I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 2 1 ,   p p .   4 9 9 9 ~ 5 0 0 8   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 1 i 6 . pp 4 9 9 9 - 5 0 0 8          4999       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Tra nsfer  dee p lea rning  appro a ch f o r det ec ting co ro na v irus  disea se  in  X - ra y   i m a g es       M o ha m m e d Al - S m a di,  M a h m o u d H a mm a d,  Q a nita   B a ni B a k er ,   Sa j a   K ha l ed  T a w a l beh,    Sa a d A.   Al - Z bo o n   Co ll e g e   o f   Co m p u ter an d   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   Jo rd a n   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   Irb id ,   Jo r d a n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   9 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   6 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   Ju n   16 ,   2 0 2 1       Cu rre n tl y ,   th e   w h o le  w o rld   is  f ig h ti n g   a   v e r y   d a n g e ro u a n d   in f e c ti o u d ise a se   c a u se d   b y   th e   n o v e c o ro n a v iru s,  c a ll e d   COV ID - 1 9 .   T h e   COV ID - 1 9   is  ra p id ly   sp re a d in g   a ro u n d   th e   w o rld   d u e   to   it h ig h   in f e c ti o n   ra te.  T h e re f o re ,   e a rl y   d isc o v e r y   o f   CO V ID - 1 9   is   c ru c ial  t o   b e tt e r   trea t h e   in f e c ted   p e rso n   a w e ll   a s   to   slo d o w n   th e   sp re a d   o t h is  v iru s.  Ho w e v e r,   t h e   c u rre n t   so lu ti o n   f o d e tec ti n g   CO V ID - 1 9   c a se in c lu d i n g   th e   P CR  tes t,   C T   i m a g e s,   e p id e m io lo g ica ll y   h isto ry ,   a n d   c li n ica s y m p to m s   su ffe f ro m   h ig h   f a lse   p o siti v e .   T o   o v e rc o m e   th is p ro b le m ,   we   h a v e   d e v e lo p e d   a   n o v e tra n sf e d e e p   lea rn in g   a p p r o a c h   f o d e tec ti n g   COV ID - 1 9   b a se d   o n   x - ra y   i m a g e s.  Ou r   a p p ro a c h   h e l p m e d ica sta ff   in   d e term in in g   i f   a   p a ti e n is  n o rm a l,   h a s   COV ID - 1 9 ,   o r   o t h e p n e u m o n ia.   Ou a p p r o a c h   re li e o n   p re - trai n e d   m o d e ls   in c lu d i n g   In c e p ti o n - V3 ,   X c e p ti o n ,   a n d   M o b il e Ne to   p e rf o rm   t w o   tas k s:     i b in a ry   c las si f ic a ti o n   to   d e term in e   if   a   p e rso n   in f e c ted   w it h   COV ID - 1 9   o r   n o a n d   ii a   m u lti - tas k   c las s if ica ti o n   p ro b lem   to   d isti n g u is h   n o rm a l,     COV ID - 1 9 ,   a n d   p n e u m o n ia  c a se s.  Ou e x p e ri m e n tal  re su lt o n   a   larg e   d a tas e sh o w   th a th e   F 1 - sc o re   i 1 0 0 %   in   t h e   f irst  tas k   a n d   9 7 . 6 6   in   t h e   se c o n d   tas k .   K ey w o r d s :   C NN   C OVI D - 1 9   tr an s f er   lear n i n g   ep id em ic   Dee p   lear n in g   d etec tin g   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 :   Mo h a m m ed   A l - S m ad i   C o lleg o f   C o m p u ter   an d   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y     J o r d an   Un iv er s it y   o f   Scie n ce   a n d   T ec h n o lo g y   I r b id ,   2 2 1 1 0 ,   J o r d an     E m ail:  m as m ad i @ j u s t.e d u . j o       1.   I NT RO D UCT I O N   T h w h o le  w o r ld   c u r r en tl y   is   f i g h ti n g   t h r ec en tl y   d i s co v er ed   in f ec tio u s   d is ea s e   k n o w n   a s     C OVI D - 1 9 .   T h W o r ld   Hea l th   Or g an iza tio n   ( W HO)   [ 1 ]   an n o u n ce d   t h C OVI D - 1 9   o u tb r ea k   a s   g lo b al   p an d e m ic  o n   Feb r u ar y   o f   2 0 2 0 .   C OVI D - 1 9   ca u s e s   v ar iet y   o f   in f ec tio n s   r elate d   to   t h e   r e s p i r a t o r y   s y s t e m   w i t h   n o   v a c c i n e   a g a i n s t   t h i s   v i r u s   s o   f a r .   T h e   f i r s t   d e a t h   c a u s e d   b y   t h i s   v i r u s   r e p o r t e d   o n   J a n u a r y   1 1   o f   2 0 2 0 .   A s   m e n t i o n e d   i n   [ 2 ] ,   th i n f ec tio n   r ate  o f   C O VI D - 1 9   is   3 . 7 7 ,   i.e . ,   s ick   p er s o n   ca n   i n f ec ab o u 4   o th er   p er s o n s .   Du to   t h f ast   s p r ea d   o f   C O VI D - 1 9 ,   as  o f   Dec e m b er   9   o f   2 0 2 0 ,   m o r th a n   6 8 . 3   m illi o n   p eo p le  h a v b ee n   in f ec ted   w it h   C OVI D - 1 9   an d   m o r e   th a n   1 . 5   m illi o n   p er s o n s   lo s t h eir   li v e s   d u e   to   t h is   v ir u s   in   2 2 0   d if f er e n t   co u n tr ies  a n d   ter r ito r ies  ar o u n d   th w o r ld .   T h is   v ir u s   ca u s ed   all  g o v er n m e n ts   ar o u n d   t h wo r ld   to   tak s ev er ac tio n s   to   p r ev en t h s p r ea d in g   o f   th is   v ir u s   in cl u d i n g   q u ar a n ti n e,   p ar tial  a n d   co m p lete   lo ck - d o w n   to   v ar io u s   cities o r   ev e n   t h w h o le  co u n t r y ,   m o v in g   t h ed u ca tio n   to   d i s tan ce   ed u ca tio n ,   m o v in g   p h y s ical  w o r k   p lace s   to   v ir tu a l   w o r k   e n v ir o n m e n t s   w h en e v er   p o s s ib le,   an d   u r g i n g   p eo p le   to   d o   s o cial  d is tan ci n g   o r   b etter   s tay   at   h o m e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   202 1     4 9 9 9   -   5 0 0 8   5000   Sev er al  w a y s   h av e   b ee n   f o llo w ed   to   d iag n o s th e   C O VI D - 1 9   ca s es.  Fo r   ex a m p le,   C OVI D - 1 9   test i n g   k it,  p o s iti v e   C T   i m a g es,   ep id e m io lo g ical   h is to r y ,   an d   cl in i ca s y m p to m s   ( i.e . ,   f e v er ,   co u g h ,   d y s p n ea ,   an d   p n eu m o n ia)   [ 3 ] [ 4 ] .   Ho w e v e r ,   r ely i n g   o n   t h cli n ical  s y m p to m s   ca n n o b g e n er alize d   s in ce   an   in f ec ted   p er s o n   ca n   ca r r y   th v ir u s   f o r   f e w   d a y s   b e f o r th s y m p to m s   ap p ea r s .   Mo r eo v er ,   d if f er en p er s o n s   r esp o n d   d if f er e n tl y   to   th v ir u s   b ased   o n   th eir   h ea lt h   co n d itio n   an d   th eir   i m m u n s y s te m .   Ho w e v er ,   s ev er al  f ac to r s   af f ec ted   th e   ac cu r ac y   o f   t h r esu lt s   o b tain ed   f r o m   t h tes ti n g   k i ts   s u c h   a s   t h q u alit y   a n d   th a v ailab ilit y   o f   th test i n g   k it s   as  w ell  as  t h e   n ee d   f o r   r etak in g   th tes s e v er al  ti m e s ,   in   s o m ca s es,  to   m ak s u r e   th at  t h p er s o n   is   test ed   n eg ati v ag ai n s C OVI D - 1 9 .   T h er ef o r e,   ca r ef u ll y   a n al y z in g   x - r a y   i m ag e s   an d   C T   s ca n s   g i v e   m ed ical  s ta f f   b etter   u n d er s ta n d in g   o f   th h ea lt h   s tat u s   o f   th p atien in cl u d i n g   i f   h i s   b ein g   i n f ec ted   b y   C OVI D - 1 9 ,   s u f f er   f r o m   o th er   p n eu m o n ia,   o r   n o r m al  [ 5 ] .   M o r eo v er ,   ca r ef u ll y   a n al y zi n g   x - r a y s   an d   C T   s ca n s   allo w   m ed ical  s taf f   to   u n d er s t an d   th i n f ec ted   ar ea   an d   t h s ev er it y   o f   t h d is ea s e.   Un f o r tu n atel y ,   d eter m i n i n g   C OVI D - 1 9   f r o m   o th er   t y p e s   o f   p n e u m o n ia  o r   e v en   n o r m a u s in g   x - r a y   i m a g es   is   n o a   tr iv ial   p r o ce s s   a n d   er r o r - p r o n f o r   m a n y   r ad io l o g is ts   a n d   m ed ical  s ta f f .   T o   th at  en d ,   th is   r esear c h   tr ies  to   h el p   m ed ical  s taf f   i n   ac cu r atel y   d etec ti n g   C OVI D - 1 9   in   x - r a y   i m ag e s   u s i n g   d ee p   n eu r al  n et w o r k s   tec h n iq u es.   I n   r esp o n s to   t h is   g lo b al  p an d e m ic,   m a n y   r esear c h er s   d ev elo p ed   s ev er al  d iag n o s in g   s y s te m s   d ep en d in g   o n   d ee p   lear n in g   a n d   m ac h i n lear n i n g   tec h n iq u es.  Dee p   lear n in g   tec h n iq u e s   a r p er f ec ca n d id ate   f o r   m ed ical  i m ag i n g   d ataset  s in ce   t h e y   ca n   ex tr ac i m p o r tan f ea tu r es  f r o m   t h m ed ica i m a g es  i n clu d i n g   s h ap a n d   s p atial   r elatio n   f e atu r es.  