1. | Cover-Contents Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pages I - V |
2. | Classification of skin lesions using convolutional neural networks Onur Bilginer, Burcu Tunga, Rüştü Murat Demirer doi: 10.5505/pajes.2021.68700 Pages 208 - 214 Bu çalışmada Uluslararası Deri Görüntüleme Birliği tarafından 2019 yılında yayınlanan ve 25000’den fazla dermoskopik deri görüntüsü içeren ISIC 2019 veri seti kullanılarak 4 çeşit (Melanom, Melanositik Nevüs, Bazal Hücreli Karsinom, İyi Huylu Keratoz) deri pigmentasyonu Evrişimsel Sinir Ağları yöntemi yardımıyla sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma yapılırken InceptionV3 yapay sinir ağı mimarisi kullanılmıştır. Deri görüntülerine önişlem olarak Hilbert Dönüşümü ve Yüksek Boyutlu Model Gösterilimi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre test verisi üzerinde Hilbert Dönüşümü uygulanmış görüntülerde Bazal Hücreli Karsinom hastalığının sınıflandırılmasında %89 başarı oranı elde edilmiştir. Yüksek Boyutlu Model Gösterilimi ile Kontrast Artırımı uygulanan görsellerde ise Melanomun sınıflandırılmasında %78 başarı oranı elde edilmiştir. In this paper we classified 4 skin lesions (Melanoma,Melanocytic Nevus, Basal Cell Carcinoma, Benign keratosis) from ISIC 2019 dataset which was published by International Skin Imaging Collabration in 2019. We used InceptionV3 convolutional neural network model for classification. We applied two preprocessing methods: High Dimensional Model Representation (HDMR) and Hilbert Transform. In conclusion we obtained 89% accuracy on classification of Basal Cell Carcinoma using Hilbert Transform. Moreover, we obtained 78% accuracy on classification of Melanoma using Contrast Enhancement High Dimensional Model Representation (HDMR). |
3. | X band microstrip ring patch antenna design and performance evaluation according to feeding types Melih Hacımehmet doi: 10.5505/pajes.2021.30632 Pages 215 - 221 Bu çalışmada, x bandında çalışan mikroşerit halka yama anten tasarımı yapılarak antenin besleme yöntemleri ve boyutları değiştirilerek performansı incelenmiştir. Antenin yama boyutları ve dielektrik taban kalınlıkları sabit tutulmuştur. Simülasyonlar Ansys HFSS programı kullanılarak oluşturulmuştur. Tasarımlarda, FR – 4 ve Rogers RT – 5880 dielektrik taban malzemeleri tercih edilmiştir. Antenlerin bant genişlikleri 260 ile 1160 MHz arasında ve kazançları ise 4.6 ile 9.35 dB arasında değişmektedir. In this study, x band microstrip ring patch antenna was designed and its performance was investigated under various types of feeding methods and dimensions. The patch dimensions and dielectric base thickness were kept constant. The simulations were performed by using Ansys HFSS programme. In simulations, FR-4 and Rogers RT-58880 dielectric base materials were preferred. The bandwidth of the antennas changes between 260 to 1160 MHz and the gain of the antennas are between 4.6 and 9.35 dB. |
4. | Investigation of the revision requirement of an existing electrical installation integrated with electric vehicle charging station in Simaris software Engin Çetin doi: 10.5505/pajes.2021.85550 Pages 222 - 233 Elektrikli araçlar, son yıllarda, fosil yakıt kaynaklarındaki azalma, fosil yakıt fiyatlarındaki dalgalanmalar, batarya teknolojileri ve enerji yönetim sistemlerindeki gelişmelerle birlikte ön plana çıkmıştır. Bugün dünyanın birçok gelişmiş ülkesinde, gerek elektrikli araç üretimleri, gerekse bu araçların enerji ihtiyacının karşılanmasına yönelik şarj istasyonlarının üretimine ve kurulumuna yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Elektrikli araç şarj istasyonlarının kurulumu ile birlikte, bu tür sistemlerin entegre edildiği elektrik tesisatı üzerindeki etkileri de önem arz etmeye başlamıştır. Elektrikli araç şarj istasyonlarının mevcut elektrik tesisatlarına entegrasyonu ile birlikte, ilgili tesisatlar üzerinde; gerilim düşümünün, kabloların akım taşıma kapasitelerinin, şalt ekipmanlarının kısa devre kesme kapasitelerinin, seçiciliğin ve benzeri elektriksel unsurların yeniden ele alınması ihtiyacı doğmaktadır. Yapılan bu çalışmada, bir tesise elektrikli araç şarj istasyonu entegre edilmesi halinde ortaya çıkabilecek elektrik tesisatı revizyon ihtiyaçları, Simaris ortamında yapılan benzetim sonuçları ile birlikte incelenmiştir. İnceleme, elektrikli araç şarj istasyonu entegre edilen mevcut bir tesiste ortaya çıkabilecek şalt ekipmanı ve kablolama revizyon ihtiyaçları üzerine yoğunlaşmıştır. Bu bağlamda; gerilim düşümü, akım taşıma kapasitesi, şalt ekipmanı değişimi, kısa devre akımı ve seçicilik kavramları üzerinde durulmuştur. Neticede; elektrikli araç şarj istasyonu entegre edilen bir tesiste, sağlıklı ve güvenli işletme koşullarının sağlanabilmesi için, elektriksel ekipman değişimi yoluna gidilmesinin gerekliliği, benzetim sonuçları ile