I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   2 A p r il   20 25 ,   p p .   2 4 0 4 ~ 2 4 1 5   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 2 . pp 2 4 0 4 - 2 4 1 5           2404       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A comp rehe nsiv a na ly sis  of dif fere nt  mo dels:  skin c a ncer  detec tion       Am rut a   T ho ra t 1 ,   Cha y a   J a d ha v 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   D r .   D .   Y .   P a t i l   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   P i mp r i ,   P u n e ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   D r .   D .   Y .   P a t i l   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   P i m p r i ,   P u n e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Dec   9 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Dec   1 9 ,   2 0 2 4       Du e   to   fa st - g r o win g   wo rl d wid e   a ir  p o l lu ti o n   a n d   o z o n e   lay e d e str u c ti o n ,   a n   a larm in g   n u m b e o p e o p le  a re   fo u n d   t o   h a v e   sk i n   c a n c e r,   m o re   th a n   a n y   o th e r   k i n d   o f   c a n c e c o m b in e d .   It   is  k n o wn   to   b e   o n e   o f   th e   d e a d li e st   m a li g n a n c ies if   n o t   i d e n ti fied   a n d   c u re d   in   i ts  e a rly   sta g e s,  it   i li k e l y   to   sp re a d   to   o th e b o d y   p a rts.   Early   d e tec ti o n   is  c rit ica a n d   h e lp p re v e n t   c a n c e fro m   sp re a d in g .   T h is  a ll o ws   fo e a rly   d e c isio n o n   d iag n o stic  a n d   trea tme n o p ti o n s .   Early   d ia g n o sis  a n d   d isc o v e ry ,   c o m b in e d   wit h   th e   ri g h t   trea tme n t,   c a n   sa v e   li v e s.  In   th is   p a p e r,   we   h a v e   d o n e   a   d e tailed   su rv e y   o n   v a rio u tec h n iq u e a n d   m o d e ls  d e v e lo p e d   f o sk i n   c a n c e d e tec ti o n   a n d   a lso   d isc u ss e d   d iffere n se c u rit y - re late d   issu e s.  T h is  wo r k   t h o r o u g h l y   e x p l o re s   th e   se v e ra ty p e s o m o d e ls u t il ize d   to   id e n ti fy   c a n c e in   t h e   sk i n .   K ey w o r d s :   Alex - N et   Dee p   lear n in g   E f f icien tNet   I m ag eNe t   Ma ch in lear n in g   Mo b ile N et - V2   R esNet   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 :   Am r u ta  T h o r at   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   T elec o m m u n icatio n   E n g in ee r in g ,   Dr .   D.   Y.   Patil I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   Pimp r i,  Pu n e,   I n d ia   E m ail:  am r u tath o r at 1 2 0 6 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h Natio n al  C an ce r   I n s titu te  ( NC I )   p r ed icts   th at  b y   2 0 4 0 ,   th er m ig h b an   asto u n d in g   2 9 . 5   m illi o n   n ew  ca s es  [ 1 ] .   W o r ld   h ea lth   o r g an izatio n   ( W HO)   p r ed icts   o n o f   th th r ee   m o s d ea d ly   ca n ce r s   th at   ca n   r esu lt  f r o m   d eo x y r ib o n u cl eic  ac id   ( DNA)   d am ag is   s k i n   ca n ce r .   T h u n co n tr o llab le  g r o win g   o f   tis s u es,  is   ca u s ed   b y   th is   d am ag ed   D NA,   an d   it  is   cu r r en tly   ac ce le r atin g   q u ick l y .   T h is   ty p o f   u n ev en   g r o wth   o f   ce ll  p atter n s   ca n   b class ed   as   eith er   b en ig n   o r   m alig n an [ 2 ] .   Sk in   ca n ce r   m ay   also   b ca u s ed   b y   u ltra v io let  ( UV )   lig h t e x p o s u r e,   wea k e n ed   im m u n s y s tem ,   f am ily   h is to r y ,   an d   o t h er   f ac t o r s .     T h n atu r o f   h u m a n   s k in   is   in cr ed ib ly   co m p le x .   T h s k in   s h ield s   all  th e   o r g a n s   with in   f r o m   th e   h ar s h   ex ter n al  en v ir o n m en t.   I g u ar d s   ag ai n s in f ec tio n s   an d   ass is t s   in   tem p er atu r r eg u l atio n .   As  s h o wn   in   Fig u r 1 ,   th e r ar e   th r ee   lay e r s   o f   s k in ,   wh ic h   c o n s is h y p o d er m is   ep id e r m is   an d   d e r m is   [ 3 ] .   T h e   ep id er m is   an d   d er m is   ar e   th two   p r i n c ip al  m em b r a n d iv is io n s .   T h ep id er m is   is   th e   s k in ' s   to p   lay er   an d   ac ts   as  a   p r o tectiv b ar r ie r   b y   k ee p in g   b o d ily   f lu id s   in   p lace   an d   p r ev en tin g   b ac ter ial  g r o wth .   T h s k in ' s   ten s ile  s tr en g th   an d   s u p p len ess   ar d e r iv ed   f r o m   th co n n ec tiv tis s u es  th at  co m p r is th d er m is   [ 3 ] .   Fig u r 2   s h o ws   th d if f er en ty p es  o f   s k in   ca n ce r ,   th e   th r ee   m ain   ca teg o r ies  o f   s k in   ca n ce r s   ar e:  i)   Sq u am o u s - ce ll  ca r cin o m a   ( SC C ) ,   ii)  b asal - ce ll  ca r cin o m ( B C C ) ,   an d   iii)  m alig n an m elan o m [ 3 ] ,   th o th e r   ty p es  a r ac tin ic  k er ato s is   ( AKI E C )   h as a   b en ig n   n atu r b u t c an   b ec o m m alig n a n t tu r n in g   in to   ca n ce r o u s   lesi o n .   