I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   40 No .   2 N o v em b e r   2 0 2 5 ,   p p .   6 5 4 ~ 6 6 6   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 40 .i 2 . pp 654 - 6 6 6           654     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Cla ss ificatio n of v o ice patho lo g ies u sing  one dimens io na l f ea ture   v ector and  t wo  di mens io na l sca lo g ra m       Ra nita   K hu m uk cha m 1 ,   Sh a rm ila   M eina m 2 ,   K is ho rj it   No ng m eik a pa m 3   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   I n d i a n   I n st i t u t e   o f   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y   M a n i p u r ,   I mp h a l ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   M I T,   M a n i p u r   U n i v e r si t y ,   I mp h a l I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   I n d i a n   I n st i t u t e   o f   I n f o r mat i o n   T e c h n o l o g y   M a n i p u r ,   I mp h a l I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   23 2 0 2 5   R ev is ed   J u l   30 2 0 2 5   Acc ep ted   Oct   14 2 0 2 5       M o st  re se a rc h   wo rk   f o c u o n ly   o n   b i n a ry   c las sifica ti o n   o v o ice   p a th o l o g ies   su c h   a n o rm a a n d   p a th o lo g ica l   c las sifica ti o n .   Ho we v e r,   th e   c u r re n wo rk   g iv e imp o r tan c e   to   m u lt icla ss   c las sifica ti o n   to o .   Th e   p a p e c o m p a re o n e - d ime n sio n a l   (1 D)  fe a tu re   v e c to rs   b a se d   m a c h in e   lea rn i n g   (M L)  t e c h n iq u e a n d   tw o - d ime n si o n a l   (2 D)  sc a lo g ra m   ima g e   b a se d   d e e p   lea rn i n g   ( DL)  m o d e l   fo b in a r y   a n d   m u lt icla ss   c las sifica ti o n   o v o ice   p a th o l o g y .   Th e   m u lt icla ss   c las sifica ti o n   c las sifies   th e   v o ic e   sig n a in t o   f o u r   c a teg o ries   wh ic h   a re   h e a lt h y ,   h y p e rk in e ti c   d y sp h o n ia,  h y p o k i n e ti c   d y sp h o n ia,  a n d   re fl u x   lary n g it is.  T h e   c u rre n wo r k   d e m o n stra tes   th e   e v a lu a ti o n   o 1 fe a tu re   v e c to rs  e x trac ted   fro m   sp e e c h   si g n a su c h   a M F CC   (m e l - fre q u e n c y   c e p stra l   c o e fficie n t)  a n d   p it c h   wit h   v a ri o u M L   tec h n iq u e l ik e   K - n e a re st  n e i g h b o r   (KN N),  Na ïv e   Ba y e s,  a n d   d isc rimin a n a n a ly sis  (DA ).   An o th e tec h n iq u e   th a u se ti m e - fre q u e n c y   sc a lo g r a m d e riv e d   u si n g   th re e   d iffere n t   wa v e lets,   i. e . ,   a n a ly t ica M o rlet  (a m o r),   B u m p ,   a n d   M o rse ,   a re   u se d   f o train in g   a   p re - train e d   G o o g leN e a rc h it e c tu re ,   wh ich   is   a   v e r y   p o p u lar   D m o d e l .   Ex p e rime n tal  re su l ts  sh o th a t   2 sc a lo g ra m   ima g e   b a se d   DL   m o d e fo r   b in a ry   ( 9 6 . 0 5 % a n d   m u lt icla ss   (8 9 . 8 % )   c las sifica ti o n   o f   v o ice   p a th o lo g y   g iv e s b e tt e p e rfo rm a n c e   wh il e   c o m p a rin g   wit h   1 D fea tu re   v e c to rs  b a se d   M L   tec h n iq u e s.   K ey w o r d s :   An aly tical  Mo r let  ( am o r )   B u m p   Dis cr im in an t a n aly s is   K - n ea r est n eig h b o r   Mo r s e   Naïv B ay es   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R an ita  Kh u m u k ch am   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g   I n d ian   I n s titu te  o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y   Ma n ip u r   I m p h al  7 9 5 0 0 2 ,   I n d ia   E m ail: r an itak h 8 9 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Sp ee ch   is   th m o s t b asic f o r m   o f   ex p r ess io n ,   an d   a n y   ch a n g e   to   th v o ca l c o r d   in ter r u p ts   its   s ea m less   f lo w.   Vo ca f atig u e ,   p r ess u r e ,   d y s p h o n ia,   r o u g h n ess ,   g lo tt al  ass au lt,  s o r th r o at,   an d   o th er   s y m p to m s   ar e   ex ac er b ated   b y   s p ee ch   p r o b lem s .   L o n g - ter m   v o ca co r d   ab u s ca n   r esu lt  in   d is ea s es   s u ch   as  lar y n g ea m alig n an cy ,   f o ld in g ,   p o ly p ,   an d   n o d u le.   T h h o a r s en ess   o f   o n e' s   v o ice  m ig h d ef in th ese  co n d itio n s .   Asi d f r o m   s elf - ab u s e,   s ed en tar y   life s ty le  m ay   lead   t o   an   in cr ea s in   v o ice  p r o b lem s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   Dee p   lear n in g   ( DL )   h as  s u r p ass ed   tr ad itio n al  class if ier s   s u ch   as  Naïv B ay es,  d ec is io n   tr ee s ,   K - n ea r est  n ei g h b o r   ( KNN) ,   an d   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM) .   Sin ce   th last   s ev er al  d ec ad es,  h an d cr af ted   s p ee ch   o r   ac o u s t ic  ch ar ac ter is tics   h av b ee n   cr itical  f o r   d etec ti n g   v o ice  d is o r d e r   an d   th is   ca n n o b o v e r lo o k e d   [ 3 ] - [ 7 ] .   Fo r   d iag n o s in g   v o ice   p ath o lo g y ,   wid r an g o f   lo n g   an d   s h o r f ea tu r d escr ip to r s   h av b ee n   em p lo y ed .   L o n g - ter m   ch ar ac ter is tics   h av b ee n   em p lo y ed   i n   ce r tain   s ig n if ican r esear ch   s tu d ies  [ 8 ] - [ 1 1 ] .   W ah ed   [ 1 2 ]   s u g g ested   s tu d y   to   d ev elo p   d etec to r   f o r   v o ca lar y n x   ab n o r m alities   b y   ex tr ac tin g   m ix tu r o f   v ar io u s   f ea tu r e   d escr ip to r s   f r o m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C la s s if ica tio n   o f v o ice  p a th o l o g ies u s in g   o n e   d imen s io n a l f ea tu r ve cto r   a n d   …  ( R a n ita   K h u mu kc h a m )   655   d is ea s ed   v o ice  s am p le.   Or o zc o - Ar r o y av et  a l.  [ 1 3 ]   p r esen ted   m eth o d   f o r   d iag n o s in g   Par k in s o n ' s   illn ess ,   p alate   d y s f u n ctio n ,   a n d   v o ca f o ld   ab n o r m alities ,   h y p er n asal  lip .   An o t h er   s em in al  s tu d y   th at  u s ed   en tr o p y   to   d is tin g u is h   b etwe en   h ea lth y   a n d   d is ea s ed   v o ices  was  s u g g e s ted   in   [ 1 4 ] .   Ulo za   et  a l.  [ 1 5 ]   d escr ib es  m u lt i - class   v o ice  p ath o lo g y   class if ier   th at  em p lo y s   r ich   f ea tu r v ec to r   g e n er ated   f r o m   v ar ie d   a n d   co m m o n   s p ee ch   ch ar ac ter is tics .   R ey n o ld s   an d   R o s [ 1 6 ]   r em o v ed   ch ar ac ter i s tics   f r o m   s h o r t   r eg u lar   u tter a n ce s   u s in g   a   m el - f r e q u e n c y   f i l t e r   b a n k .   P r a v e n e t   a l .   [1 7 ]   u s e d   t h e   G a u s s i a n   m i x t u r e   m o d e l   ( G M M )   m o d el  t o   t r a i n   1 1   d i s t i n c m e l - f r e q u e n c y   c e p s t r al   c o e f f i cie n t   ( M FC C )   c h a r a ct e r is t i cs   t o   d i s t i n g u is h   a   n o r m a v o i c e   f r o m   a   d i s o r d e r e d   o n e .   T h m ac h in lea r n in g   tech n iq u es is   ap p lied   in   m o s t o f   th m ed ical  ap p licatio n   [ 1 8 ]     2.   M E T H O D   Fo r   s tu d y in g   th e   im p lem en tat io n   r esu lts   o f   o n e - d im en s io n a ( 1 D)   a n d   2 b ased   m ac h in lear n in g   ( ML )   an d   DL   s y s tem s ,   two   s ep ar ate  wo r k f l o ws  ar p r o p o s ed   in   th cu r r e n m eth o d o lo g y ,   as  d is cu s s ed   in   th e   f o llo win g   two   s u b s ec tio n s .   T h s u m m ar ized   ar ch itectu r es  o Fig u r es  1   an d   2   ar e   s im ilar ,   ex ce p t,  t h f o r m er   d ea ls   with   b in ar y   class   p r ed i ctio n   an d   th latter   is   a   m u lticlas s   p r ed icto r .   I n   ca s o f   1 b i n ar y   class if icatio n ,   th f ir s s tep   is   t o   c o llect  d ata  wh ich   is   in p u s p ee ch ,   th e   s ec o n d   s tep   g o   f o r   f ea tu r e   ex tr ac t io n ,   th e   th ir d   s tep   is   f o r   ML   wh ich   is   tr ain in g   an d   test in g   th s am p le  p r o v id e d   an d   th last   s tep   u n d er g o es  class if icatio n   o f   h ea lth y   an d   p ath o lo g ical.   T h MFC C   an d   p itch   c h ar ac ter is tics   ar ex tr ac te d   f r o m   th e   in p u s ig n al  as  a   f ea tu r e   ex tr ac tio n .   KNN ,   Naiv B ay e s ,   an d   d is cr im in an a n aly s is   ( DA)   ar u s ed   f o r   tr ain in g   an d   test in g   th s am p les.  I n   2 b in a r y   class if icatio n ,   t h in p u s p ee c h   is   c o n v er te d   in to   tim e - f r eq u e n cy   s ca lo g r a m   an d   g o es  f o r   DL   u s in g   Go o g leNe an d   last ly   cl ass if icatio n .   T h tim e   f r e q u e n cy   s clo g r am   an d   DL   m eth o d   is   ex p lain ed   in   th e   later   s ec tio n .   I n   ca s o f   1 m u lticlas s   c lass if icatio n ,   th f ir s s tep   i s   to   co llect  d ata   wh ich   is   in p u s p ee ch ,   th s ec o n d   s tep   g o   f o r   f ea t u r e x tr ac tio n ,   th e   th ir d   s tep   is   f o r   ML   wh ich   is   tr ain in g   a n d   test in g   th s am p le   p r o v id e d   an d   th e   last   s tep   u n d er g o es  class if icatio n   o f   h ea lth y ,   h y p er k i n etic  d y s p h o n ia,   h y p o k in etic  d s y p h o n ia   an d   lar y n g itis .   As  f ea tu r e   ex t r ac tio n ,   MFC C   an d   p itch   ch a r ac ter is tics   ar ex tr ac ted   f r o m   th in p u s ig n al.   KNN,   Naiv B ay es,  an d   DA  a r u s ed   f o r   ML   wh ich   ex p lain ed   i n   later   s ec tio n .   I n   2 m u tliclas s   class if icatio n ,   th in p u t   s p ee ch   is   co n v er ted   i n to   tim e - f r e q u en cy   s ca lo g r am   an d   g o es  f o r   DL   an d   last ly   class if icatio n   wh ich   is   ex p lain ed   in   later   s ec tio n .         2 . 1 .     Da t a s et   C esar et  a l.  [1 9 ]   s u g g ested   v o ca p ath o lo g y   d ataset,   wh ich   will  b u s ed   i n   th is   s tu d y .   T h e   co llectio n   co n tain s   1 5 1   d is ea s ed   an d   5 5   h ea lth y   s p ee c h   s am p les,  r esp ec tiv ely .   T h er ar th r ee   ty p es   o f   ab n o r m al  v o ices: h y p o k in etic  d y s p h o n ia,   h y p er k in etic  d y s p h o n ia,   an d   r ef lu x   la r y n g itis .   All r ec o r d in g s   f ea tu r e   4 . 7 6   s ec o n d   s u s tain ed   a'   v o wel  s o u n d   at  an   8   k Hz  s am p li n g   r ate.   T o   av o id   o v er f itti n g ,   ea ch   s p ee ch   s am p le   is   s p lit   in to   1 0   eq u al  len g th   s eg m en ts   o f   0 . 4 7 6   s ec o n d   d u r atio n ,   3 , 8 0 8   s am p lin g   p o i n ts ,   an d   an   8   k Hz   s am p lin g   f r e q u en c y .   Ov er f itti n g   o r   ex ce s s iv v ar ian ce   m ig h lead   to   m is lead in g   p o s itiv o u tco m es.  As   in d icate d   in   T ab le  1 ,   th is   ar r an g em e n y ield ed   1 , 5 1 0   a n d   5 5 0   d is ea s ed   an d   h ea lth y   s p ee ch   s am p les,  r esp ec tiv ely .   T o   p r ev e n th i s s u o f   class   im b alan ce ,   th t o tal  n u m b e r   o f   s am p les  th at  will  b tr ain ed   an d   test ed   is   5 5 0   f o r   ea ch   class .   T h n u m b er   o f   s eg m e n ted   s am p les  f o r   th h ea lth y   class ,   5 5 0 ,   i s   u s ed   as  th u p p e r   lim it in   th is   ca s e.   T h is   b alan ce d   n o .   will su b s eq u e n tly   tak p ar t in   tr ain in g   an d   test in g .   T h er ar 4 1 ,   7 2 ,   an d   3 8   s a m p les  f r o m   th h y p o k in etic  d y s p h o n ia,   h y p er k in etic  d y s p h o n ia  an d   r ef lu x   lar y n g itis   ca teg o r ies,  r e s p ec tiv ely ,   am o n g   th 1 5 1   u n - s eg m en ted   v o ice  s am p les.  I t' s   also   wo r th   n o tin g   th at  th ey ' r all  d iv id ed   i n to   te n   eq u al - le n g th   s p ee c h   s am p le s .   T ab le  2   s h o ws  th at  th e r ar n o 7 2 0 ,   4 1 0 ,   an d   3 8 0   s am p les  a v ailab le  f o r   ea c h   o f   th t h r ee   class es.  T o   p r e v en th e   is s u o f   class   im b ala n ce ,   th e   n u m b er   o f   s am p les  f o r   all   f o u r   class es  is   k ep t   at  3 8 0 ,   with   r ef l u x   lar y n g itis   h av in g   th e   f ewe s t.  T h is   b alan ce d   n o .   will  tak p ar t in   f u tu r t r ain in g   a n d   test in g .       T ab le  1 .   Data s et  d is tr ib u tio n   f o r   b in a r y   p r ed ictio n   C l a s s   O r i g i n a l   n o .   S e g m e n t e d   n o .   B a l a n c e d   n o .   