   m o di f i e d  D e n s e   U - N e t   m o de l   s pe c i f i c a l l y   fo r   t u m o r   s e gm e n t a t i o n .   T h e   m e t h o d   de s c r i b e d  i n  t hi s   s t udy   us e s   a   c o m b i na t i o n  o f   a   f ul l y   c o n n e c t e d  l a y e r ,   f o ur  C h e by s h e v   gr a p h  c o n v o l ut i o n  l a y e r s ,   a n d   a   u ni que   D L   a pp r o a c h  t o   p r o pe rl y   s e gm e n t   t h e   l i v e r   a nd  l i v e r  t u m o r s   i n  C T   m a ps   [22] .   A   c o m put e r i z e d   a pp r o a c h  f o r   a u t o m a t i c   s e gm e n t a t i o n   o f   h e p a t i c   t um o r s   us i ng  M R I  a nd  C T   s c a n s ,   w i t h  l a y e r e d  t hr e s h o l di n g   a n d   e l e c t r o m a g n e t i c   o pt i m i z a t i o n   f o r   f a s t e r   a n d   m o r e   a c c ura t e   r e s ul t s   [23] .   L i v e r   c a n c e r  i s   a   de a dl y   m a l i gna n t   t u m o r ,   a n d   t h i s   p a pe r  l o o ks   a t   h o w   D L   a pp r o a c h e s   ha v e   be e n   us e d  t o   a na l y z e   m ul t i m o da l   f us i o n  i m a ge   s e gm e n t a t i o n   f o r   t hi s   d i s e a s e   [24] .   T o   pr o v i de   t h o r o ug h   a n d  a c c ura t e   s e gm e n t a t i o n ,   i t   t a l ks   a b o ut   us i n g  D L   a pp r o a c h e s   l i ke   U - N e t   a n d  CN N .   T h e   a r t i f i c i a l   n e u ra l   n e t w o r k  ( ANN )   m o de l   d i s t i ngui s h e s   b e t w e e n   n o rm a l   a n d   m a l i g n a nt   di s e a s e s   e ff i c i e n t l y   [25].       2.   P R O P O S ED   W O R K   T h i s   s e c t i o n  de l i b e r a t e s   t h e   i m pl e m e nt a t i o n  de t a i l s   o f   t h e   N M L R - S S C - MSV M   t e c hni que .   A l l   t h e   w o r k  i s   i m p l e m e nt e d  i n  M A T L A B .   F i gu r e   1  f u rn i s h e s   t h e   p r o po s e d  s y s t e m   w o r kf l ow .   P r e p r o c e s s i n g  r e m o v e s   t h e   n o i s y   r e gi o n   f r o m   t h e   i nput   a b do m i n a l   C T   i m a g e s   w i t h   a n   a da pt i v e   m e di a n   f i l t e r .   S ub s e que n t l y ,   t h e   h y b r i d   i m a ge   s e gm e n t a t i o n  f r a m e w o r k   (H IS F )  i s   pe r f orm e d  b a s e d  o n  t h e   N M L R - S S C  t o   s e gm e n t   t h e   l i v e r   i m a ge   f r o m   t h e   p r e p r o c e s s e d  CT   i m a ge   a n d  t h e n   s e gm e nt   t h e   t u m o r   p a r t .   T h e   n e xt   s t a ge   e xt ra c t s   f e a t ur e s   us i n g   h y b r i d  s t a t i s t i c a l   f e a t u r e s   w i t h   g r e y   l e v e l   c o - oc c ur r e n c e   m a t ri x   (H S G L CM ).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt   20 26 :   932 - 943   934       F i gu r e   1 .   P r o po s e d  N M S V M   w o r kf l ow       A f t e r   e xt ra c t i ng  t h e   f e a t u r e s ,   i n s t a n c e   m a r ki ng  i s   e n a b l e d  t o   e ff e c t i v e l y   l a b e l   t h e   i n s t a n c e s   i n   t h e   t r a i ni n g   s a m p l e   s e t ,   s uc h  a s   0 ,   1,   2 ,   3,   4 ,   5 ,   6,   a nd   7,   r e s pe c t i v e l y .   In  t h a t   c a s e ,   s e v e n   t y pe s   of   l i v e r  c a n c e r  i de nt i f i c a t i o n   a r e   l a b e l l e d.   I n  t h e   r u nt i m e   t e s t i n g  s t a ge ,   t h e   s a m e   p r e p r o c e s s i n g,   s e gm e n t a t i o n ,   a n d   f e a t ur e   e xt ra c t i o n  t e c hni que s   a r e   e n a b l e d.   T o   ob t a i n   t h e   t e s t i n g  f e a t u r e   s e t s .   A n   N M S V M   c l a s s i f i e r   h e l ps   t o   a ut o m a t e   t h e   e nt i r e   p r o c e s s .   T h e   n o v e l t y   i n v o l ve s   c o m b i n i ng  m ul t i l e ve l   l o c a l   a r e a   de c o m po s i t i o n   w i t h   SSC ,   e na b l i n g   a c c ur a t e   e dge   pr e s e r v a t i o n   a n d  r e l i a b l e   t um o r   c ha ra c t e ri z a t i o n ,   v a l i da t e d  by   c l i ni c a l - g ra de   s pe c i f i c i t y ,   s e n s i t i v i t y ,   a nd  a c c u r a c y   m e t r i c s   f o r   l i v e r   c a n c e r  c l a s s i f i c a t i o n .   T h e   N M L R - S S C  f r a m e w o r k   i s   a   t e c hni que   fo r   t h e   a na l y s i s   of   l i v e r   i m a ge s .   It   h a s   f o ur   p r i m a r y   s t a ge s :   a r e a   s e gm e n t a t i o n ,   f e a t u r e   e xt r a c t i o n,   s pa r s e   di c t i o na r y   ge n e r a t i o n,   a nd   c l a s s i f i c a t i o n  a pp r o a c h.   C T   s c a n s   u n de r go   p r e - p r o c e s s i n g   t o   r e duc e   n o i s e   a n d  s t a n d a r di z e   i nt e n s i t y   v a l ue s ,   f o l l ow e d  by   a   m ul t i l e v e l   l o c a l   a r e a   de c o m po s i t i o n   t o   s e gm e nt   t h e   l i v e r   i m a ge   i n t o   h i e ra r c hi c a l   s ub - r e gi o n s .   S pa r s e   c o di n g   m i n i m i z e s   re pe t i t i o n  a nd  e n s u r e s   t h a t   o n l y   r e l e v a nt   s ha pe   c o m po n e n t s   i m p a c t   c l a s s i f i c a t i o n .   