B asal c e ll c ar cin o m a   ( B C C )   an d   m elan o m ( ME L )   ar ca n ce r o u s .   B en ig n   k er at o s is   ( B KL ) ,   d er m ato f ib r o m ( DF) ,   v ascu lar   s k in   lesi o n   ( VASC ) ,   an d   m elan o c y tic  n ev i   ( NV)   a r n o n - ca n c er o u s   [ 4 ] T h er e   ar e   s tu d ies  f o r   t h a u to m ated   id en tific atio n   o f   ca n ce r   in   im a g es  o f   s k in   lesi o n s .   T h an aly s is   o f   th ese  im ag es,  h o wev er ,   is   v er y   d if f icu lt  d u e   to   s o m s ig n if ican ca u s es,  s u ch   as  th r ef lectio n   o f   lig h f r o m   th s k in ' s   s u r f ac e,   d if f er en ce s   in   th co lo r   b r ig h tn ess   o f   th e   lesi o n s ,   an d   t h lesi o n s '   v ar ied   s izes a n d   f o r m s .   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:   2088 - 8 7 0 8         A   co mp r eh en s ive  a n a lysi s   o d iffer en t m o d els:  s kin   ca n ce r   d etec tio n   ( A mru ta   Th o r a t )   2405       Fig u r 1 .   L a y er s   o f   s k in   an d   b asic th r ee   ty p es o f   s k in   ca n ce r   [ 3 ]           Fig u r 2 .   T y p es o f   s k i n   ca n ce r s   [ 4 ]       T h n at u r o f   h u m a n   s k in   is   i n cr ed ib ly   co m p licated .   T h c h allen g in g   p ar t   is   id en tif y in g   s k in   ca n ce r   f r o m   clin ical  p h o to g r ap h s .   Ho wev er ,   f o r   p h y s ician s   it  is   ex tr em ely   d if f icu lt  to   m a n u ally   d i ag n o s s k in   is s u es.  C o n s eq u en tly ,   co m p u ter ized   s k in   d is ea s p r ed ictio n   is   n ee d ed   f o r   b o th   p atien ts   an d   d o ct o r s .   T h er ef o r e,   it  is   im p o r tan to   im p r o v p ath o lo g is ts '   ac cu r ac y   an d   ex p er tis in   th ea r ly   s tag es  th r o u g h   ev id en tial  au to m atic   s k in   ca n ce r   r ec o g n itio n .   T h s tu d y   ex p lo r es  ad v an ce d   t ec h n iq u es  an d   f ea tu r es  d esig n ed   f o r   t h d etec tio n   a n d   class if icatio n   o f   s k in   ca n ce r .   I em p h asizes  s ev er al  p r o m in en d ee p   lear n i n g   m o d els,  in clu d in g   Alex Net,   Mo b ileNet - V2 ,   E f f icien tNet,   I m ag eNe t,  R esNet,   VGG - 1 6 ,   Den s eNe t,  I n ce p t io n V3 ,   an d   im ag s u p e r - r eso l u tio n   ( I SR ) ,   wh ich   h av b ee n   in s tr u m e n tal  in   im p r o v in g   d ia g n o s tic  p r ec is io n .   T h ese  m o d els  s h o wca s s ig n if ican ad v an ce m en ts   in   ac cu r ac y ,   ef f icien c y ,   an d   r e liab ilit y ,   co n tr ib u tin g   to   m o r ef f ec tiv au to m ate d   s k in   ca n c er   d iag n o s is .   Sk in   ca n ce r   im p ac o n   h u m an   life   ca n   b e   p r o f o u n d .   Sk in   ca n ce r   ca n   s ig n if ican tly   af f ec a n   in d iv id u al' s   q u ality   o f   life .   W h ile  ea r ly - s tag s k in   ca n ce r s   ca n   o f ten   b tr ea ted   ef f e ctiv ely ,   ad v a n ce d   ca s es,   esp ec ially   m elan o m a,   ca n   b life - th r ea ten in g .   T h e   d is ea s ca n   lead   t o   p h y s ical  an d   p s y c h o lo g ical  b u r d en s ,   in clu d in g   d is f ig u r em e n t,  an x i ety ,   an d   r ed u ce d   life   e x p ec t an cy .   Su r v iv al  r ates  ca n   b im p r o v e d   b y   ea r ly   d etec tio n   an d   tr ea tm en t.   Sk in   test s   f o r   m a n u al  d iag n o s tic  m eth o d s   u s u ally   in clu d v i s u al  ex am in atio n   an d   b io p s y .   Sk in   test s   u s u ally   in clu d e:        Vis u al  ex am in atio n Den tis ts   u s in s tr u m en ts   s u ch   as  d er m o s co p es  to   ex am in t h s k in   an d   id e n tify   ab n o r m alities   b ased   o n   s y m p t o m s   ( e. g . ,   asy m m etr y ,   ir r eg u lar ity ,   ir r eg u lar   b o r d er ,   d is co lo r atio n ) .         B io p s y Per f o r m   b io p s y   if   a   lesi o n   is   p r esen t.  s m all  p ie ce   o f   s k in   is   co llected   an d   ex am in ed   u n d er   m icr o s co p to   d etec t th p r ese n ce   o f   ca n ce r   ce lls .   Alth o u g h   s u cc ess f u l,  ce ll d iag n o s is   r elie s   h ea v ily   o n   th k n o wled g e   an d   s k ills   o f   d er m ato lo g is t.  Misd iag n o s is   o r   d elay e d   d ia g n o s is   is   p o s s ib le,   esp ec ially   if   s y m p to m s   ar v a g u o r   aty p ic al.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   2 4 0 4 - 2 4 1 5   2406   Ma ch in lear n in g   ( ML )   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   p lay   tr an s f o r m ativ r o le  in   s k i n   ca n ce r   d etec tio n   b y   en a b lin g   f aster   a n d   m o r e   ac cu r ate  d iag n o s es.  