I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   E lec t r ical  an d   Com p u t e r   E n gin e e r in ( I JE CE )   Vol.   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 ,   pp.   569 ~ 579   I S S N:  2088 - 8708 ,   DO I 10 . 11591/i jec e . v 15 i 1 . pp 5 69 - 579             569       Jou r n al  h omepage ht tp: // ij e c e . iaes c or e . c om   Hi e r ar c h ic al  B aye si an  o p t imi z at io n  b ase d  c o n vol u t io n al   n e u r al   n e t w or k  f or   c h e st  X - r ay  d is e a se  c la ssi f ic at io n       B h ar at h   Ku m ar   Gowr u ,   App Rao   Gi d u t u r i,   A n u r ad h S e s e t t i   D e pa r tm e nt  of   C omput e r  S c ie nc e  a nd E ngi ne e r in g , F a c ul ty  of  E ngi ne e r in g, G I T A M  ( D e e me d t o be  U ni ve r s it y) , V is ha k a pa tn a m, I ndi a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  J un  3,   2024   R e vis e Aug  13,   2024   Ac c e pted  Aug  20,   2024       Pn eu mo n i i s   an   i n fec t i o n   t h at   affec t s   t h l u n g s ,   ca u s e d   b y   b ac t er i o r   v i r u s e s   i n h al e d   t h r o u g h   t h ai r,   l ead i n g   t o   res p i r at o ry   p r o b l ems .   T h e   p rev i o u s   res earc h es   o n   t h i s   s u b j ec t   h av l i m i t a t i o n s   o h i g h   d i me n s i o n a l   feat u re  s u b s p ace  an d   o v erf i t t i n g   w h i ch   m i n i mi ze  t h c l as s i fi er  p erfo rma n ce.   In   t h i s   res earc h ,   h i erarc h i ca l   Bay es i an   o p t i mi za t i o n   b as e d   co n v o l u t i o n a l   n eu ra l   n e t w o rk   ( H BO - C N N me t h o d   i s   p r o p o s e d   t o   effe ct i v el y   cl a s s i fy   c h es t   X - ray   d i s ea s es .   T h p r o p o s e d   H BO   al g o r i t h o p t i mi ze s   h y p er p arame t ers   o f   CN N   w h i ch   mi n i m i zes   t h o v erfi t t i n g   i s s u an d   en h a n ces   t h p erfo rma n ce   o cl a s s i fi ca t i o n .   T h e   h y b r i d   Me x i ca n   a x o l o t l   o p t i m i zat i o n   (MA O a n d     t u n s w arm  o p t i m i zat i o n   (T SO b as e d   feat u re  s el ec t i o n   met h o d   i s   u s ed   f o r   s el ec t i n g   re l ev a n t   feat u res   f o c l as s i f i cat i o n   t h at   mi n i m i ze s   t h h i g h   d i me n s i o n al   feat u re s .   T h Res N e t   5 0   met h o d   i s   u s e d   fo feat u re  ex t ract i o n   t o   ex t rac t   h i erarc h i cal   feat u res   fr o t h p re - p r o ces s ed   i m ag es   t o   d i fferen t i a t e   t h cl as s es .   T h p ro p o s ed   H BO - C N N   t ec h n i q u e   i s   es t i ma t ed   w i t h   p erfo rma n ce  m et r i cs   o acc u rac y ,   p rec i s i o n ,   recal l ,   an d   F1 - s co re.   T h e   p ro p o s ed   met h o d   at t ai n s   t h h i g h e s t   acc u racy   9 7 . 9 5 % ,   p reci s i o n   9 2 . 0 0 % ,   recal l   8 9 . 0 0 %   an d   F 1 - s co re   9 2 . 0 0 % ,   as   o p p o s ed   t o   t h co n v e n t i o n a l   met h o d s ,   d eep   co n v o l u t i o n al   n eu ra l   n et w o r k   (D C N N ).   K e y w o r d s :   C onvolut ional  ne ur a ne twor k   Hie r a r c hica B a ye s ian  opti mi z a ti on   M e xica a xolot opti mi z a ti on   P ne umoni a   T una   s wa r opti mi z a ti on   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din A u th or :   B ha r a th  Kuma r   Gow r u   De pa r tm e nt  of   C omput e r   S c ienc e   a nd  E nginee r ing ,   F a c ult y   of   E nginee r ing ,   GI T AM   ( De e med  to   b Unive r s it y)   Vis ha ka pa tnam,   Andhr a   P r a de s h ,   I ndia   E mail:   bha r a th . kumar 436@gmail . c om       1.   I NT RODU C T I ON   Dur ing  the  pa nde mi c ,   C OV I D - 19  e mer ge a s   the  pr im a r global   e mer ge nc y,   im pa c ti ng  pe ople   wor ldwide.   T he   vir us   wa s   t r a ns f e r r e d   f r om   pe r s on  to   pe r s on   thr ough   r e s pir a tor y   dr oplets   a nd  c los e s c ontac t   a long  the  c ontaminate s ur f a c e   [ 1] .   T he   major   ge ne r a s ympt oms   of   c ough,   f e ve r ,   a nd  dys pne a   s howe f or     2 - 14  da ys   a f ter   the  vir us   e xpos ur e   [ 2] .   C he s X - r a ys   ( C XR s )   a nd  c omput e tom ogr a phy  ( C T )   s c a ns   a r e   uti li z e to   s c r e e the   c he s X - r a dis e a s e s ,   a nd  f o r   the  e va luation  o f   d is e a s e   pr ogr e s s ion  in  the   a dmi tt e c a s e s   in  the  hos pit a [ 3] [ 5] .   How e ve r ,   the  e f f e c ti ve   s e ns it ivi ty  de tec ti on  of   thor a c ic  a bnor malit ies   by  uti li z ing  C T   s c a ns   ha s   numer ous   c ha ll e nge s   [ 6] .   T he   C T   s c a nne r s   a r e   non - por table   a nd  ne e d   e quipm e nt  s a nit iz ing  a nd   im a ging  r ooms   be twe e pa ti e nts   diagnos e s   [ 7] ,   a nd  a ls o,   their   dos e   r a diation   is   gr e a ter   than   the  X - r a ys .   I c ontr a s t,   por table   unit s   of   X - r a ys   a r e   major ly  a va il a ble  with  a   f e a s ibl e   a c c e s s   in  major   hos pit a l s   [ 8] .   I n   numer ous   c a s e s ,   the  c li nica s it ua ti on  of   the  pa ti e nt  doe s   not  a ll ow  f or   C T   s c a ns ,   a nd  ther e f o r e ,   the  C XR   is   a n   e f f e c ti ve   c hoice   f or   pr im a r y   a s s e s s m e nt  [ 9] .   Di s e a s e s   li ke   C OV I D - 19  a nd   pne umoni a   a r e   de te c ted  a nd  c las s if ied  by  us ing  c he s X - r a im a ge s .   R e c e ntl y,   a   wide   r a nge   o f   r e s e a r c he s   f or   the  a utom a ti c   de t e c ti on  of   pne umoni a   in   c he s X - r a im a ge s   ha ve   be e n   de ve loped  with  de e p   lea r ning   methods   [ 10 ] ,   [ 11] .   T he   c las s if ica ti on  of   pne umoni a   gives   r e leva nt  a tt e nti on  to  pne umoni a   pa ti e nts .   Nume r ous   r e s e a r c he r s   ha ve   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   569 - 579   570   de ve loped  a utom a ti c   methods   f o r   pne umoni a   dis e a s e   c las s if ica ti on  us ing  c he s X - r a im a ge s   [ 12] .   T he   de e p   lea r ning  tec hnique  is   a   c ompl e tely  a utom a ti c   f e a tu r e   lea r ning  a nd   e xtr a c ti on  method   that  c ons umes   mor e   ti me   f or   the  c ompl e te  of   tr a ini ng  [ 13] .   He nc e ,   s uc s olut ions   a r e   not  r obus due   to  the  maxi mi z e a mount   of   da tas e ts .   De e lea r ning  methods   li ke   c onvolut i ona ne ur a ne twor ks   ( C NN )   ha ve   ga ined  a tt e n ti on  f or   pne umoni a   c las s if ica ti on  be c a us e   of   their   good   a c c ur a c a nd  r e pr e s e ntation  o f   f e a tur e s   [ 14 ] ,   [ 15] .   How e ve r ,   the  e xis ti ng  r e s e a r c he s   ha ve   dr a wba c ks   of   high  dim e ns ional  f e a tur e   s ubs pa c e   a nd  ove r f it ti ng  is s ue s   whic mi nim ize   the   c las s if ier s   pe r f o r manc e .   