T h e   s pa r s e   s ha pe   v e c t o r s   a r e   t h e n   f e d  i n t o   a n  N M S V M   c l a s s i f i e r,   w h i c h   e s t a b l i s h e s   a p p r o pri a t e   de c i s i o n  b o un da r i e s   a nd  u l t i m a t e l y   c a t e go r i z e s   e a c h   a r e a   a s   t u m o r - po s i t i v e   o r     t um o r - n e ga t i v e .     2 . 1 .     I m age   p r e p r o c e s s i n g   T h e   p r e p r o c e s s i n g  i s   pe r f o r m e d  b a s e d  o n  t h e   a da pt i v e   m e di a n  f i l t e r   t o   d i s po s e   of   t h e   n o i s y   pi xe l s   f r o m   t h e   l i v e r   i m a ge .   S m o o t h e ni n g   i m pa c t s   a r e   de c r e a s e d.   T h e   f i l t e r i ng   c o e ff i c i e n t   i s   s uppl e m e n t e d   w i t h  n o i s y   pi xe l s   t o   e nh a n c e   t h e   na t u r e   o f   t h e   i n f o r m a t i o n  i m a ge   pi xe l .   R e duc e   di s t o r t i o n ,   t h e   m e t h o d  s p a r e s   t h e   e dge   po i n t s   o f   i n t e r e s t   o f   t h e   i m a ge   du ri n g  p r e p r o c e s s i n g .   C o m m o t i o n s   i n   a n   i m a ge   a r e   g r o upe d  i nt o   s e t t l e d  a n d  i rr e gul a r  f r e que n c y   n o i s e .   T h e   s e t t l e d   e s t e e m   c l a m o r s   a r e   t h e   s pi ke   c o m m o t i o n s ,   a nd  t h e   e s t i m a t i o n   o f  t h e   t a i nt e d  pi xe l s   w i l l   b e   e i t h e r  e qui v a l e n t   t o   z e r o   o r  255   w i t h  a   s q ua r e   w i t h   t h e   l i ke l i h o o d  (p/ 2) .   T h e   a r b i t ra r y   e s t e e m e d  m o t i v a t i o n  c o m m o t i o n  w i l l   ha v e   t h e   t a i n t e d   pi xe l   v a l ue s   c o n s i s t e nt l y   c o n v e y e d  be t w e e n   0  a n d   25 5.   T h e   d i m   s c a l e   i m a ge   c o n t a i n s   t h e   v a l ue s   [0,   2 55].   T h e   w a y   t o   e xpe l   n o i s e   f r o m   t h e   i m a ge   i s   a c c o m pl i s h e d   by   l o o ki n g  a t   t h e   f o r c e   e s t i m a t i o n s   o f   e a c h   p i xe l   w i t h  t h e   n e i g h bo r i n g   pi xe l s .   T o   a c hi e v e   t h i s ,   a   3 × 3  w i n do w   i s   s h a pe d ,   a n d   i t   i s   m a de   t o   s l i de   o n  t h e   i m a ge .     2 . 2 .     I m age   s e gm e n tati o n   fr am e w o r k   T h e   i m a ge   s e gm e n t a t i o n  i s   e s t a b l i s h e d   i nt o   t w o   m a i n  p r o c e s s e s ,   t h e   N M L R - S S C.   H e r e ,   a   s e t   o f     c o r r e s po n di ng  t ri a ngul a r   l i v e r   t ra i ni n g  s ha pe s   { | = 1 , 2 , … , }   a n d   a n   i n d i v i dua l   s h a pe     i n   t e rm s   of  s h a pe   v e c t o r   = ( 1 2 , … , ) ,   w h e r e    =  ,    r e p r e s e nt s   t h e   j t h  po i nt   o f   s h a pe   ,   a nd     i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       Mul t i l e v e l   l o c al   r e g i on   s par s e   s hape   c om pos i t i on   m od e l   f or   l i v e r   …   ( B a l as ubr am an i an  Sak t hi s ar a v anan)   935   de n o t e d  a s   t h e   n u m b e r   o f   l a n d m a rk  f o c us e s .   A t   t h a t   po i n t ,   s p a t i a l l y   a dj us t i n g  a l l   t ra i ni n g  s ha pe s   i n t o   a   t y pi c a l   o r ga ni z e d   o ut l i n e   ut i l i z i ng   t h e   c a l c ul a t i o n,   t h e   m e a n  l i v e r  s ha pe   ̅   c a n  b e   c a l l e d  t h e   s ha pe   v e c t o r .   I t ’s   s h o w n   a s   i n  (1) .       ̅ = ( 1 , 2 , … ,     ) = ∑ = 1   (1)     2. 2 . 1.   M u l ti l e v e l   s h ap e   d i v i s i o n   I n  a   m ul t i l e v e l   m a nn e r ,   t h e   di f f e r e n t   r e gi o n s   a r e   a c qui r e d   f r o m   t h e   d i s i nt e gra t i o n  c o n s e que n c e s   of  l i v e r   s h a pe s ,   s o   t h a t   e v e r y   a r e a   h a s   h o m o ge n e o us   s ha pe   v a r i e t y .   O v e r a l l ,   t h e   s t a nda r d   de v i a t i o n   o f   t h e   t r a i ni n g   s ha pe s '   po s i t i o n s   a t   f i r s t   gl a n c e   i s   i n f e rr e d   a s   t h e   s h a pe   v a r i e t y   o f   t h e   ℎ   l a n d m a rk   po i n t ,   a s   de m o n s t r a t e d  i n   ( 2) .     . = √ 1 − 1 ∑ ‖ − ‖ 2 2 = 1   (2)     2. 2 . 2.   N o v e l   m u l ti l e v e l   l o c al   r e gi o n - b as e d   s p ar s e   s h ap e   c o m p o s i ti o n   T h e   h y b r i d  s e gm e nt a t i o n  m e t h o d  o f   t h e   M L R   m e t h o d  i s   u t i l i z e d   t o   s e gm e n t   t h e   l i v e r   po r t i o n  f i r s t l y   f r o m   t h e   o ve r a l l   a b do m e n   CT   i m a ge ,   a n d   t h e n   t h e   S S C  m e t h o d  i s   u t i l i z e d   t o   s e gm e n t   t h e   c a n c e r   po r t i o n.   Ini t i a l l y ,   t h e   pi xe l s '   p r e s e n c e   i n  t h e   C T   s c a n  i m a ge   i s   a r o u nd  t h e   l i v e r .   B a s e d  o n   t ha t   i m a ge ,   t h e   i n de x   v a l ue   fo r m s   a   r e gi o n  w i t h   t h e   h e l p  o f   n e i g h b o r i n g   pi xe l s .   T hi s   f o rm a t i o n  m e t h o d  i s   na m e d  t h e   M L R   m o de l .   