Dee p   le ar n in g   m o d els,  esp ec ially   co n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k s   ( C NNs),   ar tr ain ed   o n   lar g d atasets   o f   d er m o s c o p ic  im ag es  to   d etec an d   cla s s if y   s k in   lesi o n s ,   o f ten   s u r p ass in g   th ac cu r ac y   o f   h u m a n   ex p er ts .   T h ese  m o d els as s is t   d er m ato lo g is ts   in   id en tify in g   ea r ly - s tag ca n ce r ,   r ed u cin g   th n ee d   f o r   i n v asiv b io p s ies  th r o u g h   n o n - in v asiv im ag an aly s is .   ML   a lg o r ith m s   ca n   also   in teg r ate  ad d itio n al  p atien d ata  to   im p r o v d iag n o s is   an d   p r ed ict  ca n ce r   r is k .   B y   au g m en tin g   clin ical   wo r k f lo ws,  ar tific ial  in tellig e n ce   ( AI )   d r iv en   s y s tem s   en h an ce   d iag n o s tic  co n s is ten cy ,   s p ee d ,   an d   o v er all   p atien t o u tco m es.  T h is   tech n o l o g y   is   h elp in g   to   r ev o lu tio n ize   s k in   ca n ce r   s cr ee n i n g   an d   ea r ly   d etec tio n .   T h ey   ca n   im p r o v s k in   d iag n o s is   b y   i)   im ag class if icatio n ,   ii)  ea r ly   d etec tio n ,   iii)  d ec is io n   s u p p o r t,   an d   iv )   au t o m ated   s cr ee n in g .   R ec en tech n o lo g ical  ad v a n ce m en ts   h av f o c u s ed   o n   th d e v elo p m en o f   d ee p   lear n in g   an d   m ac h in lear n in g ,   r esu ltin g   in   im p r o v ed   ac cu r a cy ,   s p ee d ,   an d   s ca lab ilit y   f o r   ea r ly   d etec tio n   an d   en h an ce d   ef f icien c y .   T h e   m ai n   co n tr ib u tio n s   in clu d e   a   d etai led   s u r v e y   o f   th e   m o s p r o m in en m o d els  f o r   s k in   ca n ce r   d etec tio n   an d   c o m p ar at iv an aly s is   o f   th ac cu r ac y   a n d   r eliab ilit y   o f   d if f er e n t m o d els.   T h is   p ap er   t h o r o u g h ly   s u r v e y s   th v ar i o u s   m o d els  an d   tech n iq u es  d e v elo p ed   f o r   s k in   ca n ce r   d etec tio n ,   in clu d i n g   d ee p   lea r n in g   m o d els  s u ch   as  Alex Net,   Mo b ileNet - V2 ,   E f f icien tNet,   I m ag eNe t,  R esNet ,   VGG - 1 6 ,   Den s eNe t,  an d   I n c ep tio n V3 .   T h e   r em ain in g   s ec tio n s   o f   th is   p ap er   a r o r g an ized   as  f o llo ws:   I n   s ec tio n   2 ,   r ele v an m et h o d s   u s ed   b y   r esear ch er s   o n   d ee p   lear n in g   a n d   m ac h in e   lear n in g   f o r   th id e n tific atio n   o f   s k in   ca n ce r   ar s u m m ar i ze d .   Sectio n   3   o u tlin es  p r es en th r esu lts   an d   d is cu s s i o n   o f   th e   m o d els’  p er f o r m an ce   u s in g   v ar i o u s   d atasets ,   in clu d in g   co m p ar is o n s   b etwe en   d if f er e n ar ch itect u r es.  I n   s ec tio n   4 ,   co n clu d es th p ap er   with   f u tu r r esear ch   d ir ec tio n s .       2.   M E T H O D   Sk in   ca n ce r   c o n tin u es  to   b o n o f   th m o s wid esp r ea d   an d   d a n g er o u s   ty p es  o f   ca n c er   g lo b ally ,   u n d er s co r i n g   th im p o r ta n ce   o f   ea r ly   d etec tio n   in   en h a n cin g   s u r v iv al  r ates.  W h ile  tr ad itio n al  d iag n o s tic   tech n iq u es,  in clu d i n g   b i o p s ies  an d   d er m o s co p ic  ev alu ati o n s ,   ar ef f ec tiv e,   th e y   ten d   to   b l ab o r - in te n s iv an d   d em an d   s p ec ialized   k n o wled g e.   R ec en d ev elo p m en ts   in   AI ,   esp ec ially   in   th r ea lm s   o f   d ee p   lear n in g   an d   m ac h in lear n in g ,   p r esen p r o m is in g   av en u es  f o r   a u to m at in g   an d   i m p r o v in g   t h p r ec is io n   o f   s k in   ca n ce r   d etec tio n .     2 . 1 .     Dee p lea rning   2 . 1 . 1 .   T ra ns f er   lea rning   o n o rig ina l a nd   a ug m ent ed  da t a     T h s tu d y   ex p lo r ed   two   d is tin ct  ca teg o r ies  o f   tr an s f er   lea r n i n g   ( T L )   m eth o d s T L   ap p lied   to   o r ig in al   d ata  an d   T L   ap p lied   to   au g m e n ted   d ata,   u s in g   th e   PAD - UFES - 2 0   d ataset.   s ig n if ican t   f i n d in g   was  th at  d ata  au g m en tatio n   en h an ce d   th p er f o r m a n ce   o f   m o d els,  h i g h li g h tin g   its   im p o r tan ce   in   s k in   ca n ce r   class if icatio n   task s .   Am o n g   th m o d els ev alu ated ,   Alex Net  d em o n s tr ated   t h b est p er f o r m a n ce ,   s h o wca s in g   its   p o ten tial f o r   in teg r atio n   in to   m o b ile  a p p lic atio n s   aim ed   at  im p r o v in g   s k in   ca n ce r   d etec tio n   an d   d iag n o s is   [ 5 ] .     2 . 1 . 2 .   Co m pa riso n o f   d er m o s co pic  a nd   s m a rt ph o ne  im a g e s   f o CNN - ba s ed  det ec t io   T h is   s tu d y   ex am in ed   th d i ag n o s tic  ac cu r ac y   o f   d e r m o s co p ic  im ag es  ( DI )   v er s u s   s m ar tp h o n e - ca p tu r ed   im a g es  ( SI)   u s in g   d u al  C NN  with   s o n if icatio n   f o r   n o n - m elan o m s k in   ca n ce r   ( NM SC ) .   