H e a l t h y   55   5 5 0   5 5 0   P a t h o l o g i c a l   1 5 1   1 5 1 0   5 5 0       T ab le  2 .   Data s et  d is tr ib u tio n   f o r   m u lticlas s   p r ed ictio n   C l a s s   O r i g i n a l   n o .   S e g m e n t e d   n o .   B a l a n c e d   n o .   H e a l t h y   55   5 5 0   3 8 0   H y p o k i n e t i c   d y s p h o n i a   41   4 1 0   3 8 0   H y p e r k i n e t i c   d y sp h o n i a   72   7 2 0   3 8 0   R e f l u x   l a r y n g i t i s   38   3 8 0   3 8 0     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  40 ,   No .   2 ,   No v em b er   20 25 :   6 5 4 - 6 6 6   656   2 . 2 .     F r a m ewo r k   f o cla s s if ica t io n us ing   1 f ea t ures  a nd   m a chine le a rning   T h wo r k f lo o f   th p r o p o s ed   1 f ea tu r es - b ased   ML   ar ch itectu r is   s h o wn   in   Fig u r e s   1 ( a)   an d   2 ( a) .   I t w ill co n s is t o f   th r ee   s tag es a s   ex p lain ed   in   s u b s ec tio n .           ( a)   ( b )   Fig u r 1 .   T h p r o p o s ed   a r ch it ec tu r es f o r   ( a )   1 an d   ( b )   2 l ea r n in g   m o d els f o r   b in ar y   p r e d ictio n       2 . 2 . 1 .   Sp ee ch  inp ut   Sp ee ch   s am p les  f r o m   eith e r   T ab le  1   o r   T ab le  2   will  b u s ed   d ep en d i n g   o n   th ty p o f   p r ed ictio n   m o d el  n ee d ed ,   i.e . ,   b in ar y   o r   m u lticlas s .   R eg ar d less   o f   p r ed ictio n   m o d el,   all  s am p les  h av an   8   k Hz  s am p lin g   f r eq u e n cy   an d   3 , 8 0 8   s am p lin g   p o in ts .     2 . 2 . 2 .   F ea t ure  d escript o rs   T h MFC C   an d   p itch   ch ar ac t er is tics   ar ex tr ac ted   f r o m   th e   in p u s ig n al.   T h ese  two   ch ar ac ter is tics   ar r etr iev ed   f r o m   s in g le  in p u v o ice  s am p le  a n d   c o n ca ten ated   in to   s in g le  v ec to r .   C o n c aten ated   v ec to r s   o f   th is   k in d   ar cr ea te d   f o r   all  tr a in in g   s am p les.  T h ey   will p ar ticip ate  in   tr ain in g .   MFC C   is   an   ac o u s tic   s ig n al  d escr ip tio n   p r ed icate d   o n   th e   lin ea r   co s in e   tr an s f o r m   o f   a   lo g   p o wer   s p ec tr u m   o n   n o n lin ea r   m el  s ca le  o f   f r eq u en c y   [ 20 ] .   T h MFC C   f ea tu r es  ar th co ef f icien ts   th at  m ak u p   th m el - f r e q u en c y   ce p s tr u m .   T h is   f r eq u e n cy   war p in g   im p r o v es  th r e p r esen tatio n   o f   s o u n d   an d   s p ee ch   d ata.   T h win d o w   len g th   is   s et  at  3 o f   th e   s am p lin g   r ate,   wh ich   is   2 4 0 .   An d   th o v er lap   len g t h   is   f ix ed   at  2 . 5 o f   th s am p lin g   r ate,   w h ich   is   2 0 0 .   T h o r ig in al  s am p lin g   r ate,   i.e . ,   8   k Hz  is   u tili ze d .     Pit ch .   T h f u n d am en tal  f r e q u en cy   o r   p itch   o f   v o ice  r elate s   to   th n u m b er   o f   tim es  th v o ca f o ld s   co m to g eth er   d u r i n g   p h o n at io n   p er   s ec o n d .   T h a u to - co r r elatio n   f u n ctio n   is   u s ed   in   tim e - d o m ain   p itc h   p er io d   esti m ate  m eth o d s   ( A C F).   T h m ain   p r i n cip le  b e h in d   co r r elatio n - b ased   p itch   tr ac k in g   is   th at  th e   co r r elatio n   s ig n al  will  h av e   a   s ig n if ican m a g n itu d e   p ea k   d u r in g   th p itch   p e r io d ' s   lag .   T h au to c o r r elatio n   co m p u tatio n   is   p er f o r m e d   d i r ec tly   o n   th wa v ef o r m   an d   is   s im p le  ca lcu latio n   [ 2 1 ] .   Salh et  a l.   [2 1 co m p u tes th au t o co r r elatio n   f u n ctio n   f o r   s ig n al  x ( n ) .      ( ) = l im 1 2 + 1 ( ) ( + ) =     ( 1 )     T h au to co r r elatio n   f u n ctio n   o f   s ig n al  is   b asically   tr an s f o r m atio n   o f   th s ig n al  wh ich   is   u s ef u l f o r   d is p lay in g   s tr u ct u r i n   th e   wa v ef o r m .   T h u s ,   f o r   p itch   d etec tio n ,   if   we  ass u m x ( n )   is   e x ac tly   p er io d ic  with   p er io d   P,  i. e.   x ( n ) =x ( n +P)   f o r   all  n ,   th en   th au to c o r r elatio n   f u n ctio n   o f   ( 1 )   is   also   p er io d ic  with   th s am p er io d .      ( ) =  ( + )   ( 2 )     2 . 2 . 3 .   M a chine  l ea rning   cla s s if iers   T h er ar n u m e r o u s   class if icatio n   alg o r ith m s   av ailab le  to d ay ,   b u n o n o f   th em   o u tp e r f o r m   t h e   o th er s   in   ev er y   ca s [ 2 2 ] .   W ch o s th r ee   class if ier s   f o r   th cu r r en t   wo r k   s tu d y :   K NN,   Nai v B ay es,  an d   DA T h ese  class if ier s   ar tr ain e d   i n d iv id u ally   u s in g   th e   co n ca ten ated   f ea t u r e   v ec to r s   o b tain e d   f r o m   th t r ain in g   s am p les.   Ak b u lu et  a l.   [2 3 ]   s tates ,   th KNN  tech n iq u e   is   am o n g   th e   ea r lies an d   ea s iest   k in d s   o f   n o n p a r am etr ic  class if ier .   T h d r awb ac k   is   th at  wh en   lo w   k   v alu is   u s ed ,   t h s ep ar ati o n   b o r d er   b ec o m es  ex ce s s iv ely   ad ap ted   to   th tr ain in g   d ata,   r esu ltin g   in   o v er - tr ain in g .   At  h ig h er   k   v alu es,   th e   b o r d er   ten d s   to   b e   s m o o th er ,   r esu ltin g   in   im p r o v ed   p r ed ictio n   r esu lts   f o r   f r e s h   s am p les.  T h b est  v alu e   o f   k   m u s b f o u n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C la s s if ica tio n   o f v o ice  p a th o l o g ies u s in g   o n e   d imen s io n a l f ea tu r ve cto r   a n d   …  ( R a n ita   K h u mu kc h a m )   657   em p ir ically .   T o   id e n tify   t h o p tim al  v alu e   o f   k ,   we  e m p i r ically   ev alu ated   d if f er en t   v a lu es  o f   k   u s in g   th e   E u clid ea n   d is tan ce   m et r ic.   Mo r s p ec if ically ,   we  test ed   k =1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 .   I was  d is co v er ed   th at  v alu e   o f   k =5   p r o d u ce s   th g r ea test   r esu lts .     Naiv B ay es:  th f u n d am en tal   f ea tu r o f   Naiv B ay es  is   s t r o n g   n aiv ass u m p tio n   o f   in d e p en d en ce   f r o m   ea ch   co n d itio n   o r   o cc u r r en ce .   I t   is   s tr aig h tf o r war d   m o d el  th at   m ay   b e   u s ed   to   h u g e   d atasets .   