F o r   a n   i n di v i du a l   r e gi o n ,   t h e   m u l t i l e v e l   n e i g h b o rh o o d   r e po s i t o r y   i s   f o r m e d  b a s e d  o n   t h e   de t e c t i o n   o f   m ul t i l e v e l   s h a pe   di v i s i o n  w i t h  a   h o m o ge n e o us   s h a pe   v e c t o r .   V e c t o r    ∈ ( ℝ 3 1 )   w h e r e   1   r e p r e s e n t s   t h e   qu a n t i t y   o f  a pe xe s   o f   t h e   p r o v i n c e   a t   l e v e l   l ,   w hi c h  i s   e m p l oy e d  t o   r e p r e s e n t   t h e   p r e - a dj us t e d      t hr o ug h   t h e   c o nn e c t i o n   of   t h e   c o o r di na t e s   o f   a l l   i t s   v e r t i c e s .   F r o m   t h a t   po i nt   o n w a r d ,   t h e   s h a pe   v e c t o r s   i n d i c a t i ng  t h e   c o m pa r a t i v e    ℎ   r e gi o n s   a t   l e v e l   l   a r e   l o a de d   a s   i n d i v i dua l   .   T hi s   m a ke s   a   n e i gh b o urh o o d  p i xe l   v a l ue   f o r   ℎ   r e gi o n  a t   l e v e l   l :   = [  1 ,    2 , … ,  ] ∈ ℝ 3 1 × ,   w h e r e     de n o t e s   t h e   qua nt i t y   of   t h e   p r e pa ra t i o n   s t a ge .   T he   ge n e ra l   l i v e r  o r i gi n  s ha pe   a t   l e v e l   l ,   ,   i s   n a m e d  a s   t h e   c o nn e c t i o n   o f   a l l   t h e   bo r de r  e xa c t   l i v e r  s h a pe   de p o s i t o r i e s ,   as   i n   (3) .     = [ 1 , 2 , … , ] ∈ ℝ ( 3  × ) ×   (3)     A f t e r w a r ds ,   t h e   s ha pe   i s   o b t a i n e d  b y   ut i l i z i n g   t h e   N M L R   m o de l .   A   m u l t i l e v e l   s ha pe   d i v i s i o n   i s   ob t a i n e d   by   pr o l i f e ra t i ng   t h e   s h a pe   s e pa ra t i o n  f e a t u r e s   w i t h  t h e   m e a n  l i v e r  t e xt u r e .   T h e   i n p ut   s h a pe   a t   l e v e l   l   c a n  t h e n  b e   r e p r e s e n t e d  b y   a   s ha pe   v e c t o r   a s   i n  (4) .     = [ 1 , 2 , … , ] ∈ ℝ ( 3  × ) ×   (4)     2. 2 . 3.   S p ar s e   s h ap e   r e p r e s e n tat i o n   D e c o m po s e   t h e   p r o v i de d  CT   i m a ge   i n t o   l o c a l i z e d   s e c t i on s   = { 1 , 2 , … , } .   E a c h   a r e a     i s   de n o t e d  a s   a   f e a t ur e   v e c t o r   ∈ ℝ   c a n   b e   e s t i m a t e d  b y   a   s pa r s e   l i n e a r  c o m b i n a t i o n   o f   b a s i s   a t o m s   f r o m   a   di c t i o na r y   ∈ ℝ × .   W h e r e   ∈ ℝ   i s   t h e   s pa r s e   c o e ff i c i e n t   v e c t o r .     ≈   (5)     2. 2 . 4.   O b j e c ti v e   f u n c ti o n   T h e   s pa r s e   c o di n g  p r o b l e m   i s   f o r m u l a t e d  a s   i n  (6) .     ‖ ∥ 2 2 + 1 ∥ ∥ 1 + 2   ( )   (6)     W h e r e   ∥ − ∥ 2 2   is   r e c o n s t r uc t i o n  e rr o r  (e n s u r e s   f e a t u r e s   c a n  b e   e xp r e s s e d  v i a   di c t i o na r y   a t o m s ),     ∥ ∥ 1 is   ℓ 1 - n o rm   s p a r s i t y   c o n s t ra i nt   (e n c o ur a ge s   f e w   a c t i v e   a t o m s ,   r e duc i ng  r e du n d a n c y ),   Ω ( )   is   s t r uc t u ra l   r e gul a r i z a t i o n   t e rm   t h a t   p r e s e r v e s   s ha pe   c o n t i nui t y   a n d   e dge   b o un da r i e s ,   a n d   1 , 2   is   r e gul a r i z a t i o n   w e i ght s   b a l a n c i n g   s pa r s i t y   v s .   s t r uc t u r e   p r e s e r v a t i o n .     2. 2 . 5.   O p t i m i z at i o n   m e th o d   T h e   p r o b l e m   i s   c o n v e x   a nd   a d d r e s s e d   us i ng   t h e   i t e ra t i v e   s hri nk a ge - t hre s h o l d i ng  a l go ri t hm   ( IS T A )  o r  i t s   f a s t e r  i t e ra t i v e   s hri n k a ge - t hr e s h o l d i ng   a l go ri t hm   (F IS T A )   v a ri a nt .   T he   s t e ps   f o r  u pd a t i ng   a re   a s   s h o w n  i n  ( 7) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt   20 26 :   932 - 943   936   ( + 1 ) = / ( ( ) − 1 ( ( ) − ) )   (7)     2. 2 . 6 .  C l as s i f i c ati o n   i n t e gr a ti o n   O n c e   s pa r s e   c o de s     a r e   c o l l e c t e d,   t h e y   a r e   us e d  a s   i n p ut   f o r   a n  N M S V M .     , 1 2 | | | | 2 2 + ∑   ( 0 , 1 − ( + ) = 1   (8)     W h e r e   ∈ { − 1 , + 1 }   de n o t e s   c l a s s   l a b e l s   (t u m o r / n o n - t um o r),   ,   a r e   c l a s s i f i e r   p a r a m e t e r s ,   a nd    i s   a   pe n a l t y   pa r a m e t e r  c o n t r o l l i n g   m a r g i n   v i o l a t i o n.   T h e   f i n a l   de c i s i o n  r ul e   i s   i n   ( 9).     ( ) =   ( + )   (9)     T h e n,   t h e   r e s ul t a nt   s e gm e n t   i m a ge   o f   a   l i v e r   i s   gi v e n   t o   t h e   S S C  m o de l ,   w h i c h   s e g r e ga t e s   t h e   c a n c e r   po rt i o n.   In  t hi s   s c h e m e ,   t h e   a l go ri t hm   i s   pe r f o r m e d  b a s e d  o n   t w o   s pa r s i t y   pr o pe rt i e s .   P ri m a r i l y ,   de r i v e   t h e   l i n e a r  c o m b i na t i o n   o f   t h e   s h a pe   v e c t o r s .   T h e n ,   s e c o n da ri l y ,   c o n v e r t   t h e   b i n a r y   fo r m   o f   t h e   p i xe l   i n t o   a   c o l o r   i m a ge ,   w h i c h  r e duc e s   t h e   g r o s s   e rr o r s .     2. 3 .     