R esu lt s   s h o wed   th at   DI   o u tp er f o r m e d   SI  in   ac c u r ac y ,   s en s itiv ity ,   a n d   AUC,  s u g g esti n g   telem ed ici n ap p r o ac h es  m ay   r eq u ir d er m o s co p ic  im ag es   f o r   o p tim al  r esu lts .   Me th o d s   in clu d ed   a   p r e p r o ce s s in g   p ip elin with   h ai r   r em o v al,   d ata  au g m en tatio n ,   an d   r esizin g ,   with   E f f icien tNet  B 4   y ield in g   th b est  r esu lts   ( F1 - s co r e:  8 7 %,   T o p - 1   ac cu r ac y 8 7 . 9 1 %)   [ 6 ] ,   [ 7 ] .     2 . 1 . 3 .   Sk in lesi o n c la s s if ica t io n us ing   R es N et ,   X ce ptio n,  a nd   D ens e N et     T h s tu d y   u tili ze d   R esNet,   Xce p tio n ,   an d   Den s eNe m o d els  to   class if y   s k in   le s io n s   u s in g   th e   HAM 1 0 0 0 0   d ataset.   B y   em p lo y in g   weig h te d   en s em b le  tec h n iq u e,   t h s tu d y   ac h iev ed   a n   ac cu r ac y   o f   8 5 . 8 %,  o u tp er f o r m in g   th in d iv id u al  m o d els.  T h ese  f in d in g s   u n d er s co r th ef f ec tiv en ess   o f   en s em b le  m eth o d s   in   en h an cin g   th p er f o r m a n ce   o f   s k in   lesi o n   class if icatio n   ta s k s ,   p r o v id in g   r o b u s ap p r o ac h   f o r   im p r o v in g   d iag n o s tic  ac cu r ac y   [ 8 ] .     2 . 1 . 4 .   Cha lleng es in sk in  im a g e   cla s s if ica t io   T h s tu d y   em p h asized   th c o m p lex ity   o f   s k in   im ag class if icatio n   d u t o   th h i g h   v a r i ab ilit y   in   lesi o n   ap p ea r an ce   an d   ch ar ac t er is tics .   C NN  im p lem en ted   in   T en s o r Flo ac h iev ed   an   a cc u r ac y   o f   8 1 . 2 4 %,  s h o wca s in g   its   p o ten tial  d esp ite  th ch allen g es.  Ho wev er ,   tr an s f er   lear n in g   m o d els  in   Py T o r ch ,   in clu d in g   W id R e s Net1 0 1 ,   R esNet5 0 ,   Den s eNe t1 2 1 ,   an d   VGG1 9 ,   s ig n if ican tly   im p r o v e d   ac cu r ac y ,   r an g i n g   f r o m   9 6 . 4 0 % to   9 9 . 0 4 %,  h ig h lig h ti n g   th eir   s u p er io r   p er f o r m an ce   in   ad d r ess in g   th ese  co m p lex iti es   [ 9 ] .   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:   2088 - 8 7 0 8         A   co mp r eh en s ive  a n a lysi s   o d iffer en t m o d els:  s kin   ca n ce r   d etec tio n   ( A mru ta   Th o r a t )   2407   2 . 1 . 5 .   O ptim ized  CNN  m o del   wit RM S pro p   a nd   ADA M     co n v o lu tio n al   n eu r al   n etwo r k   m o d el  p r e - tr ain e d   o n   d er m o s co p ic  im ag es  was  f u r th er   r e f in ed   u s in g   h ig h way   C NN  f ea tu r es.  T h o p tim izatio n   p r o ce s s   em p lo y e d   b o th   R MSp r o p   a n d   ADAM ,   two   wid el y   u s ed   alg o r ith m s   f o r   d ee p   lear n in g   task s .   No tab ly ,   th e   ADAM   o p tim izer   o u t p er f o r m ed   R MSp r o p ,   ac h iev in g   a   tr ain in g   ac cu r ac y   o f   9 0 % a n d   v alid atio n   ac cu r ac y   o f   8 2 %   [ 1 0 ] .     2 . 1 . 6 .   F ea t ure  s elec t io n us ing   g enet ic  a lg o rit h m   a nd   pa rt i cle  s wa rm   o ptim iza t io   T h s tu d y   u tili ze d   E f f icien tN etB 0   C NN  f ea tu r es  to   en h an ce   th ac cu r ac y   o f   class if icat io n   task s .   Featu r s elec tio n   was   co n d u ct ed   u s in g   g en etic  al g o r ith m   ( G A)   an d   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O) ,   two   p o wer f u o p tim izatio n   tech n iq u es  wid ely   ap p lied   in   m ac h in e   lear n in g .   Fo llo win g   th is   p r o c ess ,   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM)   class if icatio n   was p er f o r m ed ,   ac h iev i n g   an   im p r ess iv ac cu r ac y   o f   8 9 . 1 7 %   [ 1 1 ] .     2 . 1 . 7 .   Dee p lea rning   in dia g no s ing   pig m ent ed  nev   T h s tu d y   u tili ze d   C NNs  to   c lass if y   D er m o s co p ic  im ag es  o f   p ig m e n ted   n ev i,  aim i n g   to   d is tin g u is h   b etwe en   b en ig n   an d   m alig n a n t le s io n s .   T h u s o f   C NN s   p r o v id ed   r o b u s t f r am ewo r k   f o r   an aly zin g   co m p lex   p atter n s   an d   tex tu r es  with in   th im ag es,  wh ich   ar cr itical  f o r   ac cu r ate  class if icatio n .   B y   lev er ag in g   th ese  d ee p   lear n in g   m o d els,  th e   s tu d y   h ig h lig h ted   th p o ten tial   o f   C NNs  to   o u tp er f o r m   tr a d itio n al  d ia g n o s tic  m eth o d s   in   ter m s   o f   ac cu r ac y   an d   ef f icien c y   [ 1 2 ] .     2 . 1 . 8 .   E ns em ble m o del w it h Xc ept io n,  ResNet 5 0 ,   a nd   VG G 1 6     T h s tu d y   f o c u s ed   o n   f in e - t u n in g   an   en s em b le  m o d el   c o m p o s ed   o f   Xce p tio n ,   R esNet5 0 ,   a n d   VGG1 6   to   en h an ce   m ela n o m d iag n o s is .   