T h e   b asis   o f   th Naiv B ay es th eo r em   is   th B ay es f o r m u la,   wh ich   is   g iv en   b y     ( | ) = ( )   ( | ) ( )     ( 3 )     wh er e,   X=   ( x 1 ,   x 2 ,   x 3 ,   …,   x n )   is   th attr ib u te,   C   is   th cl ass ,   P(C | X) p r o b ab ilit y   o f   e v en   g iv en     h as   o cc u r r e d ,   P(X | C ) : p r o b ab ilit y   o f   ev en   g iv en     h as o cc u r r ed ,   P(C):  p r o b ab ilit y   o f   ev en C ,   P(X ) : p r o b ab ilit y   o f   ev en t X .   W m u s m ax im is th p r o b ab ilit y   v alu o f   ea ch   cla s s   in   th Nav B ay es  c lass if ier ,   wh ich   is   r ep r esen ted   as th h y p o th esis   m ax im u m   p o s ter io r ( HM A P).       = a r g ma x ( | 1 , 2 , , ) = a r g ma x ( )   = 1 (   | )   ( 4 )     W h er e,   P r ep r esen ts   o p p o r tu n i ty ,   x i   is   th i th   attr ib u te  v alu e,   C   is   clas s .   L in ea r   d is cr im in an t   a n aly s is   ( L DA) it   ca n   b u s ed   f o r   c lass if icatio n   as  well  as  d im en s io n ality   r ed u ctio n .   T h is   class if ier   ev alu ates  p r o jectio n   h y p er p l an th at  ac co m p lis h es  two   g o als:   1 )   in ter class   v ar ian ce   s h o u ld   b r e d u ce d ,   an d   2 )   p r o jecte d   m ea n s   o f   class es  s h o u ld   b as  clo s to   ea c h   o th er   as  p o s s ib le   [ 4 ] .   C o n s id er   th f o llo win g   ex am p le  in   w h ich   class   is   to   b p r ed icted .   L et  r e p r esen th p r ed icto r   v ar iab les.  Su p p o s is   th s in g le  p r e d icto r   v a r iab le,   i.e .   X= x .   L et  f k ( x )   b e   th esti m ated   d is cr im in ato r   s co r e   th at  th o b s er v atio n   b elo n g s   to   th C k   class .   T h en ,   f k ( x )   ca n   b ev alu ated   b y   th f o r m u la:     ( ) = 2   2 2 2 + l og   ( )   ( 5 )     w h er e,     is   th p r io r   p r o b a b ilit y   th at  th e   class   o f   o b s er v ati o n   i s   C k is   t h av e r ag o f   tr ain in g   o b s er v atio n s   b elo n g in g   to   class   C k .   Fo r   ea c h   o f   th e   class es  th weig h te d   av e r ag o f   s am p le  v a r ian ce s   is   r ep r esen te d   b y   2 .   T h L DA  class if ier   will p r ed ict  th at  class   k   f o r   th g i v en   o b s er v atio n   wh o s d is cr im in an t   s co r is   lar g est.     2 . 3 .     F r a m ewo r k   f o cla s s if ica t io n us ing   2 s ca lo g ra m s   a nd   deep  lea rni ng   T h cu r r en s u b s ec tio n   will  d is cu s s   th ef f ec ts   o f   u s in g   an   im ag e - b ased   an aly s is   f o r   p er f o r m in g   b o t h   b in ar y   an d   m u lticlas s   p r ed ictio n s .   T h wo r k f lo is   h ig h lig h ted   in   Fig u r e s   1 ( b )   a n d   2 ( b ) .   T h f ir s s tep   is   to   g en er ate  s ca lo g r am   im ag es f r o m   all  s am p les o f   ev er y   class .             ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   T h p r o p o s ed   a r ch it ec tu r es f o r   ( a )   1 an d   ( b )   2 l ea r n in g   m o d els f o r   m u lticlas s   p r ed ictio n       T im e - f r eq u en cy   s ca lo g r am s :   th n ex s tep   is   to   co n v er th s eg m en ted   s p ee ch   s am p les  f r o m   ea ch   o f   th ese  th r ee   class es  in to   M o r s s ca lo g r am   ( M. S)   2 im ag e s .   T h c o n tin u o u s   wav elet   tr a n s f o r m   ( C W T )   o f   a   g iv en   s ig n al  h a v in g   f u n ctio n   f ( t)   is   ev alu ated   b y   u s in g   t h m o th er   wav elet  th r o u g h   th e x p r ess io n :      ( , ) =   1 ( ) ( )  +   ( 6 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  40 ,   No .   2 ,   No v em b er   20 25 :   6 5 4 - 6 6 6   658   w h er e,   x   an d   y   ar th e   s ca lin g   an d   s h if tin g   f ac to r   f o r   th m o th er   wav elet  an d   *   s ig n if ies  co n v o lu tio n s   o p er atio n .   T h e   ab o v ex p r ess io n   ca n   b tr a n s lated   as  an   i n teg r atio n   o f   s u m m ati o n   o f   th e   in p u au d io   s am p le   m u ltip lied   b y   t h tim s ca led   an d   s h if ted   f o r m s   o f   th m o th er   wav elet  ( m ) .     T h Mo r s e   wav elet  is   b ein g   ch o s en   f o r   th c u r r en wo r k   b ec au s it  d is p lay s   s tr o n g   lo ca lizatio n   in   b o th   th f r eq u en c y   an d   tem p o r al  d o m ain s ,   m ak in g   it  id ea f o r   s tu d y in g   l o ca lized   d is co n tin u ities .   T h f o u r ier   tr an s f o r m   o f   Mo r s wav elet  is   ex p r ess ed   as :     , ( ) =   ( ) , 2   ( 7 )     w h er e,   ξ( )   is   u n it st ep   f u n cti o n ,   2   is   th tim e - b an d wid th   p r o d u ct,   , ɳ   s ig n if ies n o r m aliza tio n   co n s tan t   an d     is   th s y m m etr y   p ar a m eter .   Dif f er en t c o m b in atio n   o f   2 d   an d     ca n   p r o d u ce   d iv e r s Mo r s wav elets.    Similar ly ,   th co ef f icien ts   o f   ( 6 )   ca n   b im p le m en ted   wit h   b u m p   wav elet  tr an s f o r m at i o n   [ 2 4 ]   to   d er iv th g lo ttal d er iv ativ B u m p   s ca lo g r a m .   T h f o u r ier   tr an s f o r m   o f   b u m p   wav elet  is :     (  ) = ( 1 1 1 (  ) 2 2 ) 1 [ , + ]   ( 8 )     wh er e, an d ar p ar am ete r s   th at  co n tr o ls   th tr an s f o r m ed   s ig n a l’ s   f r eq u en c y   an d   tim lo ca liz atio n .     Ap p ly in g   tim e - d o m ai n   to   f r e q u en cy - d o m ai n   tr an s f o r m atio n   u s in g   wa v elet,   th 1 - in p u s ig n al  is   tr an s f o r m ed   in to   a   2 s ig n al.   An d   an   an al y tical  m o r let  ( am o r )   wa v elet  b as ed   tim e -   f r eq u en cy   v er s io n   o f   th e   in p u t a u d io   is :     = 2     4 ln ( 2 ) 2 2       ( 9 )     wh er h   is   f u ll - wid th   at  h alf - m ax im u m   ( FW HM )   wh ich   is   th d is tan ce   in   tim b etwe en   5 0 g ain   b e f o r t h e   p ea k   to   5 0 % g ain   a f ter   th p ea k   [ 2 3 ] .     2 . 3 . 1 .   G o o g L eNe t   I is   cu tt in g - ed g co n v o lu ti o n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   s u g g ested   b y   Go o g le.   I h ad   to p - f iv e   m is tak r ate   o f   6 . 6 7   [ 2 5 ] .   