Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   11 ,  No.   1 Febr uar y   2021 , pp.  844 ~ 850   IS S N: 20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v11 i 1 . pp 844 - 850          844       Journ al h o me page http: // ij ece.i aesc or e.c om   A deep l earning  framewo rk to det ec t   Co vid - 19   dise ase via c hest  X - r ay and  CT scan im ages       Moham med  Y . Kamil   Coll ege of   Scie n ce s,  Mus ta nsi ri yah  Univer si t y ,   Ir aq       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J un  22, 2 020   Re vised  Ju 29 ,   2020   Accepte A ug  10 , 201 9       COV ID - 19   disea se  has  r api dl y   s pre ad  al l   over   th world  a th b egi nning  of   thi y e ar.   Th h ospita ls '   rep orts   have   tol that  low  sensiti vity   of  RT - PC R   te sts  in  the   inf ec t ion  ea rl y   sta ge.   At  which  point ,   rap id  a nd  ac cur a te  dia gnostic   t ec h niqu e,   is  nee d e to  det ec th e   C ovid - 19 .   CT  has  bee demons tra te to   be  suc ce ss ful  tool   in  the   d i agnosis  of  diseas e.   deep   le arn ing  fra m e work  ca be  de vel oped  to  ai in  eva lu ating  CT  exa m to   provide   di agnosi s,  thus  saving  tim for  disea se  c ontrol .   In  thi w ork,   d ee p   le arn ing  m odel   was  m odifi ed  to  C ovid - 19   det e c ti on  via   f eature s   ext ra ct ion   from   che st  X - ra y   and  CT   imag es.   Ini ti a lly ,   m an y   tra nsfer - le a rn ing  m odel have   appl i ed  an compari son  i t ,   th en  VG G - 19  m odel   was  tu ned  to   get    the   b est  resul ts  tha t   c an  be   ad opte in   th di sea se  di agnosis.   Diagnostic   per form anc wa assess ed  for  al m odel used  via   the   d at ase th at   included   1000  images.   T he  VG G - 19  m o del   a chieve th highe st   accurac y   of  99% ,   sensiti vity   of  9 7. 4 %,   and  spe ci f icit y   of  99 . 4 % .   Th deep  learni ng   and  image   proc essing  demons tra te high  per form anc in   ea rl y   C ov id - 19   det ection.    It  show to  be   an  auxi liar y   d et e ct ion  wa y   fo cl inical   doc to rs  and  thus  cont ribute  to the   cont rol   of the  p a ndemic.   Ke yw or d s :   Ar ti fici al   i ntell igence   C hest X - r ay   C ov i d - 19   CT  scan   D eep  lear ning   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Moh am m ed  Y. Kam il   Coll ege  of   Sci ences,     Mustansiriy ah   Un i ver sit y,    Ba ghda d,   Ir a q.   Em a il m 80 y98@u om us ta ns iriy ah. e du.iq       1.   INTROD U CTION   Most  countrie in  the  world   hav bee in fec ti ng   with  Coro nav ir us   disease  (C ovid - 19)  wit 2. m illi on   co nf ir m ed  cases   [1] The  ou t br ea was  declare as  “p ub li c   healt em erg ency  of   i nternat ion al   con ce r n”  ( PHEIC)  by  the  " World  Healt Orga nizat ion ( WH O ).   C ovid - 19  has  widely   sp rea over  al worl since  on  Ja nuary  30,  20 20   [2] It  is  hi gh ly   co ntagi ous  pe rs on - to - pe rson  tra ns m is sible  an pne um on ia     cause d   [3] B ased  on  the  WHO' repor t s,  the  m or ta li t rate  has   2 - 3%   of   pe ople   because   of   th virus .     In   t he  ab sence   of   preve ntiv vaccine  for  C ov i d - 19   dise ase.  