B y   em p lo y in g   weig h ted   f u s io n   ap p r o ac h ,   th e   en s em b le  ac h iev e d   an   ac cu r ac y   o f   8 6 . 9 1 %,  s u r p ass in g   th p er f o r m an ce   o f   m an y   tr ad itio n al  d iag n o s tic  m eth o d s .   T h ese  r esu lts   u n d er s co r th e f f ec tiv en es s   o f   in teg r atin g   m u ltip le  d ee p   lear n in g   a r ch itectu r es   to   h ar n ess   th eir   co m p lem en tar y   s tr en g th s   [ 1 3 ] .     2 . 1 . 9 .   I m a g e   s up er - re s o lutio n a nd   CNN  f o enha nced  det ec t io   T h s tu d y   em p lo y ed   co m b in ed   ap p r o ac h   u s in g   I SR   an d   C NNs  to   en h an ce   th class if icatio n   ac cu r ac y   f o r   v ar io u s   s k in   ca n ce r   ty p es.  T h in teg r atio n   o f   I SR   im p r o v ed   im a g q u ality ,   en ab lin g   C NN  m o d els  to   ex tr ac t   m o r e   d e tailed   an d   in f o r m ativ e   f ea t u r es.  Am o n g   th test ed   m o d els,  I n ce p tio n V3   d em o n s tr ated   s ig n if ica n t d iag n o s tic  im p r o v e m en ts ,   h ig h lig h tin g   th p o ten tial o f   th is   ap p r o ac h   [ 1 4 ] .     2 . 1 . 1 0 .   E v a lua t io n o f   pre - t ra ined net wo rk s   o n M E D - NO DE   a nd   Der m I d a t a s et s     Fiv p r e - tr ain ed   n etwo r k s   ( Alex Net,   R es Net - 1 8 ,   Sq u ee ze Net,   Sh u f f leNe t,  Dar k Net - 1 9 )   wer e   ev alu ated .   Alex Net  an d   R esNet - 1 8   ac h iev ed   to p   p r ec is io n   an d   ac cu r ac y   s co r es  ( u p   to   1 0 0 %),   with   o th er   m o d els also   p er f o r m in g   well,   alb eit  with   s lig h tly   lo wer   ac cu r ac y   [ 1 5 ] .   Me th o d s   in clu d es :     Data   p r ep ar atio n   a n d   au g m en tatio n C lear ly   o u tlin d ataset  p r ep ar atio n   s tep s   ( e. g . ,   h ai r   r em o v al,   im ag e   r esizin g ,   d ata  au g m en tatio n ) ,   s p ec if y in g   p ar am eter s   u s ed   f o r   ea ch   m o d el.     Mo d el  ar ch itectu r es  an d   o p ti m izatio n   tech n iq u es:  Deta il  th co n f ig u r atio n s   an d   o p tim izer s   ( e. g . ,   ADAM ,   R MSp r o p )   u s ed   f o r   ea ch   C NN  o r   tr an s f er   lear n in g   m o d el.     E x p er im en tal  s etu p Pro v id s p ec if icatio n s   f o r   m o d el  tr ain in g   ( e. g . ,   b atch   s izes,  lear n in g   r ates,  ep o ch s )   an d   d escr ib e n s em b le  tech n iq u es,  if   ap p licab le.     Per f o r m an ce   m etr ics:   R ep o r t   m etr ics  lik ac cu r ac y ,   s en s i tiv ity ,   AUC,  an d   F1 - s co r es  f o r   ea ch   m o d el,   in clu d in g   t h r esh o ld s   o r   d ec is io n   cr iter ia  f o r   class if icatio n .     2 . 2 .     Dee p c o nv o lutio na l neura l net wo rk   ( DCNN )   2 . 2 . 1 .   Co m prehens iv da t a s et   des cr iptio n   Descr ib th HAM 1 0 0 0 0   d at aset,  u s ed   ex ten s iv ely   in   s tu d ies  [ 1 6 ] [ 1 8 ] .   Deta il  s k in   lesi o n   ty p es,  s am p le  s izes,  an d   an y   r elev an m etad ata,   in cl u d in g   p ati en d em o g r ap h ics  u s ed   in   s tu d y   [ 1 8 ]   f o r   th e   m u ltimo d al  m o d el.   Me n tio n   an y   d ata  im b alan ce   is s u es  an d   th tech n iq u es  em p lo y e d   to   ad d r ess   th ese,   as   s ee n   in   s tu d y   [ 1 7 ] .     2 . 2 . 2 .   P re pro ce s s ing   s t eps   Pre p r o ce s s in g   tech n iq u es  p l ay   cr u cial  r o le  in   im p r o v in g   th p er f o r m an ce   o f   s k in   lesi o n   class if icatio n   m o d els b y   p r e p a r in g   th d ata  f o r   m o r e   ef f ec tiv an aly s is   an d   lear n in g .     Data   au g m en tatio n Deta il  au g m en tatio n   m et h o d s   s u ch   as  r o tatio n ,   f lip p in g ,   an d   s ca lin g ,   as  ap p lied   i n   s tu d y   [ 1 6 ]   to   im p r o v e   class if icatio n   ac cu r ac y .     Featu r ex tr ac tio n   an d   n o is r ed u ctio n Stu d y   [ 1 6 ]   em p h asi ze s   f ea tu r ex tr ac tio n   an d   n o i s r ed u ctio n   as  p ar t o f   p r ep r o ce s s in g   to   en h an ce   m o d el  p e r f o r m an ce .   I n clu d s tep s   to   clar if y   ea ch   tech n iq u e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   2 4 0 4 - 2 4 1 5   2408     I m ag r esizin g Me n tio n   im a g r esizin g   s p ec if icatio n s   f o r   co n s is ten cy   ac r o s s   m o d els,  as  h ig h lig h ted   in   s tu d ies  [ 1 6 ]   an d   [ 1 8 ] .     2 . 2 . 3 .   M o del a rc hite ct ures   R ec en ad v an ce m e n ts   in   d ee p   lear n i n g   h av e   led   to   t h d ev elo p m e n o f   i n n o v ativ m o d els  th at   s ig n if ican tly   en h a n ce   th ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess   o f   s k in   lesi o n   class if icatio n .     