birlikte ortaya koyulmuştur. In recent years, electric vehicles have come to the forefront with decreases in fossil fuel sources, fluctuations in fossil fuel prices, and advances in battery technologies and energy management systems. Today, in many developed countries of the world, both the production of electric vehicles and the production and installation of charging stations to meet the energy needs of these vehicles are being carried out. Along with the installation of electric vehicle charging stations, their impact on the electrical installation in which such systems are integrated has also become important. With the integration of electric vehicle charging stations into the existing electrical installations, on the related installations; The need arises to reconsider voltage drop, current carrying capacity of cables, short-circuit breaking capacity of switchgear equipment, selectivity, and similar electrical phenomenon. In this study, the revision needs of the electrical installation that can be realized in case of the integration of electric vehicle charging station to a sample installation are examined together with the simulation results in Simaris. The review focused on the switchgear equipment and wiring revision needs that may arise in an existing installation with an electric vehicle charging station integrated. In this context; voltage drop, current carrying capacity, switchgear change, short-circuit current, and selectivity concepts are emphasized. Finally; together with the simulation results, the necessity of changing electrical equipment in an installation where the electric vehicle charging station is integrated, in order to ensure healthy and safe operating conditions, is revealed. |
5. | Development of autonomous photovoltaic panel surface cleaning robot and analyzing of cleaning interval on energy efficiency Bilal Karaman, Sezai Taşkın doi: 10.5505/pajes.2021.45014 Pages 234 - 239 Ülkemizin yerli ve yenilenebilir enerji kaynaklarından mümkün olan en yüksek düzeyde yararlanma hedefi sonucu Güneş Enerji Santrali yatırımları her geçen gün artmaktadır. Fotovoltaik (Photovoltaic-PV) sistemlerde panel verimini etkileyen unsurlardan biri de panelin yüzey kirliliğidir. PV panellerin çevresel etkenlerle yüzey kirliliğinin artması kaçınılmazdır. Panellerin bulunduğu arazi yapıları, dizilim şekilleri, kirleticilerin yapısal/kimyasal özellikleri gibi pek çok parametre PV panel yüzeylerinin temizlenme ihtiyacını ve periyodlarını etkilemektedir. Bu çalışmada, PV panel dizilerinin yüzeylerindeki kir, toz vb. maddelerin temizlenmesi işlemini otonom olarak gerçekleştiren bir temizleme robotu geliştirilmiştir. Geliştirilen robotun özellikleri arasında; (i) yağmurlu havalarda gerekmesi halinde otonom çalışma moduna geçme, (ii) meteorolojik verilere göre temizleme kararı sayesinde saf su tasarrufu, (iii) toz sensörü verisine göre temizlik için karar verme, (iv) geliştirilen mobil uygulama üzerinden durum izleme ve kontrol gibi özellikler yer almaktadır. Geliştirilen robotun farklı çalışma periyodlarında temizleme işlemini gerçekleştirmesinin PV panel verimliliğine etkisi incelenmiştir. Böylece en verimli temizleme periyodunun hem panel verimi hem de robotun harcadığı saf su açısından analizi de gerçekleştirilmiştir. Solar Power Plant investments are increasing on a daily basis, as part of a strategy to maximize the use of Turkey's domestic and renewable energy resources. One of the factors affecting the efficiency of a photovoltaic (PV) panel is also surface pollution. It is inevitable to increase the surface pollution of PV panels with environmental factors. Many parameters such as the location of PV panels, fixing patterns, the structural/chemical properties of the pollutants affect the frequency of cleaning periods of the PV panels. In this study, a PV panel surface cleaning robot is developed. It performs autonomously cleaning of substances including dirt, dust on PV panel surfaces. Some features of the developed autonomous robot are; (i) switching to autonomous operating mode if it is needed on rainy days, (ii) pure water-saving thanks to the cleaning decision based on the meteorological data, (iii) determining the cleaning operation based on the dust sensor data, (iv) condition monitoring and control via the developed mobile application. Moreover, the cleaning interval on the PV panel efficiency was investigated. Thus, optimum cleaning intervals were determined in terms of both PV panel energy efficiency and pure water-consuming of the designed robot. |