It  is  esse nt ia to  diagnost ic   te sti ng   at   an   early   sta ge  based  on  crit eria  as  cl inica sym pto m s,  "R eve rse - tra ns cri ption  poly m erase  chai r eact ion (RT - P CR ),   so   as  to  isolat the  infected  people  i m m edi at el y   [4] Ho w ever,  there  are   rep ort sho wing   the  RT - PC te st  m igh no be  enou gh   se ns it ive  f or   ea rly   de te ct ion   [ 5,   6] So,  com pu te tom og ra phy  (CT)  a pp ea re as    noni nv a sive   i m aging   a ppr oach  that  ca detect   spe c ific   le sion s   in  t he  lu ng  ass oc ia te with  C ovid - 19     disease   [ 7] Chest  CT  is  di agnostic   too for  pne um on ia   and   C ov i d - 19 is  easy   to  do,  an can  outp ut  an   accurate  diag nosis.  It  sho ws   perfect   ra diogra phic   featu r es  in  al C ov i d - 19   im ages,  as  m ult ifocal  patc hy   consolidat io n,   gro und - glass  opaci ti es,  and   m ulti fo cal   patch con s olidati on   [ 8] It  has  be en  note that  s ever a l   patie nts  ha neg at ive  RT - P CR   te st  wh il in  the  Chest  C scan  hav i ng   po sit ive   [9] A rtific ia intel li g ence   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       A d ee le ar ni ng fr am ew or k t o detec C ovi d - 19   disease     ( Mo hamm e d Y.  Kam il )   845   (AI)   in vo l ving   m achine  le arn ing   (M L and   deep   le ar ning  (D L has  gra nd  evide nce  su c cess  in  the  m e dical   i m age  under st and i ng   sco pe  du t it high  stre ng t of   cl assifi cat ion  and   featu re  extracti on   [ 10 11] Conv olu ti onal   neural  net wor (C NN)  has  widely   ap plied   to  detect   a nd  viral  pne um on ia   an diff e r entia te   bacteria in   ch est   rad i ogra phs.  CN has   powe rful  in   fea ture  e xtracti on in vo l ves  sp at ia filt ers  that  colle ct   inf or m at ion   on   the  str uctu re   [ 12 ] D octo rs  usual ly   us X - ra ys  to  dia gnos e   lu ng  in flam m a ti on   a nd  pne um on ia .   A ll   hosp it al ha ve  X - ra im a ging,  it   c ou l be   possible  t use   X - rays  to   an al yz the  lungs   of  C ovid - 19   pa ti ent.  But X - ray a nal ysi s r eq uires  takes si gn i ficant  tim e and  a  rad i ology ex pe rt   [ 13] .     Li   et   al.   [ 14]   de velo ped  a   ne ur al   netw ork  m od el   is  cal le (CO N V Net)  to   the  de te ct io of    C ov i d - 19   via  chest  CT  i m ages.  The  data  was  use c ons ist of   43 56   i m ages  for  33 22  patie nts  a ge   around  49± 15  ye ars.  T hey  ba sed   on   the  Re stNet 50  m od el   to  de vel op  the   al gorith m   cou ld  us a   rob us dia gnosi for   C ov i d - 19 T he   sensiti vity   and   s pecifici ty   of   t he  w ork   wer repo rted  as  90 a nd  96% res pe ct ively   Bhan dar et   al .   [15]  pro pose m od ifie Al exN et   m od el   by   us in sup port  vector   m achine  a nd   c om par ed  it   against  Softm a x.  T hey im plem ented   on  1018 im ages o f  the  ch est   X - r ay  b e longin to  the  LID C - I DRI   da ta base   to  detect   pneu m on ia   and   c an cer.  T he  al gori thm ’s  per f orm ance  has  e valu at ed,   a nd  it   ha 97. 27%  acc uracy ,   98.09%  se ns it iv it y,  and   95. 63 sp eci fici ty Wang  et   al.   [16]   m od ifie th In cepti on   m od el   via  the  transf e r - le arn in m et ho to  prov i de  cl in ic al   diagno sis  that  cou l a id  C ov i d - 19 ’s  gr a phic al   featu res  ext racti on.  They  hav c ollec te 1119  im ages  (CT  scan of  dia gnos e with  vi ral  pn eum on ia   and   C ov i d - 19   ca se s.  The  evaluati ng  data set   sh owed  a accuracy  of  79 .3 with  sen sit ivit of   67 %   and   s pecifi ci ty   of   83%.  Xu  et   al.   [17]   est ablishe scree ning  s yst e m   fo the  detect ion   of   C ov i d - 19   diseas based   on  dee le arn i ng  te ch niques   us in CT  i m ages.  This  syst em   was  bu il on  Re sn et   18   m od el al so   c ollec te the  i m ages  fr om   three  ho sp it al s   in  China,  a bo ut  618  im ages.  The  im ple m e nts  res ult  of fe r ed  that  accu ra cy sensiti vity and   s pecifici ty   was   86.7%,  93.1 % ,   90%,  re sp ect i vely D hur gh a m   et   al.   [18]   de velo ped   m achine  le ar ning techn iq ue  t hat  ai ded   in   detect ing   the   infecti on   e f fici ently   fo C ov i d - 19   dis e ase  by  us in chest  CT   i m ages.  They  us ed    the  FFT - Ga bor   m et ho an achieve an  acc ur acy   of  95. 37%,  sp eci fici ty   94.76% an sensiti vity   95 . 99%  via   exam ined  on a   dataset  consist   of 47 im ages f or  C ov i d - 19   pa ti ents.   The  m otivati on   in  t his  w ork,   a a uto m ated   dia gnos is  syst e m   dev el opm ent  is  able  to  analy z e     the  le sion   fro m   rad iolo gy  im ages  and   ai de   do in rap i an accur at diagnosis.  T he  rest  of   this   stud y   consi sts  of:   S ect ion   pres ents  the  m et ho dolo gy  of   t he   pro posed  de ep  le ar ning  fr am ewo r k.   D at aset  Inform at io an pe rfor m ance   evaluati on  m e tric al so   res ul ts,  and   disc us si on a re  pr ese nt ed  an descr i be in   s ect ion   3. I th e e nd, t he  c onc lusio is s how in  s ect io n 4.       2.   MA TE RIA L S  AND MET H ODS   2.1.    C N m odel   In   deep   le ar ni ng,  CN is  cl ass  of   deep   neural  netw ork that  at tem pts   to  si m ulate   the  process  of  analy zi ng   im a ges  via  the  vis ual  co rtex  (ce r ebr al   c or te x)  in  the   brai n   [ 19] I t he  pa st,   m os researchers  in   com pu te visio e xtracted   th featu res  by  hand - cra fted  f or  bette res ults  in  cl assifi cat ion   [ 20 ] N owadays CNN  pe r form s   the  resp ect ive   work   of   feat ure  extracti on  a uto m at ic ally  throu gh   the  trai ni ng   sta ge  base on  poolin la ye rs   and   c onvoluti on   la ye rs   [ 21 ] .   Conv olu ti onal   la ye rs  consi st  of   var i ous  ty pe of   filt ers  th at   are  trai ned  acco rd i ng  to  t he  cl ass ific at ion   go al .   Wh il the   po ol ing   la ye rs  a re   doin re duci ng  the   dim ensio of   featur e xtracti on   a nd  retai t he  siz an sh a pe  of  an  im age.  The re  are  m a ny  CNN  m od e ls  popu la rly   be cause  of   their  e ff ic ie ncy  and  r ob us t ness  in  the  fiel of  patte r rec ogniti on   [22] I is   us ed  in  m a ny  sco pes,   es pe ci all in  the  cl assifi c at ion   of  m edical   i m ages   [23] He nce,  t he  VGG - 19  one  of   t he  m od el us e in   our  work  is  il lustrate in  Fi gure   1.           