DC NN  m o d els:   T h p r o p o s ed   DC NN  m o d el  in   [ 1 6 ]   in teg r ates  v ar io u s   p r ep r o ce s s in g   s tep s   to   im p r o v e   p er f o r m an ce ,   ac h iev in g   h ig h   t r ain in g   a n d   test in g   ac c u r ac y   o n   HAM 1 0 0 0 0 .   An o th er   DC NN  d ev elo p e d   in   [ 1 7 ]   d em o n s tr ates su p er io r ity   o v er   VGG1 6   a n d   VGG1 9 .     M u l t i m o d a l   m o d e l   ( A L B E F ) :   S t u d y   [ 1 8 ]   p r e s e n t s   a   u n i q u e   m u l t i m o d a l   a p p r o a c h   b y   c o m b i n i n g   d e r m o s c o p i c   i m a g e s   a n d   p a ti e n t   m e t a d at a ,   ac h i e v i n g   h i g h   a c c u r a c y   a n d   AU C - R OC .     2 . 2 . 4 .   O ptim iza t io n a lg o ri t hm s   T h o p tim izatio n   tech n iq u es   in   [ 1 6 ]   aim ed   to   en h a n ce   DC NN  p er f o r m an ce   t h r o u g h   ad a p tiv o p tim izer s ,   p a r am eter   tu n in g ,   an d   r eg u lar izatio n   s tr ateg ies.  ADAM ,   with   lear n in g   r ate   o f   0 . 0 0 1   an d   a   b atch   s ize  o f   3 2 ,   en a b led   f aster   co n v er g en ce   an d   b etter   o u tco m es.  R eg u lar izatio n   m eth o d s   lik d r o p o u t ( 0 . 5 )   an d   L 2   weig h d ec ay   ( 0 . 0 0 0 1 )   h el p ed   p r e v en o v er f itti n g   a n d   im p r o v e d   g e n er aliza tio n .   Data   au g m en tatio n   tech n iq u es,  i n clu d in g   r o tatio n ,   f lip p in g ,   an d   s ca lin g ,   in cr ea s ed   tr ain in g   d ata   d iv er s ity ,   f u r t h er   e n h an ci n g   r o b u s tn ess .   T h ese  co m b i n ed   m eth o d s   p lay e d   cr u cial  r o le  in   ac h iev in g   s u p er io r   p er f o r m an ce   in   th s tu d y .     2 . 2 . 5 .   E v a lua t io n m e t rics   E v alu atio n   m et r ics  s u ch   as  a cc u r ac y ,   F1 - s co r e,   a n d   AUC - R OC   ar ess en tial  f o r   ass es s i n g   m o d el  p er f o r m an ce ,   as  em p h asized   i n   [ 1 6 ] [ 1 8 ] .   Acc u r ac y   m ea s u r es  th p r o p o r tio n   o f   c o r r ec p r ed ictio n s   b u m a y   b in s u f f icien f o r   im b alan ce d   d atasets ,   as  n o ted   i n   [ 1 6 ] .   T h e   F1 - s co r e,   h ig h lig h ted   in   [ 1 7 ] ,   b alan ce s   p r ec is io n   an d   r ec all,   p r o v id in g   a   b etter   m ea s u r o f   p er f o r m an ce   in   s ce n ar io s   with   s k ewe d   class   d is tr ib u tio n s .   AUC - R OC ,   a s   d is cu s s ed   in   [ 1 8 ] ,   ev alu ates  m o d el’ s   ab ilit y   t o   d is tin g u is h   b etwe en   class es  ac r o s s   th r esh o ld s ,   m ak in g   it c r u cial  f o r   clin ical  ap p licatio n s   wh er r eliab ilit y   is   p ar am o u n t.     2 . 2 . 6 .   E x perim ent a l set up   well - d ef in ed   h ar d war an d   s o f twar s etu p   is   cr u cial  f o r   r ep r o d u ci b ilit y   in   m ac h in lear n in g   s tu d ies.  T h is   in clu d es  s p ec if y i n g   th c o m p u tin g   en v ir o n m en t,  s u ch   as  g r a p h ics  p r o ce s s in g   u n it  ( GPU)   m o d els   ( e. g . ,   NVI DI A1 0 0 )   o r   ce n tr al  p r o ce s s in g   u n it s   ( C PU s ) ,   an d   th f r am ewo r k s   u s ed ,   lik T en s o r Flo o r   Py T o r ch ,   wh ic h   ar wid ely   r e co g n ized   f o r   th ei r   r o b u s tn ess   in   d ee p   lear n in g .   Stu d ies  [ 1 6 ] [ 1 8 ]   em p h asize  th im p o r tan ce   o f   co n s is ten tr ain in g - v alid atio n   s p lits ,   ty p ically   u s in g   a n   8 0 - 2 0   o r   7 0 - 3 0   r atio ,   alo n g   with   s ettin g   r an d o m   s ee d   v alu es  to   en s u r e   r ep r o d u cib ilit y   in   d ataset  p ar titi o n in g   an d   m o d el  in itializatio n .   Ad d itio n ally ,   h y p er p ar am eter s   s u ch   as  b atch   s ize,   lear n in g   r ate,   an d   n u m b er   o f   e p o ch s   s h o u ld   b ex p licitly   s tated ,   as   d em o n s tr ated   i n   s tu d y   [ 1 7 ] ,   t o   allo r esear ch e r s   to   r e p licate  th r esu lts .   Fu r th er m o r e,   s tu d y   [ 1 8 ]   h ig h lig h ts   th s ig n if ican ce   o f   co n s is ten ev alu atio n   m etr ics  ac r o s s   r e p ea ted   r u n s   to   en h a n ce   r eliab ilit y   in   h ig h - s tak es  ap p licatio n s .     2 . 2 . 7 .   Co m pa riso n a nd   a na ly s is   C o m p ar is o n s   with in   s tu d ies  h ig h lig h th s u p er i o r   p er f o r m an ce   o f   ce r tain   m o d els  d u to   th eir   ar ch itectu r an d   m u ltimo d al  in teg r atio n .   I n   s tu d y   [ 1 7 ] ,   th d ee p   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( DC NN)   o u tp er f o r m ed   VGG  m o d els,  t h an k s   to   its   d ee p er   lay er s   a n d   en h an ce d   f ea tu r ex tr a ctio n   ca p ab ilit ies,  allo win g   it  to   ca p tu r e   m o r co m p lex   p atter n s   in   th e   d ata.   