6. | Design and implementation of a Quasi-Z-Source inverter Mustafa Sacid Endiz, Ramazan Akkaya doi: 10.5505/pajes.2021.04976 Pages 240 - 247 Bu çalışmada, geleneksel akım ve gerilim kaynaklı inverterlerin sahip olduğu kavramsal ve teorik sınırlamaları ortadan kaldırarak yeni bir güç dönüştürme konsepti sunan ve ZSI’nin geliştirilmiş hali olan tek fazlı yarı empedans kaynaklı inverter (QZSI) devresi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Empedans katındaki pasif devre elemanları üzerinde düşük frekanslı dalgalanmalar üretmemesi ve çıkışta daha az distorsiyon oluşturmasından dolayı anahtarlama elemanlarını sürmek için NUCLEO-F411RE geliştirme kiti ile üretilen basit yükseltici PWM kontrol tekniği uygulanmıştır. Geliştirilen QZSI devresinin farklı kısa devre çalışma oranlarında hem düşürücü hem de yükseltici olarak çalışabileceği gösterilmiştir. 300W’a kadar yüklenen devrenin çıkışında %85 verimle AC çıkış gerilimi elde edilmiştir. Benzetim çalışmaları ile laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deneysel verilerin uyumlu olduğu görülmüştür. In this study, single phase quasi-Z-source inverter (QZSI) circuit was designed and realized which is an improved version of ZSI and offers a unique power conversion concept by eliminating the conceptual and theoretical limitations of the conventional current and voltage source inverters. Simple boost PWM control technique has been employed to the switches using NUCLEO-F411RE development board since this technique doesn’t involve low-frequency ripples on the passive components of the impedance network and has lower distortions at the output. It has been shown that the developed QZSI circuit can work as a buck-boost converter at different shoot-through duty ratios. At the output of the circuit up to 300W, the AC output voltage is obtained with 85% efficiency. It has been observed that simulation and experimental results carried out in the laboratory environment are compatible. |
7. | An alternative approach for the circuit synthesis of the fractional-order FitzHugh-Nagumo neuron model Nimet Korkmaz, İbrahim Ethem Saçu doi: 10.5505/pajes.2021.09382 Pages 248 - 254 Bu çalışmada FitzHugh-Nagumo (FHN) nöron modelinin fraksiyonel versiyonu üzerinde durulmuştur. Öncelikle fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin kararlılık analizleri yapılarak, sistemin dinamik davranış sergileyebileceği minimum fraksiyonel derece belirlenmiştir. Ardından fraksiyonel derece ile temsil edilen sistemlerin nümerik analizlerinde kullanılan yöntemlerden biri olan Grünwald-Letnikov (G-L) fraksiyonel türev yöntemi ile fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin yanıtları elde edilmiştir. Nöron modellerinin donanımsal çözümleri sayesinde matematiksel olarak tanımlanan sistemlerin yanıtları gerçek zamanlı işaretler şeklinde elde edilebilir; nöronların hücre zarı özellikleri elektromekanik olarak tanımlanabilir ve nöronların dinamik davranışlarını etkileyen parametreler, donanım çözümlerinde kullanılan elektronik elemanların karakteristikleri ile ilişkilendirilebilir. Biyolojiden esinlenilerek geliştirilen sistemlerde fraksiyonel dereceli hesaplamaların kullanılabilirliğinin görülmesi amacıyla, bu çalışmada fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin devre gerçekleştirimi üzerinde durulmuştur. Bu kapsamda, diferansiyel denklemlerin donanım çözümlerinde op-amp, direnç ve kapasitör elemanları kullanılarak tasarlanan integratör devrelerinde; fraksiyonel derecenin karşılanması için klasik kapasitör elemanları yerine R-C taklit devreleri kullanılmıştır. R-C taklit devrelerinin tasarımının ilk aşamasında Matsuda yaklaşıklık metodu ile üçüncü dereceden bir transfer fonksiyonu elde edilmiştir. Elde edilen bu transfer fonksiyonu, FOSTER-I R-C ağına dönüştürülerek tamsayı dereceli FHN nöron modelinin devre gerçekleştirim çözümü için tarafımızca tasarlanan devredeki integratör bloklarında, klasik kapasitör elemanı yerine kullanılmıştır. Böylece fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin devre çözümü için alternatif bir yaklaşım ortaya konmuştur ve bu yapının doğrulaması SPICE devre simülasyonu ile yapılmıştır. This study focuses on the fractional version of the FitzHugh-Nagumo (FHN) neuron model. Firstly, the stability analysis of the fractional-order FHN neuron model has been performed and the minimum fractional degree, at which the system could exhibit dynamic behavior, has been determined. Then, the responses of the fractional-order FHN neuron model have been obtained using the Grünwald-Letnikov (G-L) fractional derivative method. This method is one of the methods used in the numerical analysis of the systems that are represented by fractional order. Thanks to the hardware solutions of neuron models; the responses of mathematically defined systems can be obtained in the form of real-time signals, the cell membrane properties of the neurons can be described electromechanically, and the parameters that affect the dynamic behavior of neurons can be associated with the characteristics of the electronic components used in hardware