I n   p ar ticu lar ,   co n v o l u tio n al  n eu r al   n et w o r k s   ( C NN s )   p r o v id th e   b est   p er f o r m a n ce   r eg ar d i n g   f ea t u r ex tr ac tio n   as  w el as  th e ir   ab ili t y   to   i m p r o v lear n in g   f r o m   lo w li g h i m a g e s   ex tr ac ted   f r o m   v id eo s   [ 6 ] .   Fu r th er m o r e,   C NN  ap p r o ac h es   h a v b ee n   s u cc e s s f u ll y   u t ilized   t o   r ec o g n ize  s e v er al   d is ea s es,  f o r   in s tan ce ,   cla s s i f y in g   p o l y p s   d u r in g   co lo n o s c o p ic  v id eo s   as  w ell  a s   u s i n g   x - r a y   i m a g es  f o r   d iag n o s i s   o f   p ed iatr ic  p n e u m o n ia  [ 7 ] [ 8 ] .   Sev er al  f ea t u r es a r ac cr ed ited   to   id en tify   th v ir al  p ath o g e n s   b ased   o n   s ca n s   p atter n s   ( i.e .   C T   o r   x - r a y )   [ 9 ] .   T h ch ar ac ter is tic  th at  d is ti n g u is h es  C OVI D - 1 9   f r o m   o th er s   ar t h b ilater al  d is tr ib u tio n   o f   p atc h y   s h ad o w s   a n d   g r o u n d - g la s s   o p ac ity   in   th e   ea r l y   s ta g es.  Mo r eo v er ,   m u lt ip le   g r o u n d   g las s   a n d   in f iltra t e s   i n   lu n g s   w ill   ap p ea r   in   late  s tag es  [ 3 ] .   C NN  ap p r o ac h es  m a y   h elp   to   id en ti f y   t h e   u n iq u f ea t u r es  o f   C OVI D - 1 9   p n eu m o n ia  r eg ar d in g   th d if f icu lt y   o f   v is u al  r ec o g n itio n .   I n   th i s   r esear ch ,   w e   p r o p o s ed   d iag n o s tic   s y s te m   u s i n g   d ee p   le ar n i n g   tech n iq u e   b ased   o n   co n v o lu tio n al  n eu r a n et w o r k s   ( C NNs )   to   d etec t COVI D - 1 9   ca s es.  T h m ain   co n tr ib u tio n   o f   t h is   r es ea r ch   ca n   b s u m m ar ized   as:     No v el  tr an s f er   lear n i n g   m o d el s ;   t o   d ev elo p   o u r   C OVI D - 1 9   p r ed ictio n   s y s te m ,   w h av d e v elo p ed   n o v e l   tr an s f er   d ee p   lear n in g   ap p r o a ch .   Ou r   tr an s f er   lear n i n g   r elie s   o n   3   s tate - of - th e - ar C NN  m o d el s   th a h a v e   b ee n   p r e - tr ai n ed   o n   I m ag e N et  d ataset  f o llo w ed   b y   g lo b al  av er a g p o o lin g   to   e x tr ac d is cr i m in at iv e   f ea t u r es,  th e n   b atch   n o r m aliza tio n   an d   d r o p o u t to   p r ev en t th o v er f itti n g .     D ataset ;   w e   h a v co llected   a   d ataset  co n s is t in g   o f   7 , 8 0 0   x - r a y   i m a g es  f r o m   d if f er en s o u r ce s .   T h ese   i m a g es  co n tai n s   x - r a y   f o r   p atien t s   w i th   C OVI D - 1 9 ,   n o r m al,   an d   p atien ts   w it h   o th er   p n eu m o n ia.   T o   en lar g o u r   d ataset,   w h a v a p p lied   v ar io u s   d ata  au g m e n tat io n   tech n iq u e s   an d   g en er ated   4 9 9 , 2 0 0   lab ele d   x - r a y   i m ag e s .   W m ak t h i s   d ataset  av ai lab le  to   o th er   r esear ch er s   an d   p r ac titi o n er s   o n   d e m an d .     C o m p r eh e n s i v s tu d y ;   w p r o v id co m p r eh en s i v s t u d y   ab o u th av a ilab le  d atasets   f o r   C OVI D - 1 9   r esear ch   as  w ell  as t h r elate d   w o r k   e f f o r t in   d etec tin g   C OVI D - 1 9   u s i n g   m ac h i n lear n i n g   t ec h n iq u es.   T o   d ev elo p   an d   ev alu a te  o u r   ap p r o ac h ,   w h a v u s ed   7 , 8 0 0   X - r a y   i m a g es   an d   f o cu s ed   o n   t w o   m ai n   task s .   T h f ir s ta s k   is   to   d ev e lo p   b in ar y   cla s s i f ier   t h at  ca n   d is tin g u is h   b et w ee n   C OVI D - 1 9   o r   n o n   C OVI x - r a y   i m ag e.   T h s ec o n d   tas k   is   to   b u ild   m u lti - clas s   class if ier   th at  ca n   d eter m i n i f   an   x - r ay   i m a g co n tai n s   C OVI D - 1 9 ,   o th er   p n eu m o n ia,   o r   n o r m al  i m a g e.   Ou r   tr an s f er   d ee p   lear n in g   m o d el  u tili z ed   3   s tat - of - t h e - ar t   m o d el s ,   I n ce p tio n - V3 ,   Xce p tio n ,   an d   Mo b ileNet.   U s i n g   o u d ataset  a f ter   d ata  a u g m e n tat io n ,   o u r   ap p r o ac h   ac h iev ed   1 0 0 ac c u r ac y   a n d   1 0 0 F - s co r o n   th f ir s t ask .   R eg ar d i n g   th s ec o n d   ta s k ,   o u r   b e s m o d el   ac h iev ed   ac c u r ac y   o f   9 7 . 3 7 % a n d   an   F - s co r o f   9 7 . 6 6 %.   T h r est  o f   th is   p ap er   is   o r g a n ized   as   f o llo w s ;   s ec tio n   2   d is cu s s   t h r elate d   r esear ch   ef f o r to   o u r   r esear ch   an d   p r o v id d etaile d   d is cu s s io n   ab o u th a v ailab le  d atasets   o f   C OVI D - 1 9 .   Sect io n   3   d escr ib es  o u r   m et h o d   in   m o d d etails  a n d   s e ctio n   4   s h o w s   th e x p er i m e n ta r esu lt s   o f   o u r   ap p r o ac h .   Sect io n   5   d is cu s s es  t h e   r esu lt s .   Fin a ll y ,   o u r   p ap er   co n clu d es  w it h   av e n u o f   f u t u r d ir ec tio n s   i n   s ec tio n   6 .       2.   R E L AT E WO RK   Du to   t h g lo b al  p an d e m ic  c au s ed   b y   th e   n o v el  co r o n av ir u s ,   C OVI D - 1 9 ,   m a n y   r esear ch er s   i n   al l   f ield s   w o r k ed   v er y   h ar d   to   s tu d y   an d   in v est ig ate  t h is   v ir u s   an d   its   ef f ec o f   t h h u m a n it y .   I n   th m ac h i n e   lear n in g   f iled ,   s o m r esear c h e r s   tr ied   to   co llect  d atas ets,  tex t u al  an d   i m a g es,  to   m a k t h e m   av ailab le  to   o th er s .   W h ile  o th er s   tr ied   to   d ev elo p   n e w   tech n iq u e s   to   d etec th C OVI D - 1 9   ac cu r atel y .   T h is   s ec tio n   ( 1 )   d is cu s s e s   th r elate d   r esear ch   ef f o r ts   i n   th m ac h i n lear n i n g   f ie ld ,   s ec tio n   2 . 1   as  w ell  as  ( 2 )   d is c u s s in g   t h av ailab le   C OVI D - 1 9   d atasets   in   s ec tio n   2 . 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Tr a n s fer d ee p   lea r n in g   a p p r o a ch   fo r   d etec tin g   c o r o n a viru s   d is ea s ( C OV I D - 19) …  ( Mo h a mme d   A l - S ma d i )   5001   2 . 1 .   M a chine le a rning   ba s ed  t ec h niq ue s   A lt h o u g h   t h w o r k   o n   th e   m ed ical  i m a g es  is   r elate d   to   o u r   w o r k   [ 1 0 ] - [ 1 2 ] ,   d u to   th s p ac e   li m ita tio n ,   i n   th is   s ec tio n   w e   w il d is c u s s   t h e   r elate d   r esear ch   e f f o r ts   i n   d etec ti n g   C OVI D - 1 9   u s i n g   m ac h i n lear n in g   tec h n iq u e s .   Yan   et   a l .   [ 1 3 ]   in tr o d u ce d   an   XGB o o s class i f ier   to   p r ed ict  th p r o g n o s tic  s tate s   s e v er o f   C OVI D - 1 9   in f ec tio n   u s i n g   clin ical   d ata  i n   W u h a n ,   C h in a .   I n   ad d itio n ,   P al  et   a l.   [ 1 4 ]   in tr o d u ce d   an   L ST m o d el  to   p r ed ict  th lo n g   d u r atio n   o u tb r ea k   ca u s ed   b y   C O VI D - 1 9   an d   h o w   t h r is k   a f f e cts  th co u n tr ies  s o   th e y   ca n   ta k p r ev e n ti v s tep s   ea r lie r .   On   th e   o th er   h a n d ,   Ma tteo   et   a l.   [ 1 5 ]   co llected   lar g d ataset  o b tai n ed   f r o m   t h s o cial  m ed ia  p latf o r m s   ( e. g . ,   T w itter ,   Yo u T u b e,   Face b o o k )   r elate d   to   th C OVI D - 1 9   an d   an al y ze d   th e m .   W an g   et   a l.   [ 1 6 ]   in tr o d u ce d   d ia g n o s t ic  e v alu a tio n   u s i n g   tr a n s f er   lear n i n g   b ase d   o n   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h   ( I n c e p t i o n   n e t w o r k )   u s i n g   C T   i m a g e s   t o   d e t e c t   t h e   C O V I D - 1 9 .   S i m i l a r i t y ,   S e t h y   e a l.   [ 1 7 ]   p r o p o s e d   s e v e r a l   d e e p   n e u r a l   n e tw o r k s   b a s e d   o n   S V M   u s i n g   d e e p   f e a t u r e s   t o   d e t e c t   C O V I D - 1 9   i n   x - r a y   i m a g e s .   S h a n   et  a l.   [ 1 8 ]   in tr o d u ce d   an   au to m atic   s eg m en tatio n   b a s ed   o n   d ee p   lear n in g   to   s p ec if y   th i n f ec tio n   r eg io n s   o f   t h C OVI D - 1 9   b ased   o n   th eir   s h a p es,  v o lu m es,  a n d   p er ce n tag o f   in f ec tio n   ( P OI )   r ely in g   o n   c h est  C T   s ca n s .   