F e atu r e   e x tr ac ti o n   T h e   f e a t u r e   e xt ra c t i o n  p r o c e s s   i s   a pp l i e d  t o   r e m o v e   t h e   re l e v a n t   a n d   i n f o r m a t i v e   f e a t ur e s ,   a l s o   kn o w n   a s   di m e n s i o n a l i t y   r e duc t i o n .   It   i s   na m e d  t h e   H S G L CM   m o de l .   T h e   s e gm e n t e d  t um o r   i n c l ude s   m e a s u r e s   s uc h  a s   s t a n d a r d   de v i a t i o n ,   m e a n,   e n e r gy ,   ku rt o s i s ,   s ke w n e s s ,   a n d   e n t r o py .   T h e n ,   t h e   g r e y   l e v e l     co - oc c ur r e n c e   m a t ri x   ( G L CM )   m o de l   i s   a p pl i e d   t o   c h a ra c t e r i z e   t h e   t e xt u r e   f e a t ur e s ,   a nd   i t   c a l c u l a t e s   t h e   s c a l a r  v a l ue s   o f   t h e   i m a ge .   T h e   e xt ra c t e d   f e a t ur e s   a r e   m a i nl y   b a s e d  o n   t h e   12   s t a t i s t i c a l   f e a t u r e s   t ha t   ha v e   be e n   c r e a t e d  b y   us i n g   t h e   H S G L CM   m o de l .   T h e   m a i n  a i m   o f   t h e   c l a s s i f i c a t i o n  s t e p   i s   i )   t o   d i f fe r e nt i a t e   c a n c e r o us   o r  n o n - c a n c e r o us   c e l l s   a n d   i i )   t o   c a t e go r i z e   di f f e r e n t   s ub t y pe s   of   t h e s e   t um o r  c e l l s   r a n g i n g   f r o m   0  t o   7.   T h e   0  v a l ue   c h a ra c t e r i z e s   t h e   d a r k   r e gi o n   o f   t h e   t um o r ,   w h i c h  i s   s a i d  t o   b e   a   n o r m a l   r e gi o n ,   a n d   t h e   o t h e r w i s e   w h i t e   po r t i o n  o f   t h e   i m a ge   i s   c l a s s i f i e d  i n t o   1   t o   7   t um o r  t y p e s .   T h e   m a i n  i n v o l v e m e n t   o f   us i n g  N M S V M   i s   i )  u n l a b e l e d  da t a   a l l o w s   us   t o  i m p r o v e   pr e di c t i v e   m o de l s ,   i i )   m i n i m i z e s   r e du n da n c y ,   a n d  i i i )  i t   s pe e ds   up  t h e   l e a rni n g   t a s ks   a n d   r e duc e s   l a b e l l i n g   c o s t s .   T h e   N M S V M   c l a s s i f i e r  a c h i e v e s   a   s e pa r a t e   s ur f a c e   f r o m   t h e   i nput   s p a c e   o f   t h e   d a t a s e t ,   w hi c h  ut i l i z e s   a   d i f f e r e n t   ke rn e l   o c c upa t i o n,   s uc h  a s   l i n e a r  o r  n o n l i n e a r,   s uc h  a s   “ qua d ra t i c ”,   “ po l y n o m i a l s ” ,   a n d   t h e   “ r a d i a l   b a s i s   f un c t i o n s   (R B F ) ” .   T h e r e   a r e   a   t o t a l   o f   8  c l a s s e s   i n   t h e   f o r m   o f   b i na r y   c l a s s i f i c a t i o n  r a nge :   [0,   7 ].   Ini t i a l l y ,   t h e   t r a i n i ng  a n d  t e s t i n g   f e a t ur e s   a r e   gi v e n   t o   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   m o de l   a s   i nput .   T h e   m e a n  v a l ue   o f   t h e   tr a i n  a n d   t e s t   f e a t u r e s   i s   de r i v e d,   a n d   t h e n  t h e   e xpo n e n t i a l   pr o b a b i l i t y   de n s i t y   f un c t i o n   o f   t h e   t r a i n  a n d   t e s t   i m a ge s   i s   e s t i m a t e d.     2. 4 .     Ex p e r i m e n ta l   r e s u l ts   T h e   a n a l y s e s   w e r e   c a rr i e d   o ut   us i n g   t h e   3D - IR CA D b - 01  d a t a s e t ,   i n c l ud i n g   3D   C T   s c a n   v o l um e s   ob t a i n e d  f r o m   10  i n di v i du a l s .   A pp r o xi m a t e l y   75%  o f   t h e   pa t i e n t s   ha v e   h e pa t i c   t u m o r s ,   m a ki ng  t h e   d a t a s e t   v e r y   r e l e v a n t   f o r   c l i ni c a l   t um o r   i n v e s t i ga t i o n.   E a c h  pa t i e n t   f i l e   c o n t a i n s   m a n y   CT   s l i c e s   ( “ l i v e r _ n um é r o . j pg ” ) ,   a l o ng  w i t h   l i c e n s e   a n d  c r e di t   i n f o rm a t i o n.   T h e   c o l l e c t i o n   p r o v i de s   hi g h - r e s o l ut i o n  a b do m e n   C T   i m a ge s   t ha t   e n a b l e   r e gi o n - l e v e l   s e gm e n t a t i o n  a n d   t um o r   i de nt i f i c a t i o n .   T h e   N M L R - S S C  m e t h o d  f i r s t   us e s   m ul t i l a y e r   l o c a l   a r e a   de c o m po s i t i o n  o n  t h e   C T   i m a ge s ,   m a i n t a i ni n g  c o m pl e x  e dge   pa t t e rn s   a nd  l o c a l i z e d   i nt e n s i t y   f l uc t ua t i o n s .   T hi s   s t a ge   e n s u r e s   t h e   p r e s e r v a t i o n   o f  t um o r   b o r de r s ,   w h i c h  a r e   o f t e n   i ndi s t i n c t   i n  t r a d i t i o n a l   s e gm e n t a t i o n  t e c hn i que s .   T h e   s p a r s e   f o r m   c o m pos i t i o n  a pp r o a c h  e n c o de s   t um o r  a r e a s   i nt o   a   l o w - r e dunda n c y   r e pr e s e nt a t i o n ,   hi g h l i g ht i n g   di s c ri m i na t i v e   s h a pe   s i g na l s   w hi l e   m i ni m i z i n g   n o i s e   a n d   e xt r a n e o us   f e a t u re s .   T hi s   e n c o di n g   ge n e ra t e s   a   c o n c i s e   f e a t ur e   s e t   t h a t   e m p h a s i z e s   t h e   m o rp h o l o gi c a l   di f f e r e n c e s   b e t w e e n  t u m o r   a n d   h e a l t h y   t i s s ue .   T h e   c o l l e c t e d  s pa r s e   s h a pe   f e a t ur e s   a r e   i n pu t   i n t o   a n   N M S V M   c l a s s i f i e r.   