T h Go o g leNe em p lo y s   n i n ( 9 )   1 D - in ce p tio n   m o d u les,  ea ch   o f   w h ich   em p l o y s   th r ee   d is tin ct  c o n v o lu tio n al   k er n els,  n am ely   1 x 1 ,   3 x 3 ,   an d   5 x 5 .   T h is   n etwo r k   h as  a   to tal   o f   1 4 2   la y er s .   T h in p u lay er   is   2 im ag in p u t   lay er   with   2 2 4 x 2 2 4 x 3   d im e n s io n s .   I is   lin k ed   to   co n v o lu tio n al  lay er   with   k er n el  s ize  o f   7 x 7 ,   s tr id o f   2 ,   an d   5 1 2   f ilter s .   T h is   lay er   w ill  co llect  f ea tu r es  f r o m   th p r ec ed in g   lay er   ( th in p u lay er )   a n d   s to r th em   as  ac tiv atio n   m ap s   with   5 1 2   d e p t h s   ( eq u al  to   th n u m b er   o f   f i lter s ) .   I is   lin k ed   to   m ax - p o o lin g   lay er   with   k er n el  s ize  o r   f ilter   s ize   3 x 3   an d   s tr id eq u al  to   2   th r o u g h   r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U )   lay er .   T h m ax - p o o li n g   lay er ' s   g o al  is   to   d o wn s am p le  ( o r   m in im is e)   th s ize  o f   th ac tiv atio n   m ap s   cr ea ted   b y   th p r ev i o u s   lay er .   T o   m in im is o v er f itti n g ,   th is   n ew  ac tiv atio n   m a p   is   n o p u in to   n o r m alis in g   lay er .   Ov e r f itti n g   is   a   p h e n o m en o n   t h at  r e d u ce s   DL   n etwo r k   ac cu r ac y   b y   s u p p ly in g   f ea tu r es  in   n o n - u n if o r m   m an n er .   Ov e r f itti n g   is   m in im i s ed   b y   u tili s in g   eith er   d r o p o u lay er   o r   n o r m alis in g   lay er cu r r en tly ,   d r o p o u t   is   s eld o m   em p lo y ed ,   an d   b at ch   n o r m alis atio n   o r   c r o s s   ch an n el  n o r m alis atio n   h as  lar g ely   r ep lace d   it.  T h e   n o r m alis ed   lay er   is   lin k ed   to   two   f u r th er   co n v o lu tio n al  lay er s   with   k er n el  s izes  o f   3 x 3 ,   s tr id 2   th r o u g h   a   R eL lay er .   W ith   th is   s ec o n d   co n v o l u tio n al  la y er ,   cr o s s   ch an n el  n o r m alis atio n   la y er   is   e m p lo y ed ,   f o llo wed   b y   m ax - p o o lin g   lay er .   T h is   m ax - p o o lin g   lay e r ' s   ac tiv atio n   m ap s   ar lin k ed   t o   an   in ce p tio n   m o d u le.   E ac h   in ce p tio n   m o d u le  in c lu d es  1 3   lay er s ,   6   o f   wh ich   ar co n v o l u tio n al  lay er s   an d   th r est  ar a   m ix   o f   R eL an d   m ax - p o o lin g   lay e r s .   d ep t h   co n ca ten atio n   m o d u le  is   u tili s ed   at  th co n clu s io n   o f   ea ch   i n ce p tio n   m o d u le  t o   m er g th ac tiv atio n   m ap s   f r o m   th in ce p tio n   m o d u le' s   f o u r   co lu m n s .   T h Go o g L eNe t' s   f in al  lay er s   in clu d d r o p o u t,  f u lly   co n n ec ted ,   s o f tm ax ,   an d   class if icatio n   o u t p u lay er .   T h d r o p o u lay e r   em p lo y s   d r o p o u t   p r o b a b ilit y   o f   7 0 %.  T h d im e n s io n   o f   th c o m p letely   lin k e d   lay er   is   2 , 0 4 8 .   T h r elate d   p r o b a b ilit ies  will  b e   co m p u ted   u s in g   th e   s o f tm ax   l ay er .   T h e   last   lay er   is   class i f icatio n   o u t p u lay er ,   wh ich   w ill  b p r o g r am m ed   to   id en tify   th e   n u m b er   o f   class es r eq u ested .       3.   RE SU L T S   AND  D I SCU SS I O NS   Af ter   ca r ef u lly   im p lem e n tin g   th p r ec o d u r in   th m o d el,   t h e   ex p er im e n tal  r esu lts   ar ev alu ated   as  f o llo ws:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C la s s if ica tio n   o f v o ice  p a th o l o g ies u s in g   o n e   d imen s io n a l f ea tu r ve cto r   a n d   …  ( R a n ita   K h u mu kc h a m )   659   3 . 1 .     E v a lua t i o n m et rics   T h cu r r e n wo r k   will  b ev al u ated   u s in g   n in ( 9 )   m etr ics,  wh ich   ar   s en s itiv ity   ( Sen . ) ,   ac cu r ac y   ( Acc . ) ,   C o h en s   k ap p i n d ex   e r r o r   ( E r r . ) ,   p r ec is io n   ( Pre . ) ,   s p ec if icity   ( Sp e. ) ,   Ma tth ews  co r r ela tio n   co ef f icien t   ( MCC ) ,   f alse   p o s itiv r ate  ( FP R ) ,   an d   F1   s co r e.   Her e,   T P,  T N,   FP ,   F s tan d s   f o r   tr u p o s itiv e,   tr u n eg ativ e,   f alse p o s itiv e,   an d   f alse n e g ativ r esp ec tiv ely .     Sen s itiv ity i id en tifie s   th ac tu al  n u m b er   o f   p o s itiv s am p le s   o f   all  th p o s i tiv es  s am p les.  I is   also   ca lled   as tr u p o s itiv r ate  ( T PR )   an d   is   g iv en   b y :        =     +    ( 1 0 )       Acc u r ac y i is   th e   s im p lest   an d   m o s co m m o n   m et r ic  f o r   m o d el  ev al u atio n .   I is   th e   r at io   o f   th c o r r ec t   p r ed ictio n   w h ich   is   th s u m   o f   T an d   T to   th e   to tal  n u m b er   o f   p r ed ictio n s   o f   th g iv en   d ataset  o r   s am p les wh ich   is   g iv en   b y :      =    +   +  +  +    ( 1 1 )       C o h en s   Kap p a   in d e x i is   u s ed   to   m ea s u r th e   f e d ilit y   o f   t wo   r ater s .   I f   th e   v alu e   is   less ,   th en   ze r o   th an   th er is   n o   ag r ee m en t a n d   if   it  is   in   b etwe en   0 . 8 1   to   1   th an   th er   is   p er f ec t a g r ee m en t.      =   1   = 1   1   1       ( 1 2 )       E r r o r i t d eter m in es th wr o n g   class if icatio n   wh ich   is   g iv en   b y   ( 1 3 ) .      = 100    ( 1 3 )       Pre cisi o n i t is th r atio   o f   th tr u p o s itiv es to   all  th p o s itiv es o f   th s am p les.      =     +    ( 1 4 )       Sp ec if icity i id en tifie s   th a ctu al  n u m b er   o f   n eg ativ s am p les  o f   all  th n eg ativ s a m p les.  Her e,   it  is   m o r im p o r tan t to   class if y   th n eg ativ th en   to   class if y   th p o s itiv e.   So ,   it is   also   ca lled   T NR .         =     +    ( 1 5 )       MCC i is   m ea s u r f o r   b in ar y   class if icatio n s   q u ality .   I g iv es  b est  r esu lt  f o r   an   u n b ala n ce d   class   wh ile   tak en   in to   c o n s id er atio n   T Ps ,   T Ns,  FP s ,   F Ns.      =               (  +  ) (  +  ) (  +  ) (  +  )   ( 1 6 )       Fals p o s itiv r ate:  i is   t h p r o b ab ilit y   th at  p o s itiv r esu lt  is   p r ed icted   wh en   th e   tr u e   v a lu is   n e g ativ e   wh ich   f alse p r ed ictio n .       =     +      ( 1 7 )       F1   s co r e:  i co m b in es  th p r ec is io n   an d   r ec all  o f   th s am p les  wh ich   is   g iv en   b y   th h ar m o n ic  m ea n   o f   p r ec is io n   an d   r ec all   an d   is   k n o wn   as  d ice  s im ilar ity   co e f f icien ( DSC ) .   I g iv es   b etter   p er f o r m an ce   f o r   u n b alan ce d   d ataset.     1 2  2  +  +    ( 1 8 )     3 . 2 .     I m ple m ent a t io n r esu lt s   o f   t he  1 f e a t ure - ba s ed  m a c hin lea rning   a pp ro a ches   T h cu r r en t   s ec tio n   s h o ws  t h im p lem en tatio n   o f   a   1 D   im ag e - b ased   ML   ap p r o ac h   f o r   p er f o r m in g   b in ar y   an d   m u lticlas s   p r ed icti o n .   T h er a r two   s u b s ec tio n s     b in a r y   p r ed ictio n   an d   m u lticlas s   p r ed ictio n .   Fo r   th b in ar y   p r e d ictio n ,   th er ar 5 5 0   s am p les  in   ea ch   ca teg o r y   as  s h o wn   in   T ab le  3   an d   m ea n   class if icatio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  40 ,   No .   2 ,   No v em b er   20 25 :   6 5 4 - 6 6 6   660   s co r is   s h o wn   in   T ab le  4 .   W h er ea s ,   th m u lticlas s   p r ed ictio n   u tili ze s   f o u r   ca teg o r ies wh ich   h av 5 5 0   s am p le s   in   ea ch   ca teg o r y   in   T ab le  5 .     3 . 2 . 1 .   B ina ry   predict io n   Fo r   ea ch   o f   th two   class es,  th tr ain in g   a n d   test in g   s am p les  ar s p lit  in   th r atio   o f   8 0 :2 0 %.  I t   r esu lts   in   th f o r m atio n   o f   4 4 0   tr ain in g   an d   1 1 0   test   s am p les  r esp ec tiv ely .   T h tr ai n in g   s am p les  ar m ad t o   u n d er g o   tr ai n in g   with   th r ee   ML   tech n iq u es  in d iv id u ally   b y   u s in g   t h p a r am eter s   m en ti o n ed   i n   s ec tio n   2 . 2 . 3 .   I m ay   b k in d ly   n o ted   th at  t h tr ain in g   s am p les  ar in itial ly   co n v e r ted   to   MFC C   an d   p i tch   f ea tu r v ec t o r s   an d   th e n   f e d   to   th e   ML   alg o r i th m s .   Du to   th e   u s o f   win d o f o r   f ea tu r e x tr ac tio n   as   m en tio n ed   in   s ec tio n   2 . 2 ,   to tal  o f   8 , 9 4 1   s p ee ch   f r a m es a r g en er ated   f r o m   th 1 1 0   h ea lth y   test   s am p les.  Simi lar ly ,   to tal  o f   7 , 6 3 7   f r am es  ar g en er ated   f r o m   1 1 0   p ath o lo g ical  test   s am p les.  I is   th ese  r e s u ltin g   test   f r am es  th at  will  u n d er g o   ex h au s tiv test in g .   T h test   f r am es  m en tio n e d   ab o v a r e   t ested   ag ain s th K NN,   Naïv B ay es ,   an d   L DA   class if ier s .   T h p er - class   p er f o r m an ce   is   h ig h lig h ted   in   F ig u r e s   3   to   5 .   I is   o b s er v e d   th at  all  th th r ee   class if ier s   p r o v id s ig n if ican tly   lo p er - class   p er f o r m a n ce ,   with   6 2 . 4 as  s h o wn   in   Fig u r 3   b ein g   th e   h ig h est f o r   t h h ea lth y   class   an d   5 0 . 6 s h o wn   in   Fig u r 4   f o r   th p at h o lo g ical  class .   T h m ea n   s co r es d er iv e d   f r o m   th ese  p er - class   s co r es  a r also   h ig h lig h ted   in   T ab le  4 .   I is   o b s er v ed   th at  K NN  p r o v id es  th h ig h est   ac cu r ac y   5 7 . 8 9 % in   co m p ar is o n   to   th e   o th er   two   class if ier s .         T ab le  3 .   Nu m b er   o f   tr ain in g   a n d   test   s am p les f o r   b in a r y   p r e d ictio n   C l a s s   Tr a i n i n g   Te st i n g   To t a l   Te st   f r a mes   H e a l t h y   4 4 0   1 1 0   5 5 0   8 , 9 4 1   P a t h o l o g i c a l   4 4 0   1 1 0   5 5 0   7 , 6 3 7       T ab le  4 .   Me an   class if icatio n   s co r o f   1 f ea tu r e - b ased   b in ar y   p r ed ictio n     A l g o r i t h m   S e n .   A c c .   K a p p a   Er r   P r e .   S p e .   M C C   FPR   F1   K N N   6 7 . 8 9   5 7 . 8 9   15   4 2 . 1 1   5 8 . 2 7   47   1 5 . 2 3   53   6 2 . 7 1   N a ï v e   B a y e s   6 2 . 3 9   5 5 . 0 2   9 . 4 3   4 4 . 9 8   5 6 . 2   47   9 . 5   53   5 9 . 1 3   LD A   5 9 . 6 3   5 4 . 5 5   8 . 6 6   4 5 . 4 5   5 6 . 0 3   49   8 . 6 8   51   5 7 . 7 8             Fig u r 3 .   Per - class   an d   p er - f r a m class if icatio n     F i g u r e   4 .   P e r - c la s s   a n d   p e r - f r a m e   c l a s s i f i c a t i o n   r es u l t   f o r   t h e   N a ï v e   B a y es   m e t h o d   r e s u lt   f o r   t h e   K N N   m et h o d           Fig u r 5 .   Per - class   an d   p er - f r a m class if icatio n   r esu lt f o r   th e   L DA   m eth o d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C la s s if ica tio n   o f v o ice  p a th o l o g ies u s in g   o n e   d imen s io n a l f ea tu r ve cto r   a n d   …  ( R a n ita   K h u mu kc h a m )   661   T h er ef o r e,   it   is   n o te d   th at   u s o f   1 f ea tu r with   ML   class if ier s   ca n n o t   g iv e   g o o d   r esu lts   i n   ca s es  o f   lo n u m b er   o f   tr ain in g   s am p l es.  I is   al s o   d esire d   to   s tu d y   th p er f o r m an ce   o f   2 im ag e - b ased   d atasets   with   DL   alg o r ith m s .   T h e y   ar p er f o r m ed   in   s ec tio n   3 . 3 .     3 . 2 . 2 .   M ulticla s s   pre dict io n   Fo r   th cu r r en m u lticlas s   p r ed ictio n   also ,   th tr ain in g   an d   test   s am p les   ar ag ain   s p lit  in   th r atio   8 0 :2 0 %.  I h as   also   b ee n   d is cu s s ed   in   T a b le  2   th at  t h er ar 3 8 0   s am p les  i n   ea c h   o f   t h f o u r   class es.  B y   ap p ly in g   th a b o v e   s p litt in g   r atio ,   th n u m b er   o f   tr ain i n g   an d   tes s am p les  in   e ac h   cl ass   ar 3 0 4   an d   7 6   r esp ec tiv ely .   Fro m   all  t h tr ain in g   s am p les,  f ea tu r v ec to r s   wh ich   is   co m b i n atio n   o f   MFC C   an d   p itch   f ea tu r v ec t o r s   ar e x tr ac ted .   T h ese  f ea tu r v ec to r s   ar e   u tili ze d   in   tr ain i n g   th r ee   ML   clas s if ier s   in d iv id u ally   by  u s in g   th p a r am eter s   m en ti o n ed   in   s ec tio n   2 . 2 . 3 .   