Ma g h d id   et   a l.   [ 1 9 ]   p r esen ted   th id ea   o f   p r o p o s in g   A I   to o ls   f o r   C OVI D - 1 9   d iag n o s is   as  w e ll  a p er f o r m in g   d ee p   lear n in g   s y s t e m   u s in g   C T   an d   x - r a y   i m a g e s .   Si m i l ar l y ,   Xu   et   a l.  [ 2 0 ]   s tu d ied   th p o s s ib ilit y   o f   p r o p o s in g   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h es  to   b u s ed   a s   a   d iag n o s tic  s y s te m   to   p r ed ict  C OVI D - 1 9   o r   o th e r   p n eu m o n ia  u s in g   C T   s ca n s .   G o ze s   et  a l.   [ 2 1 ]   p r o p o s ed   au to m ated   C T   i m a g an a l y s is   to o l   ai m s   to   d etec an d   tr ac k   i f   t h p atie n i n f ec ted   o f   C OVI D - 1 9   d is ea s o r   n o t.  L et   a l.   [ 2 2 ]   p r o p o s ed   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h   ca lled   C OVNe ( C O VI D - 1 9   d etec tio n   n e u r al  n et w o r k )   t h at  is   b ab le  to   o b tain   v is u a f ea tu r e s   f r o m   t h e   v o lu m etr ic  C T   s ca n s   an d   d is ti n g u i s h   b et w ee n   C O VI D - 19  an d   o th er   p n eu m o n ia.   B u k h ar et   a l.   [ 2 3 ]   p r o p o s ed   tr an s f er   lear n i n g   u s i n g   p r e - tr a in ed   I m a g eNe ai m s   to   av o id   lack   o f   d ataset  i s s u to   d etec o n o f   th t h r ee   class es   C OVI D - 1 9 ,   p n e u m o n i a,   o r   n o r m a l.  Si m ilar l y ,   A p o s to lo p o u lo s   et   a l.   [ 2 4 ]   p r o p o s e d   tr an s f er   lear n in g   ad ap tio n   th at  p er f o r m s   C NN  f r o m   s cr atch   ca lled   Mo b ile  Ne to   d ete ct  ty p e s   o f   p n e u m o n i a.   Nar in   et   a l.   [ 2 5 ]   p r o p o s ed   3   d ee p   C NN  m o d el s   to   class if y   b alan ce d   d atas et  o f   x - r a y   i m a g es  to   C O VI D - 1 9   o r   n o n C OVI D.   J ais w al   et   a l.   [ 2 6 ]   p r o p o s ed   d ee p   lear n i n g   m o d el  to   id en t i f y in g   p n e u m o n ia   t y p e s .   A r o r et   a l.   [ 2 7 ]   p r esen ted   an   a n al y s i s   s t u d y   u s i n g   d ee p   lear n in g   r e g ar d in g   C OVI D - 1 9 .   Far o o q   an d   Ha f ee z   [ 2 8 ]   in tr o d u ce d   an   en h a n ce m en o f   t h p r ev io u s   m o d els   to   d etec p n e u m o n i ca s es   u s i n g   f in e - t u n in g   R e s Net5 0 .   H o w e v e r ,   A l q u d a h   et   a l .   [ 2 9 ]   p r o p o s e d   h y b r i d   a p p r o a c h   b a s e d   o n   C N N   m o d e l s   t o   d e t e c t   C O V I D - 1 9   i n   e a r l i e r   s t a g e s .   A l o m   et   a l .   [ 3 0 ]   i n t r o d u c e d   e n d - to - e n d   s y s t e m   t o   d e t e c t   C O V I D - 1 9   a n d   s e l e c t   t h e   i n f e c t e d   a r e a .   S i m i l a r l y ,   H a m m o u d i   et   a l.   [ 3 1 ]   p r o p o s ed   an   au to m a ti C NN  ap p r o ac h   th at  ai m s   to   d etec th esti m atio n   o f   i n f ec t io n   r ate  u s i n g   x - r a y   i m a g es.  R ah m at izad eh   et   a l.   [ 3 2 ]   p r o p o s ed   an   A I - b ased   d ec is io n - m ak i n g   s y s te m   ai m s   to   h elp   an d   m an a g t h C OVI D - 19   I C p atien t s .   Mo r eo v er ,   Sh et   a l.   [ 3 3 ]   an d   Ng u y e n   [ 3 4 ]   in tr o d u ce d   co m p r eh en s i v r ev ie w s   o f   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h es  t h at   u s ed   to   d etec t   an d   s p ec if y   t h in f ec ted   ar ea   as   w ell  a s   h o th A I   ca n   h elp   to   r ed u c th C O VI D - 1 9   in f ec tio n ,   s p r ea d ,   an d   d etec tio n .   A ll  o f   th af o r e m en tio n ed   r esear ch   ef f o r ts   s u p p o r ts   th at  d e ep   lear n in g   i s   u s e f u to o f o r   d etec tin g   C OVI D - 1 9   f r o m   v ar io u s   s o u r ce s   in   o r d er   to   h elp   m ed ical  s t af f   i n   d iag n o s i n g   p atien ts   a s   w ell  a s   r ed u cin g   t h e   s p r ea d   o f   th i s   v ir u s .   Ou r   r esea r ch   is   s i m ilar   to   t h ese  r esear c h   ef f o r b u s ig n i f ica n tl y   d if f er e n t.  W h a v le v er -   ag ed   tr an s f er   lear n i n g   tech n iq u to   m a k o u r   ap p r o ac h   f ast er   an d   r eq u ir es  less   co m p u tati o n al  s p ec if icatio n s .   W h av e   co llected   x - r a y   i m ag e s   s y s te m at icall y   f r o m   d i f f er e n d ata  s o u r ce s   a n d   ap p lied   v a r io u s   s o p h is ticate d   d ata  au g m en tatio n   tec h n iq u es  to   in cr ea s th p er f o r m an ce   o f   o u r   ap p r o a ch .     2 . 2 .   CO VID - 1 9   a v a ila ble da t a s et s   T h is   s ec tio n   li s ts   th m ai n   C OVI D - 1 9   d atasets   to   h e l p   o t h e r   r e s e a r c h e r s   a n d   p r a c t i t i o n e r s .   M a n y   d a t a s e t s   p r e s e n t   t e x t u a l   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   C O V I D - 1 9   o b t a i n e d   f r o m   t h e   T w i t t e r   p lat f o r m   i n clu d i n g   [ 3 5 ] ,   w it h   o v er   1 1 0 M   t w ee ts   [ 3 6 ] ,   w ith   o v er   4 0 tw ee t s   [ 3 7 ] ,   w it h   o v er   1 5 0 tw ee t s   [ 3 8 ] ,   an d   w i th   o v er   7 5 t w ee ts   [ 3 9 ] M o r eo v er ,   p r o v id d atas et  an d   k er n el s   to   an al y ze   C O V I D - 1 9   r elate d   t w ee ts   [ 4 0 ] - [ 4 2 ] .     Fo r   r ea ti m r e s e a r c h ,   t h i s   h u m a n i t a r i a n   d a t a   e x c h a n g e   [ 4 3 ]   b r o a d c a s t s   a   l i v e   m a p   f o r   t h e   C OVI D - 19.   I n ter ac tiv e   v is u aliza tio n s   p r es en ted   b y   Ne x ts tr ai n   [ 4 4 ] .   Mo r eo v er ,   Kag g le  [ 4 5 ]   p r o v id ed   ch est   x - r a y   i m a g e s   u s ed   f o r   P n eu m o n ia  d etec tio n   w it h   5 , 8 6 3   im a g es.  Si m ilar l y ,   C o h en   et   al .   [ 4 6 ]   p r esen ted   ch est  x - r a y   an d   C T   i m a g es  to   d etec C OVI D - 19 ,   ME R S,  S AR S,  a n d   A R DS.  Y an g   et   a l.   [ 4 7 ]   b u ilt  C T   i m a g es  d atase to   d etec C OVI D - 1 9 .   Me d Seq   [ 4 8 ]   p r o v id ed   C OVI D - 1 9   C T   s eg m en tatio n   d ata s et.   R ad io p ae d ia  [ 4 9 ]   aim s   to   cr ea te  th b est  r ad io lo g y   r ef er e n ce   f o r   th w o r ld   f o r   C OVI D - 1 9   p o s itiv ca s e s .   Se v er al  r eso u r ce s   ar r ich   w it h   in f o r m atio n   ab o u t h C OVI D - 1 9   an d   it  is   u p d ated   f r eq u en tl y   s u c h   as  [ 5 0 ]   an d   [ 5 1 ] .   Fin ally ,   th is   w eb s i te  [ 5 2 ]   p r o v id es a   C OVI D - 1 9   ep id e m io lo g ical  d ataset.       3.   RE S E ARCH   M E T H O D   3 . 1 .   Da t a s et   prepa ra t io n   T o   co llect  x - r a y   i m ag e s   f o r   p a tien t s   w it h   p o s itiv e   C OVI D - 1 9 ,   w e   h a v co llected   x - r a y s   i m ag e s   f r o m   th d a tasets   m en t io n ed   in   s ec t io n   2 . 2 .   W also   c o llected   x - r a y   i m a g es  f o r   p atien ts   w it h   C OVI D - 1 9   d iag n o s ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   202 1     4 9 9 9   -   5 0 0 8   5002   clin icall y ,   u s i n g   s y m p to m s   s u ch   as   co u g h ,   s p u t u m ,   f ev er ,   d y s p n ea ,   o r   p leu r it ic  c h est  p a in ,   f r o m   [ 5 3 ] - [ 5 7 ] .   R eg ar d in g   t h e   n o n   C OVI D - 1 9   im a g es,  w o b tain ed   x - r a y s   i m ag e s   f r o m   Ka g g le  co m p et itio n s   t h at  co n tai n     x - r a y   i m a g es   f o r   n o r m al  a n d   p n eu m o n ia   ch e s i m a g es.  T h ag es  o f   t h p atie n t s   i n   o u r   d at aset  ar b et w ee n   2 5   an d   8 5 .   So m i m ag e s   r ep r esen t th x - r a y   f o r   th s a m p atie n t   t ak en   o n   d i f f er en t d ates.   Fig u r 1   d ep icts   ex a m p les  o f   t h x - r a y   i m ag e s   f o r   p atien ts   with   C OVI D - 1 9 ,   th i m a g es  i n   th ab o v e   r o w ,   an d   n o r m al  p atien t s ,   th i m a g es  in   t h b elo w   r o w ,   in   o u r   d ataset.   Si m ilar l y ,   Fig u r 2   s h o w s   ex a m p les  o f   th i m ag e s   in   o u r   d atase u s ed   f o r   th s ec o n d   tas k ,   th m u l ti - clas s   class if icatio n   tas k .   