T h i s   c l a s s i f i e r   i s   de s i g n e d  t o   a dd r e s s   c l a s s   i m b a l a n c e   a n d   e nha n c e   di f f e r e n t i a t i o n   b e t w e e n   t um o r   a n d  n o n - t u m o r   a r e a s .   T h e   s y s t e m   a c hi e v e s   gr e a t   d i a g n o s t i c   a c c ura c y   by   i n t e g ra t i n g  s ha pe - a w a r e   f e a t ur e s   w i t h   a   s t r o n g  de c i s i o n  b o un da r y   fo r m ul a t i o n.   T h e   i n t e g ra t e d  pi pe l i n e   p r o v i de s   t h a t   s e gm e n t a t i o n   p r e c i s i o n  i m m e di a t e l y   e nh a n c e s   c l a s s i f i c a t i o n   e f f i c a c y .   T h e   p r o po s e d  N M L R - S S C  s y s t e m   s h o w s   r e s i l i e n c e   b y   e ff i c i e n t l y   m a n a gi n g   n o i s e   v i a   s p a r s e   e n c o di n g ,   a d d r e s s i n g   i nt e r - pa t i e n t   a na t o m i c a l   v a r i a b i l i t y   v i a   m u l t i l e v e l   de c o m po s i t i o n ,   a n d   i de nt i fy i n g  l e s i o n s   o f   v a r y i n g  s i z e s .   It s   c o n s i s t e n c y   a c r o s s   c l i ni c a l   s e t t i ngs   e n s u r e s   de pe n da b l e   l i v e r   c a n c e r  c l a s s i f i c a t i o n,   r e duc i n g   pe r f o r m a n c e   de g r a d a t i o n  a n d   i m p r o v i n g   r e a l - w o r l d  di a g n o s t i c   r e l e v a n c e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       Mul t i l e v e l   l o c al   r e g i on   s par s e   s hape   c om pos i t i on   m od e l   f or   l i v e r   …   ( B a l as ubr am an i an  Sak t hi s ar a v anan)   937   2. 5 .     P e r fo r m an c e   a n a l ys i s   T h e   pe r f o r m a n c e   a na l y s i s   s e c t i o n   de l i b e ra t e s   t h e   i n v e s t i ga t i o n  o ut c o m e s   of   t h e   i n t r o duc e d  N M S V M   a pp r o a c h  r e g a r di ng   t rue   n e ga t i v e   ( T N ) ,   a c c ura c y ,   s pe c i f i c i t y ,   t rue   po s i t i v e   ( T P ) ,   s e n s i t i v i t y ,   f a l s e   n e g a t i v e   (F N ) ,   f a l s e   po s i t i v e   (F P ) ,   r e c a l l ,   p r e c i s i o n ,   D i c e ,   J a c c a r d ,   a nd  K a pp a   c o e ff i c i e n t s .   T P ,   F N ,   T N ,   F P   p a r a m e t e r s   a r e   ut i l i z e d   t o   c l a s s i fy   t h e   t um o r   a s   n o r m a l   o r   a n y   o t h e r  a b n o rm a l i t i e s   p r e s e n t   i n   t h e   l i v e r .   It   c o rr e c t l y   i de nt i f i e s   t h e   t u m o r   po r t i o n s   i n  t h e   l i v e r   o r g a n s   e f fe c t i ve l y   a n d  t h e s e   p a r a m e t e r s   a r e   s pe c i f i e d  a s   s h o w n     i n   (1 0)  t o   (14) .      =   +    (10)      =   +    (11)      =  +  +       +   +  +  +    (12)      =     +            (13)     =     +              (14)     ‒   F - m e a s u r e :   t h e   F - m e a s u r e   i s   de f i n e d  a s   c a l c ul a t i n g   t h e   t e s t ’s   a c c ur a c y   a n d  i s   o t h e r w i s e   s t a t e d  a s   t h e   w e i ght e d  a ri t hm e t i c   m e a n  o f   pr e c i s i o n  a nd  r e c a l l .   ‒   J a c c a r d   c o e ff i c i e n t :   t h e   c o e ff i c i e n t   i s   c a l c ul a t e d  a s   i n   (15) .       = + +   (15)     ‒   D i c e   c oe ff i c i e n t :   D i c e   c o e ff i c i e n t   i s   g i v e n   by   (16).      = 2   ∗   +   (16)     ‒   K a ppa   c o e ff i c i e n t   a s   i n   (17) .      = − 1 −   (17)     ‒   G l o b a l   a c c e pt a n c e   ra t e   a s   i n   ( 18) .     100 −   (18)     F i gur e   2  e x pl a i n s   t h e   t r a i n i n g  a n d  t e s t i n g  i m a ge s .   F i gur e   2(a )  s h ow s   a n   o r i gi n a l   a b d o m i n a l   CT   i m a ge ,   F i g ur e   2 ( b)  d e s c r i b e s   t h e   s h a p e   s h a r pe n i n g  i m a ge ,   F i gur e   2 (c )  e xpl a i n s   l i ve r   s e gm e n t a t i o n   w i t h o ut   t um o r   r e gi o n ,   F i g ur e   2 ( d)  s h ow s   t h e   l i ve r   s e gm e n t e d  i m a g e ,   F i gur e   2 ( e )  e x pl a i n s   t um o r   i de n t i f i c a t i o n ,   a n d  F i gur e   2 ( f )  i n di c a t e s   t h e   t um o r   e xt r a c t i o n   r e gi o n .   H e r e ,   409  i m a g e s   h a v e   be e n   t a k e n   fo r   t r a i n i n g  a n d   t e s t i n g.   T h e y   h a ve   s pl i t   i n t o   70%  a n d  30%  of   t h e   t r a i n i n g  a n d  t h e   t e s t i n g  i m a ge s   a r e   c o n s i d e r e d.   F i gur e   3   de pi c t s   t h e   i m a ge   pr oc e s s i n g  i n  a c c o r da n c e   w i t h   t h e   t hr e e   ki n ds   of   di s e a s e   c o n di t i o n s   of   l i ve r   t um o r   s t a g e   A ,   B ,   a n d  C.   F i gur e   4  pr e s e n t s   i m a g e s   of   s h a pe   r e c o n s t r uc t i o n   t h a t   de m o n s t r a t e   t h e   r e t e n t i o n   of   t um o r   ge o m e t r y .   