solutions. In this study, the circuit implementation of the fractional-order FHN neuron model is emphasized in order to see the usability of fractional-order calculations in systems that are inspired by biology. In this context, the R-C mimetic circuits have been used instead of classical capacitor elements to compensate for the fractional order in the integrator circuits that are designed by using op-amp, resistor and capacitor elements for the hardware solutions of the differential equations. In the first stage of the design of these R-C imitation circuits, a third-order transfer function has been obtained by the Matsuda approximation method. This obtained transfer function has been transformed into FOSTER-I R-C network and it has been used instead of the classical capacitor element in the integrator blocks of the circuit that is designed by us for the circuit implementation solution of the integer-order FHN neuron model. Thus, an alternative approach for circuit solution of the fractional-order FHN neuron model has been introduced and the verification of this structure has been made by the SPICE circuit simulation. |
8. | Prediction of human protein functions with protein mapping techniques and deep learning model Talha Burak Alakuş, İbrahim Türkoğlu doi: 10.5505/pajes.2021.51261 Pages 255 - 265 Canlıların moleküler mekanizmasının anlaşılabilmesi için protein fonksiyonları önem arz etmektedir. Proteinlere ait fonksiyonlar belirlenirken, proteinlerin yapılarından yararlanılır. Protein fonksiyonları daha çok, karakterize edilmemiş protein dizilimlerinin anotasyonlarının belirleyebilmek, canlıların hücresel mekanizmalarını anlayabilmek, genlerde ya da proteinlerde hastalığa neden olan fonksiyonel değişiklileri belirleyebilmek ve hastalıkların önlenebilmesi, tedavi edilebilmesi ve teşhisi için yeni yaklaşımlar geliştirmek için kullanılmaktadır. Protein fonksiyonları deneysel yöntemlerle etkin bir şekilde belirlenebilmektedir. Ancak, deneysel yöntemlerin zaman alması ve çok sayıda kimyasal süreçten geçmesi, bu aşamaların yavaş ve maliyetli olmasına neden olmaktadır. Bunlara ek olarak, fonksiyonel yapısı ve dizilimi bilinen bazı proteinlerin anotasyonları deneysel süreçlerden dolayı halen belirlenememektedir. Bu gibi nedenler ve dezavantajlardan dolayı hesaplama-tabanlı uygulamalara ihtiyaç duyulmaktadır. Hesaplama-tabanlı uygulamalar için genellikle yapay zeka algoritmaları kullanılmaktadır. Yapay zeka yöntemleri ile protein fonksiyonlarının tahmin edilebilmesi için protein dizilimlerinin belirli haritalama yöntemleri ile sayısal hale getirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, belirli protein haritalama teknikleri kullanılarak gen ontoloji tabanlı protein fonksiyonlarının tahmini gerçekleştirilmiştir. Çalışma, protein verilerinin elde edilmesi, protein dizilimlerinin sayısallaştırılması, protein fonksiyonlarının sınıflandırılması ve protein haritalama tekniklerinin performanslılarının belirlenmesi olmak üzere dört farklı aşamadan oluşmaktadır. Çalışmanın sonunda, biyolojik süreç kategorisinde en iyi doğruluk ve AUC skoru PAM250 protein haritalama tekniği ile elde edilmiş ve sırasıyla %69 ve %88 olarak hesaplanmıştır. Hücresel bileşen kategorisinde ise en iyi doğruluk ve AUC değer, sırasıyla %64 ve %89 oranı ile FIBHASH protein haritalama tekniği ile elde edilmiştir. Moleküler fonksiyon kategorisinde ise %64 AUC oranı ve %89 doğruluk değeri ile en iyi sonuç FIBHASH ile elde edilmiştir. Önerilen yapay zeka yöntemi ile protein sayısal haritalama tekniklerinin birlikte kullanımının, protein fonksiyonlarının tahmin edilmesinde etken bir role sahip olduğu gözlemlenmiştir. Protein functions are important for understanding the molecular mechanism of living organisms. Protein structures are used when determining the functions of proteins. Protein functions are mostly used to determine the annotations of uncharacterized protein sequences, to understand the cellular mechanisms of living things, to identify functional changes in genes or proteins that cause disease, and to develop new approaches to prevent, treat and diagnose diseases. Protein functions can be determined effectively by experimental methods. However, experimental methods take time and go through many chemical processes, causing these stages to be slow and costly. In addition to these, the annotations of some proteins whose functional structure and sequence are known cannot be specified due to experimental processes. Due to such reasons and disadvantages, computational-based approaches are needed. Artificial intelligence algorithms are generally used for computational-based applications. In order to predict protein functions with artificial intelligence methods, protein sequences must be mapped with certain mapping methods. In this study, prediction of gene ontology-based