T h f i g u r s h o w s   x - r a y   i m a g es   f o r   n o r m al   p atien t s   ( t h lo w er   r o w ) ,   p atie n ts   w it h   C OVI D - 1 9   ( th m id d le  r o w ) ,   an d   p atie n ts   w it h   o th er   t y p es  o f   p n eu m o n ia  ( th u p p er   r o w ) .   T a b le  1   s u m m ar izes  o u r   d ataset  in clu d i n g   t h n u m b er   o f   x - r a y   i m a g es  f o r   tr ain in g   a n d   test i n g .           Fig u r 1 .   Sa m p le  x - r a y   i m a g e s   f r o m   o u r   d ataset  u s ed   f o r   th e   f ir s t ta s k           Fig u r 2 .   Sa m p le  x - r a y   i m a g e s   f r o m   o u r   d ataset  u s ed   f o r   th e   s ec o n d   task     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Tr a n s fer d ee p   lea r n in g   a p p r o a ch   fo r   d etec tin g   c o r o n a viru s   d is ea s ( C OV I D - 19) …  ( Mo h a mme d   A l - S ma d i )   5003   T ab le  1 .   Su m m ar y   o f   t h d atas et   u s ed   f o r   tr ain i n g   an d   ev a lu a tin g   o u r   tr an s f er   d ee p   lear n in g   m o d el   F i l e s   C O V I D - 19   N on   C O V I D - 19   P n e u mo n i a   T o t a l   T r a i n   8 6 5   1 , 9 5 7   3 , 4 1 8   6 , 2 4 0   T e st   2 1 6   4 8 9   8 5 5   1 , 5 6 0   T o t a l   1 , 0 8 1   2 , 4 4 6   4 , 2 7 3   7 , 8 0 0       3 . 2 .   Da t a   a ug m e nta t io n   T h d ata  au g m e n tatio n   p r o ce s s   i n cr ea s es  t h n u m b er   a n d   th d iv er s it y   o f   t h d ataset  an d   h en c e   r ed u ce s   t h o v er f itti n g   a n d   t h m e m o r izatio n   p r o b lem s   o f   m ac h in e   lear n i n g   m o d els.  M o r eo v er ,   s in ce   d ee p   lear n in g   m o d els  r eq u ir lar g e   d ataset,   th i s   tech n iq u is   cr u cial  f o r   b u ild in g   s tab le  a n d   g en er aliza b le  d ee p   lear n in g   m o d el s .   T o   th at  en d ,   w h av ap p lied   v ar io u s   d ata  au g m e n tatio n   tech n iq u e s ,   as  p r esen ted   in   T ab le  2 ,   to   en lar g o u r   d ataset.   T h to tal  n u m b er   o f   i m ag e s   af ter   t h d ata  au g m en tatio n   i s   4 9 9 , 2 0 0   lab eled   im a g e s .       T ab le  2 .   A d v an ce d   au g m en tati o n   t y p es t h at  h a v u s ed   an d   th eir   p ar am eter s   A u g me n t a t i o n   T y p e     D e scri p t i o n   a n d   P a r a me t e r s   F l i p     H o r i z o n t a l l y   a n d   v e r t i c a l l y   f l i p p i n g   t h e   i mag e .   H o r i z o n t a l l y   f l i p   5 0 o f   a l l   i m a g e s,  v e r t i c a l l y   f l i p   2 0 %   o f   a l l   i mag e s   S c a l e     Re - sca l e   t h e   i m a g e s o u t w a r d   o r   i n w a r d .   R o t a t i o n     R o t a t e   e a c h   i m a g e   b y   ( - 1 0 ,   1 0 )   d e g r e e s   S h e a r i n g   o r   S h e a r   M a p p i n g     D i sp l a c e d   e a c h   p i x e l   i n   t h e   v e r t i c a l   d i r e c t i o n   b y   - 1 6   p r o p o r t i o n a l   t o   + 1 6   d e g r e e s.   El a st i c   a n d   P e r sp e c t i v e   T r a n sf o r mat i o n     El a st i c :   u se   t h e   r a n d o st r e n g t h t o   mo v e   p i x e l l o c a l l y   a r o u n d .   P e r sp e c t i v e :   c r e a t e a   d i f f e r e n t   i m a g e   c a p t u r e d   f r o m d i f f e r e n t   c a me r a   v i e w p o i n t a l p h a = ( 0 . 5 ,   3 . 5 ) ,   si g ma = 0 . 2 5   O r d e r i n g     U t i l i z e t h e   n e a r e st   n e i g h b o r   o r   b i l i n e a r   i n t e r p o l a t i o n   ( f a s t ) .   [ 0 ,   1 ] ,   u se   n e a r e st   n e i g h b o r   o r   b i l i n e a r   i n t e r p o l a t i o n   ( f a s t )   G a u ssi a n   B l u r     P r o d u c e a   b l u r r y   i mag e ,   t h e   e d g e b e c o me   sh a r p e r   u s i n g   h i g h   c o n t r a s t   f i l t e r .   B l u r   i mag e s w i t h   a   s i g ma  b e t w e e n   ( 0 ,   3 . 0 )   A v e r a g e   B l u r     C o mp u t i n g   a   s i m p l e   me d i a n   o v e r   n e i g h b o r h o o d s.   B l u r   i mag e   u si n g   l o c a l   me a n s   w i t h   k e r n e l   si z e s b e t w e e n   ( 3 ,   5 )   M e d i a n   B l u r     G e t r i d   o f   t h e   smal l   n o i se   i n   t h e   i ma g e w h i c h   c a u se d   b y   c o mp u t i n g   t h e   me d i a n   v a l u e s   o v e r   n e i g h b o r h o o d s.   b l u r   i mag e   u s i n g   l o c a l   me d i a n s w i t h   k e r n e l   si z e s b e t w e e n   ( 3 ,   5 )   S h a r p i n g     P r o d u c e i mag e i n   f o c u t h a t   e n c a p s u l a t e t h e   i mp o r t a n t   d e t a i l a b o u t   o b j e c t s   o f   i n t e r e st .   a l p h a = ( 0 ,   1 . 0 ) ,   l i g h t n e ss=( 0 . 9 ,   1 . 1 )   Emb o ss     O v e r l a y t h e   i mag e   w i t h   t h e   o r i g i n a l   i mag e b y   t u n i n g   a l p h a   b e t w e e n   0 . 0   a n d   1 . 0 .   a l p h a = ( 0 ,   1 . 0 ) ,   s t r e n g t h = ( 0 ,   2 . 0 )   Ad d i t i v e   G a u ssi a n   N o i se     I t   mi t i g a t e o v e r f i t t i n g   a n d   a   d i s h o n e s t   p r o c e d u r e   f o r   r e a l   v a l u e d   i n p u t b y   a d d i n g   n o i se   samp l e d   t o   t h e   i m a g e s.   l o c = 0 ,   sca l e = ( 0 . 0 ,   0 . 0 1 * 2 5 5 ) ,   p e r   c h a n n e l = 0 . 5       3 . 3 .   T ra ns f er   lea rning   a pp ro a ch   T h is   s ec tio n   d escr ib es  o u r   tr an s f er   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h   o f   d etec tin g   C OVI D - 1 9   i m ag e s   u s i n g   o u r   tr an s f er   lear n in g   m o d el  f o r   th s ak o f   h elp in g   m ed ical  s taf f   ac cu r atel y   a n d   co n f id e n tl y   d iag n o s is   C O VI D - 1 9   in   m ed ical  i m a g es  a n d   h en ce   b etter   tr ea tin g   t h p atien ts   a s   ea r l y   as  p o s s ib le.   T r an s f e r   lea r n in g   tec h n iq u h a s   i m p r o v ed   th e   p er f o r m a n ce   o f   i m a g clas s i f icatio n   an d   co m p u ter   v is io n   r esear ch   a s   n o ted   i n   L itj en s   et  a l.   [ 5 8 ]   w o r k .   T h m ain   id e o f   tr an s f er   lear n in g   i s   to   r e - u s p r ev i o u s l y   tr ain ed   m o d el  o n   s i m i la r   d o m ai n   i n s tead   o f   re - tr ain i n g   n e w   m o d el  f r o m   s cr atch .   He n ce   b o o s tin g   th p er f o r m an ce   ( i n   ter m s   o f   ti m a n d   a c c u r a c y )   o f   t h e   t r a n s f e r   l e a r n i n g   m o d e l .   M o r e o v e r ,   t r a n s f e r   l e a r n i n g   a l l o w s   u s   t o   u s e   a   p r e v i o u s l y   t r a i n e d   m o d e l   t h a t   m i g h t   b e   t r a i n e d   o n   a   h i g h   s p e c i f i c a t i o n s   c o m p u t i n g   d e v i c e   t h a t   w e   m i g h t   n o t   h a v e   o r   a b o v e   o u r   b u d g e t .   Fo r   e x a m p le,   th e   I m ag eNe d ataset,   in tr o d u ce d   b y   R u s s a k o v s k y   et  a l .   [ 5 9 ] ,   co n tain s   t h o u s an d s   o f   i m a g es.  Ma n y   n eu r al   n et w o r k   m o d el s   h a v b ee n   tr ai n ed   o n   th I m ag eNe t d ataset  i n clu d i n g   VGG,   I n ce p tio n ,   Xc ep tio n ,   a n d   R esNet.   T o   a d d r ess   o u r   p r o b lem ,   w e   h av d ev elo p ed   C NN  ap p r o ac h   b ased   o n   tr an s f er   lear n i n g   t o   s o lv t h e   t w o   i m ag cla s s i f icatio n   tas k s   o f   o u r   C OVI D - 1 9   d etec tio n   p r o b lem .   I n   o u r   ap p r o ac h ,   w e   h av u tili ze d   t w o   s tate - of - th e - ar C NN  m o d el s th I n ce p tio n   m o d el  i n tr o d u ce d   b y   Sze g ed y   et   a l.   [ 6 0 ]   an d   th Xce p tio n   m o d el   p r o p o s ed   b y   C h o llet   [ 6 1 ] .   Fig u r e   3   d ep icts   t h e   ar ch itect u r o f   o u r   ap p r o ac h   w h ich   s t ar ts   b y   lev er a g i n g   v ar io u s   d ata  a u g m e n tatio n   te ch n iq u es   ( r ec all  s ec tio n   3 . 2 . )   th e n   th e   r es u lted   i m a g es  f e d   to   th e   p r e - tr ai n ed   m o d el.   Af ter   t h at,   g lo b al  av er ag p o o lin g   2 i s   p er f o r m e d   to   ex tr ac th e   d is cr i m in at iv f ea t u r es  f r o m   t h e   i m a g es  to   u s t h e m   in   th n e x la y er s .   