O r i gi n a l   m a s ks   r e ve a l   a ut h e n t i c   a r e a s ,   s m oot h e d  r e c o n s t r uc t i o n s   e n h a n c e   bo r d e r s ,   a n d  s pa r s e   r e c o n s t r u c t i o n s   e m ph a s i z e   c r i t i c a l   s t r uc t ur a l   a t t r i b ut e s ,   i l l us t r a t i n g  t h e   m o d e l ' s   pr e c i s e   t um o r   s h a p e   r e pr e s e n t a t i o n   fo r   c a t e g o r i z a t i o n .   F i gu r e   5   s h o w s   t ha t   t h e   p r o po s e d  N M S V M   c l a s s i f i e r   a c h i e v e s   gr e a t e r  pe r f o r m a n c e   r e s ul t s   t ha n  t h e   pr o b a b i l i s t i c   n e u ra l   n e t w o r k  (P N N )  a n d   k - n e a r e s t   n e i g h b o r s   (K N N )  c l a s s i f i e r s .   T h e   s e n s i t i v i t y   i m p r o v e d  b y   0. 22% ,   a nd   t h e   a c c ura c y   by   3%  i n  P N N   a n d   8%   i n  K N N .   H e n c e ,   t h e   p r o po s e d  N M S V M   a t t a i n s   1 00%   s pe c i f i c i t y ,   s e n s i t i v i t y ,   a nd  a   98%   a c c ur a c y   ra t e .   F i gu r e   6   s how s   t ha t   t h e   r e c a l l   ra t e   o f   t h e   p r o po s e d  N M S V M   c l a s s i f i e r   i m p r o v e s   by   22%  m o r e   t h a n  t h e   K N N   c l a s s i f i e r,   a n d  t h e   F - m e a s u r e   ra n ge   i m p r o v e s   by   12. 7%   m o r e   t h a n  t h e   K N N   c l a s s i f i e r.   F a l s e   a c c e pt a n c e   ra t e   (F A R ),   F i gur e   7   r e p r e s e n t s   t h e   F A R   m e a s u r e s .   H e r e ,   t h e   N M S V M   c l a s s i f i e r  a c c e pt s   t h e   f a ul t   i n s t a n c e s .   It   s h o w s   100%  e f fe c t i ve   r e s ul t s   t h a n  t h e   e xi s t i n g   t e c hni que s .   F a l s e   r e j e c t i o n   r a t e   (F R R )  i s   t h e   p r o c e s s   of   c a l c ul a t i n g  t h e   m e a s u r e m e n t   o f   ge n ui n e   c o n s um e r s   d i s a l l o w e d   t hr o ugh  t h e   s e c uri t y   m e t h o d.   F i gu r e   8   r e p r e s e n t s   t h e   F R R   m e a s u r e s .   F r o m   F i g u r e s   6   a nd   7,   t h e   p r o po s e d   N M S V M   c l a s s i f i e r  r e j e c t s   t h e   f a ul t s   e f fe c t i ve l y .   H e n c e ,   t h e   pr o po s e d  N M S V M   c l a s s i f i e r  a c c o m pl i s h e s   b e t t e r  r e s ul t s   t ha n  t h e   e xi s t i n g   P N N   a n d   K N N   c l a s s i f i e r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt   20 26 :   932 - 943   938         (a )   (b )   (c )               (d)   (e )   (f )     F i gu r e   2 .   T r a i n i ng  a n d   t e s t i ng  i m a ge s   of   (a )  o ri gi na l   a b do m i na l   CT   i m a ge s ,   (b )  s ha pe   s h a rpe ni n g   i m a ge ,     (c )  l i v e r  s e gm e nt e d  w i t h o ut   t um o r   r e g i o n,   (d )  l i v e r   s e gm e nt e d  i m a ge ,   (e )  t u m o r  i de n t i f i c a t i o n,   a n d     (f )  t um o r  e xt ra c t i o n  r e gi o n           F i gu r e   3.   I m a ge   p r o c e s s i n g  i n  a c c o r da n c e   w i t h  t h e   t hr e e   k i n d s   o f   di s e a s e   c o n di t i o n s   o f   l i v e r   t u m o r  s t a ge     A ,   B ,   a n d   C             F i gu r e   4 .   L i v e r  t u m o r  s h a pe   r e c o n s t r uc t i o n  s a m pl e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       Mul t i l e v e l   l o c al   r e g i on   s par s e   s hape   c om pos i t i on   m od e l   f or   l i v e r   …   ( B a l as ubr am an i an  Sak t hi s ar a v anan)   939           F i gu r e   5 .   S e n s i t i v i t y ,   s pe c i f i c i t y ,   a nd  a c c ura c y   F i gu r e   6 .   P r e c i s i o n,   r e c a l l ,   a nd  F - m e a s u r e           F i gu r e   7 .   F a l s e   a c c e pt a n c e   r a t e   a na l y s i s           F i gu r e   8 .   F a l s e   r e j e c t i o n   r a t e   a na l y s i s       3.   DISCUSSIO N   T o da y ,   l i v e r   c a n c e r   i s   v e r y   c o m m o n ,   a nd  h e n c e ,   t u m o r  de t e c t i o n   i n  i t s   e a r l i e r  s t a ge   i s   m o r e   s i g n i f i c a n t .   A   m a s k i n g   o pe r a t i o n  w a s   us e d  t o   e ra di c a t e   t h e   u n w a n t e d  r e g i o n s   a n d   w a s   u t i l i z e d   f o r   f urt h e r  pr o c e s s i n g  w i t h o ut   m o di fy i n g  a n y   s t r uc t u r e   o r  s h a pe .   A   h i gh  v a l ue   m e a n s   t h e   c o n di t i o n  i s   s e v e r e .   T a b l e   1  de s c r i b e s   t h e   h y b r i d   s t a t i s t i c a l   f e a t u r e s   i n  a c c o r da n c e   w i t h  m e a n ,   v a ri a n c e ,   ku rt o s i s ,   a nd   s ke w n e s s .   F i g u r e   9   de pi c t s   t h e   r e c e i v e r   o pe r a t i ng  c h a ra c t e r i s t i c   (R O C)   c u r v e s   of   t h e   p r o po s e d  a n d   t h e   e xi s t i n g   s y s t e m .   T e n f o l d  c r o s s - v a l i da t i o n :   t h e   s ub s e que n t   t a b l e   o ff e r s   a   de t a i l e d  de s c r i pt i o n  o f   t h e   t e n f o l d  c r o s s - v a l i da t i o n  o f   t h e   pr o po s e d  a n d   e xi s t i n g   c l a s s i f i e r s .   