Figure   1. Mo d ifie d V GG - 19  m od el  arch it ect ur e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  11 , No 1 Febr uar 2021    844   -   850   846   VGG - 19  arc hitec ture  co ns ist of   co nvol ution al ,   poolin g,  and   f ully   con necte la ye rs It  con ta i ns     total   of   25   la ye rs.   The  in pu t   i m age  siz e   is  224× 224  pi xels.  The  filt er  siz is  3×3   pix el for  the  co nvolut ion a l   la ye (ReLU ).  The  m ax - po oling  la ye is  us e to   re duce  the   cost  a nd  siz of  the  data.  I the   fi nal  arc hitec ture ,   the  la ye rs  have  fu ll y - conn ect ed  la ye (F la tt en  and   Re L U)   with  dro pout  of   ( 0.5 that  m et ho to  reduce   ov e rf it ti ng a nd an   outp ut lay er w it s of tm ax  act ivati on .     2.2.     Perf orm an ce  e va lu ati on  m e trics   var ie ty   of   m et rics  hav us e agr eea ble   by  the  sci entifi com m un it to  e valuate  the  perform ance  of   the  cl assifi cat ion  syst em   to  detect   lu ng  di sease   [24] .   T he  pe rfor m ance  of   this  stu dy   is  e valuated   with     the  co nfusi on  m at rix  base on  the   esse ntial   pa ram et ers  us ed:  tr ue - posit ive  (TP),  tr ue -   neg at ive   ( TN ),  false - po sit ive  ( FP ),   and   false - neg a ti ve  (F N ).   By   these  par am et ers,   it   can  be  c al culat ed  valid it m et rics,  su ch  as  accuracy,  se nsi ti vity sp eci fici ty F1   scor e,   pr eci sio n.   Al so ot her   valu es  false - ne gati ve  rate  (FNR) false  po sit ive  rate  ( FPR),   fa lse   dis cov e ry  rate  (FDR),  false  om i ssion   rate  (FO R),  m atthew correla ti on   c oe ff ic ie nt  (MCC ),   bo okm aker   inf or m edn e ss  (BM)  and   m ark ed ne ss  (MK are  al so   com pu te d.  The  m at hem at ic a l   form ulae o t he se m easur es c an be e xpresse as   [ 25 ] :        =  +   +  +  +    (1)       =   +      (2)         =   +      (3)     1  = 2    2    +  +    (4)       =   +    (5)      =  +    (6)      =   +    ( 7 )      =   +    ( 8 )      =   +    ( 9 )      =   +      ( 10 )      =  ×   ×  (  +  ) (  +  ) (  +  ) (  +  )     (1 1 )      =  +  1   (1 2 )      =  +  1       (1 3 )       3.   RESU LT S   A ND D I SCUS S ION S   In  this  sect io n,  the  res ults  are  pr ese nted   f or  l ung  cl assi ficat ion.  At  fi rst,  th e   dataset   us e is   presente d,  and   i nfor m at ion   it s,  then the  m et rics  us ed  ar sh ow f or   pe rfor m ance  eval uation,  as  well   as  detai l   the  re su lt s   of the im ple m e nted, al so com par e  w it h ot her relat ed w orks.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       A d ee le ar ni ng fr am ew or k t o detec C ovi d - 19   disease     ( Mo hamm e d Y.  Kam il )   847   3.1.    D atase i nf or ma tio n   This  wo rk database  of   lun disease  with  chest  X - ray  or   CT  im ages  is  us ed,   wh ic is  pu blicl avail able  in  Re f.   [2 6]  and   Re f.   [23] The  dataset   con ta ins  10 0 im ages,  80 im ages  of   no rm al and   19 im ages  of   C ov id - 19 The  no rm al   as  Chest  X - ray  im ages,  wh il C ov id - 19   im ages  con sist   of   17 Chest    X - ray  and   2 Lun CT  im ages,  sh ow in  the  Table  1 All  im ages  fo C ov id - 19   with  chest  X - ray  or   CT  im ages,  are av ai la bl in 2 4 - bit  RGB - scal e in  JPEG  f or m at , w it a d iffer ent  siz e. Chest  X - ray no rm al   (CXRN)   im ages  wer sel ect ed  fr om   Gu ang zho W om en  and   Chil dr en’ Me dical   Ce nter.   