Als o ,   d u to   th e   u s o f   win d o f o r   f ea tu r ex tr ac tio n   as  m en tio n ed   i n   s ec tio n   2 . 2 ,   th e   n u m b er   o f   test   f r a m es  f o r   ea c h   o f   t h f o u r   class es  ar 5 , 1 9 8 ;   5 , 5 1 4 ;   3 , 3 9 3 ;   a n d   5 , 0 9 9   ( s ee   T ab le  5 ) .   T h ese  test   f r am es w ill u n d er g o   e x h au s tiv test in g .     T h test   f r am es m en tio n ed   in   T ab le  5   ar test ed   ag ain s t th KNN,   Naïv B ay es,  an d   L DA  class if ier s .   T h p er - class   p er f o r m a n ce   is   h ig h lig h ted   in   Fig u r es  6   t o   8 .   I is   o b s er v ed   th at  th KNN  p r o v id ed   t h b est  p er - class   ac cu r ac i es  f o r   h ea lth y   ( i . e. ,   4 0 . 2 %),   h y p er k in etic  d y s p h o n ia  ( i.e . ,   3 2 . 5 %),   h y p o k in et ic  d y s p h o n ia  ( i.e . ,   5 6 . 5 %).   T h Naïv B ay es  cl ass if ier   p r o v id ed   th b est  p e r f o r m a n ce   f o r   th r ef lu x   lar y n g itis   ca teg o r y   b y   d em o n s tr atin g   a n   ac cu r ac y   o f   4 2 . 9 %.       T ab le  5 .   Nu m b er   o f   tr ain in g   a n d   test   s am p les f o r   m u lticlas s   p r ed ictio n   C l a s s   Tr a i n i n g   Te st i n g   To t a l   Te st   f r a mes   H e a l t h y   3 0 4   76   3 8 0   5 , 1 9 8   H y p e r k i n e t i c   d y sp h o n i a   3 0 4   76   3 8 0   5 , 5 1 4   H y p o k i n e t i c   d y s p h o n i a   3 0 4   76   3 8 0   3 , 3 9 3   R e f l u x   L a r y n g i t i s   3 0 4   76   3 8 0   5 , 0 9 9             Fig u r 6 .   Per - class   an d   p er - f r a m class if icatio n   r esu lt  f o r   th KNN  m eth o d         Fig u r 7 .   Per - class   an d   p er - f r a m class if icatio n   r esu lt f o r   th Naïv e   B ay es m eth o d       Fig u r 8 .   Per - class   an d   p er - f r a m class if icatio n   r esu lt f o r   th e   L DA  m eth o d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  40 ,   No .   2 ,   No v em b er   20 25 :   6 5 4 - 6 6 6   662   T h m ea n   s co r es  d er iv e d   f r o m   th ese  p er - class   s co r es  ar also   h ig h lig h ted   in   T a b le  6 .   I is   o b s er v ed   th at  s im ilar   to   th b in ar y   p r e d ictio n   ap p r o ac h   d is cu s s ed   ab o v e,   th K NN  class if ier   d e m o n s tr ated   th b est  p er f o r m an ce   f o r   th m u lticlas s   p r ed ictio n   also .   I is   also   d es ir ed   to   s tu d y   th p e r f o r m an ce   o f   2 im ag e - b ased   d atasets   with   DL   alg o r ith m s .   T h ey   ar p er f o r m ed   i n   s ec tio n   3 . 3 .       T ab le  6 .   Me an   class if icatio n   s co r o f   1 f ea tu r e - b ased   b in ar y   p r ed ictio n   A l g o r i t h m   S e n .   A c c .   K a p p a   Er r o r   P r e .   S p e .   M C C   FPR   F1   k N N   3 7 . 8 2   3 7 . 0 2   4 0 . 4 5   6 2 . 9 8   37   7 9 . 0 9   1 6 . 4 7   2 0 . 9 1   3 6 . 1 8   N a ï v e   B a y e s   2 8 . 1 4   2 7 . 6 8   4 4 . 7 1   7 2 . 3 2   2 5 . 0 2   7 5 . 9 7   1 4 . 0 3   2 4 . 0 3   2 6 . 1 6   LD A   3 2 . 7 8   3 2 . 1 8   4 4 . 7 1   6 7 . 8 2   3 0 . 2 3   7 7 . 5 1   1 9 . 9 5   2 2 . 4 9   3 0 . 7 4       3 . 3 .     I m ple m ent a t io n r esu lt s   o f   t he  2 i m a g e - ba s ed  deep  lea rning   a pp ro a ch   T h cu r r en t   s ec tio n   s h o ws  th im p lem en tatio n   o f   a   2 im ag e - b ased   DL   ap p r o ac h   f o r   p er f o r m in g   b in ar y   an d   m u lticlas s   p r e d ictio n .   T h er e   ar e   two   s u b s ec tio n s   b in a r y   p r e d ictio n   a n   m u lticlas s   p r e d ictio n .   Fo r   th b in ar y   p r ed ictio n ,   th er e   a r 3 8 0   tr ain i n g   s am p les  in   ea ch   ca teg o r y   as  T a b le  7 .   W h e r ea s ,   th m u lticlas s   p r ed ictio n   u tili ze s   f o u r   ca teg o r ies wh ich   h av 3 8 0   s am p les i n   ea ch   ca teg o r y   in   T ab le  8 .       T ab le  7 .   Nu m b er   o f   tr ain in g   a n d   test   s am p les f o r   b in a r y   p r e d ictio n   C l a s s   Tr a i n i n g   Te st i n g   H e a l t h y   3 0 4   76   P a t h o l o g i c a l   3 0 4   76       T ab le  8 .   Me an   class if icatio n   s co r o f   2 f ea tu r e - b ased   b in ar y   p r ed ictio n   A l g o r i t h m   D a t a s e t   S e n .   A c c .   K a p p a   Er r o r   P r e .   S p e .   M C C   FPR   F1   G o o g L e N e t   M . S .   9 6 . 0 5   9 6 . 0 5   9 2 . 1 1   3 . 9 5   9 6 . 0 5   9 6 . 0 5   9 2 . 1 1   3 . 9 5   9 6 . 0 5   G o o g L e N e t   B . S .   9 6 . 0 5   9 6 . 0 5   9 2 . 1 1   3 . 9 5   9 6 . 0 5   9 6 . 0 5   9 2 . 1 1   3 . 9 5   9 6 . 0 5   G o o g L e N e t   A . S .   9 6 . 0 5   9 4 . 7 4   8 9 . 4 7   5 . 2 6   6 . 5 8   9 3 . 4 2   8 9 . 5   9 4 . 8 1   9 4 . 8 1       3 . 3 . 1 B ina ry   predict io n   I ca n   b e   s ee n   in   T ab le  7   th a th er ar e   two   ca teg o r ies  in   wh ich   th er a r 3 8 0   s am p les  ea ch .   T h e   tr ain in g   an d   test in g   r atio   wer e   d iv id ed   in   th r atio   o f   8 0 :2 0 r esp ec tiv ely .   I tr an s lates  to   ar o u n d   3 0 4   tr ain in g   an d   7 6   test   s am p les  r esp ec tiv e ly .   T h e   tr ain i n g   an d   test   s am p les  wer k ep t   in   d if f e r en t   f o ld er s   s o   th at   n o n o f   th test   s am p les  wer u s ed   ( o r   s ee n )   d u r in g   th tr ai n in g   p r o ce s s .   Fu r th er m o r e,   th tr ai n in g   s am p les  wer f u r th er   d iv id e d   in to   tr ain in g   a n d   v alid atio n   s am p les  in   th r atio   8 0 :2 0 r esp ec tiv ely .   T h i s   m ea n s   th at  o u t   o f   3 0 4   tr ain i n g   s am p les th er a r e   2 4 3   ac t u al  tr ain in g   a n d   6 1   v al id atio n   s am p les r esp ec tiv ely .     T h er ef o r e,   it  ca n   b s u m m a r ized   th at  th e r a r 2 4 3   tr ain i n g ,   6 1   v alid atio n   an d   7 6   tes s am p les   r esp ec tiv ely   f o r   ea ch   class .   T h p ar am eter s   m en tio n ed   in   s ec tio n   3 . 3   ( a b o v e )   is   u s ed   f o r   d ev elo p in g   th M. S   d atab ase.   T h tr ain in g   an d   v alid atio n   s am p les  ar m ad to   u n d er g o   tr ain in g   b y   s ettin g   th f o llo win g   p ar am eter s m in ib atch   s ize  as   1 6 ,   v alid atio n   f r eq u en c y   3 0   an d   f lat  lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 1 .   