Similar ly ,   I n   s tu d y   [ 1 8 ] ,   t h e   m u ltimo d al  AL B E m o d el,   wh ich   co m b i n es  im ag an d   tex d ata,   s u r p ass ed   im a g e - o n ly   m o d els  b y   lev er ag i n g   r ich er   co n tex tu al  in f o r m atio n .   T h e   in teg r atio n   o f   m u ltip le  d ata  s o u r ce s ,   alo n g   with   p r ep r o ce s s in g   te ch n iq u es  lik d ata  au g m en tatio n   an d   n o r m aliza t io n ,   co n t r ib u ted   t o   th h ig h e r   ac cu r ac y   ac h iev ed   b y   th e   m u ltimo d al  m o d el,   en h an cin g   its   g en er aliza tio n   a n d   p er f o r m a n ce   ac r o s s   d iv er s d atasets .       2 . 3 .     M a chine le a rning     2 . 3 . 1   P re pro ce s s ing   t ec hn iq u es   Pre p r o ce s s in g   tech n iq u es  ar cr u cial  f o r   im p r o v in g   th q u a lity   o f   in p u d ata   an d   en h a n cin g   m o d el   p er f o r m an ce   in   s k i n   lesi o n   cla s s if icatio n   task s .     I m ag en h a n ce m en t:  I n clu d e   s tep s   f o r   Gau s s ian   an d   Me d ian   f ilter in g   to   r ed u ce   n o is [ 1 9 ] [ 2 0 ] ,   an d   m en tio n   d i g ital h air   r em o v al  t ec h n iq u es su ch   as th D u ll R az o r   m eth o d   [ 1 9 ] [ 2 0 ] .     Seg m en tatio n   m eth o d s Descr ib co lo r - b ased   k - m ea n s   clu s ter in g   f o r   s eg m en tatio n   as  ap p lied   in   [ 1 9 ]   an d   th Gr ab C u t   tech n iq u in   [ 2 0 ]   to   is o late  r eg io n s   o f   in ter est ef f ec tiv ely .   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:   2088 - 8 7 0 8         A   co mp r eh en s ive  a n a lysi s   o d iffer en t m o d els:  s kin   ca n ce r   d etec tio n   ( A mru ta   Th o r a t )   2409   2 . 3 . 2 .   F ea t ure  e x t ra ct i o n   Featu r ex tr ac tio n   p la y s   p i v o tal  r o le  in   im p r o v in g   th e   p er f o r m a n ce   o f   s k i n   lesi o n   cla s s if icatio n   m o d els b y   e x tr ac tin g   r ele v an p atter n s   an d   c h ar ac ter is tics   f r o m   im ag es.     AB C an d   g r ay   lev el   co - o cc u r r en ce   m atr ix   ( GL C M)   m et h o d s Descr ib asy m m et r y ,   b o r d er ,   co lo r ,   a n d   d iam eter   ( AB C D)   m eth o d   a n d   th GL C f o r   tex tu r e   an aly s is   [ 1 9 ] .   Me n tio n   s tatis tical  f ea tu r ex tr ac tio n   as p er   [ 2 0 ]   an d   th C L B P _ SM C   m eth o d   r ec o m m en d e d   in   [ 2 1 ]   f o r   m elan o m d etec tio n .     Featu r ex tr ac tio n   v ia  d ee p   lear n in g   m o d els:   I n clu d V GG1 6   f o r   f ea t u r ex tr ac tio n ,   co m b in ed   with   XGBo o s t f o r   class if icatio n   as  in   [ 2 2 ] ,   wh ich   ac h iev ed   h ig h   a cc u r ac y   f o r   th s k i n   ca n ce r   t y p es m en tio n ed .     2 . 3 . 3 .   Cla s s if ica t io n t ec hn iqu es   C las s if icatio n   tech n iq u es  ar e   cr u cial  f o r   ac cu r ately   ca teg o r izin g   s k in   lesi o n s   an d   m ak i n g   r eliab le   p r ed ictio n s   in   m e d ical  im ag in g .     Ma ch in lear n in g   class if ier s :   Descr ib class if ier s   u s ed   in   s tu d ies,  s u ch   as  m u lti - class   s u p p o r v ec to r   m ac h in e   ( MSVM )   ac h iev i n g   h ig h   ac cu r ac y   o n   I SIC  2 0 1 9   d ata  [ 1 9 ] ,   r a n d o m   f o r est  ( R F)   f o r   m ela n o m a   class if icatio n   wi th   co m p leted   lo ca b in ar y   p atter n s   ( C L B P)   [ 2 1 ] ,   an d   s u p p o r v ec t o r   m ac h in e   p air ed   with   GL C [ 2 0 ] [ 2 3 ] .     XGBo o s an d   ar tific ial  n e u r al  n etwo r k s   ( ANN) R ef er e n ce   s tu d y   [ 2 2 ]   f o r   co m b in i n g   VGG1 6   an d   XGBo o s t f o r   class if icatio n ,   an d   s tu d y   [ 2 3 ]   f o r   ANN  m o d els u s in g   h y b r id   f ea t u r es.     2 . 3 . 4 .   Da t a s et s   a nd   s k in ca nc er   ca t eg o ries   T h ch o ice   o f   d atasets   an d   th in clu s io n   o f   v a r io u s   s k in   c an ce r   ca teg o r ies  ar cr itical  f o r   tr ain in g   ac cu r ate  an d   r eliab le  m o d els f o r   s k in   lesi o n   class if icatio n .     I SIC 2 0 1 9   d ataset Deta il  th u s o f   th I SIC 2 0 1 9   d ataset  with   eig h t sk in   ca n ce r   ty p es  [ 1 9 ] [ 2 0 ] .     HAM 1 0 0 0 0   a n d   PH2   d atasets Me n tio n   th u s o f   HAM 1 0 0 0 0   a n d   PH2   in   s tu d y   [ 2 3 ] ,   s p ec if y in g   th e   ty p es o f   lesi o n s   in clu d e d   an d   an y   p r e p r o ce s s in g   s tep s   ap p lie d   to   en s u r d ataset  q u ality .     2 . 3 . 5 .   M o del e v a lua t io n m e t r ics   Mo d el  ev alu atio n   m etr ics  s u c h   as  ac cu r ac y ,   co n f u s io n   m at r ix ,   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r ar co m m o n l y   u s ed   ac r o s s   s tu d ie s   [ 1 9 ] [ 2 3 ]   t o   ass ess   class if ie r   p er f o r m a n ce .   