All  CXRN  im aging   was  per fo rm ed  as  m ajo a sp ect   of   patie nts’  daily   care.  Be fo re  trai nin the  sy ste m the  real  diagn os es  fo   the  im ages  wer evaluated  by  three  exp ert  rad iolog ist s.  The  CXRN  im ages  are  avail able  in  JPEG   fo rm at and   a d iffer ent size  o abo ut 2 02 2 ×21 29  to  10 88 ×82 4.  I m ages s a m ples u sed  can b e sh ow in Fig ur 2.             (a)   (b)   (c)     Figure   2. Sam ple o f  lu ng im ag e ,   (a C hest X - r ay   norm al , ( b)  Chest  X - r ay   C ov i d - 19   (c)  CT  im age  C ov i d - 19       Table  1 Ca te gorize al l i m ages th at   hav e  test ed.   Dataset   C lass   Nu m b e o f  i m ag es   Lun g  CT   Co v id - 19   23   Ch est X - ra y   Co v id - 19   172     No r m al   805   Total      1000       3.2.    F ine - tuni ng   th V GG 19 m od el   The  deep   le arn ing   syst em   was  im plem ented  in  per so nal  com pu te with  an  In te Core  i7 - 7700HQ  CPU  2. 81   GH z,  Nv idia  GeFo rce  GTX   10 50 - Ti  gr aph ic   card s,  and   16   GB o RAM, wo rk ing  o a W ind ow 10   (6 4 - bit)  op erati ng   sy ste m and   im plem ented  fu ll in  Pyt ho la ng uag via  Ker as  li br ary  with  Op en  CV   and   Tenso rf low  as  back - end .   The  VG G1 m od el   giv en  in  Figu re  was  trai ned   at   80 and   validat ed  on   20   fo al dataset   avail able  i m ages.  Ba sed  on   the  abo ve,   20 im ages  hav us ed  fo the  validat ion   set   and     the r em ai nin 80 im ages  fo the  trai nin set Ther e w ere  19 C ov id - 19   and  8 05   no rm al  im ages.  So , th rati of  COVI D - 19   to n or m al  im ages in  the total datase t was ar ou nd  2 4%.   The  e xp erim ental   wo rk   in  this  stud is  div ided  into  three - sta ge.   In   the  first  ste p,   al im ages  hav pr epr ocessed  via  con ver ti ng   it   to  the  RGB scal e and  r esi zi ng  it  to  22 4×2 24  p ixels so  that t he  im ages ar e read as  an  inp ut  to  the  CNN  m od el Then the  data  (im ag intensit y)  wer no rm al iz ed  by  con ver ti ng   it   to  the  ran ge    (0 1) In   the  secon ste p,   since  the  nu m ber   of   trai nin im ages  (d at a)  us ed  in  ou wo rk   is  no su ff ic ie nt  and   to  ensu re  that  m od el   gen erali zes,  data  aug m entat ion   has  per fo rm ed  via  set ti ng   the  im ag ro ta ti on   to  15   deg rees  cl ock wise  ran do m ly In   the  third   ste p,   transf er  le arn ing   is  the  pr ocess  of   ta kin netwo rk   pr e - trai ned   on     dataset   and   util iz ing   it   to  reco gn iz im age  or   ob j ect   cat ego ries  it   was  no trai ned   on W hile  fine - tun ing   req uires  that  re trai nin the  head   of   CNN  arch it ect ur to  reco gn iz new   ob j ect   cl asses  it   was  no pr im aril pr epar ed  fo r.   In   this  wo rk   has  us ed  Fine - tun ing   us ing   Ker as  via  m ulti - ste pr ocess.   Firstl y,  al la ye rs  below   the  head   are  fr ozen   in  the  netwo rk   ensu ring   that  the  back war pass  in  back pr op agati on   do es  no reach  it Secon dly,  the  fu ll con nected  no des  are  rem ov ed  at   the  end   of   the  netwo rk   and   rep la ced  it   with  new ly   init ia li zed o nes.  