T h n u m b er   o f   ep o ch s   is   s et  as  1 5 ,   h o wev er   t h tr ain in g   p r o ce s s   is   ter m in ated   wh en   t h v alid atio n   ac cu r a cy   an d   lo s s   cu r v es  b ec o m f lat.   Fig u r 9   s h o ws  th tr ain in g   p r o g r ess io n   f o r   th Go o g L eNe m o d el  with   th M.S   d ataset  f o r   b in ar y   class   p r ed ictio n .   Fi g u r e   1 0   g iv es  its   co n f u s io n   m atr ix .   Fo r   an   ex ten s iv ev al u atio n ,   th Am o r   s ca lo g r am   ( A. S)  an d   B u m p   s ca lo g r am   ( B . S)  d atasets   ar e   also   d ev elo p ed   as  s h o wn   in   F ig u r e s   11   to   1 4 .   An o th er   two   Go o g L eNe m o d els  ar also   tr ain in g   with   th e s d atasets   b y   u s in g   t h s am e   s e o f   DL   tr ain in g   p ar am eter s .   T h p er   class   p er f o r m an ce   o f   th e   Go o g leNe with   th M. d ataset  is   s h o w n   b y   th e   co n f u s io n   m atr ix   o f   Fig u r 1 0 .   I is   o b s er v ed   th at   7 3   o u o f   7 6   h ea lth y   test   s am p les  ar co r r ec tly   p r ed icted ,   th er e b y   g iv in g   p e r - class   ac cu r ac y   o f   9 6 . 1 %.  Similar ly ,   th p ath o lo g ical  test   s am p les  ar also   cla s s if ied   with   p er - class   ac cu r ac y   o f   9 6 . 1 %.    T h m ea n   class if icatio n   s co r es  ar also   r ec o r d ed   in   T ab le  8   f o r   co m p ar is o n   with   o th e r   s ca lo g r am s   s u ch   as  th B . an d   A. d ata s et.   T h s ep ar ate  ev alu atio n   o f   th Go o g L eNe with   th M. S.  an d   B . d atasets   s h o ws  s im ilar   p er f o r m an ce ,   i.e . ,   9 6 . 0 5 ea ch .   T h v alu o f   MCC   an d   Kap p ar e   s lig h tly   lo ( i.e . ,   9 2 . 1 1 ea ch ) .   T h e   A. S.  d ataset  with   th Go o g L eNe p r o v i d es th lo west m ea n   ac cu r ac y ,   w h ich   is   9 4 . 7 4 %.     3 . 3 . 2 .   M ulticla s s   pre dict io n   T h er ar f o u r   class es  in   th is   ty p o f   p r ed ictio n .   T h ey   ar   ( i)   h ea lth y ,   ( i )   h y p e r k in etic  d y s p h o n ia,   ( iii)  h y p o k i n etic  d y s p h o n ia,   a n d   ( iv )   r ef lu x   lar y n g itis .   T h s am tr ain in g ,   v alid atio n   an d   te s s am p les  s p litt in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C la s s if ica tio n   o f v o ice  p a th o l o g ies u s in g   o n e   d imen s io n a l f ea tu r ve cto r   a n d   …  ( R a n ita   K h u mu kc h a m )   663   p atter n   m en tio n ed   i n   s ec tio n   3 . 3 . 1   is   also   ad o p te d   h er e .   T h er ar 2 4 3   tr ain in g ,   6 1   v ali d atio n   an d   7 6   test   s am p les  r esp ec tiv ely   f o r   ea ch   class .   B y   ap p ly in g   th e   s am s et  o f   p ar am eter s   m e n tio n ed   in   s ec tio n   3 . 3 ,   th e   M. S,  B . S,  an d   A. d atasets   ar g en er ated   b y   u s in g   all  th s a m p les  m en tio n ed   in   T ab le  9 .   T h s am s et  o f   DL   tr ain in g   p a r am eter s   m en tio n e d   in   s ec tio n   3 . 3 . 1   is   u s ed   h e r e.   Fig u r 1 5   s h o ws  th tr ain in g   p r o g r ess   o f   th Go o g leNe with   th M. d ataset  f o r   m u lticlas s   cla s s   p r ed ictio n .   T h e   p er   class   p er f o r m an ce   o f   th Go o g leNe with   th M. d ataset  is   s h o w n   b y   th c o n f u s io n   m atr ix   o f   Fig u r 1 6 .   I is   o b s er v ed   th at  s in ce   t h e   n u m b er   o f   class es  h as  in cr ea s ed   in   co m p ar is o n   to   th b in ar y   p r ed ictio n ,   all  th f o u r   class es  d em o n s tr ate  ar o u n d   9 0 p er - class   ac cu r ac y .   Fo r   in s tan ce ,   th h ea lth y   test   s am p les  ar class if ied   with   an   ac cu r ac y   o f   8 8 . 2 %,  th e   h y p er k in etic   d y s p h o n ia   an d   r e f lu x   lar y n g itis   ar e   class if ied   with   9 0 . 8 ac cu r a cy   ea ch .   Fin ally ,   th e   h y p o k i n etic  d y s p h o n ia  r ec o r d s   a   p e r - class   ac cu r ac y   o f   8 9 . 5 %.  T h m ea n   class if icatio n   s co r es  ar also   r ec o r d ed   in   T ab le  1 0   f o r   co m p a r is o n   with   o th er   s ca lo g r am s   s u ch   as  th B . an d   A. d ata s et.   T h s ep ar ate  ev alu atio n   o f   th Go o g L eNe with   th M. S.,   B . S.  an d   A. S.   d atasets   s h o th at  u s o f   M. S.  with   Go o g L eNe t p r o v id es th e   b est p er f o r m an ce   o v er   9   m etr ics.   Fig u r 1 7   s h o ws  th tr ain in g   p r o g r ess   o f   th Go o g leNe with   th A. d ataset  f o r   m u lticlas s   cla s s   p r ed ictio n .   T h e   p er   class   p er f o r m an ce   o f   th e   Go o g leNe with   th A. d ataset  is   s h o wn   b y   th e   co n f u s io n   m atr ix   o f   Fig u r 1 8 .   I is   o b s er v ed   th at  th h ea lth y   test   s am p les  ar clas s if ied   with   an   ac c u r ac y   o f   9 4 . 7 %,  th e   h y p er k in etic  d y s p h o n ia  o f   7 8 . 9 %,  t h h y p o k in etic  d y s p h o n ia  o f   7 7 . 6 an d   r e f lu x   lar y n g itis   ar o f   9 4 . 7 %.  Me an wh ile,   th tr ain i n g   p r o g r ess   o f   th Go o g leNe with   th e   B . d ataset  f o r   f o r   m u lticlas s   class   p r ed ictio n   is   s h o wn   in   Fig u r e   1 9 .   An d   its   co n f u s io n   m atr ix   is   s h o wn   in   Fig u r e   2 0 .   I is   o b s er v ed   t h at  th e   h ea lth y   test   s am p les  ar class if ied   with   an   ac cu r ac y   o f   8 4 . 2 %,  th h y p er k in etic  d y s p h o n ia  o f   8 4 . 2 %,  th h y p o k in etic  d y s p h o n ia  o f   7 7 . 6 % a n d   r e f lu x   lar y n g itis   ar o f   8 9 . 5 %.             Fig u r 9 .   T r ain in g   p r o g r ess   o f   th Go o g L eNe t w ith   th p er - class   M.S   d ataset  f o r   b in ar y   cl ass   p r ed ictio n     Fig u r 1 0 .   C o n f u s io n   m atr ix   s h o win g   th r esu lt Go o g L eNe t w ith   th M. S             Fig u r 1 1 .   T r ain in g   p r o g r ess   o f   th Go o g L eNe t w ith   th A. S   d ataset  f o r   b in ar y   class p r ed ictio n     Fig u r 1 2 .   C o n f u s io n   m atr ix   s h o win g   th p er - class   r esu lt Go o g L eNe t w ith   th A. S     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.