I n   thi s   r e s e a r c h,   a opti mi z a ti on - ba s e f e a tur e   s e lec ti on  method  is   e mpl oye to  s e lec r e leva nt   f e a tur e s   whic h   mi n im ize   the  high   dim e ns ional  f e a tu r e s .   T he   uti li z a ti on  of   hype r pa r a mete r   tuni ng   of   c las s if ier   pa r a mete r s   e nha nc e s   the  c las s if ica ti on  pe r f or manc e   a nd   mi ni mi z e s   the  ove r f it ti ng  is s ue   by  f indi ng   the  be s c ombi na ti on  o f   hype r pa r a mete r s .   Ha gha nif a r   e t   al .   [ 16]   in tr oduc e a   method   to   de t e c im a ge   f e a tur e s   o f   pne umoni a   by   u ti li z ing   the   de e c onvolut ional  ne ur a ne twor k   in  a   huge   da ta s e t.   I the   int r oduc e method ,   s e ve r a c he s X - r a im a ge s   f r om  numer ous   s our c e s   we r e   ga ther e a nd  the  lar ge s publi c ly  a c c e s s ibl e   da tas e wa s   pr e pa r e d.   At  las t,   the  pa r a digm   of   t r a ns f e r   lea r ning ,   the  C he XN e me thod  wa s   us e f or   de ve lopi ng  the   C OV I D - C X Ne t.   T he   int r oduc e method  de tec ted  c or ona vir us   pne um onia  de pe nding  on  the  r e leva nt  s igni f ica nt  f e a tur e s   with   a c c ur a te  loca li z a ti on.   How e ve r ,   the  int r oduc e method  c ontaine high  dim e ns ional  f e a tur e s ,   i nc ludi ng  ir r e leva nt  or   r e dunda nt  f e a tur e s   whic mi nim ize t he   c las s if ica ti on  pe r f or manc e .   C houa e al.   [ 17 ]   s ugge s ted   a   potential  de e tr a ns f e r   lea r ning  to  de ve lop  the   c las s if ier   f or   de tec ti ng   C OV I D - 19  pa ti e nts   by  uti li z ing  C T   s c a ns   a nd  C XR   im a ge s .   T he   a ugmenta ti on  o f   da ta  wa s   uti li z e to   maximi z e   the   t r a ini ng  da ta   s ize   to   s olve  the   ove r f it ti ng  is s ue   a nd  im pr oving  ge ne r a li z a ti on  c a pa bil it of   the  method.   T he   s ugge s ted  method  include d     pr e - tr a ined  de e ne ur a ne twor ks   s uc a s   R e s Ne t 50,   I nc e pti onV3,   VG GN e t - 19,   a nd  Xc e pti on  by  uti li z ing  da ta  a ugmenta ti on  method.   T he   s ugge s ted  method  ha pr e f e r a ble  ge ne r a li z a ti on  a bil it a nd  r ob us tnes s .   How e ve r ,   the  s ugge s ted  method  f a c e ove r f it t in is s ue s   due   to  it   ha ving  many  laye r s   a nd  pa r a mete r s .     Agr wa a nd   C houdha r y   [ 18]   p r e s e nted  de e C NN   de pe nding  on   the  s tr uc tu r e   to   de tec t   C OV I D - 19  by  uti li z ing  c he s r a diogr a phs .   T he   da tas e ts   we r e   uti l ize f or   tr a ini ng   a nd   tes ti ng  the   method   on   va r iou s   publi c   r e pos it or ies .   T he   pr e s e nted  method  ha d   high   a c c ur a c a nd  the   de tec ti on  of   C OV I D - 19  wa s   c a r r ie out  in   c ons ult a ti on  with  a   medic a l   c li nicia n.   None thele s s ,   the  pr e s e nted  method  ha d   les s e r   c las s i f ica ti on   pe r f or manc e   due   to   ove r f i tt ing   be c a us e   the  tr a in ing  da ta  c ontaine d   many   ir r e leva nt   f e a tur e s ,   a nd   did   not   c ons ider   im a ge   r e s izing  be c a us e   the  dif f e r e nt   dim e ns ions   we r e   dif f icult  to  be   ha ndled .   Agga r wa e al.   [ 19]   de ve loped  the  tr a ns f e r   lea r ning  method  with   a   c ombi na ti on  of   f ine - tuned  pa r a mete r s   to   c las s if the   c he s X - r a im a ge s .   T he   c li ppe a da pti ve   his togr a m   e qua li z a ti on  ( C L AH E )   wa s   us e to  e nha nc e   the  c ontr a s of   im a ge s .   F ur ther ,   a ugmenta ti on  of   da ta  wa s   pe r f or med  to  a void  the  o ve r f it ti ng   is s ue   in  the   method.   T he   de ve loped  tr a ns f e r   lea r ni ng  methods   s uc h   a s   M obil e Ne tV2,   R e s Ne t50,   I nc e pti onV3,   NA S Ne tM obil e ,   VG G16,   Xc e pti on,   I nc e pti onR e s Ne tV2,   a nd   De ns e Ne t121  we r e   pe r f o r med.   T he   d e ve loped   method  a tt a ined  be tt e r   pe r f or manc e   in   dif f e r e nt  c l a s s e s   of   a   s mall   da tas e t.   B ut   it   did  not   c hoos e   the   r e leva nt  f e a tur e s ,   r e s ult ing   in   high   dim e ns ional  is s ue   of   f e a tur e s   a nd   poor   c las s if ica ti on  pe r f o r manc e .     M ous a vi  e al.   [ 20 ]   int r oduc e a   C NN - long  s hor t - ter memor y   ( L T S M )   de ve loped  f o r   e xtr a c ti ng   f e a tur e s   f r om  the  r a w   da ta.   T make   it   much  mo r e   r e a li s t ic  a nd  uti li z e   the  int r oduc e model   in  the   pr a c ti c a f ield,   white  Ga us s ian  nois e   wa s   a dde to  the  r a im a ge s .   M or e ove r ,   the  int r oduc e method  wa s   tes ted  a nd  e xa mi ne on  s ix  da tas e t s   a nd  two  a ddit ional  da ta s e ts .   T he   int r oduc e method  mi nim ize the  medi c a c os t.   Ye t,   the  int r oduc e method  did  not  r e s ize   im a ge s ,   a nd  thes e   im a ge s   with  va r iant  a s p e c r a ti os   led  the   method  to  a tt a ini ng  a   m ini mi z e pe r f o r manc e .   F r om  the   ove r a ll   a na lys is   of   e xis ti ng  methods ,   it   is   s e e that  the   e xis ti ng  methods   ha ve   li mi tations   of   high   dim e ns ional  f e a tur e s ,   is s ue s   of   ove r f it ti ng,   a nd   no   c ons ider a ti on  o f   im a ge   r e s izing  whic h   mi nim ize d   the  c las s if ica ti on   pe r f o r manc e .   T he   pr e vious   r e s e a r c he s   ha ve   li m it a ti ons   of   high  dim e ns ional  f e a tur e   s ubs pa c e   a nd  ove r f i tt ing   whic a ls mi nim ize d   the  c las s if ier   pe r f o r manc e .   He nc e ,   the  pr opos e s tudy  include s   im a ge   r e s izing  f or   a djus ti ng  the  s ize   of   the  im a ge   unif or ml f or   f e a s ibi li ty  in   ha ndli ng.   T he n,   the   hybr id  op ti mi z a ti on - ba s e f e a tur e   s e lec ti on  method   is   e mpl oye d   to   s e lec the   r e leva nt   f e a tur e s   that   mi nim ize   the   high   dim e ns ionalit o f   f e a tur e s   while   e li mi na ti ng   the   ir r e leva nt  f e a tu r e s ,   a f ter   whic the  ove r f it ti ng  is s ue   is   tac kled  thr ough   h ype r pa r a mete r   tuni ng   of   C NN   hype r pa r a mete r s   us ing  the  hier a r c hica B a ye s ian  opti mi z a ti on  ( HB O )   a lgor it hm.   T he   majo r   c ont r ibut ions   of   the   r e s e a r c a r e   given  a s   be low:     T he   HB O - ba s e C NN   is   pr opos e to  c la s s if the   c he s X - r a dis e a s e   c la s s e s   us ing  c he s X - r a im a ge s .   T he   HB opti mi z e s   the  pa r a mete r s   of   the   C NN   model  to   e nha nc e   the  c he s X - r a y   dis e a s e   c las s if i c a ti on  pe r f or manc e .     