Ne x t,  th b atc h   n o r m aliza tio n   la y er   is   p er f o r m ed   to   s tan d ar d ize  th e   in p u t s   f o r   ea ch   m in b atc h   a n d   to   s tab ilize  th lear n in g   p r o ce s s .   T h f latte n   la y er   is   ap p l ied   to   co n v er th e   in p u d ata  to   1 ar r a y   an d   f ed   it  to   th d en s la y er   w i t h   1 2 8   n eu r o n s ,   t h e n   to   th d r o p o u la y er   w ith   a   d r o p o u r ate  o f   0 . 5 .   Fin all y ,   th p r ed ictio n   la y er   co n s i s ts   o f   d e n s o f   1   f o r   th C OVI D - 1 9   b in ar y   i m a g e   class i f icatio n   tas k   a n d   d en s e   o f   3   f o r   t h s ec o n d   m u lti - ta s k   cla s s i f icat io n   ta s k   w it h   s o f t m ax   ac ti v atio n   f u n ctio n   f o r   in p u t c las s i f icatio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   202 1     4 9 9 9   -   5 0 0 8   5004                                             Fig u r 3 .   T h ar ch itectu r o f   o u r   tr an s f er   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h       4.   E XP E R I M E NT A L   E VA L U AT I O N   4 . 1 .   P er f o r m a nce  m et rics   Sev er al  s ta n d ar d   m ea s u r es h a v b ee n   u s ed   to   ev alu a te  th p er f o r m an ce   o f   o u r   m o d els.        =  +   +  +  +    ( 1 )     1  = 2     +     ( 2 )     W h er e   P r ec is io n r ep r esen ts   th n u m b er   o f   ca s es  t h at  t h m o d el  p r ed icted   co r r ec tly   o u o f   t h o v er all   p r ed icted   ca s es.  T h p r ec is io n   m ea s u r ca n   b co m p u ted   u s i n g   ( 3 ) :        =   +    ( 3 )     R ec all: r ep r esen t s   th n u m b er   o f   ca s es t h at  t h m o d el  p r ed icted   co r r ec tly   o u t o f   t h o v er all  ca s es in   th d ataset.   T h r ec all  m ea s u r ca n   b co m p u ted   u s in g   ( 4 ) :      =   +    ( 4 )       T r u P o s itiv es  ( T P ) ca n   b d ef i n ed   as  t h ca s es   in   w h ich   t h p r ed icted   ca s d iag n o s ed   a s   C OVI D - 19  an d   th ac t u al  d iag n o s is   C O VI D - 19.     T r u Neg ativ e s   ( T N) ca n   b d ef i n ed   as  t h ca s es   in   wh ich   t h p r ed icted   ca s d iag n o s ed   as  n o n -   C OVI D - 19  an d   th ac tu a l c ase   d iag n o s ed   as  n o n C OVI D.     Fals P o s iti v es   ( FP ) ca n   b d ef i n ed   as   th e   ca s e s   i n   w h ic h   t h p r ed icted   ca s d ia g n o s ed   a s   C OVI D - 19  w h er ea s   t h ac tu al  ca s d iag n o s ed   as n o n C OVI D.     Fals Neg ati v e s   ( FN) :   ca n   b d ef i n ed   as   th e   ca s e s   i n   wh ich   t h p r ed icted   ca s d ia g n o s ed   as   n o n - C OVI D - 19   w h er as th ac t u a l c ase  d iag n o s ed   as  C OVI D - 1 9 .     4 . 2 .   E x peri m e nta l r esu lt s   I n   o r d er   to   ev alu ate  th d e v el o p ed   tr an s f er   lear n in g   ap p r o ac h ,   w co llected   C OVI D - 1 9   d ataset  f r o m   d if f er e n r eso u r ce s   t h at  ai m s   t o   s o lv b o th   p r o b le m s .   Se v er al  s i m p le  an d   ad v an ce d   a u g m en tatio n   tech n iq u e s   ar u s ed   to   in cr ea s th n u m b er   o f   t h tr ain i n g   d ataset   ( r ec all  s ec tio n   3 . 2 . ) .   T a b le  3   s u m m ar izes  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Tr a n s fer d ee p   lea r n in g   a p p r o a ch   fo r   d etec tin g   c o r o n a viru s   d is ea s ( C OV I D - 19) …  ( Mo h a mme d   A l - S ma d i )   5005   ev alu a tio n   r es u lts   o f   o u r   tr an s f er   d ee p   lear n in g   m o d els  u s i n g   3   d if f er en p r etr ain ed   m o d el s ,   th I n ce p tio n - V3 ,   th Xce p tio n ,   a n d   th Mo b il eNe m o d els.  R e g ar d in g   t h f ir s ta s k ,   t h b i n ar y   cla s s i f ic atio n   tas k ,   T ab le  3   s h o w s   t h at  o u r   m o d el  w it h   3   d if f er en t p r e - tr ai n ed   m o d els ac h iev ed   t h p er f ec t sco r in   th ac cu r ac y   as  w e ll a s   in   th F1 - Sco r e,   i.e . ,   1 0 0 %.  O n   th o th er   h a n d ,   r eg ar d in g   th m u lti   cla s s i f icatio n   task ,   T ab le  3   s h o w s   th at  o u r   m o d el   ac h ie v ed   t h b est  r es u lt s   u s i n g   th Xce p tio n   p r e - tr ai n ed   m o d el  w it h   9 7 . 3 7 ac cu r ac y   a n d   9 7 . 6 6 F1 - Sco r e.   T h ese  h ig h   ac cu r ate  r esu lt s   o f   o u r   m o d els  m a k u s   co n f id e n th at  o u r   d ev elo p ed   m o d el s   ca n   b u s ed   b y   m ed ical  s ta f f   to   h elp   t h e m   i n   d iag n o s i n g   C OVI D - 1 9   ca s es   ac cu r atel y   a n d   ef f icie n tl y .       T ab le  3 .   E v alu atio n   r es u lts   o f   o u r   p r o p o s ed   ap p r o ac h   u s in g   3   d if f er en t p r e - tr ain ed   m o d els  u s i n g   x - r a y   i m a g es  d ataset  f o r   b o th   task s ,   th b i n a r y   a n d   th m u lti - clas s   c las s i f ic atio n s     B i n a r y   C l a ssi f i c a t i o n   M u l t i - C l a ss  C l a ssi f i c a t i o n   M o d e l   A c c u r a c y   F1 - S c o r e   A c c u r a c y   F1 - S c o r e   I n c e p t i o n - V3   1 0 0 %   1 0 0 %   9 7 . 1 2 %   9 7 . 4 7 %   X c e p t i o n   1 0 0 %   1 0 0 %   9 7 . 3 7 %   9 7 . 6 6 %   M o b i l e N e t   1 0 0 %   1 0 0 %   9 6 . 0 6 %   9 6 . 4 7 %       5.   DIS CU SS I O N   Sev er al  tec h n iq u e s   w er ap p li ed   to   av o id   t h p r o b le m   o f   o v er f itti n g   i n   t h m o d el  tr ai n i n g   as  f o llo w s :   i d ata  au g m e n tatio n   w a s   ap p lied   to   th d ataset  an d   th r esu lted   d ata  w er u s ed   to   tr ain   th e   m o d el ;   ii )   th ca ll - b ac k   f u n ctio n   o f   Ker as   E ar l y Sto p p in g ”  [ 6 2 ]   is   u s ed   to   s to p   th m o d el  tr ai n i n g   w h en   th e   c o m p u ted   v alid atio n   lo s s   v al u i s   n o i m p r o v in g   d u r in g   tr ai n i n g   ep o ch s ;   an d   iii )   r eg u latio n   tec h n iq u es  s u c h   as  B atc h   No r m a lizatio n   [ 6 3 ]   an d   Dr o p o u [ 6 4 ]   w er u s ed   to   r ed u ce   th m o d el  o v er f itti n g   a n d   en h a n ce   t h m o d el   lear n in g   ca p ab ilit ies.   As  d ep icted   in   Fig u r 4 ,   th m o d el  w a s   tr ain ed   w it h o u o v er f itti n g .   B ec au s o f   th tec h n iq u es  u s ed   to   r ed u ce   o v er f itti n g ,   b o th   lo s s   v a lu e s   o f   tr ain   lo s s   an d   t h v alid atio n   lo s s   d ec lin ed   to g eth er   d u r in g   m o d el   tr ain i n g   w it h o u t   h a v i n g   lar g g ap s   b et w ee n   t h eir   co m p u ted   v alu e s   o v er   tr ai n in g   ep o ch s .   I n   o r d er   to   v al id ate  th p r o p o s ed   m o d el  ac h ie v ed   r esu lt s ,   an   ab latio n   a n al y s is   was c o n d u c ted   o n   t h r es u lt s   o f   th b est   p er f o r m i n g   m o d el  ( Xce p tio n +d at a u g m en tatio n +T r an s f er   L ea r n i n g ) .   A s   p r ese n ted   in   T ab le  4 ,   tr ain i n g   t h m o d el   w it h o u au g m e n ted   lear n i n g   d ec r ea s ed   th r esu lts   f o r   b in ar y   cla s s i f icatio n   in   T ask 1   w it h   4 . 9 2 f o r   th   F1 - s co r e,   an d   f o r   th m u lti - class   clas s i f icatio n   in   T ask 2   w it h   4 . 7 8 %.  A b l ati n g   th tr an s f er   lear n i n g   an d   tr ain i n g   th e   Xce p tio n   m o d el  alo n o n   th a u g m en ted   d ata s et  h as  h i g h er   in f l u e n ce   o n   th r e s u l ts   w i th   a   d ec r ea s o f   6 . 1 3 % f o r   b in ar y   class i f icatio n   i n   T ask 1   an d   d ec r ea s o f   9 . 2 1 % f o r   t h m u l ti - clas s   cla s s i f icatio n   in   T ask 2 .   I al s o   ca n   b n o ti ce d   th at  t h ab lat io n   o f   b o th   d ata  au g m e n tatio n   a n d   tr an s f er   lear n in g   h a s   t h e   h ig h e s d ec r ea s o n   th ta s k s   r esu lt s   w it h   1 1 . 1 2 f o r   b in ar y   class i f icatio n   in   T ask 1   an d   d ec r ea s o f   1 6 . 5 4 f o r   th m u lti - cla s s   c lass if icat io n   i n   T ask 2 .   Ab latio n   r e s u l t s   s h o w   t h i n f lu e n ce   o f   t h d ata  au g m e n tatio n   tech n iq u es   u s ed   o n   e n h a n ci n g   th e   r es u lts   as   w ell   as   th e   s tr e n g t h   o f   th e   tr an s f er   lear n in g   m o d el   w ap p lied   t o   ac h iev t h ta s k s   r eq u ir e m e n t s .           