F i gu r e   10   de pi c t s   c l a s s i f i e r   pe r f o r m a n c e ,   de m o n s t r a t i ng  t ha t   N M S V M   a c hi e v e s   h i g h e r   a c c u r a c y ,   pr e c i s i o n,   a n d   s pe c i f i c i t y   r e l a t i v e   t o   F L A S - U - N e t + +   a nd  R e s U - N e t ,   h i g hl i g h t i n g  i t s   r e s i l i e n c e   a n d   c l i ni c a l   de pe n d a b i l i t y   i n  l i v e r  t u m o r  d i a g n o s i s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt   20 26 :   932 - 943   940   T a b l e   2  c o m pa r e s   N M S V M ,   P N N ,   a nd  K N N ,   i n d i c a t i n g  t ha t   N M S V M   a c hi e v e s   h i g h e r   a c c u r a c y ,   s e n s i t i v i t y ,   s pe c i f i c i t y ,   F 1 - s c o r e ,   D i c e   c o e ff i c i e n t ,   a n d  a r e a   u n de r   t h e   c ur v e   (A U C)  fo r   de pe n d a b l e   l i v e r   t um o r  i de n t i f i c a t i o n.   T h e   a na l y s i s   i n di c a t e s   t h a t   t h e   p r o po s e d  N M S V M   o ut pe r f o r m s   F L A S - U - N e t + +   a nd  R e s U - N e t ,   a c hi e v i n g   h i g h  pe r f o r m a n c e .   T h i s   i l l us t ra t e s   i t s   e ff i c a c y   i n   l i v e r   t um o r   i de nt i f i c a t i o n,   r e duc i n g   f a l s e   po s i t i v e s   a nd  f a c i l i t a t i n g   de pe n d a b l e   c l i n i c a l   de c i s i o n - m a ki ng  i n  e a r l y   c a n c e r   di a g n o s i s .   T h e     N M L R - S S C  f r a m e w o r k  i s   r e s o ur c e - i n t e n s i v e ,   n e c e s s i t a t i n g   g ra p hi c s   p r o c e s s i n g   u ni t   (G P U )  a c c e l e r a t i o n  o r  o pt i m i z a t i o n   f o r  r e a l - t i m e   i m pl e m e n t a t i o n.   T h e   ge n e ra l i z a t i o n   t o   u n k n o w n  l e s i o n  t y p e s   r e m a i n s   u nt e s t e d,   a nd  i n t e g r a t i ng  i t   i n t o   c l i n i c a l   w o r kf l ow s   n e c e s s i t a t e s   us e r - f ri e n d l y   i nt e r f a c e s ,   i n t e r o pe ra b i l i t y   w i t h  pi c t u r e   a r c hi v i n g  a n d  c o m m u ni c a t i o n  s y s t e m   (P A CS )  s y s t e m s ,   a nd  v a l i da t i o n  a ga i n s t   ra di o l o gi s t   a s s e s s m e n t s ,   w hi c h  m a y   b e   l i m i t e d   w i t h o ut   c o m p r e h e n s i v e   us e r - c e n t e r e d   de s i g n  a n d   r e gul a t o r y   a pp r o v a l .   T h e   N M L R - S S C  +   N M S V M   f r a m e w o r k  i s   a n  i nn o v a t i v e   i n s t r um e nt   t h a t   f a c i l i t a t e s   t h e   e a rl y   i de nt i f i c a t i o n   o f   l i v e r  c a n c e r  by   pr e c i s e l y   d e t e c t i n g  t i n y   a n d  di v e r s e   l e s i o n s .   I t   m a y   b e   i n t e g ra t e d  w i t h   P A CS   s y s t e m s ,   r a d i o l o gi c a l   r e po r t i n g  t o o l s ,   a nd  h o s pi t a l   a r t i f i c i a l   i n t e l l i ge n c e   (A I)  pl a t f o r m s ,   e nha n c i n g   p r o c e s s   a do pt i o n   a n d  a s s i s t i ng  ra di o l o gi s t s   i n   de c i s i o n - m a ki ng.       T a b l e   1 .   T h e   h y b r i d   s t a t i s t i c a l   f e a t u r e s   S c o r e s   M e a n   V a ri a n c e   S k e w n e s s   K u rt o s i s   S c o r e   0   1 1 . 7 5 1 4 3   4 6 9 1 . 6 1 3   1 1 . 7 5 1 4 3   8 . 7 5 1 4 3 4   S c o r e   1   1 3 . 5 1 9 7 8   5 3 9 7 . 6 2   1 3 . 5 1 9 7 8   1 0 . 5 1 9 7 8   S c o r e   2   1 6 . 1 3 8 0 9   6 4 5 6 . 0 0 4   1 6 . 1 3 8 0 9   1 3 . 1 3 8 0 9   S c o r e   3   1 6 . 1 8 8 9   6 4 9 8 . 5 2 8   1 6 . 1 8 8 9   1 3 . 1 8 8 9   S c o r e   4   1 7 . 8 9 6 4 1   7 1 9 5 . 9 0 7   1 7 . 8 9 6 4 1   1 4 . 8 9 6 4 1   S c o r e   5   1 8 . 1 7 0 0 6   7 3 0 5 . 6 0 4   1 8 . 1 7 0 0 6   1 5 . 1 7 0 0 6   S c o r e   6   1 8 . 4 0 8 6 9   7 3 4 2 . 4 3 1   1 8 . 4 0 8 6 9   1 5 . 4 0 8 6 9   S c o r e   7   1 8 . 5 3 4 2 6   7 4 0 6 . 6 4 6   1 8 . 5 3 4 2 6   1 5 . 5 3 4 2 6           F i gu r e   9 .   R O C  c u r v e s   fo r   t h e   e xi s t i ng  a n d   p r o po s e d  s y s t e m s           F i gu r e   10 .   Cl a s s i f i e r   pe r f o r m a n c e   c o m pa ri s o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       Mul t i l e v e l   l o c al   r e g i on   s par s e   s hape   c om pos i t i on   m od e l   f or   l i v e r   …   ( B a l as ubr am an i an  Sak t hi s ar a v anan)   941   T a b l e   2 .   Co m p a r a t i v e   pe r f o r m a n c e   o f   N M S V M ,   P N N ,   a n d  K N N   c l a s s i f i e r s   Cl a s s i fi e r   A c c u ra c y   ( % )   S e n s i t i v i t y   ( % )   S p e c i f i c i t y   ( % )   F1 - s c o r e   D i c e   c o e ffi c i e n t   A U C   N M S V M   9 9 . 3 9   9 9 . 6 1   9 9 . 1 3   0 . 9 9 4 2   0 . 9 8 8 5   0 . 9 9 6 1   P N N   9 8 . 9 8   9 8 . 4 2   9 9 . 5 8   0 . 9 9 0 1   0 . 9 8 0 3   0 . 9 8 4 2   K N N   9 8 . 7 8   9 8 . 3 3   9 9 . 2 1   0 . 9 8 7 4   0 . 9 7 5 2   0 . 9 8 3 3       4.   C O N C LU S I O N   A N D   F U TU R E  W O R K   T h i s   s t udy   i n t r o duc e s   a n   N M S V M   c l a s s i f i e r   t h a t   i s   t r a i n e d  us i n g  s t a t i s t i c a l   t e xt u r e   da t a .   I t   c a n  di s t i ngui s h  b e t w e e n   b e n i g n  t u m o r s ,   w hi c h  ha v e   a   c l a s s i f i c a t i o n   o f   0 ,   a n d   m a l i g n a nt   t u m o r s ,   w h i c h  r a nge   f r o m   1  t o   7  v a l ue s .   