T he   M e xica a xolot opti mi z a ti on  ( M AO )   a nd  tu na   s wa r opti mi z a ti on  ( T S O)   a lgo r it hms   a r e   c om bined  in  f e a tur e   s e lec ti on  pha s e s   to  c hoos e   r e leva nt  f e a tur e s   f r om  the  whole   f e a tur e   s ubs e t,   whic e f f e c ti ve ly  mi nim ize   the  dim e ns ionalit o f   f e a tur e s   a nd  e nha nc e s   the  c las s if ica ti on  pe r f or manc e .     T he   R e s Ne 50 - ba s e f e a tur e   e xtr a c ti on  method  is   e mpl oye f or   e xtr a c ti ng  hier a r c hica f e a tur e s   f r o the  pr e - pr oc e s s e im a ge s   whic dif f e r e nti a tes   f e a tur e s   int di f f e r e nt   c las s e s   f or   c las s if ica ti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708         Hie r ar c hical  B ay e s ian  opti miz ati on  bas e c onv olut ional   ne ur al     ( B har ath  K umar   Gow r u )   571   T he   r e maining  s e c ti on  of   the  r e s e a r c is   or ga nize a s   f oll ows s e c ti on  pr ovides   the  pr opos e methodology  de tails ,   while  s e c ti on  pr ovides   the  r e s ult s   a nd  di s c us s ion.   At  las t,   the  c onc lus ion  of   thi s   r e s e a r c is   given  in   s e c ti on  4.       2.   P ROP OS E M E T HO D   T his   r e s e a r c pr opos e s   a HB ba s e C N method  to  c las s if c he s X - r a dis e a s e s   us ing  c he s t   X - r a da tas e t s .   T he   r a i mage s   a r e   pr e - pr oc e s s e by  us ing  im a ge   r e s izing  a nd  mi n - max  nor m a li z a ti on  tec hniques .   T he n,   the  h ier a r c hica f e a tur e s   a r e   e xt r a c ted  by  de ployi ng  the  R e s Ne t50  method,   a nd  the  r e leva nt  f e a tur e s   a r e   c hos e f r om   the   whole   f e a tur e   s ubs e us ing  the   hybr id   opt im iza ti on  a lgo r it hm.   T he   s e lec ted   r e leva nt  f e a tur e s   a r e   c las s if ied  by  uti li z ing  the  p r opos e HB ba s e C NN   method.   Additi ona ll y,   t he   C NN   pa r a mete r s   a r e   opti mi z e by  e mpl oying  the  pr o pos e HB a lgor it hm.   F igur e   r e pr e s e nts   the  pr oc e s s e s   invol ve in  the   pr opos e method.           F igur e   1.   P r oc e s s   of   pr opos e methodology       2. 1.     Dat as e t   T he   da tas e us e in  thi s   r e s e a r c is   C XR s   [ 21]   im a ge   da tas e whic is   publi c ly  a c c e s s ibl e .   T he r e   a r e   a   tot a of   576  im a ge s   in  the  C OV I D - 19  c las s ,   4 , 2 73  im a ge s   in  the  pne umoni a   c las s ,   a nd  1 , 583  im a ge s   in  the   nor mal  c las s .   T he   da tas e is   divi de d   int o   tr a ini ng   a nd  tes ti ng  s e in  the   r a ti o   o f   80:20  a nd   the   de s c r ipt ion  of   the  da tas e is   dis playe in  T a ble  1 ,   whi le  the  s a mpl e   im a ge s   a r e   given  in   F igur e   2.       T a ble  1.   Da tas e de s c r ipt ion   C la s s e s   T ot a im a ge s   T r a in in g   T e s ti ng   C O V I D - 19   576   460   116   P ne umoni a   4 , 273   3 , 418   855   N or ma l   1 , 583   1 , 266   317           F igur e   2.   S a mpl e   im a ge s   of   the   c he s t   X - r a da tas e t     2. 2.     P r e - p r oc e s s in g   T he   c he s X - r a im a ge s   f r om  the   da tas e a r e   p r e - pr oc e s s e by  r e s izing  a nd  nor maliza ti on   of   im a ge s   us ing  mi n - max  nor maliza ti on  [ 22] .   T he   de tailed  e xplana ti on  of   thes e   pr e - pr oc e s s ing  tec hniques   is   e xplaine Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   569 - 579   572   he r e .   T he   thr e e   c las s e s   of   da tas e ts   na mely,   C O VI D - 19,   pne umoni a ,   a nd  no r mal  ha ve   dif f e r e nt   s ize s   of     256× 256  to  1024× 1024  pixels .   T he   im a ge s   a r e   r e s ize to  a   de f ined  s ize   of   224× 224  to   e ns ur e   the  unif or m   s ize   of   input   da ta  f or   f e a tur e   e xt r a c ti on  with   th e   R e s Ne 50  method.   R e s izing  of   im a ge s   mi ni mi z e s   the  c omput a ti ona c ompl e xit y.   T he   no r maliza ti on  of   im a ge s   is   a   s igni f ica nt  pha s e   f or   pr e s e r ving  n umer ica s tabili ty.   T he   nor maliza ti on  e ns ur e s   quick  lea r ning   with  a   s table   g r a dient  map  in   the  im a ge   s pa c e .   T h e   r e s ize im a ge s   a r e   nor malize to   a   pa r ti c ular   r a nge   [ 0 , 1]   thr ough   mi n - max  nor maliza ti on   whic is   s igni f i c a nt  f or   s tanda r dizing  the  input   da ta.   Af ter   the  pr e - pr oc e s s ing,   the  im a ge s   a r e   given  a s   input   to  the  f e a tur e   e xtr a c ti on   pha s e s   to  e xtr a c the  pivot a f e a tur e s .     2. 3.     F e a t u r e   e xt r ac t ion   T he   inf or mative  f e a tur e s   a r e   e xt r a c ted  f r om   the  p r e - pr oc e s s e im a ge s   by  uti li z ing  the  C NN   ba s e pr e - tr a ined  model   ( i . e . ,   R e s Ne 50)   [ 23] .   T he   R e s Ne 50 - ba s e f e a tur e   e xtr a c ti on   invol ve s   the   us a ge   of   c onvolut ional  laye r s   of   the  ne two r f or   c a ptur in hier a r c hica f e a tur e s   f r om   the   c he s X - r a im a ge s .   T he   mea ningf ul  f e a tur e s   a r e   e xtr a c ted  f r om  the  pr e - pr oc e s s e im a ge s   by  c a ptur ing  dif f e r e nt  pa tt e r ns   a nd   s tr uc tur e s   r e leva nt  to  the  c he s X - r a dis e a s e .   F u r ther mor e ,   the  R e s Ne 50  model  include s   s kip  c o nne c ti on  whic tac kles   the   is s ue   of   va nis hing   gr a dient   a n he lps   in   lea r ning   inf or mat ive  f e a tur e s .   T he   R e s Ne 50  model  pr oc e s s e s   the  input   i mage   by   their   laye r s   a nd  e xtr a c ts   the  low - leve f e a tur e s   o f   e dge s   a nd  te xtur e s   in   the  ini ti a laye r s   a nd  high - leve s e mantic  f e a tur e s ,   li ke   the  pa r ts   of   objec ts   in  the  de e laye r s .   F inally,   a   tot a l   of   2048  f e a tur e s   a r e   e xt r a c ted  by  us ing  the   global  pooli ng  laye r   o f   the   R e s Ne 50  model.   F igur e   r e pr e s e nts   the  pr oc e s s   of   f e a tur e   e xtr a c ti on  by   the  R e s Ne 50  method.           F igur e   3.   P r oc e s s   of   HB ba s e C NN       2. 4.     F e a t u r e   s e lec t ion   T h e   e x t r a c te 20 48   f e a tu r e s   a r e   gi ve a s   in pu to   f e a t ur e   s e l e c t i on   b s e l e c t i ng   t he   r e l e va n f e a t u r e s   f r o m   t he   f e a tu r e   s ubs e t .   I n   th is   r e s e a r c h ,   o pt im iz a t ion - ba s e d   f e a tu r e   s e le c t io n   m e t ho ds   a r e   us e d   t o   s e lec t   r e le va n f e a t ur e s   f r om   the   f e a t u r e   s u bs e t .   