protein functions was performed using certain protein mapping techniques. The study consists of four different stages; obtaining protein data, mapping protein sequences, classifying protein functions, and determining the performance of protein mapping techniques. At the end of the study, the best accuracy and AUC score in the biological process category was obtained by the PAM250 protein mapping technique and was calculated as 69% and 88%, respectively. In the cellular component category, the best accuracy and AUC value were obtained by FIBHASH protein mapping technique with 64% and 89%, respectively. In the molecular function category, the best result was obtained with FIBHASH with 64% AUC score and 89% accuracy. It has been observed that the combined use of the proposed artificial intelligence method and protein numerical mapping techniques have an effective role in predicting protein functions. |
9. | Multi-level security model in distributed database systems Çiğdem Bakır, Mehmet Güçlü doi: 10.5505/pajes.2021.69947 Pages 266 - 276 Bilgi güvenliği, bilgiye erişim sağlayarak onu yetkisiz kullanma, değiştirme veya yayma gibi faaliyetleri önleme çabasıdır. Bu, sadece bilginin ele geçirilmesi olarak düşünülmemeli, aynı zamanda bütünlük, erişilebilirlik ve gizlilik gibi unsurların ihlal edilmesinin engellenmesi olarak da değerlendirilmelidir. Bu üç temel unsurdan herhangi birinde oluşan zafiyet, bilgi güvenliğinin ihlali olarak ele alınacaktır. Bu çalışmada, çok seviyeli bir erişim kontrol metodunun geliştirilmesi amacıyla Geliştirilmiş Bell-LaPadula güvenlik modeli dağıtık sistemlere uyarlanmış ve böylece dağıtık veritabanı sistemlerinde bilgi güvenliğinin üç temel unsurundan biri olan gizlilik özelliğinin nasıl sağlandığının gösterilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada önerilen geliştirilmiş model, gerçek hayattan alınmış veri kümesi üzerine uygulanmıştır. Önerilen modelin performansı, Rol Tabanlı Erişim Kontrolü ve Geleneksel Erişim Kontrolü modellerinin performansları ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar kıyaslandığında, önerilen model ile verilerin daha güvenli ve hızlı bir şekilde kullanıcıların paylaşımına sunulduğu gözlemlenmiştir. Information security is related with efforts put in to avoid activities such as unauthorized usage, changing or disseminating of information by having access to these information. This should not be only thought as capturing of information but also as avoiding the violation of particulars such as integrity, availability, and confidentiality. Vulnerability that occurs in any one of these three basic elements will be evaluated as violation of information security. In this study, a multi-level access control method was developed. With the model proposed, in addition to the security policies offered by the Bell-LaPadula access control model, a new set of rules was defined and expanded, and a flexible and dynamic access control model was presented. The developed model being proposed in the study has been applied on data cluster which has been obtained from real life. Performance of the proposed model has been compared with the performances of Traditional Access Control models. When the obtained results were compared, it was observed that object access levels were presented more consistently and quickly with the proposed model. |
10. | Direct pose estimation from RGB images using 3D objects Muhammet Ali Dede, Yakup Genç doi: 10.5505/pajes.2021.08566 Pages 277 - 285 Artırılmış gerçeklik uygulamalarında kullanılmak üzere tek bir kameradan bir nesnenin yön ve konum kestirimini yapan bir algoritma sunulmaktadır. Küçük bir konvolüsyon ağından oluşan bu model 6 serbestlik dereceli konum ve yön bilgisini tek bir KYM (kırmızı-mavi-yeşil) imgeden elde etmektedir. Bu ufak model yüksek başarım ve hafıza içermeyen mobil cihazlar için idealdir. Algoritma verilen bir imgeyi 1ms içinde işlemekte ve güncel algoritmaların performansına yakın performans sergilemektedir. Önerilen geometrik kayıp fonksiyonu ve kullanılan cebirsel kısıtlamaları modelin performansını sağlamaktadır. Aynı zamanda sentetik bir veri kümesi de bu tür modellerin performansını ölçmek için önerilmiştir. We present a real-time monocular camera pose estimation algorithm for augmented reality applications. Proposed model is a small convolutional neural network that is trained to directly estimate 6 Degree of Freedom (6-DOF) camera pose from an RGB image. Our model is designed to run on real-time devices with low memory and computation power. Our model can estimate the camera pose in less than 1ms while keeping accuracy comparable to the state-of-the art. This was made possible by employing geometrically sound loss functions and algebraic constraints. Furthermore, we introduce a new synthetic dataset for demonstrating the proposed methods capabilities. |