Fig u r 4 .   L o s s   v al u es  f o r   th t r ain in g   a n d   v alid at io n   d u r in g   ea ch   tr ain i n g   ep o ch   f o r   th b e s t a ch ie v i n g   m o d el     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   202 1     4 9 9 9   -   5 0 0 8   5006   T ab le  4 .   R esu lts   f o r   th ab lati o n   an al y s i s   f o r   th Xce p tio n   tr an s f er   lear n i n g   m o d el     B i n a r y   C l a ssi f i c a t i o n   M u l t i - C l a ss  C l a ssi f i c a t i o n   A b l a t e d   F e a t u r e s   F1 - S c o r e   D i f f e r e n c e   F1 - S c o r e   D i f f e r e n c e   w i t h o u t   d a t a   a u g me n t a t i o n   9 5 . 0 8 %   4 . 9 2 %   9 2 . 8 8 %   4 . 7 8 %   w i t h o u t   t r a n sf e r   l e a r n i n g   9 3 . 8 7 %   6 . 1 3 %   8 8 . 4 5 %   9 . 2 1 %   w i t h o u t   t r a n sf e r   l e a r n i n g   +   d a t a   a u g m e n t a t i o n   8 8 . 8 8 %   1 1 . 1 2 %   8 1 . 1 2 %   1 6 . 5 4 %   X c e p t i o n   +   d a t a   a u g me n t a t i o n   +   T r a n sf e r   L e a r n i n g   1 0 0 %   -   9 7 . 6 6 %   -       6.   CO NCLU SI O N     I n   th i s   r esear ch ,   w h a v d ev elo p ed   tr an s f er   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h   to   d etec if   p atien h as  C OVI D - 1 9   o r   n o u s in g   x - r a y s   i m a g es.  W h a v lev er a g ed   s tate - of - th e - ar C NN  m o d els  ( I n ce p tio n - V3 ,   t h Xc ep tio n ,   an d   th Mo b ileNet)   as  p r e - tr ain ed   m o d els.  A ll  o f   th ese  m o d els  h a v b ee n   tr ain e d   o n   th I m ag e Net   d ataset  an d   t h e y   ac h ie v ed   p r o m is in g   r es u lt s .   Ou r   tr a n s f er   le ar n in g   ap p r o ac h   en h an ce s   t h p er f o r m a n ce   o f   o u r   m o d el s   an d   in cr ea s e s   th eir   ac cu r ac y   an d   ef f icie n c y .   I n   t h is   r esear ch ,   w f o cu s ed   o n   t w o   task s ,   th f ir s task   i s   b in ar y   clas s i f icatio n   ta s k   i n   w h ic h   th m o d el  n ee d s   to   d et ec if   g i v e n   x - r a y   i m a g s h o w s   th at  t h p atie n h as  C OVI D - 1 9   o r   n o t.  I n   th e   s ec o n d   task ,   th m o d el  h as  b ee n   tr ain ed   to   d is tin g u i s h   b et w ee n   C O VI D - 1 9 ,   n o r m al,   o r   p n eu m o n ia  x - r a y s .   Ou r   ex p er i m en tal  e v al u atio n s   s h o w   t h at  o u r   m o d els  ac h ie v e d   h ig h   ac cu r ac y   in   b o th   task s ,   1 0 0 in   th f ir s ta s k   a n d   9 7 . 6 6 o n   th s ec o n d   task .   T h ese  h i g h   ac cu r ac y   p r o o f s   t h at  o u r   m o d el s   ca n   b u s ed   b y   m ed ical  s ta f f   t o   d iag n o s e   p atien ts   w it h   C OV I D - 1 9   u s in g   th eir   x - r a y   i m a g e s .   I n   th e   f u t u r e,   w e   w il d ev elo p   tr an s f er   d ee p   lear n in g   m o d el s   to   p r ed ict  th s tag a n d   th s e v er it y   o f   t h C OVI D - 1 9   f r o m     x - r a y   i m ag e s .       ACK NO WL E D G E M E NT S     T h is   r esear ch   is   p ar tiall y   f u n d ed   b y   J o r d an   Un i v er s it y   o f   S cien ce   an d   T ec h n o lo g y ,   R ese ar ch   Gr an t   Nu m b er s : 2 0 2 0 0 1 4 5   an d   2 0 1 9 0 3 0 6 .       RE F E R E NC E S     [1 ]   W HO ,   W o rld   h e a lt h   o rg a n iza ti o n   (w h o ),   1 9 4 8 .   [ O n li n e ] .   A v a il a b le:   h tt p s:// w ww . w h o . in t .   [2 ]   Y .   Ya n g   e a l. ,   Ep id e m io lo g ica a n d   c li n ica f e a tu re o f   th e   2 0 1 9   n o v e c o ro n a v iru o u t b re a k   in   c h in a ,   me d Rxiv 2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 1 / 2 0 2 0 . 0 2 . 1 0 . 2 0 0 2 1 6 7 5 .   [3 ]   D .   W a n g   e a l. ,   Cli n ica C h a r a c ter isti c o f   1 3 8   H o sp it a li z e d   P a ti e n ts  W it h   2 0 1 9   No v e Co r o n a v iru s - In f e c ted   P n e u m o n ia i n   W u h a n ,   Ch i n a ,   J A M A ,   v o l.   3 2 3 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 0 6 1 - 1 0 6 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 1 /j a m a . 2 0 2 0 . 1 5 8 5 .   [4 ]   C .   Hu a n g   e a l. ,   Cli n ica f e a tu re o f   p a ti e n ts  in f e c ted   w it h   2 0 1 9   n o v e c o ro n a v iru in   w u h a n ,   c h in a ,   T h e   L a n c e t,   v o l.   3 9 5 ,   n o .   1 0 2 2 3 ,   p p .   4 9 7 - 5 0 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / S 0 1 4 0 - 6 7 3 6 (2 0 )3 0 1 8 3 - 5 .   [5 ]   D .   K .   W .   Ch u   e a l . ,   M o lec u lar  Dia g n o sis  o f   a   No v e Co ro n a v iru (2 0 1 9 - n Co V )   C a u sin g   a n   Ou t b re a k   o P n e u m o n ia,”   Cli n ic a C h e mistry ,   v o l.   6 6 ,   n o .   4 ,   p p .   5 4 9 - 5 5 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 9 3 /clin c h e m /h v a a 0 2 9 .   [6 ]   P .   G o ´m e z ,   M .   S e m m ler,   A .   S c h u ¨tze n b e rg e r,   C.   Bo h r,   a n d   M .   Do ¨ ll in g e r,   L o w - li g h ima g e   e n h a n c e m e n o f   h ig h - sp e e d   e n d o sc o p ic  v id e o u si n g   a   c o n v o lu ti o n a n e u ra n e tw o rk ,   M e d ica and   b i o l o g ica e n g i n e e rin g   and   c o mp u ti n g ,   v o l.   5 7 ,   n o .   7 ,   p p .   1 4 5 1 - 1 4 6 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s 1 1 5 1 7 - 0 1 9 - 0 1 9 6 5 - 4 .   [7 ]   J.  Ch o e   e a l. ,   De e p   lea rn in g - b a se d   i m a g e   c o n v e rsio n   o f   CT   r e c o n stru c ti o n   k e rn e ls  i m p r o v e ra d io m i c re p ro d u c ib il it y   f o p u lm o n a ry   n o d u l e o m a ss e s ,”   Ra d i o lo g y ,   v o l.   2 9 2 ,   n o .   2 ,   p p .   3 6 5 - 3 7 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 8 /ra d io l . 2 0 1 9 1 8 1 9 6 0 .   [8 ]   D .   S .   Ke rm a n y   e a l. ,   Id e n ti f y in g   m e d ica d iag n o se a n d   trea tab l e   d ise a se b y   i m a g e - b a se d   d e e p   lea rn in g ,   Ce ll ,   v o l.   1 7 2 ,   n o .   5 ,   p p .   1 1 2 2 - 1 1 3 1 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. c e ll . 2 0 1 8 . 0 2 . 0 1 0 .   [9 ]   H .   J .   Ko o ,   S .   L im ,   J .   Ch o e ,   S . - H .   Ch o i,   H .   S u n g ,   a n d   K. - H.  Do ,   Ra d io g ra p h ic  a n d   c f e a tu re o v ir a p n e u m o n ia,”   Ra d i o g r a p h ics ,   v o l.   3 8 ,   n o .   3 ,   p p .   7 1 9 - 7 3 9 ,   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 4 8 /rg . 2 0 1 8 1 7 0 0 4 8 .   [1 0 ]   P .   G u o ,   A .   Ev a n s,  a n d   P .   B h a tt a c h a ry a ,   Nu c lei  se g m e n tatio n   f o q u a n ti f ica ti o n   o f   b ra in   t u m o rs i n   d i g it a p a th o l o g y   im a g e s,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o S o ft wa re   S c ien c e   a n d   Co mp u ta ti o n a In telli g e n c e   ( IJ S S CI),   v o l.   1 0 ,   n o .   2 ,     p p .   3 6 - 4 9 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 4 0 1 8 /IJ S S CI. 2 0 1 8 0 4 0 1 0 3 .   [1 1 ]   O .   Do rg h a m   e a l. ,   En h a n c in g   th e   se c u rit y   o f   e x c h a n g in g   a n d   sto rin g   d i c o m   m e d ica i m a g e o n   th e   c lo u d ,   In ter n a t io n a J o u r n a o Clo u d   Ap p li c a ti o n a n d   Co mp u ti n g   ( IJ CAC),   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 4 - 1 7 2 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 4 0 1 8 /IJCA C. 2 0 1 8 0 1 0 1 0 8 .   [1 2 ]   A .   G h o n e im ,   G .   M u h a m m a d ,   S .   U.  Am in ,   a n d   B.   G u p ta,   M e d ica im a g e   f o rg e r y   d e tec ti o n   f o s m a rt  h e a lt h c a re ,   IEE Co mm u n ica t io n s   M a g a zin e ,   v o l.   5 6 ,   n o .   4 ,   p p .   3 3 - 3 7 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / M COM. 2 0 1 8 . 1 7 0 0 8 1 7 .   [1 3 ]   L .   Ya n   e a l. ,   P re d icti o n   o f   c rit ica li ty   in   p a ti e n ts  w it h   se v e r e   c o v id - 1 9   i n f e c ti o n   u sin g   th re e   c li n i c a f e a tu re s:  a   m a c h in e   lea rn in g - b a se d   p ro g n o stic  m o d e w it h   c li n ica l   d a ta  in   W u h a n ,”   me d Rxiv ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 1 / 2 0 2 0 . 