Th en,  training  is starte on ly  f or  the f ully  co nn ect ed  la ye head s.   Figu re  il lustra te the   sam ple  te st  im ages  of   chest  X - r ay   and   lun CT  with  no rm al   case  or     C ov id - 19   disease.  This  dataset   con sist of   var iou dim ension of   im ages.  W her efo re,  the  im ages  resizi ng   is  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  11 , No 1 Febr uar 2021    844   -   850   848   pr ocessed   to  red uce  the  dim ension   to  22 4 ×22 4 ×3  pix el s.  Fu rther im age  a ug m entat ion   is  im plem ented  to  gr ow   up   the  nu m ber   of   trai nin im ages.  In it ia ll y,  pr e - trai ned   VG G1 6,   VG G1 9,   Xcep ti on Re sNet50 V2 Mob il eNetV2 NA SN et Mob il e,  Re sNet10 1V 2,   and   In cepti on V3   is  us ed  to  analy ze  the  dataset   us ed  and   com par ed  am on them   as  in  Tabl 2.   Fu rther m or e,  the  per fo rm ance  of   al DL  m od el is  then  validat ed  with  the o ther  pr edict ive an al yt ic s p aram et ers,  as sh ow in Tab le  3 .       Table  2 Re s ults o f   perform ance ev al ua ti on  m et rics   Ap p roach   TP   TN   FP   FN   Accurac y   Sen sitiv ity   Sp ecif icity   F1  sco re    P recisio n   VGG1 6   36   159   2   3   0 .97 5   0 .92 3   0 .98 8   0 .93 5   0 .94 7   VGG1 9   38   160   1   1   0 .99 0   0 .97 4   0 .99 4   0 .97 4   0 .97 4   Xcepti o n   27   158   3   12   0 .92 5   0 .69 2   0 .98 1   0 .78 3   0 .90 0   Res Net5 0 V2   16   157   4   23   0 .86 5   0 .41 0   0 .97 5   0 .54 2   0 .80 0   Mob ileNetV2   15   156   5   24   0 .85 5   0 .38 5   0 .96 9   0. 508   0 .75 0   NASNet Mob ile   17   157   4   22   0 .87 0   0 .43 6   0 .97 5   0 .56 7   0 .81 0   Res Net1 0 1 V2   21   158   3   18   0 .89 5   0 .53 8   0 .98 1   0 .66 7   0 .87 5   Incep tio n V3   4   154   7   35   0 .79 0   0 .10 3   0 .95 7   0 .16 0   0 .36 4       Table  3 Re s ults o f pr e dicti ve a naly ti cs p ara m et ers   Ap p roach   NPV   FNR   FPR   FDR   F OR   MCC   BM   MK   VGG1 6   0 .98 1   0 .07 7   0 .01 2   0 .05 3   0 .01 9   0 .41 1   0 .91 1   0 .92 9   VGG1 9   0 .99 4   0 .02 6   0 .00 6   0 .02 6   0 .00 6   0 .43 0   0 .96 8   0 .96 8   Xcepti o n   0 .92 9   0 .30 8   0 .01 9   0 .10 0   0 .07 1   0 .34 3   0 .67 4   0 .82 9   Res Net5 0 V2   0 .87 2   0 .59 0   0 .02 5   0 .20 0   0 .12 8   0 .24 2   0 .38 5   0 .67 2   Mob ileNetV2   0. 867   0 .61 5   0 .03 1   0 .25 0   0 .13 3   0 .22 3   0 .35 4   0 .61 7   NASNet Mob ile   0 .87 7   0 .56 4   0 .02 5   0 .19 0   0 .12 3   0 .25 2   0 .41 1   0 .68 7   Res Net1 0 1 V2   0 .89 8   0 .46 2   0 .01 9   0 .12 5   0 .10 2   0 .29 6   0 .52 0   0 .77 3   Incep tio n V3   0 .81 5   0 .89 7   0 .04 3   0 .63 6   0 .18 5   0 .05 1   0 .05 9   0 .17 8       Figu re  sh ow trai nin g   and   accuracy  fo the  pr e - trai ned   VG G1 m od el The  m od el   was  fine - tun ed  accord ing   to  the  par am et ers  exp la ined  abo ve.   The  hig hest  accuracy  value  was  ob ta ined   com par ed  to  oth er  m od el s,  see  T able  1.   The  resu lt sh ow   that  pr e - trai ned   m od el can  ou tpu hig acc ur acy   per fo rm ances,    as  sh ow in  T able  2.   