T he   o pt i mi z a t i on   a l go r it hm   s e a r c h e s   t he   be s t   f e a tu r e s   f r o m   w ho le   f e a t ur e   s ubs e t   w hi c h   e nh a n c e s   t he   c he s t   X - r a c l a s s i f ica t ion   pe r f o r ma nc e .   T he   M A O   a n d   T S O   a lg or i th ms   a r e   c om b ine t o   c ho os e   t he   r e lev a n t   f e a tu r e s   f o r   c las s i f i c a ti on .   T h is   s t e p   i nv o lves   th e   c o mb in in g   o f   t he   e xp lo r a t io a n e xp lo i ta ti on   s t r a te gi e s   o f   M AO   a n d   T S O   a l go r i thm s   f o r   f e a t u r e   s e l e c ti on   t o   e f f i c i e n tl y   s e a r c h   t he   be s t   f e a t u r e   s ubs e t   a nd   f i nd   th e   be s t   o pt im a l   f e a t u r e s .   T he   M A O   a l go r i th e x pl o r e s   t he   f e a t u r e   s u bs p a c e   a nd   s e a r c h e s   v a r i ous   f e a tu r e s   by   a d j us t in g   the   f e a tu r e s   ba s e d   on   t he   e x p lo r a ti on   s t r a te gy   o f   a xo lo t l   b e h a v io r .   T he n ,   t he   T S a lg o r i th m   e xp l oi ts   t he   f e a t u r e   s u bs pa c e s   f ou nd   by   the   M AO   a l go r it hm   a n d   r e f i ne s   to   th e   be s t   f e a t ur e s .       2. 4. 1.   M e xican  axolo t op t im iza t ion     T he   M e xica a xolot l   opt im iza ti on   ( M AO )   a lgor it hm  is   a   na tu r e - ins pir e a lgor it hm   that   m im ics   the   li f e   of   a xolot a nd  it s   population  is   d ivi de int o   male   a nd  f e male .   T he   M AO   a lgor it h ha s   f ou r   it e r a ti on  pha s e s   of   tr a ns it ioni ng  f r om   lar va e   to   the  a dult   s tage ,   r e pr oduc ti on   a nd  a s s or tm e nt,   inj u r y,   a nd  r e s tor a ti on  [ 24] .   I nit ially,   the  population  is   ini ti a li z e r a ndoml y,   a nd  ne xt,   e ve r indi vidual  is   a ll oc a ted  to  a   male   or   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708         Hie r ar c hical  B ay e s ian  opti miz ati on  bas e c onv olut ional   ne ur al     ( B har ath  K umar   Gow r u )   573   f e male   be c a us e   of   a xolot ls   de ve loped  by  it s   s e x,   whe r e in  s ubpopulations   a r e   a tt a ined.   T he   male   ind ivi dua ls   tr a ns mi wa ter   f r om   a dult   lar va e   thr ough   a djus ti ng  it s   body  pa r ts c olor   towa r ds   male .   T he   e f f e c ti v e   a da pted  indi viduals   ha ve   s upe r ior   c a mouf lage   a nd   other   in divi dua ls   c ha nge   their   c olor .   B that   pos s ibi li ty,   th e   a xolot l   is   c hos e to   c a mouf lage   towa r ds   the   s upe r ior .   C ons ider ing  the     a s   a   s upe r io r ly   a da pted  male ,     r e pr e s e nts   the  tr a ns it ion  pa r a mete r   [ 0 , 1]   f or     male   a xolot l,   f ur ther   modi f ying   their   body  pa r ts ,   whe r e i the  numer ica e xpr e s s ion  is   mathe matica ll e xpr e s s e d   a s   ( 1) .   T he   f e male   a xolot ls   modi f y   the  bodies   f r o lar va e   to  a dult s   towa r ds   the  f e male s   a long  a   s upe r ior   a da ptation,   whos e   numer ica e xp r e s s ion  is   f or mul a ted  in  ( 2) .       + (  ,  )     ( 1)       + (  ,  )     ( 2)     W he r e ,   the     r e pr e s e nts   the  be s f e male   a nd    r e pr e s e nts   the  pr e s e nt  f e male   a xolot l.   How e ve r ,   by  t he   inver s e   pos s ibi li ty  of   t r a ns it ion,   indi viduals   a r e   un s uc c e s s f ul  in  c a mouf laging  thems e lves   towa r s upe r ior it y,   a nd  ha ve   their   c olor s   c hos e n.   I f   the  r a ndom  numb e r   [ 0 , 1 ]   is   les s e r   than  the  inver s e   tr a ns it ion  pos s ibi li ty,   the  r e s pe c ti ve   indi vidual  is   c hos e n.   T o   mi nim ize   t he   is s ue ,   the  male   a xolot   with   a opti mal   va lue     is   c hos e n.   T he   numer ica e xpr e s s ion  f or   inver s e   tr a n s it ion  pos s ibi li ty  is   given  a s   ( 3) .   W he r e ,     r e pr e s e nts   the   f e male   a xolot with   opti mi z a ti on  va lue  o f      a nd  t he   numer ica f or mul a ted  is   given  in   ( 4 ) ,   a nd  the  wor s indi viduals   ha ve   higher   c ha nc e s   of   r a ndom  t r a ns it ions .   T he s e   indi viduals   tr a ns it   their      body  pa r ts   r a ndoml a nd  thei r   numer ica l   e xpr e s s ion  is   given  i ( 5)   a nd  ( 6 ) .      =       ( 3)      =     ( 4)       + (   )       ( 5)       + (   )     ( 6)     F r om   ( 5)   a nd   ( 6 ) ,   the   [ 0 , 1 ]   r e pr e s e nts   the   r a ndom   number   s e lec ted  f o r   e ve r y      body  pa r t.   T he   indi viduals   with  the  r a ndom   tr a ns mi s s ion  a r e   c ho s e by  the  opti mi z a ti on  f unc ti on  va lue.   B movi n a c r os s   wa ter ,   a xolot ls   s uf f e r   a c c idents   a nd  c a be   hur t.   T his   pr oc e dur e   is   r e pr e s e nted  a s   inj ur in  the  r e s tor a ti on  s tage .   F or   e ve r a xolot l     in  population,   whe ther   the   pos s ibi li ty  of   da mage   (  )   is   c ompl e ted,   a xolot los e s   a   c e r tain  pa r o f   their   body  pa r t.   I n   thi s   pr oc e s s ,   the  r e ge ne r a ti on  pos s ibi li ty  (  )   is   uti l ize pe r   bit .     2. 4. 2.   T u n a   s war m   op t i m izat ion   T he   tuna  s wa r opt im iza ti on  ( T S O)   a lgor it hm   is   a   na tur e - ins pir e a lgor it hm  that   a dopts   the  p r oc e s s   of   s pir a f or a ging   s tr a tegy,   a ggr e ga tes   to  the  s pir a s ha pe s   a nd  de ter mi ne s   the  pr e in  s ha ll ow  wa ter   r e gions   [ 25] .   T he   de tailed  e xplana ti on  of   population  ini ti a li z a ti on,   pa r a boli c   f or a ging  a nd  s pir a f or a ging  s tr a tegie s   a r e   given   be low.   T he r e   a r e   NP   tunas   in   the  tun a   s wa r a nd   a t   the   s wa r in it ializa ti on   s tage ,   t he   T S O   a lgor it hm  r a ndoml ge ne r a tes   the  ini ti a s wa r ms   i the  s e a r c s pa c e .   T he   numer ica e xpr e s s ion  to  ini ti a li z e   tuna  indi viduals   is   given  in   ( 7 ) .     = (   ) +      ( 7)     W he r e ,     r e pr e s e nts   the     tuna ,      a nd     s igni f y   the  uppe r   a nd   lowe r   r a nge   bounda r ies   in   tuna   e xplor a ti on,   while    de notes   a   r a ndom  va r iable   with  unif or dis tr ibu ti on  f r om  0 - 1.   P a r ti c ular ly ,   e v e r indi vidual    r e pr e s e nts   the  c a ndidate   s olut ion  of   T S O.   E ve r indi v idual  tuna  ha s   a   gr oup  o f   dim e n s ion  number s .   a.   P a r a boli c   f or a ging   s tr a tegy    I the  pr e da ti on  pr oc e s s ,   e ve r tuna  f oll ows   th e   pa s indi viduals   a nd  a ll   tuna  s wa r ms   f or a   pa r a bola  f or   s ur r ound ing  the  pr e y .   