0 2 . 2 7 . 2 0 0 2 8 0 2 7 .   [1 4 ]   R .   P a l,   A .   A .   S e k h ,   S .   Ka r,   a n d   D.  K.  P ra sa d ,   Ne u ra n e tw o rk   b a se d   c o u n try   w ise   risk   p re d ictio n   o f   c o v id - 1 9 ,   Ap p li e d   S c ie n c e s ,   v o l.   1 0 ,   n o .   1 8 ,   2 0 2 0 ,   A rt.   n o .   6 4 4 8 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /ap p 1 0 1 8 6 4 4 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Tr a n s fer d ee p   lea r n in g   a p p r o a ch   fo r   d etec tin g   c o r o n a viru s   d is ea s ( C OV I D - 19) …  ( Mo h a mme d   A l - S ma d i )   5007   [1 5 ]   M .   Ci n e ll i   e a l. ,   T h e   c o v id - 1 9   so c ial  m e d ia  in f o d e m ic,”   S c ien ti fi c   Re p o rts ,   v o l.   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 2 0 ,     A rt.   n o .   1 6 5 9 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 3 8 /s4 1 5 9 8 - 0 2 0 - 7 3 5 1 0 - 5 .   [1 6 ]   S .   W a n g   e a l . ,   A   d e e p   lea rn in g   a lg o rit h m   u sin g   c i m a g e s   to   sc re e n   f o c o ro n a   v iru s d ise a se   (c o v id - 1 9 ),   me d Rxiv ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 1 / 2 0 2 0 . 0 2 . 1 4 . 2 0 0 2 3 0 2 8 .   [1 7 ]   P .   K .   S e th y S .   K.   Be h e ra ,   P .   K.  Ra th a ,   P .   Bisw a s,  De te c ti o n   o f   c o ro n a v iru d ise a se   (c o v id - 1 9 b a se d   o n   d e e p   f e a tu re s   a n d   S u p p o rt  V e c to M a c h in e ,”   In ter n a ti o n a J o u r n a l   o M a th e ma ti c a l,   E n g in e e rin g   a n d   M a n a g e me n t   S c ien c e s v o l.   5 ,   n o .   4 ,   p p .   6 4 3 - 6 5 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 3 3 8 8 9 /IJM E M S . 2 0 2 0 . 5 . 4 . 0 5 2 .   [1 8 ]   F .   S h a n   e t   a l . ,   L u n g   i n f e c ti o n   q u a n ti f ica ti o n   o f   c o v id - 1 9   in   c im a g e w it h   d e e p   lea rn in g ,   ArXi v ,   a b s/2 0 0 3 . 0 4 6 5 5 2 0 2 0 .   [1 9 ]   H .   S .   M a g h d i d ,   A .   T .   A s a a d ,   K .   Z .   G h a f o o r,   A .   S .   S a d iq ,   a n d   M .   K.  Kh a n ,   Dia g n o sin g   c o v id - 1 9   p n e u m o n ia  f ro m   x - ra y   a n d   c i m a g e s   u sin g   d e e p   le a rn in g   a n d   tran sf e lea rn in g   a l g o rit h m s,”   Pro c e e d in g Vo l u me   1 1 7 3 4 ,   M u lt im o d a l   Ima g e   Exp l o it a ti o n   a n d   L e a r n in g   2 0 2 1 ,   v o l.   1 1 7 3 4 ,   2 0 2 1 ,   A rt.   n o .   1 1 7 3 4 0 E,   d o i:   1 0 . 1 1 1 7 / 1 2 . 2 5 8 8 6 7 2 .   [2 0 ]   X .   X u   e a l. ,   De e p   lea rn in g   s y ste m   to   sc re e n   c o r o n a v iru d ise a se   2 0 1 9   p n e u m o n ia,”   En g in e e rin g ,   v o l.   6 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 1 2 2 - 1 1 2 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . e n g . 2 0 2 0 . 0 4 . 0 1 0 .   [2 1 ]   O .   G o z e s   e a l. ,   Ra p id   a d e v e lo p m e n c y c le  f o th e   c o ro n a v iru (c o v id - 1 9 p a n d e m ic:  In it ial  re su lt f o a u to m a ted   d e tec ti o n   a n d   p a ti e n m o n it o ri n g   u sin g   d e e p   lea rn in g   c im a g e   a n a l y sis,”   a rXiv p re p rin a rXiv:2 0 0 3 . 0 5 0 3 7 ,   2 0 2 0 .   [2 2 ]   L .   Li   e a l. ,   A rti f i c ial  in telli g e n c e   d isti n g u ish e c o v id - 1 9   f ro m   c o m m u n it y   a c q u ired   p n e u m o n i a   o n   c h e st  CT ,   Ra d i o lo g y 2 0 2 0 ,   A rt.   n o .   2 0 0 9 0 5 d o i:   1 0 . 1 1 4 8 /ra d io l. 2 0 2 0 2 0 0 9 0 5 .   [2 3 ]   S . U .   K .   Bu k h a ri,   S .   S .   K .   B u k h a ri,   A .   Sy ed ,   S .   S .   H.  S h a h ,   T h e   d iag n o stic  e v a lu a ti o n   o f   c o n v o lu ti o n a n e u ra l   n e tw o rk   ( c n n f o th e   a ss e ss m e n o f   c h e st  x - ra y   o f   p a ti e n ts  in f e c ted   w it h   c o v id - 1 9 ,   me d R x iv,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 1 / 2 0 2 0 . 0 3 . 2 6 . 2 0 0 4 4 6 1 0 .   [2 4 ]   I .   A p o sto lo p o u lo s,  S .   A z n a o u ri d i s,  a n d   M .   T z a n i,   Ex trac ti n g   p o ss ib ly   re p re se n tativ e   c o v id - 1 9   b i o m a rk e r f ro m   x - ra y   i m a g e w it h   d e e p   lea rn in g   a p p r o a c h   a n d   im a g e   d a t a   re late d   to   p u lm o n a ry   d ise a s e s,”   J o u rn a o M e d ica a n d   Bi o lo g ica En g i n e e rin g ,   v o l.   4 0 ,   p p .   4 6 2 - 4 6 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s4 0 8 4 6 - 0 2 0 - 0 0 5 2 9 - 4 .   [2 5 ]   A .   Na rin ,   C .   Ka y a ,   a n d   Z .   P a m u k ,   A u to m a ti c   d e tec ti o n   o f   c o ro n a v iru d ise a se   ( c o v id - 1 9 u si n g   x - ra y   ima g e a n d   d e e p   c o n v o lu ti o n a l   n e u ra l   n e tw o rk s,”   Pa tt e rn   A n a lys is  a n d   A p p li c a ti o n s,   p p .   1 - 1 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 0 0 4 4 - 0 2 1 - 0 0 9 8 4 - y .   [2 6 ]   A .   K .   Ja is wa l,   P .   T iw a ri,   S .   Ku m a r,   D .   G u p ta,  A .   Kh a n n a ,   a n d   J.  J.  P .   C.   Ro d rig u e s,   Id e n ti f y in g   p n e u m o n ia  in   c h e st  x - ra y s:  A   d e e p   lea r n in g   a p p r o a c h ,   M e a su re me n t,   v o l.   1 4 5 ,   p p .   5 1 1 - 5 1 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j. m e a su re m e n t. 2 0 1 9 . 0 5 . 0 7 6   [2 7 ]   K .   A ro ra ,   A .   S .   Bist,   S .   C h a u ra sia ,   a n d   R .   P ra k a sh ,   A n a l y sis  o f   d e e p   lea rn in g   te c h n iq u e f o c o v id - 1 9   d e tec ti o n ,   In ter n a t io n a J o u r n a o S c ien ti fi c   Res e a rc h   In   En g in e e rin g   An d   M a n a g e me n ( IJ S RE M ) v o l.   4 ,   n o .   4 ,   p p .   1 - 5 ,   2 0 2 0 .   [2 8 ]   M .   F a ro o q   a n d   A .   Ha f e e z ,   Co v i d - re sn e t:   A   d e e p   lea rn in g   f ra m e wo rk   f o sc re e n in g   o f   c o v id 1 9   f ro m   r a d io g ra p h s,”   2 0 2 0 a rXiv  p re p rin a rXiv:2 0 0 3 . 1 4 3 9 5 .   [2 9 ]   A M .   A lq u d a h ,   S .   Qa z a n ,   H .   H .   A lq u ra n ,   I .   A b u q a sm ieh ,   a n d   A .   A lq u d a h ,   Co v id - 1 9   d e tec ti o n   u si n g   x - ra y   i m a g e s   a n d   a rti f ic ial  in telli g e n c e   h y b rid   s y ste m s,”   Bi o me d ica S i g n a a n d   Ima g e   A n a lys is  a n d   Pr o jec t;  Bi o me d ica S ig n a l   a n d   Ima g e   An a lys is a n d   M a c h in e   L e a rn in g   L a b Bo c a   R a to n ,   F L ,   USA , 2 0 1 9 d o i:   1 0 . 5 4 5 5 /j jee . 2 0 4 - 1 5 8 5 3 1 2 2 4 .   [3 0 ]   M d   Z .   A lo m ,   M .   M .   S .   Ra h m a n ,   M .   S .   Na srin ,   T .   M .   T a h a ,   a n d   V .   K.  A sa ri,   COV ID  M T Ne t:   COV ID - 19  De tec ti o n   w it h   M u lt i - T a sk   De e p   L e a rn in g   A p p ro a c h e s,”   a rXiv e - p rin ts ,   2 0 2 0 .   [3 1 ]   K .   Ha m m o u d i   e a l. ,   De e p   lea r n in g   o n   c h e st  x - ra y   i m a g e s   to   d e tec a n d   e v a lu a te  p n e u m o n ia  c a s e a th e   e r a   o f   c o v id - 1 9 ,   2 0 2 0 ,   ArXi v   p re p rin a rXiv:2 0 0 4 . 0 3 3 9 9 .   [3 2 ]   S .   Ra h m a ti z a d e h ,   S .   V . - Ha g h i,   a n d   A .   Da b b a g h ,   T h e   ro le o a rti f i c ial  in telli g e n c e   in   m a n a g e m e n o f   c rit ica l   c o v id - 1 9   p a ti e n ts,”   J o u rn a o Ce l lu la and   M o lec u la r   An e sth e si a ,   v o l.   5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 6 - 2 2 ,   2 0 2 0 .   [3 3 ]   F .   S h i   e a l. ,   Re v ie w   o f   a rti f icia in telli g e n c e   tec h n iq u e in   im a g i n g   d a ta  a c q u isit i o n ,   se g m e n tatio n   a n d   d iag n o si s   f o c o v id - 19,   I EE Rev ie ws  in   Bi o me d ica l   En g in e e rin g ,   v o l.   1 4 ,   p p .   4 - 1 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /RB M E. 2 0 2 0 . 2 9 8 7 9 7 5 .   [3 4 ]   T .   T .   N g u y e n ,   A rti f i c ial  in telli g e n c e   in   th e   b a tt le  a g a in st  c o ro n a v iru (c o v id - 1 9 ):  a   su rv e y   a n d   f u tu re   re se a rc h   d irec ti o n s,”   2 0 2 0 a rX iv p re p ri n a rXiv:2 0 0 8 . 0 7 3 4 3 .   [3 5 ]   Tw e e Bin d e r,   Co v id   1 9 - tw it ter  e v o lu ti o n ,   [ On l in e ] .   