11. | Breast cancer diagnosis using deep belief networks on ROI images Gökhan Altan doi: 10.5505/pajes.2021.38668 Pages 286 - 291 Elle çıkarılan öznitelikler, görüntü işleme, tanıma ve bilgisayarlı görü için etkili yöntemlerdir. Ancak, veri boyutu ve görüntü çözünürlüklerindeki artış, özniteliklerin elde edilmesinde zorluklara sebep olmuştur. Kararsız, yönteme bağımlı ve hesaplama açısından yoğundurlar. Özellikle, görüntü veri kümelerindeki büyük veriler, öngörülemeyen uzun süreçler doğurur. Görüntü işleme için öznitelik çıkarma algoritmalarının bilgisayar destekli yöntemlere uyarlanması kesin bir ihtiyaçtır. Üretken temsili öğrenme algoritmaları, Derin Öğrenmenin avantajları ile son yıllarda ortaya çıkan yaklaşımlardır. Bu çalışmada, ROI görüntülerinde meme kanseri teşhisi için Derin İnanç Ağlarının (DBN) kullanılmasını önerdim. DBN modelleri, boyutun ROI görüntüleri üzerindeki etkisini değerlendirmek için farklı görüntü boyutları üzerinde tekrarlanmıştır. Önerilen DBN modeli doğruluk, özgüllük, duyarlılık ve kesinlik için sırasıyla %96.32, %96.68, %95.93 ve %96.40 performans oranlarına ulaşmıştır. Sonuç olarak, önerilen ayrıntılı temsili öğrenmeye sahip DBN, üretici yapıların avantajı ile meme kanseri ve sağlıklı dokuların mamogramlarda sınıflandırılması için verimli ve sağlam bir prosedürdür. Hand-crafted features are efficient methods for image processing, recognition, and computer vision. However, the advancements in data size and image resolution lead to inconvenience in feature extraction. Moreover, they are unstable, method-dependent, and computationally intensive due to high dimensions. Especially, big data on image datasets causes unpredictable long process. It is a definite necessity to adjust the feature extraction algorithms to computer-assisted methods for image processing. Generative representational learning algorithms have been emerging approaches with the advantages of Deep Learning. In this study, I proposed employing Deep Belief Networks (DBN) for breast cancer diagnosis on ROI images. DBN models were iterated on different image sizes to evaluate the impact of dimensionality on ROI images. The proposed DBN model has achieved performance rates of 96.32%, 96.68%, 95.93%, and 96.40% for accuracy, specificity, sensitivity, and precision, respectively. Consequently, the proposed DBN with detailed representational learning is an efficient and robust algorithm for the classification of breast cancer and healthy tissues on mammograms by the advantage of generative architectures. |
12. | Evaluation of Sub-Network search programs in epilepsy-related GWAS dataset Beyhan Adanur Dedeturk, Burcu Bakir Gungor doi: 10.5505/pajes.2021.56424 Pages 292 - 298 Aktif alt ağ tespiti, bir protein-protein etkileşim ağında hastalıkla ilgili genlerin birbirine bağlı bir grup genini bulmayı amaçlamaktadır. Son yıllarda bu problem için çeşitli algoritmalar geliştirilmiştir. Bu çalışmada, hastalığa özgü alt ağ tanımlama programlarının analizleri epilepsi veri seti kullanılarak değerlendirilmiştir. Aynı koşullar altında ve aynı veri seti ile 9 farklı program çalıştırılmış ve bu programların Greedy algoritması, Genetik algoritma, Simüle Tavlama Algoritması, MCC (Maximal Clique Centrality) algoritması, MCODE (Molecular Complex Detection) algoritması ve PEWCC (Protein Complex) Ağırlıklı Kümeleme Katsayısı) algoritması sonuçları gösterilmiştir. Her programın en yüksek puan alan 5 modülü, kat zenginleştirme analizi ve normalleştirilmiş karşılıklı bilgi kullanılarak karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda tanımlanan alt ağlar, hipergeometrik test kullanılarak fonksiyonel olarak zenginleştirilmiş ve hastalıkla ilişkili biyolojik yollar belirlenmeye çalışılmıştır. Ayrıca programların çalışma süreleri ve özellikleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. The active sub-network detection aims to find a group of interconnected genes of disease-related genes in a protein-protein interaction network. In recent years, several algorithms have been developed for this problem. In this study, the analysis of disease specific sub-network identification programs are evaluated using epilepsy data set. Under the same conditions and with the same data set, 9 different programs are run and results of their Greedy algorithm, Genetic algoritm, Simulated Annealing Algorithm, MCC (Maximal Clique Centrality) algorithm, MCODE (Molecular Complex Detection) algorithm and PEWCC (Protein Complex Detection using Weighted Clustering Coefficent) algorithm are shown. The top scoring 5 modules of each program, are compared using fold enrichment analysis and normalized mutual information. Also, the identified subnetworks are functionally enriched using hypergeometric test and hence, disease associated biological pathways are identified. In addition, running times and features of the programs are comparatively evaluated. |