Additi ona ll y,   the  tuna  s wa r ut il ize s   a   s pir a f or a ging  s tr a tegy,   c ons ider ing  the  pos s ibi li ty  of   the  tuna  s wa r m,   s e l e c ti ng  the  s tr a tegy  a nd  a   numer ica e xpr e s s ion  is   given  a s   ( 8)   a nd  ( 9 ) .   T he     r e p r e s e nts   the    it e r a ti on   that   is   pr e s e ntl p r oc e s s e d,   a nd    r e pr e s e nts   the   highes t   number   of   it e r a ti ons   that   e xis t.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   569 - 579   574   + 1 = {  + (  ) +  2 (  ) ,          < 0 . 5  2 ,                                                                                                                                                                  0 . 5             ( 8)     = ( 1  ) (  )            ( 9 )     b.   S pir a f o r a ging  s tr a tegy   T he   ne xt   e f f e c ti ve   c oope r a ti ve   f or a ging   s tr a tegy   is   known   a s   the   s pir a l   f o r a ging  s tr a tegy .   W he c ha s ing  pr e y,   many   tunas   c a nnot   s e lec the   c or r e c t   dir e c ti on ,   but   a   s mall   a mount   of   tuna   guides   the  s wa r to   s wim  in  the   c or r e c t   dir e c ti on .   T he   e f f e c ti ve   ind iv iduals   a r e   una ble  to  c a us e   the   s wa r to   c a ptur e   t he   pr e e f f icie ntl y.   T he   tuna  c hos e   r a ndom  indi v iduals   i a   s wa r m   to  f oll ow.   T he   numer ica e xpr e s s ion  f or   s pir a l   f or a ging  s tr a tegy  is   g iven  a s   ( 10) .     + 1 = {         1 ( + | | + 2 1 ( + | | + 2 1 ) ,          <  1 (  + |  | + 2 ) ,         1 (  + |  | + 2 1 )       ( 10)     T he   + 1   r e pr e s e nts   the      tuna  in   + 1   it e r a ti on .   T he      pr e s e nts   a opti mal  ind ivi dua a nd     de notes   the  r a ndoml y   c hos e tuna  s wa r m.   1   de notes   the  we ight   c oe f f icie nt  f or   c ontr oll ing   the   s wimm ing  of   tuna  indi viduals   f or   the  opti mum   indi vidual .   T h e   2   de notes   the  we ight   c oe f f icie nt   f or   c ontr oll ing   tuna  indi viduals   a nd    de notes   the  dis tan c e   pa r a mete r   that  mana ge s   the  dis tanc e   be twe e tuna  indi vidu a ls   a nd  opti mum   indi viduals .   F inally,   the  1228  r e leva nt  f e a tur e s   a r e   s e lec ted  f r om  the  whole   f e a tur e   s ubs pa c e   by  us ing  hybr id  M OA   a nd  T S a lgo r it hms .     2. 5.     Clas s if icat ion   u s in HB O - b as e d   CN N   T he   s e lec ted  r e leva nt  f e a tur e s   a r e   given  a s   input   to   the  C NN   model  f or   c las s if ying  the  d if f e r e nt   c las s e s   of   C OV I D - 19,   pne umoni a ,   a nd   nor mal .   T he   C NN   a r c hit e c tur e   include s   f ive  c onvolut i ons ,   f ive  pooli ng,   two   f ul ly  c onne c ted  a nd   one   dr opou lay e r .   T he   C NN   model   ha s   f e we r   pa r a mete r s   a s   c om pa r e to   c e r tain  c onve nti ona f e e df or wa r ne twor ks   whic r e s ult   in  a   f e a s ibl e   tr a ini ng  p r oc e s s .   He r e ,   the  r e c ti f ied   li ne a r   unit   ( R e L U)   is   us e a s   a a c ti va ti on  f unc ti o a nd  the  numer ica e xpr e s s ion  is   given  a s   ( 11) .   W he r e ,     r e pr e s e nts   the  ne ur on  input .   T he   r e s ult   of   thi s   a c ti v a ti on  f unc ti on  is   whe the  va lue  of   input   is   les s   than  or   e ls e ,   a f ter   whic it   r e tur ns   a   non - ne ga ti ve   input   va lue.   T he   f e a tur e   map  of      c onvolut ional  laye r   th r ough  uti li z ing  the  R e L a c ti va ti on  f unc ti on  is   given  a s   ( 12) .   I ( 12 ) ,   the    a nd    de notes   the  we ight s   a nd  bias e s   of     laye r .   T he   M a x - pooli ng  is   a   non - li ne a r   down - s a mpl ing  method,   s e pa r a ti ng  the  c onvolved  da ta   int o   ×   dis joi nt   pa r ts .   T his   laye r   is   ne xt  to  the   R e L a c ti va ti on  f unc ti on   a nd   is   uti li z e d   f or   e xe c uti ng   the  la s f e a tur e   ve c tor .   T he   output   laye r   of     a nd  the  numer i c a e xpr e s s ion  is   given  in  ( 13 ) .      ( ) = m a x { 0 , }     ( 11)      =  ( ( )  + )     ( 12)      =  (  (  ) )     ( 13)     I ( 13 ) ,      r e pr e s e nts   the     f e a tur e   map  o f   s ize   in   a   gi ve c onvolut ional  laye r   with   pixel  c oor d inate s .   T h e   dr opout  r e gular iza ti on  method  is   im pleme nted  to   a void  the  ove r - f it ti ng  is s ue .   At  e ve r c onvolut io na laye r   block,   the  pe r c e ntage   of   node   is   dr oppe to  a tt a in  a   mi nim ize pr oc e s s   of   the  ne twor k .   T he   hype r pa r a mete r s   of   ba tch  s ize ,   opt im ize r ,   los s ,   lea r ning   r a te,   e poc h,   a nd  a c ti va ti on  f unc ti on   ne e to  be   opti mi z e d.     2. 5. 1.   Hi e r ar c h ical  B aye s ian   o p t im izat io n   T he   B a ye s ian  opti mi z a ti on   is   a n   e f f e c ti ve   tec hnique  f or   global   opti mi z a ti on   of   objec ti ve   f unc ti ons   whic is   e xpe ns ive  f or   e va luation.   I n   thi s   r e s e a r c h,   HB O   is   p r opos e a s   a n   e xtens ion   of   s tanda r B a ye s ian   opti mi z a ti on  by  incor po r a ti ng  the  hie r a r c hica s tr uc tur e   of   hype r pa r a mete r s   that  a ll ow  a n   e f f e c ti ve   e xplor a ti on  a nd  opti mi z a ti on   of   d if f icult   s e a r c s pa c e s .   T he   HB c a ptur e s   the  de pe nde nc ies   a m ong  the   hype r pa r a mete r s   by  uti li z ing   pr oba bil is ti c   method s   ( Ga us s ian  pr oc e s s )   a e ve r hier a r c hica leve l .   T he   HB O   is   de ployed  f o r   hype r pa r a mete r   tun ing  o f   the   C NN   model   whic e nha nc e s   the  p r oc e s s   of   the   C NN   m ode a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708         Hie r ar c hical  B ay e s ian  opti miz ati on  bas e c onv olut ional   ne ur al     ( B har ath  K umar   Gow r u )   575   im pr ove s   the  c he s X - r a c las s if ica ti on  pe r f or man c e .   I n   HB O,   the  e xpe c ted  im p r ove ment  ( E I )   is   uti l ize due   to  it s   s im pli c it y.   F igu r e   r e pr e s e nts   the  pr oc e s s   of   HB ba s e C NN   method.   C ons ider ing  that  the   opti m iza ti on  p r oblem  is   opti mi z ing  the   a r g  ( ) ,   the   pr e s e nt  be s t   is   a t   + =   1 : ( ) .   T he   numer ica l   e xpr e s s ion  f or   the   im p r ove f u nc ti on  is   g iven  a s   ( 14) .   T he   numer ica e xpr e s s ion  f or   HB on   the   e xpe c ted  v a lue  of   ( )   is   given  a s   ( 15) .   He r e ,   1 : = { 1 : , 1 : } ,   the  numer ica e xpr e s s ion  f or   the  ( ( ) )   is   f or mul a ted   in  ( 16) .     ( ) = m a x { 0 , ( ) ( + ) }         ( 14)     a r g  ( ( ) | 1 : )             ( 15)     ( ( ) ) = { ( ( ) ( + ) ) Φ ( ) + ( ) ( ) ,          ( ) > 0 0 ,                                                                                                                                    ( ) = 0       ( 16)     T he   p r opos e HB O - ba s e C NN   method  e f f e c ti ve ly  c las s if ies   the   c he s X - r a c las s e s   with  high   a c c ur a c y.   T he   hype r pa r a mete r s   of   C NN   opti mi z e d   a r e   o f   the  ba tch  s ize 32,   Optim ize r :   Ada m,   los s c a tegor i c a c r os s   e ntr opy,   lea r ning   r a te:   0. 001 ,   e poc h:  10   a nd   a c ti va ti on  f unc ti on:   R e L U.   T he   da ta  p r e - pr oc e s s ing  of   im a ge   r e s izing  a nd  mi n - max  nor maliza ti on  methods   r e s i z e   the  im a ge   in  the  s a me  dim e ns ion  a nd  s c a les   th e   im a ge   withi the  r a nge   of   [ 0 , 1] .   T he n,   the   hier a r c hica l   f e a tur e s   a r e   e xtr a c ted  f r om   the  p r e - pr oc e s s e i mage s   by  us ing  the  R e s Ne 50   method,   a nd   the   r e leva nt   f e a tur e s   a r e   s e lec ted  f r om   the   whole   f e a tur e   s ubs e by  us ing  M OA   a nd  T S a lgor it hms .   F inally ,   the  c he s X - r a c las s e s   a r e   c las s if ied  by  us ing  the  HB O - C NN   method   with  high  a c c ur a c y.       3.   E XP E RI M E NT AL   AN A L YSI S   T he   pe r f o r manc e   of   the   pr opos e HB O - C NN   is   s im ulate with  a   P y thon  e nvir onment   a nd  the   s ys tem  r e quir e ments   a r e   a i5  pr oc e s s or ,   16  GB   R AM   a nd  a   W indows   10  ope r a ti ng  s ys tem.   T he   e va luation  mea s ur e s   us e to  a na lyze   the  pr opos e HB O - C NN   a r e ,   a c c ur a c y,   pr e c is ion,   r e c a ll ,   a nd  F 1 - s c or e .   I n   e qua ti ons ,   T P   de notes   the  c or r e c tl c las s if ied  c he s X - r a y.   T de notes   the  c or r e c tl y   c las s if ied  non - c he s t     X - r a dis e a s e   or   nor mal  c las s .   W he r e a s ,   F P   s igni f ies   the  incor r e c tl c las s if ied  c he s X - r a c las s   a nd     s igni f ies   the  incor r e c tl c las s if ied  a s   the  non - c h e s X - r a dis e a s e .   T he   mathe matica f or mul a   f or   e v a luation  metr ics   is   given  f r om  ( 17)   to  ( 20 ) .         =    +   +  +  +    ( 17)          =     +      ( 18)       =     +      ( 19)     1  = 2  2  +  +    ( 20)       3. 1.     Qu an t it a t ive  an d   q u al it at ive   an alys is   T he   pe r f o r manc e   of   HB O - C NN   method  is   e s ti mate with  a   c he s t   X - r a da tas e with  a c c ur a c y,   pr e c is ion,   r e c a ll ,   a nd   F 1 - s c or e .   I thi s   s e c ti on,   the  pr opos e method  is   e va luate with  dif f e r e nt   f e a tur e   e xtr a c ti on  tec hniques ,   dif f e r e nt  opti mi z a ti on  a lgor i thm s   a nd  dif f e r e nt  c las s if ier s .   I T a ble  a nd  F igu r e   4,   the   pe r f or manc e   of   the  f e a tur e   e xtr a c ti on  method  is   e s ti mate with  the  c he s X - r a da tas e in  ter ms   of   the  dif f e r e nt   e va luation  mea s ur e s .   T he   c onve nti ona l   f e a tur e   e xtr a c ti on   tec hniques   of   R e s Ne 18,   VG G   16,   a nd   C NN   a r e   c ons ider e f or   e va luation  of   the  R e s Ne 50  method.   T he   R e s Ne 50  method  a c hieve s   the  highes a c c ur a c 97. 94% ,   pr e c is ion  92 . 00% ,   r e c a ll   89 . 0 0% ,   a nd   F1 - s c or e   92. 00% ,   while   the  R e s Ne 50  method   a tt a ins   maximi z e a c c ur a c y,   a s   oppos e to   other   methods .   I T a ble  3   a nd  F igur e   5 ,   the  outcome s   of   the   c las s if ica ti on  method - ba s e M AO + T S a r e   e va luate with  the  c he s t   X - r a da tas e de s c r ibed.   T he   c onve nti ona opti mi z a ti on  tec hniques   take f or   e va luation  of   the   M AO + T S method  is   gr e wolf   opti mi z a ti on   ( GW O) ,   M AO   a nd  T S O.   T he   M A O+ T S method  a c hieve s   the  highes a c c ur a c 97. 94% ,   pr e c is ion  92. 00% ,   r e c a ll   89. 00 %   a nd  F1 - s c or e   92. 00% ,   whe r e a s   the  R e s Ne 50  method  a tt a ins   a   maximi z e a c c ur a c whe c ompar e to   the  othe r   methods .   I n   T a ble  4   a nd   F igur e   6,   the  r e s ult s   of   the  p r opos e   HB O - C NN   method  is   e s ti mate with  the  c he s t   X - r a da tas e in  ter ms   of   dif f e r e nt  e va luation  m e a s ur e s   is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   569 - 579   576   de s c r ibed.   T he   c onve nti ona l   c las s if ier s   take int c ons ider a ti on  f or   the   e va luation  of   the  p r opos e HB O - C NN   method  a r e   I nc e pti onV2,   VG 19  a nd  C NN   tec hniques .   T he   pr opos e HB O - C NN   method  a tt a ins   a   s upe r ior   a c c ur a c of   97. 94% ,   p r e c is ion  of   92. 00 % ,   r e c a ll   of   89 . 00%   a nd  F 1 - s c or e   of   92. 00% ,   wh il e   on  the  other   ha nd,   the  R e s Ne 50  method   a c hieve s   a   maxi mi z e a c c ur a c whe c ompar e to   the  o ther   meth ods .   T he   hybr id  opti mi z a ti on - ba s e f e a tur e   s e lec ti on  met hod  is   de ployed   in   the  p r opos e method  to  c h oos e   the  r e leva nt  f e a tur e s   f r om   the  whole   f e a tur e   s ubs e t,   whic f ur the r   r e duc e s   the  dim e ns ionalit o f   f e a tur e s   by  e nha nc ing  the  c las s if ier   pe r f or manc e .   T he n,   th e   pa r a mete r s   of   C NN   a r e   opti mi z e by  uti l izing  HB a lgor it hm  by   tuni ng  the   opti mi z e pa r a mete r s   o f   C NN   to  im pr ove   the  c las s if ica ti on  pe r f o r manc e .       T a ble  2.   P e r f o r manc e   of   f e a tur e   e xt r a c ti on  method   M e th ods   A c c ur a c y ( % )   P r e c is io n ( % )   R e c a ll  ( % )   F1 - s c or e  ( % )   R e s N e 18   81.10   80.50   80.00   81.00   V G G 16   79.20   75.80   73.40   70.00   C N N   73.00   72.89   72.65   72.90   R e s N e 50   97.94   92.00   89.00   92.00           F igur e   4.   P e r f or manc e   of   f e a tur e   e xtr a c ti on  metho d       T a ble  3.   P e r f o r manc e   of   c las s if ica ti on  ba s e on  opti mi z a ti on  a lgor it hm   A lg or it hms   A c c ur a c y ( % )   P r e c is io n ( % )   R e c a ll  ( % )   F1 - s c or e  ( % )   G W O   81.10   80.50   80.00   81.00   M A O   79.20   75.80   73.40   70.00   T S O   73.00   72.89   72.65   72.90   M A O + T S O   97.94   92.00   89.00   92.00           F igur e   5.   P e r f or manc e   of   c las s if ica ti on  ba s e on  o pti mi z a ti on  a lgor it hm       T a ble  4.   P e r f o r manc e   of   c las s if ica ti on  ba s e on  dif f e r e nt  c las s if ier s .   