Altho ug that,  the  VG G1 was  achieved  the  top   aver age  accuracy  thro ug this  valida ti on  at 99 % f or  1 00  ep och s.  Figu re   sh ow s the lo ss accur acy  att ai ned  f or  the V GG 19  m od el .             Fig ure   3. Acc uracy  curve  to  t r ai n ing an d vali dation o f   the VG G19  m od el   f or   100 ep ochs     Fig ure   4. Lo ss  accuracy c urve  to  trai ning a nd  validat io n of  t he  VGG1 m odel       Most  of   the  deep   le arn ing   m od el s ar the f ocu s o m edical  im age d ia gn os is on ly  o accuracy. D no fo cus  on   the  ti m per fo r m ance  of   m od el s,  m ay be  m easur em ent  of   cl assifi cat ion   or   trai nin ti m cou ld  be  decep ti ve.   Be cause  it   dep end on   the  har dw are  com pu te li ke  CPU,  and   li br aries  us ed.   In   this  wo rk   the  har dw are,  li br aries,  and   la ng uag us ed  are  m entioned   at   the  beg inn ing   of   this  sect ion Figu re  sh ow   the  per fo rm ance  of   the  pr edict ion   ti m fo al m od el us ed.   It  ob serv ed  fr om   Figu res  and   that  the  hig hest  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       A d ee le ar ni ng fr am ew or k t o detec C ovi d - 19   disease     ( Mo hamm e d Y.  Kam il )   849   accuracy  value  on   the  VG G1 m od el   with  pr edict ion   ti m is  the  m idd le   of   the  scal fo al m od el s.  Con ver sel y,  oth e resu lt are  ob ta ined  hig pr edict ion   ti m e,  and   low  accuracy  fo cl assifi cat ion   in  ou dataset   C ov id - 19   im ages  was  util iz ed.   The  cause  m ay   be  the  nu m ber   of   hid den   la ye rs  and   neu ro ns   per   hid den   la ye r,   so  the level o dr op ou t.             Fig ure  5 .  Rel at ive pre dicti on  t i m e u sing C PU f or  all   m od el s u sed     Fig ure   6. Acc uracy  v al ue  r esu lt s   for  al l t he  m od el s   i m ple m ented       Desp it the  no velty   of   the  cov id1 disease  wh ic we  hav wo rk ed  on there  is  sta te - of - the - art  m et ho im plem ented  on   cov id1 im ages.  Table  sh o ws  the  com par ison   of   oth er  m et ho ds   with  ou wo rk   The  com par ison   is  con fined   to  the  ty pe  of   m od el   and   the  nu m ber   of   im ages  that  hav been   trai ned   and   te ste d.   As  well   as  cal culat the  m os pr om inent  par am et ers  as  area  un der   cur ve  (A UC),   accuracy  (A CC ),   sen sit ivit (S EN) and   sp eci fici ty   (S PE).   Ob vio us ly the  hig hest  accuracy  in  oth er  li te ratur is  97 .2 7%,   wh ic was  ann ou nced   by  Bhand ary   [15] In   com par ison   with  the  li te ratur resu lt by  diff eren autho rs,   it   ob serv es  ou tun ing   m od el  h as  pr od uce a m axim um   accuracy of  9 9%.  Based o the r esults, we  cou ld say that  o ur  V GG 19   m od el  o utp erf or m ed  the o ther  m od el s in  cor on a   viru s d ise ase diagn os is.   Ther are  m ulti ple  CNN  m od el us ed  by  diff eren autho rs  in  the  diagn os is  of   diseases  by  m edical   im aging These  m et ho ds   hav so m li m it at ion s.  The  m os im po rtant  li m it at ion   in  this  wo rk the  few   nu m ber of  im ages th at  the m od el  w as trained  on , d ue  to the d ifficult y i ob ta ining  it  as the  pu blic at  p resen t.       