13. | A comprehensive review on data preprocessing techniques in data analysis Volkan Çetin, Oktay Yıldız doi: 10.5505/pajes.2021.62687 Pages 299 - 312 Yaşanan teknolojik gelişmeler ile beraber bilgisayar ortamında saklanan veri miktarı çok hızlı bir şekilde artmaktadır. Bu verilerin doğru bir şekilde değerlendirilmesi ve faydalı bilgiye dönüştürülmesi için de veri analizi önemli bir araştırma konusu olmuştur. Veri analizinde elbette veriler önemli bir rol oynar. Ancak başarım, verinin özelliklerine büyük ölçüde bağımlıdır. Bu sebeple herhangi bir veri analizi süreci başlamadan önce bir ön işlemden geçirmek elzemdir. Veri ön işleme hatalı, eksik ya da istenmeyen diğer sorunların üstesinden gelerek doğru ve kullanışlı veri kümelerini oluşturur. Bu makalede veri ön işleme konusunda son 5 yılda hazırlanmış makale ve bildiriler sistematik olarak araştırılmış ve yaygın olarak kullanılan ön işleme yöntemlerinin üç ana dal altında; veri temizleme, veri dönüştürme ve veri azaltma olarak sınıflandığı görülmüştür. Bu yöntemler ve çeşitli algoritmaları incelenmiş, kullanım sıklıkları sunulmuş ve başarım performansları açısından karşılaştırmaları yapılmıştır. Çalışmanın sonucunun da gösterdiği üzere ham veriler üzerine veri ön işleme yöntemleri kullanılmadığında ya da yanlış veri ön işleme yöntemi kullanıldığında tek başına veri analizi yöntemleri yeterli başarımlara ulaşamamaktadır. With the technological developments, the amount of data stored in the computer environment is increasing very rapidly. Data analysis has become an important research subject for the correct evaluation of these data and to transform them into useful information. Of course, data play an important role in data analysis. However, model performance is highly dependent on the characteristics of the data. For this reason, it is essential to preprocess them before starting any data analysis process. Data preprocessing creates accurate and useful datasets by overcoming erroneous, incomplete, or other unwanted problems. In this study, papers on data preprocessing in the last 5 years have been researched systematically and it has been observed that widely used preprocessing methods are classified under three main branches: data cleaning, data transformation and data reduction. These methods and various algorithms of them are examined, the frequency of use is presented, and comparisons are made in terms of accuracy performance. As the result of the study shows, when data preprocessing methods are not used on raw data or when wrong data preprocessing methods are applied, data analysis methods alone cannot achieve sufficient performance. |
14. | A novel meta-optimizer for evolutionary algorithms: bipolar mating tendency Mashar Cenk Gençal, Mustafa Oral doi: 10.5505/pajes.2021.29165 Pages 313 - 323 Evrimsel Algoritmalar üzerine yapılan son araştırmalar, bu algoritmaların performansının, genellikle, uygun parametre yapılandırmalarının seçilmesine bağlı olduğunu göstermektedir. Araştırmacılar, ya literatürdeki benzer araştırma alanlarına bakarak ya da Izgara Arama’da (Grid Search) olduğu gibi uygun parametreleri tek tek deneyerek bu parametre yapılandırmalarını bulmaya çalışmışlardır. Ancak, parametrenin tek tek aranması zahmetli ve zaman alıcıdır; bu nedenle, meta-optimizasyon teknikleri, bir algoritmanın parametrelerini ayarlamak için yaygın olarak kullanılan yöntemler haline gelmiştir. Meta-optimizasyon teknikleri, yaygın olan iki biçimde sınıflandırılabilirler: çevrimdışı (algoritma başlamadan önce bir algoritmanın parametrelerini ayarlamak) ve çevrimiçi (çalışma sırasında parametreleri ayarlamak). Bu makalede, bir Genetik Algoritmanın (GA) seçim yöntemi olarak, Bipolar Eşleşme Eğilimi (BMT) algoritması seçilmiştir. Oluşan yeni algoritma, GA-BMT olarak adlandırılmış ve çevrimiçi meta-iyileştirici olarak ilk kez kullanılmıştır. Ayrıca makale, 17 test fonksiyonu için Standart GA’nın (SGA) en iyi parametre ayarlarının bulunmasında, iki arama algoritması (Izgara Arama, Kabadan İnceye Arama) ve üç meta-optimizasyon yöntemini (SGA, Parçacık Sürü Optimizasyonu, GA-BMT) kullanmakta ve sonuçlarını karşılaştıran bir çalışma sunmaktadır. Bununla birlikte, elde edilen sonuçları anlamlandırmak için istatistiksel testler, Friedman ve Wilcoxon İşaretli Sıralar, kullanılmıştır. Elde edilen tüm sonuçlar incelendiğinde, GA-BMT’nin makul bir başarı sunduğu aşikârdır. Recent studies show that the performance of Evolutionary Algorithms often depends on choosing appropriate parameter configurations. Thus, researchers have generally tuned these parameters either looking at the similar research areas in the literature or manually, e.g. Grid Search. However, searching the parameter manually is