A v a il a b l e h tt p s:// w ww . t w e e tb in d e r. c o m /b lo g /co v id - 19 - c o ro n a v iru s - tw it ter/   [3 6 ]   R .   L a m sa l ,   C o v id - 1 9   tw e e ts d a tas e t,   IEE d a ta   Po rt ,   2 0 2 0 ,   d o i 1 0 . 2 1 2 2 7 / 7 8 1 w - e f 4 2 .   [3 7 ]   J .   M .   Ba n d a   a n d   R .   T e k u m a ll a ,   A   Tw it ter  Da tas e t   o f   4 0 +   m il li o n   t w e e ts  r e late d   to   COV ID - 19 ,”   T h is  d a ta se wil l   b e   u p d a ted   b i - we e k ly ,   2 0 2 0 .   [3 8 ]   J .   M .   Ba n d a   e a l . ,   A   Tw it ter  Da tas e o f   1 5 0 +   m il li o n   tw e e ts   re lat e d   to   CO V ID - 1 9 ,   M a rc h   2 0 2 0 ,   T h is  d a t a se wil l   b e   u p d a ted   b i - we e k ly a lea st w it h   a d d it i o n a twee ts,  l o o k   a t h e   g i th u b   re p o   f o r th e se   u p d a tes ,   2 0 2 0 .   [3 9 ]   P a n a c e a   L a b ,   Co v id - 1 9   tw it ter ch a tt e d a tas e t ,”   [ O n li n e ].   A v a il a b le:  h tt p :/ /w ww . p a n a c e a lab . o rg /co v id 1 9 /   [4 0 ]   Ka g g l e ,   Twe e ts u sin g   h a sh tag s w it h   COV ID1 9 ,   [ On li n e ].   A v a il a b le:   h tt p s:// w ww . k a g g le.co m /d is c u ss io n / 2 3 2 5 5 8 .   [4 1 ]   Ka g g l e ,   Da y   le v e in f o r m a ti o n   o n   c o v id - 1 9   a ff e c ted   c a se s,”   [ On li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p s:/ /www . k a g g l e . c o m /su d a lair a jk u m a r/n o v e l - c o ro n a - v iru s - 2 0 1 9 - d a tas e t   [4 2 ]   Ka g g l e ,   Co v id - 1 9   o p e n   re se a rc h   d a tas e c h a ll e n g e   ( c o rd - 1 9 ) ,   [ O n li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p s:// w ww . k a g g le.co m /allen - in stit u te - f o r - a i/ CORD - 19 - re se a rc h - c h a ll e n g e   [4 3 ]   H u m a n it a rian   Da ta   Ex c h a n g e   (HD X ),   No v e c o v id - 1 9   ti m e   s e ries   d a ta,”   [ On li n e ] .   A v a il a b le:   h tt p s:/ /d a ta.h u m d a ta.o rg /d a tas e t/ n o v e l - c o ro n a v iru s - 2 0 1 9 - n c o v - c a se s   [4 4 ]   Ne x tstrain ,   Ge n o m ic ep id e m io lo g y   o f   n o v e c o ro n a v iru s,”   [ On li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p s:// n e x tstrain . o rg /n c o v /g lo b a l     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   202 1     4 9 9 9   -   5 0 0 8   5008   [4 5 ]   Ka g g l e ,   Ch e st  x - ra y   i m a g e (p n e u m o n ia),”   [ On li n e ] .   A v a il a b le:   h tt p s:/ /www . k a g g l e . c o m /p a u lt imo th y m o o n e y /ch e st - x r a y - p n e u m o n ia .   [4 6 ]   J .   P .   C o h e n ,   P .   M o rr iso n ,   a n d   L .   Da o ,   Co v id - 1 9   im a g e   d a ta,”   a rXiv 2 0 0 3 . 1 1 5 9 7 ,   2 0 2 0 .   [4 7 ]   X.   Ya n g ,   X .   He ,   J .   Z h a o ,   Y .   Z h a n g ,   S .   Zh a n g ,   a n d   P .   X ie,   Co v i d - ct   d a tas e t:   a   c t   im a g e   d a tas e a b o u c o v id - 19 ,”   a rXiv p re p ri n a rX iv:2 0 0 3 . 1 3 8 6 5 ,   2 0 2 0 .   [4 8 ]   M e d ica S e g m e n t a ti o n ,   Co v id - 1 9   c se g m e n tatio n ,   [ O n li n e ].   Av a il a b le:  h tt p s:/ /www . e ib ir . o rg /co v id - 19 - im a g in g - d a tas e ts/     [4 9 ]   Ra d io p a e d ia,   Ra d io p a e d ia.o rg ,   2 0 0 5 .   [ O n li n e ].   A v a il a b le:   h tt p s:// ra d io p a e d ia. o rg /   [5 0 ]   M o n trea A I.   Co v id - 19 - re so u rc e s,”   [ On li n e ] .   A v a il a b le:  h t t p s:// m il a . q u e b e c /en /co v i d - 1 9 /   [5 1 ]   T ra in i n g Da ta.i o ,   Co v id - 1 9   ra d i o lo g y   d a tas e (c h e st  x ra y   &   c t)  f o a n n o tatio n   &   c o ll a b o ra ti o n ,   [ On li n e ].   Av a il a b le:  h tt p s:// t o w a rd sd a tas c ien c e . c o m /co v id - 19 - im a g in g - d a tas e t - c h e st - x ra y - ct - f o r - a n n o ta t i o n - c o ll a b o ra ti o n - 5 f 6 e 0 7 6 f 5 f 22   [5 2 ]   Da ta  a n d   Re so u rc e s ,   Co v id - 1 9   e p id e m io lo g ica d a ta,”  [ On li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p s:/ /sit e s.g o o g le. c o m /v i e w /d a ta - sc ien c e - c o v id - 19/   [5 3 ]   L .   T .   P h a n   e a l . ,   Im p o rtatio n   a n d   h u m a n - to - h u m a n   tran s m issio n   o f   a   n o v e c o ro n a v iru s in   v ietn a m ,   Ne En g l and  J o u rn a o M e d icin e ,   v o l .   3 8 2 ,   n o .   9 ,   p p .   8 7 2 - 8 7 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 5 6 /NEJM c 2 0 0 1 2 7 2   [5 4 ]   S .   S a leh i,   A .   A b e d i,   S .   Ba lak ri sh n a n ,   a n d   G .   A li ,   Co ro n a v iru d ise a se   2 0 1 9   (c o v id - 1 9 ):  a   sy ste m a ti c   re v ie o i m a g in g   f in d in g in   9 1 9   p a ti e n ts,”   Ame ric a n   J o u rn a o R o e n tg e n o lo g y ,   v o l.   2 1 5 ,   n o .   1 ,   p p.   87 - 9 3 ,   2 0 2 0 ,     doi :   1 0 . 2 2 1 4 /A JR.2 0 . 2 3 0 3 4 .   [5 5 ]   Z .   Y .   Zu   e a l. ,   Co ro n a v iru d i se a se   2 0 1 9   (c o v i d - 1 9 ):  A   p e rsp e c ti v e   f ro m   c h in a ,   Ra d i o l o g y ,   v o l.   2 9 6 ,   n o .   2 ,     p p .   E1 5 - E2 5 ,   2 0 2 0 ,   A rt.   n o .   2 0 0 4 9 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 4 8 /ra d io l . 2 0 2 0 2 0 0 4 9 0 .   [5 6 ]   W .   Ko n g   a n d   P .   P .   A g a r w a l,   Ch e st  ima g in g   a p p e a ra n c e   o f   c o v id - 1 9   i n f e c ti o n ,   Ra d io lo g y :   Ca rd io th o ra c ic   Im a g in g ,   v o l.   2 ,   n o .   1 ,   2 0 2 0 ,   A rt.   n o .   e 2 0 0 0 2 8 d o i:   1 0 . 1 1 4 8 /ry c t. 2 0 2 0 2 0 0 0 2 8 .   [5 7 ]   H .   Y .   F .   W o n g   e a l. ,   F re q u e n c y   a n d   d istri b u ti o n   o f   c h e st  ra d io g ra p h ic  f in d in g in   c o v id - 1 9   p o s it iv e   p a ti e n ts ,   Ra d i o lo g y ,   v o l .   2 9 6 ,   n o .   2 ,   p p .   E7 2 - E7 8 ,   2 0 2 0 ,   A rt.   n o .   2 0 1 1 6 0 d o i 1 0 . 1 1 4 8 /rad i o l. 2 0 2 0 2 0 1 1 6 0 .   [5 8 ]   G .   L it jen s   e a l. ,   A   su rv e y   o n   d e e p   lea rn in g   in   m e d ica im a g e   a n a l y sis ,   M e d ica ima g e   a n a lys is,   v o l.   4 2 ,     p p .   6 0 - 8 8 ,   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. m e d ia.2 0 1 7 . 0 7 . 0 0 5 .   [5 9 ]   O Ru ss a k o v s k y   e a l. ,   I m a g e n e larg e   sc a le  v isu a re c o g n it io n   c h a ll e n g e ,   In ter n a ti o n a jo u rn a o c o mp u ter   v isio n ,   v o l .   1 1 5 ,   n o .   3 ,   p p .   2 1 1 - 2 5 2 ,   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s 1 1 2 6 3 - 0 1 5 - 0 8 1 6 - y .   [6 0 ]   C .   S z e g e d y ,   V .   V a n h o u c k e ,   S .   Io ff e ,   J .   S h len s,  a n d   Z .   W o jn a ,   Re th in k in g   t h e   in c e p ti o n   a rc h it e c tu r e   f o c o m p u ter   v isio n ,   Pro c e e d i n g o t h e   IEE E   c o n fer e n c e   o n   c o mp u ter   v isio n   a n d   p a tt e rn   re c o g n it io n ,   2 0 1 6 ,   p p .   2 8 1 8 - 2 8 2 6   [6 1 ]   F .   Ch o ll e t,   X c e p ti o n De e p   lea rn in g   w it h   d e p th w ise   se p a ra b le  c o n v o lu ti o n s,”   2 0 1 7   IEE Co n fer e n c e   o n   Co m p u te r   Vi sio n   a n d   P a tt e rn   Rec o g n it i o n   ( CVP R) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 2 5 1 - 1 2 5 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 /C VP R. 2 0 1 7 . 1 9 5 .   [6 2 ]   Ke ra s,  Ke ra s a p i,   [ O n li n e ] .   A v a il a b le:   h t tp s:// k e ra s.io /ca ll b a c k s/   [6 3 ]   S .   Io f f e   a n d   C .   S z e g e d y ,   Ba tch   n o rm a li z a ti o n A c c e lera ti n g   d e e p   n e tw o rk   train in g   b y   re du c in g   in t e rn a c o v a riate   sh if t,   Pro c e e d in g o t h e   3 2 n d   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   M a c h i n e   L e a rn i n g v o l.   3 7 ,   2 0 1 5 ,   p p .   4 4 8 - 4 5 6 .   [6 4 ]   N .   S riv a sta v a ,   G .   Hin to n ,   A .   Kri z h e v sk y ,   I .   S u tsk e v e r,   a n d   R .   S a lak h u td i n o v ,   Dro p o u t:   a   sim p le  w a y   to   p re v e n t   n e u ra n e tw o rk s   f ro m   o v e r f it ti n g ,   T h e   jo u rn a o ma c h in e   lea r n in g   re se a rc h v o l.   1 5 ,   n o .   56 ,   p p .   1 9 2 9 - 1 9 5 8 ,   2 0 1 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.