Table  4 C om par iso n of dif fere n t m od el s to  e xisti ng li te rature   wo rk   d ataset   i m ag es   Mod el   AUC   ACC   SEN   SPE   Li [ 1 4 ]   p ri v ate   4356   Res tNet5 0   0 .96   -   90   96   Bh an d ary [ 1 5 ]   LI DC - IDRI   1018   Alex  Net   0 .99 6   9 7 .27   9 8 .09   9 5 .63   W an g [ 1 6 ]   p rivate   1119   Incep tio n   0 .81   7 9 .3   83   67   Xu [ 1 7 ]   p rivate   618   Res n et1 8   -   8 6 .7   9 3 .1   90   Dh u rgh a m [ 1 8 ]   p rivate   470   FFT - G ab o r   -   9 5 .37   9 5 .99   9 4 .76   p rop o sed   p rivate   1000   VGG1 9   -   99   9 7 .4   9 9 .4       4.   CONCL US I O N   The  early   dia gnos is  of   C ovid - 19   has  bee co ns ide re chall eng i ng  due  to  the  c onseq uen ces   of     the  disease  spr ead  to  so ci et y.  Deep   le ar ning  te chn iq ues  a nd  so ft  com pu ti ng  sk il ls  would  ai de  in  the  accuracy  and   a cc el erati on  of  the   dia gnos ti proces s.  In   t his  stu dy,  we  ha offer e tu ne V G G19  m od el   th at   cou l help  dia gnos i Cov id - 19   a uto m at ic ally.  All  i m ple m en te m od el ha ve  giv e good   resu lt at   chest   rad i ography.  But  the  tu ne VGG 19  m od el   has  produc ed  bette accu racy  res ults  th an  oth er   m et h od s   a nd   ou t perform ed  t he  present  li te ratur e The refo re,  m od el with  fine - t un i ng  cou ld  be  co m m i tt ed  co m pu te r - ai ded   diag nosti c syst e m  f or cli nical  docto rs  a nd contri bu te  t the  contr ol  of the  pandem ic .         REFERE NCE S   [1]   W HO ,   "Coronavi rus di sea se   201 ( COV ID - 19 Situa t ion  R epor t - 94, [Onlin e] ,   Available:  http:/ /ww w.w ho.int/ ,   [2]   C.   Huang  et   al.,   "Clini c al   fe at ur e of  pat ie n ts  infect ed  wi th  2019  n ovel   cor on avi rus   in  W uhan,   Chin a, T he  Lancet,   vol.   395 ,   no .   102 23,   pp .   497 - 506 ,   2020.   [3]   N.  Lurie,  M.  Savil le,  R .   Ha t che t t,   and  J.   Halt on,   "D eve l oping  COV ID - 19   vacci nes   at  pande m ic  spe ed, "     New  Eng land  Jo urnal  of  M edicin e,   2020 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  11 , No 1 Febr uar 2021    844   -   850   850   [4]   T.   Ai ,   e al. ,   "Correl a ti on  of  ch est  CT  and  RT - PC te sting  in  cor onavi rus  dise ase   2019  ( COV ID - 19 in  Chin a :     rep or of   1014  ca ses,"  Radi olog y,   2020 .   [5]   Y.  Fang   et   al. ,   "S ensit ivi t y   of ch est  CT   for  COV I D - 19 compari so to  R T - PC R, R adiol ogy ,   2020 .   [6]   N.  Zha ng   et   a l. ,   "Rec ent   adv ances  in  the   det e ct i on  of  respir at or y   virus  inf e ct ion   in  hum ans, Journal  of  Me dic a Vi rology ,   2020 .   [7]   M.  Chung   et  al. ,   "CT   imaging  fea tur es  of  201 novel   cor ona virus  (2019 - nCoV),"  Radi olog y,   vol.   295 ,   no .   1 ,     pp.   202 - 207 ,   20 20.   [8]   V.  M.  Corm an   e al. ,   "D e te c ti on  of  2019  novel   co rona virus  (2019 - nCoV)  b y   re a l - tim RT - PC R, E uros urve il lance,   vol.   25 ,   no .   3 ,   20 20.   [9]   X.  Xie,   Z.   Zho ng,   W .   Zha o ,   C .   Zhe ng ,   F.  W a ng,   and  J.  Li u ,   "Chest  CT  for   t y p ical  2019 - 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