M e th ods   A c c ur a c y ( % )   P r e c is io n ( % )   R e c a ll  ( % )   F1 - s c or e  ( % )   I nc e pt io nV 2   80.05   82.00   80.00   80.00   V G G 19   87.90   87.00   87.00   88.00   C N N   74.73   75.00   72.00   73.50   P r opos e d H B O - C N N   97.94   92.00   89.00   92.00   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708         Hie r ar c hical  B ay e s ian  opti miz ati on  bas e c onv olut ional   ne ur al     ( B har ath  K umar   Gow r u )   577       F igur e   6.   P e r f or manc e   of   c las s if ica ti on  ba s e on  di f f e r e nt  c las s if ier s       3. 2.     Com p ar a t ive  a n alys is   T he   pr opos e HB O - C NN   method  is   c ompar e with  the  e xis ti ng  methods ,   C he XN e [ 16] ,   VG GN e 19  [ 17] ,   DC NN   [ 18]   a nd  De ns e Ne 121  [ 19] ,   a s   pr e s e nted  in  T a ble  5.   T he   pr opos e HB O - ba s e d   C NN   method  a c hieve s   a   c omm e nda ble  a c c ur a c of   97 . 94% ,   p r e c is ion  of   92. 00 % ,   r e c a ll   of   89 . 0 0%   a nd     F 1 - s c or e   of   92. 00% ,   whic is   mor e   pr e f e r a ble  than  the  other   tec hniques .   T he   hybr id  opti mi z a ti on - ba s e d   f e a tur e   s e lec ti on  method  is   us e in  the  pr opos e d   method  to  c hoos e   the  r e leva nt  f e a tur e s   f r om  th e   whole   f e a tur e   s ubs e t,   whic f ur ther   r e duc e s   the   dim e ns ionalit of   f e a tur e s   a nd   im pr ove s   the   c las s if ier   pe r f o r manc e .   T he n,   the  pa r a mete r s   of   C NN   a r e   opti mi z e by   uti li z ing  the  HB a lgor it hm  whic tunes   the  opti mi z e pa r a mete r s   of   C NN   whic f ur ther   e nha nc e   the  c las s if ica ti on  pe r f or manc e .       T a ble  5.   C ompar a ti ve   a na lys is   of   the   pr opos e met hod   M e th ods   A c c ur a c y ( % )   P r e c is io n ( % )   R e c a ll  ( % )   F1 - s c or e  ( % )   C he X N e [ 16]   87.88   N /A   N /A   N /A   V G G N e 19  [ 17]   90.5   91.5   90.3   87   D C N N   [ 18]   95.20   95.60   95.20   95.20   D e ns e N e 121  [ 19]   97   N /A   N /A   N /A   P r opos e d H B O - C N N   97.94   92.00   89.00   92.00       3. 3.     Dis c u s s ion   T he   e xis ti ng  methods   C he XN e [ 16] ,   VG GN e 19  [ 17] ,   DC NN   [ 18 ]   a nd  De ns e Ne 121  [ 19]   ha ve   the  dr a wba c ks   of   the  ove r f it ti ng  is s ue s ,   high  dim e n s ionalit of   f e a tur e s ,   a nd  no  c ons ider a ti on  of   r e s izing  of   im a ge s .   I thi s   r e s e a r c h,   the   opti mi z a ti on  o f   C NN   hype r pa r a mete r s   tac kles   the  is s ue   of   ove r f it ti ng ,   a nd  then,   by  us ing  a opt im iza ti on - ba s e f e a tur e   s e lec ti on  method,   the   high  d im e ns ional  f e a tur e s   a r e   mi nim ize by  s e lec ti ng  r e leva nt  f e a tur e s   f r om  the  whole   f e a tur e   s ubs e t.   T he   im a ge   r e s izing  is   pe r f o r me in  the   pr e - pr oc e s s ing  s tag e   to  unif or ml y   pe r f o r i mage   r e s izing,   e ns ur ing  a a ugmente c las s if ica ti on  out put.   T he   pr opos e HB O - C N method  e xhibi ts   a e f f e c ti ve   c las s if ica ti on  of   c he s X - r a ys   with  s upe r ior   a c c ur a c y.       4.   CONC L USI ON   I thi s   r e s e a r c h,   the  HB O - C NN   method  is   pr opos e to  e f f e c ti ve ly  c las s if the  c he s X - r a dis e a s e s .   T he   pr opos e HB a lgor it hm  opti mi z e s   the  pa r a mete r s   of   C NN ,   a nd  mi nim ize s   the  ove r f i tt ing  is s ue   a nd   e nha nc e s   the  pe r f o r manc e   of   c las s if ica ti on.   T he   hybr id  M AO   a nd   T S O - ba s e f e a tur e   s e lec ti on  m e thod  is   e mpl oye f or   s e lec ti ng  the  r e leva nt  f e a tur e s   f or   c las s if ica ti on,   ther e by  mi nim izing  the  high  dim e ns ional  f e a tur e s .   T he   p r opos e HB O - C NN   method  e f f e c ti ve ly  c las s if ies   c he s X - r a dis e a s e   with  high  a c c ur a c y.   I t   a ls a c c ompl is he s   the  highes a c c ur a c of   97. 95% ,   pr e c is ion  of   92 . 00% ,   r e c a ll   of   89 . 00%   a nd  F 1 - s c or e   of   92. 00% ,   a s   oppos e to  the  c onve nti ona methods .   I the  f u tur e ,   hybr id   c las s if ier s   c a be   us e f or   c he s X - r a y   c las s if ica ti on  to  f ur ther   im pr ove   the  pe r f or manc e .       RE F E RE NC E S   [ 1]   D R B e dd ia r M O u s s a l a h U M uh a m ma d,  a nd  T S e pp ä n e n A   D e e l e a r ni ng   b a s e da ta   a ug me nt a ti o m e th od  to   im pr o v e   C O V I D - 19  d e t e c ti on  f r om  m e d ic a i m a gi ng ,   K no w l e dg e - B as e d S y s te m s ,  v ol 28 0,  N ov 20 23 do i:  1 0. 10 16 /j . kn o s y s .2 02 3. 11 09 85.   [ 2]   C Z ha ng,  J H e ,   a n L S ha ng,  A n   X - r a y   im a ge   c la s s if ic a ti on  me t hod  w it f in e - gr a in e f e a tu r e s   f or   e xp la i na bl e   di a gn os i s   o f   pne um oc o ni o s i s ,”   P e r s o nal   and  U bi q ui to u s   C om put i ng vol 28,  no.  2, p p.  4 03 4 15,  A pr 2024 ,   doi 10 .100 7/ s 0077 9 - 023 - 0173 0 - 3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   569 - 579   578   [ 3]   M I R a ja b,  C la s s if ic a ti on  of   C O V I D - 19  c he s X - r a y   im a ge s   ba s e on  s pe e de up  r obus f e a tu r e s   a nd  c lu s te r in g - ba s e s uppor ve c to r  ma c hi ne s ,”   A ppl ie d C om put e r  Sy s te m s , vol . 28, no. 1, pp . 163 169, J un. 2023, doi:  10.2478/ac s s - 2023 - 0016.   [ 4]   S A s if Y W e nhui K A mj a d,  H J in Y T a o,  a nd  S J in ha i,   D e te c ti on  of   C O V I D 19  f r om  c he s X r a im a ge s boo s ti ng  th e   pe r f or ma nc e   w it c onvolut io na ne ur a ne twor k   a nd  tr a n s f e r   le a r ni ng,”   E x pe r Sy s te m s vol 40,  no.  1,  J a n.  2023,    doi 10.1111/e xs y.13099.   [ 5]   A K D ube a nd  K K M ohbe y,  E na bl in C T - s c a n s   f or   c ovi de te c ti on  us in tr a ns f e r   le a r ni ng - ba s e ne ur a ne twor ks ,”   J ou r nal   of  B io m ol e c ul ar  St r uc tu r e  and D y nam ic s , vol . 41, no. 6, pp. 25 28 2539, Apr . 2023, doi:  10.1080/07391102. 2022.2034668.   [ 6]   C C U kw uoma   e al . A ut oma te L ung - r e la te pne umon ia   a nd  C O V I D - 19  de te c ti on  ba s e on  nove f e a tu r e   e xt r a c t io f r a me w or a nd  vi s io tr a ns f or me r   a ppr oa c he s   u s in c he s t   X - r a im a ge s ,”   B io e ngi ne e r in g vol 9,  no.  11,  N ov.  2 022,     doi 10.3390/bi oe ngi ne e r in g9110709.   [ 7]   P P a ti a nd  V N a r a w a de D e e c onvolut io ne ur a n e tw or f or   r e s pi r a to r di s e a s e s   de t e c ti on  us in r a di ol ogy  im a g e s ,”   I nt e r nat io nal  J our nal  of  I nt e ll ig e nt  Sy s te m s  and A ppl ic at io ns  i n  E ngi ne e r in g , vol . 12, no. 2, pp. 686 704, 2024.   [ 8]   B K r is hna T C ha li ka nt i,   B S R e ddy,   a nd  C .   