A   c o m b i n a t i o n  o f   s t a t i s t i c a l   f e a t u r e s   w i t h   g e n e ra l i z e d  l i n e a r   m o de l   (G L M )   f e a t ur e s   gi v e s   a   h y b r i d  H S G L CM   a pp r o a c h,   w h i c h   i s   us e d  f o r   t h e   o bj e c t i v e   of   r e m o v i n g   f e a t u r e s   f r o m   t h e   i n pu t   i m a ge .   T hi s   n o v e l   t e c hni que   i s   t h e   p r i m a r y   dri v e r   o f   i m p r o v e d  c l a s s i f i c a t i o n  a c c u r a c y   a b ove   c urr e n t   t e c hn o l o gi e s .   O nl y   t h e   pe r t i n e nt   v a l ue s   o f   t h e   s t a t i s t i c a l   f e a t ur e s   a r e   e xt r a c t e d   a n d   f urt h e r  c l a s s i f i e d.   T h i s   e xt ra c t i o n  p r o c e dur e   e ffe c t i ve l y   s e pa r a t e s   t h e   t u m o r - de t e c t e d  r e gi o n s   i n   t h e   l i v e r   i m a ge   a n d   i s   m a i n l y   e nh a n c e d  by   t h e     N M L R - S S C  m o de l .   Co m p a r e d  t o   t h e   c u rr e n t   P N N   a nd   K N N   c l a s s i f i e r s ,   t h e   p r o po s e d  N M S V M   a pp r o a c h  pe r f o r m e d  b e t t e r.   T h e r e f o r e ,   t h e   a c c ur a c y   of   t h e   p r o po s e d  N M S V M   c l a s s i f i e r  w a s   98 %,   a nd   i t   o ut pe r f o r m e d  t h e   c urr e nt   P N N   a n d   K N N   c l a s s i f i e r s   b y   7%  a n d   8% ,   r e s pe c t i v e l y .       F U N D I N G   I N F O R M A TI O N     A ut h o r s   s t a t e   n o   f un d i n g   i n v o l v e d.       A U TH O R   C O N TR I B U TI O N S   S TA T EM EN T   T h i s   j o urna l   us e s   t h e   Co n t ri b ut o r  R o l e s   T a xo n o m y   (CR e di T )  t o   r e c o gn i z e   i n d i v i dua l   a ut h o r  c o n t ri b ut i o n s ,   r e duc e   a ut h o r s hi p   di s pu t e s ,   a n d   f a c i l i t a t e   c o l l a bo r a t i o n.       N am e   o f  A u th o r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   B a l a s ub r a m a n i a n   S a kt hi s a r a v a na n                               R a m a k ri s hn a n  M e e n a ks h i                               T h i r u g n a na s a m b a n da m   A ki l a                               S a ra v a n a n  D u r g a   D e v i                               S ubb i a h  M u r u ga n                                 C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r m a l   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e s o u rc e s   D   :   D a t a   Cu ra t i o n   O   :   W ri t i n g   -   O ri g i n a l   D ra ft   E   :   W ri t i n g   -   Re v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi s u a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P ro j e c t   a d m i n i s t ra t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i s i t i o n         C O N F LI C T  O F   I N T ER ES T  S TA T EM EN T   A ut h o r s   s t a t e   n o   c o n f l i c t   o f   i nt e r e s t .       D A TA   A V A I LA B I LI T Y   T h e   a u t h o r s   c o n f i rm   t h a t   t h e   d a t a   s up po r t i n g   t h e   f i n di ngs   o f   t hi s   s t udy   a r e   a v a i l a b l e   w i t h i n  t h e   a rt i c l e   [a n d/ o r   i t s   s uppl e m e n t a r y   m a t e r i a l s ] .       R EF ER EN C ES   [1 ]   Y .   N .   G o w d a   a n d   R.   V .   M a n j u n a t h ,   “ A u t o m a t i c   l i v e r   t u m o r   c l a s s i f i c a t i o n   u s i n g   U - N e t 7 0   a   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l , ”   J o u r n a l   o f   L i v e r   T r a n s p l a n t a t i o n ,   v o l .   1 8 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . l i v e r. 2 0 2 5 . 1 0 0 2 6 0 .   [2 ]   S .   Z h e n   e t   a l . ,   “ D e e p   l e a r n i n g   fo r   a c c u ra t e   d i a g n o s i s   o f  l i v e r  t u m o r   b a s e d   o n   m a g n e t i c   re s o n a n c e   i m a g i n g   a n d   c l i n i c a l   d a t a , ”   F r o n t i e r s   i n   O n c o l o g y ,   v o l .   1 0 ,   M a y   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f o n c . 2 0 2 0 . 0 0 6 8 0 .   [3 ]   V .   R.   K a v i t h a ,   F .   B .   J .   H u s s a i n ,   P .   Ch i l l a k u ru ,   a n d   P .   S h a n m u g a m ,   “ A u t o m a t e d   c l a s s i f i c a t i o n   o f   l i v e r  c a n c e r  s t a g e s   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   o n   h i s t o p a t h o l o g i c a l   i m a g e s , ”   T r a i t e m e n t   d u   S i g n a l ,   v o l .   4 1 ,   n o .   1 ,   p p .   3 7 3 – 3 8 1 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 8 2 8 0 / t s . 4 1 0 1 3 1 .   [4 ]   N .   M o h a n k u m a r  e t   a l . ,   “ A d v a n c i n g   c h r o n i c   p a i n   re l i e f   c l o u d - b a s e d   r e m o t e   m a n a g e m e n t   w i t h   m a c h i n e   l e a r n i n g   i n   h e a l t h c a r e , ”   In d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   Co m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   3 7 ,   n o .   2 ,   F e b .   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s . v 3 7 . i 2 . p p 1 0 4 2 - 1052.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.