laborious and time-consuming; therefore, meta-optimization techniques have become commonly used methods to adjust parameters of an algorithm. These techniques can be classified in two widespread manners: off-line, tuning parameters of an algorithm before the algorithm initiates, and on-line, tuning the parameters while it is working. In this paper, Bipolar Matching Tendency (BMT) algorithm has been chosen as the selection method of a Genetic Algorithm (GA). The new obtained algorithm is named GA-BMT and has been used for the first time as an online meta-optimizer. In addition, the paper utilizes two search algorithms (Grid Search, Coarse to Fine Search) with three meta-optimization methods (Standard GA, Particle Swarm Optimization, GA-BMT) to investigate the best parameter settings of the Standard GA for 17 test functions, and offers a comparative work by comparing their results. Furthermore, non-parametric statistical tests, Friedman and Wilcoxon Signed Rank, were performed to demonstrate the significance of the results. Based on the all results that achieved, GA-BMT presents a reasonable achievement. |
15. | Regulating watermarking semi-authentication of multimedia audio via counting-based secret sharing Adnan Gutub doi: 10.5505/pajes.2021.54837 Pages 324 - 332 Watermarking is the process of embedding specific data to prove ownership copyright authentication. It is needed whenever media-files are used without proper permission is granted for authentication accuracy. The current watermarking challenge comes from the ownership proof especially as slight tampering occurs on the audio multimedia file which injure the watermarking causing difficulty in its copyright proof. This paper proposes utilizing counting-based secret sharing strategy to allow validation of ownership correctness watermarking even if some of the multimedia audio-file is interfered, as semi-authentication. The research testing run experimentations showed interesting features although this work is still in its early stage. The authentication verification researched secrecy on the audio’s media remarked data altered as on LSB 3 models (1-LSB, 2-LSB, 3-LSB) testing hiding capacity capability as well as PSNR security. Its promising investigation revealed complete data dependency consequences showing real attractive contribution opportunities to be remarked. |
16. | Stress detection on smartphone data with a machine learning approach based on Mahalanobis distance-based outlier finding and ReliefF feature selection Ensar Arif Sağbaş, Serdar Korukoğlu, Serkan Ballı doi: 10.5505/pajes.2021.88724 Pages 333 - 345 Stres kişinin odaklanması, uyanık kalması ve tetikte olması durumlarında fayda sağlamaktadır. Fakat yüksek dozda strese maruz kalmak kişinin sağlığına zarar vermektedir. Bu nedenle stresin tespit edilip en kısa sürede rahatlamaya geçilmesi önemlidir. Bu çalışmada, akıllı telefondan elde edilen dokunmatik panel, yerçekimi, doğrusal ivme ve jiroskop verileri ile yazma davranışları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan yazma davranışları ile kişilerin stres seviyeleri arasında bir bağlantı olduğu görülmüştür. Bu kapsamda genişletilmiş bir veri kümesi oluşturulmuştur. Stresin daha yüksek doğrulukta tespit edilebilmesi için Mahalanobis uzaklığı tabanlı bir aykırı veri tespiti yaklaşımı uygulanmıştır. Devamında, verimli özniteliklerin tespit edilerek sınıflandırma gerçekleştirilmesi için ReliefF öznitelik seçimi yöntemi ve makine öğrenmesi teknikleri kombine edilerek bir yapı oluşturulmuştur. Aykırı verilerin temizlenerek elde edilen sonuçlar, oluşturulan yapıların yüksek doğrulukta başarı yakaladığını göstermiştir. Ek olarak aykırı veri tespiti ve temizliği, sınıflandırma başarısını 1.77 puan artırmıştır. Stress is beneficial when a person is focused, awake and alert. However, exposure to high doses of stress harms a person's health. For this reason, it is important to detect stress and begin relief as soon as possible. In this study, soft keyboard typing behaviors with touchscreen panel, gravity, linear acceleration, and gyroscope data obtained from smartphones were examined. It was observed that there was a correlation between the results obtained and typing behaviors and the stress levels of individuals. In this context, an expanded data set was created. In order to detect stress with higher accuracy, a Mahalanobis distance-based outlier detection approach was applied. Subsequently, a structure was created by combining the ReliefF feature selection method and machine learning techniques to identify efficient features and perform classification. The results obtained by cleaning outlier data showed that the created structures achieved success with high accuracy. In addition, outlier detection and cleaning increased the classification success by 1.77 points. |