N R a j,   E nha nc in th or a di s e a s e   c la s s if ic a ti on  in   c he s X - r a im a g e s   th r o ugh  a dva nc e   de e le a r ni ng  te c hni que s ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   of   I nnov at iv e   Sc ie nc e   and  R e s e ar c T e c hnol ogy   ( I J I SR T ) vol .   8,  no 8,  2023.   [ 9]   R. - K S he u,  M S P a r de s hi K . - C P a i,   L . - C C he n,  C . - L .   W u,  a nd  W . - C C he n,  I nt e r pr e ta bl e   c la s s if ic a ti on  of   pne umoni a   in f e c ti on us in g e X pl a in a bl e  A I  ( X A I - I C P ) ,”   I E E E  A c c e s s , vol . 11, pp. 28896 28919, 2023,   doi 10.1109/AC C E S S .2023.3255 403.   [ 10]   C C U kw uoma   e al . D ua l_ P a c hi a tt e nt io n - ba s e dua l   pa th   f r a me w or w it in te r me di a te   s e c ond  or de r - pool in f or     C ovi d - 19  de te c ti on  f r om  c h e s X - r a y   im a ge s ,”   C om put e r s   in   B io lo gy   and  M e di c in e vol .   151,  D e c 2 022,     doi 10.1016/j .c ompbi ome d.2022.106324.   [ 11]   U C A yt a ç ,   A G üne ş a nd  N .   A jl ouni A   nove a da pt i ve   mom e nt um  me th od  f or   me di c a im a ge   c la s s if ic a ti on  us in c onvolut io na ne ur a ne twor k,”   B M C  M e di c al  I m agi ng , vol . 22,  no. 1, De c . 2022, doi:  10.1186/s 12880 - 022 - 00755 - z.   [ 12]   H A s gha r ne z ha e al . O bj e c ti ve   e va lu a ti on  of   de e unc e r ta in ty   pr e di c ti ons   f or   C O V I D - 19  de te c ti on,”   Sc ie nt if ic   R e por ts ,     vol . 12, no. 1, J a n. 2022, doi:  10.1038/s 41598 - 022 - 05052 - x.   [ 13]   M M uj a hi d,   F R us t a m,  R .   Á lv a r e z J L ui s   V id a M a z ón,  I d e   la   T D íe z a nd  I .   A s hr a f P ne umoni a   c la s s if ic a ti on  f r om  X - r a y   im a ge s   w it I nc e pt io n - V a nd  c onvolut io na ne ur a ne twor k,”   D ia gnos ti c s vol 12,  no.  5,  M a 2022,    doi 10.3390/di a gnos ti c s 12051280.   [ 14]   S G oya a nd  R S in gh,  D e te c ti on  a nd  c la s s if ic a ti on  of   lu ng   di s e a s e s   f or   pne umoni a   a nd  C ovi d - 19  us in ma c hi ne   a nd  d e e p   le a r ni ng  te c hni que s ,”   J our nal   of   A m bi e nt   I nt e ll ig e nc e   and  H um ani z e C om put in g vol 14,  no.  4,  pp.  3239 3259,  A pr 2 023,    doi 10.1007/s 12652 - 021 - 03464 - 7.   [ 15]   H A S a nghvi,  R . H P a te l,   A . A ga r w a l,   S G upt a V S a w hne y a nd  A S P a ndya ,   A   de e le a r ni ng  a ppr oa c f or   c la s s if ic a ti on  of   C O V I D   a nd  pn e umoni a   u s in D e n s e N e t‐ 201,”   I nt e r nat io nal   J our nal   of   I m agi ng  Sy s te m s   and  T e c hnol ogy ,   vol 33,   no.   1,     pp. 18 38, J a n. 2023, doi:  10.1002/i ma .22812.   [ 16]   A H a gha ni f a r M M M a jd a ba di Y C hoi S D e iv a la ks hmi a nd  S K o,  C O V I D - C X N e t:   de te c ti ng  C O V I D - 19  in   f r ont a c he s t   X - r a im a ge s   us in de e le a r ni ng,”   M ul ti m e di T ool s   and   A ppl ic at io ns vol 81,  no.  21,  pp.  30615 30645,  S e p.  20 22,    doi 10.1007/s 11042 - 022 - 12156 - z.   [ 17]   I C houa t,   A .   E c ht io ui R K h e ma khe m,  W Z ouc h,  M G hor be l,   a nd  A .   B e n   H a mi da ,   C O V I D - 19  de te c ti on  in   C T   a nd   C X R   im a ge s  us in g de e p l e a r ni ng mode ls ,”   B io ge r ont ol ogy , vol . 23, n o. 1, pp. 65 84, F e b. 2022, doi:  10.1007/s 10522 - 021 - 09946 - 7.   [ 18]   T A gr a w a a nd  P C houdha r y,  F oc us C ovi d:   a ut oma te C O V I D - 19  de te c ti on  us in de e le a r ni ng  w it c he s X - r a im a g e s ,”   E v ol v in g Sy s te m s , vol . 13, no. 4, pp. 519 533, Aug. 2022, doi:   10.1007/s 12530 - 021 - 09385 - 2.   [ 19]   S A gga r w a l,   S G upt a A A lh udha if D K ounda l,   R G upt a a nd  K P ol a t,   A ut oma te C O V I D 19  de te c ti on  in   c he s X r a y   im a ge s  us in g f in e tu ne d de e p l e a r ni ng a r c hi te c tu r e s ,”   E x pe r Sy s te m s , vol . 39, no. 3, M a r . 2022, doi:  10.1111/exs y.12749.   [ 20]   Z M ous a vi N .   S ha hi ni S S he ykhi va nd,  S M oj ta h e di a nd A . A r s ha di C O V I D - 19  de t e c ti on  us in g c he s t   X - r a im a ge s   ba s e d   on   a  de ve lo pe d de e p n e ur a ne twor k,”   SL A S T e c hnol ogy , vol . 27, no. 1, pp. 63 75, F e b. 2022, doi:  10.1016/j .s la s t. 2021.10.011.   [ 21]   P P a te l,   C he s X - r a ( C ovi d - 19  P ne umoni a ) ,”   K aggl e ,   ht tp s :/ /ww w .ka ggl e .c om/ da ta s e ts /p r a s ha nt 268/ c h e s t - xr a y - c ovi d19 - pne umoni a /d a ta   ( a c c e s s e d S e p 1, 2024) .   [ 22]   S R N a ya k,  J N a y a k,  U S in ha V A r or a U G hos h,  a nd  S C S a ta pa th y,  A n   a ut oma te li ght w e ig ht   de e ne ur a ne twor k   f or   di a gnos is   of   C O V I D - 19  f r om  c he s X - r a im a ge s ,”   A r a bi an  J our nal   fo r   Sc ie nc e   and  E ngi ne e r in g vol 48,  no.  8,     pp. 11085 11102, Aug. 2023, d oi 10.1007/s 13369 - 021 - 05956 - 2.   [ 23]   D A lS a e e a nd   S F O ma r B r a in   M R I   a na ly s i s   f or   A lz he i me r s   di s e a s e   di a gno s is   u s in C N N - ba s e f e a tu r e   e xt r a c ti on  a nd   ma c hi ne  l e a r ni ng,”   Se ns o r s , vol . 22, no. 8, Apr . 2022, doi:  10.3 390/ s 22082911.   [ 24]   Y V il lu e nda s - R e y,  J L V e z que z - R odr íg ue z M D A la ni s - T a me z M . - A M or e no - I ba r r a a nd  C Y á ñe z - M á r que z M e xi c a n   a xol ot opt im iz a ti on:  a  nove bi oi ns pi r e d he ur is ti c ,”   M at he m at ic s , vol . 9, no. 7, Apr . 2021, doi:  10.3390/m a th 9070781.   [ 25]   L X ie T H a n,  H Z hou,   Z . - R Z ha ng,  B H a n,  a nd  A .   T a ng,  T una   s w a r opt im iz a ti on:   a   nove s w a r m - ba s e me ta he ur is ti c   a lg or it hm  f or   gl oba opt im iz a ti on,”   C om put at io nal   I nt e l li ge nc e   and  N e ur o s c ie nc e vol 2021,  no.  1,  J a n.  20 21,    doi 10.1155/2021/ 9210050.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       Bha ra th  Kum a Go w ru          Pu rs u i n g   Ph . D .   i n   co mp u t er  s ci en ce  an d   en g i n eeri n g   at   G IT A D eemed   t o   b u n i v er s i t y ,   V i zag ,   A n d h ra  P rad es h ,   In d i a.   H s ec u red   mas t er  o f   t ech n o l o g y   i n   co mp u t er  s c i en ce  an d   t ech n o l o g y   at   V Si d d h ar t h E n g i n eer i n g   Co l l eg e,   V i j ay a w ad a,   A n d h ra  Prad es h ,   In d i a.   H g rad u at e d   en g i n eer i n g   i n   i n f o rmat i o n   t ech n o l o g y   at   Bap at l E n g i n eeri n g   C o l l eg e,   Bap a t l a,   A n d h ra  Prad e s h ,   In d i a.   H i s   res earc h   area  i s   b i g   d at a   an al y t i cs ,   art i fi ci a l   i n t e l l i g e n ce,   mach i n l earn i n g   a n d   c l o u d   co m p u t i n g .   H can   b c o n t act e d   at   emai l :   b h ara t h . k u mar 4 3 6 @ g mai l . co m.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.