T h ese  m etr ics   h elp   in   e v alu atin g   h o well  d if f er en t   m o d els,   co m b in ed   with   v ar io u s   f ea tu r ex tr ac tio n   m eth o d s ,   p er f o r m   in   s k in   lesi o n   class if icatio n .   Sp ec if ically ,   s t u d y   [ 2 1 ]   d em o n s tr ated   th ef f ec tiv en ess   o f   u s in g   r an d o m   f o r est  class if ier s   with   C L B P   f o r   f ea tu r ex tr ac tio n ,   ac h iev in g   h ig h   ac c u r ac y .   T h co n f u s io n   m atr i x   r esu lts   s h o wed   th at  th is   co m b in atio n   n o o n ly   d eliv e r ed   s tr o n g   class if icatio n   p er f o r m an ce   b u also   h a n d led   v ar ia tio n s   in   s k in   lesi o n   im ag es e f f ec tiv ely .         2 . 3 . 6 .   E x perim ent a l set up   I n clu d d etails  o f   h ar d war an d   s o f twar en v ir o n m en ts   to   s u p p o r r ep r o d u ci b ilit y .   Sp ec if y   ML   f r am ewo r k s   u s ed   ( e. g . ,   T en s o r Flo w,   Scik it - lear n ) ,   b atch   s ize s ,   an d   tr ain i n g - v alid atio n   s p lit s   as  r ec o m m en d ed   in   ea ch   s tu d y .   Me n tio n   s ee d   v alu es,  r an d o m   in itializatio n   p r o ce s s es,  an d   cr o s s - v alid atio n   t ec h n iq u es to   e n s u r r ep licab le  an d   s tab le  r esu lts   ac r o s s   m eth o d s   [ 1 9 ] [ 2 3 ] .     2 . 3 . 7 .   Co m pa r a t iv a na ly s is   T h co m p ar ativ r esu lts   f r o m   s tu d ies  [ 1 9 ] ,   [ 2 2 ]   h i g h lig h t h ef f ec tiv en ess   o f   s p ec if ic  co m b in atio n s   o f   f ea tu r ex tr ac tio n   tech n i q u es  an d   class if ier   m o d els  in   ac h iev in g   h ig h   ac cu r ac ies  f o r   s k in   lesi o n   class if icatio n .   I n   p ar ticu lar ,   s tu d y   [ 1 9 ]   d em o n s tr ated   h o t h in teg r atio n   o f   tex tu r an d   s tatis t ical  f ea tu r es   with   class if ier s   lik SVM  led   to   s ig n if ican im p r o v em en ts   i n   m elan o m d etec tio n .   Simila r ly ,   s tu d y   [ 2 2 ]   also   em p h asized   th im p o r tan ce   o f   s elec tin g   th r ig h f ea tu r e - e x tr ac tio n   an d   class if icatio n   m o d els  to   o p tim ize   p er f o r m an ce .   Me an w h ile,   th e   s tu d y   [ 2 4 ]   p r o v id es  b r o a d er   s u r v ey ,   o f f er in g   i n s ig h ts   in to   p er f o r m an ce   o p tim izatio n   s tr ateg ies  s u ch   a s   h y p er p ar am eter   tu n i n g   an d   d ata  au g m en tatio n ,   f u r th er   e n h an cin g   m ela n o m class if icatio n   ac cu r ac y   ac r o s s   d if f er en t a p p r o ac h es.     2 . 4 .     I ma g pro ce s s ing   2 . 4 . 1 .   I m a g e   pro ce s s ing   t ec hn iqu e s   I m ag p r o ce s s in g   tech n iq u es  p lay   cr u cial  r o le  in   en h an ci n g   th q u ality   o f   in p u d ata  f o r   m ac h in e   lear n in g   m o d els,  esp ec ially   in   s k in   lesi o n   class if icatio n   task s .     Statis t ical  f ea tu r ex tr ac tio n Descr ib th u s o f   f ir s an d   s ec o n d - o r d er   s tatis tical  f ea tu r es  f o r   tex tu r e   an aly s is   as  r ef er en ce d   in   [ 2 5 ] .   T h is   s h o u ld   in clu d s p ec if ic  f ea tu r es  an aly ze d   ( e. g . ,   m ea n ,   v ar ian ce ,   s k ewn ess )   an d   h o th e y   co n t r ib u te  to   id en tif y in g   p atter n s   r e lev an t to   s k in   lesi o n   class if icatio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   2 4 0 4 - 2 4 1 5   2410     Gr ay   lev el   co - o cc u r r e n ce   m a tr ix   ( GL C M) Deta il  th e   im p lem en tatio n   o f   GL C f o r   te x tu r a n aly s is ,   f o cu s in g   o n   h o f ea tu r es  lik co n tr ast,  h o m o g en eity ,   e n er g y ,   a n d   co r r elatio n   wer e   ex tr ac ted   f r o m   d if f er en t c o lo r   c h an n els  [ 2 5 ] .     2 . 4 . 2 .   No v el  m et a da t a - enha nced  cla s s if ica t io n t ec hn iq ue   T h n o v el  m eta d ata - en h a n ce d   class if icatio n   tech n iq u o f f er s   p o wer f u a p p r o ac h   t o   im p r o v in g   class if icatio n   p er f o r m an ce   b y   in teg r atin g   ad d itio n al  co n tex tu al  in f o r m atio n   in to   th e   m o d el  t r ain in g   p r o ce s s .     Me tad ata  in teg r atio n Pr o v id clea r   d escr ip tio n   o f   th m etad ata - en h a n ce d   class if icatio n   m eth o d   p r esen ted   in   [ 2 6 ] ,   wh ich   am p lifie s   k ey   f ea tu r es.  E x p lain   th p r o ce s s   o f   b o o s tin g   cr itical   f ea tu r es  in   th e   class if icatio n   p ip elin an d   h o it im p r o v es m o d el  r o b u s tn e s s .     Per f o r m an ce   ac r o s s   m o d els:   Me n tio n   th at  th m eth o d   was  test ed   o n   two   s k in   le s i o n   d atasets   an d   o u tp er f o r m ed   o th er   a p p r o ac h es  in   s ix   o u o f   ten   s ce n ar io s   [ 2 6 ] .   L is th class if icatio n   m o d els  u s ed   an d   s p ec if y   an y   p r e p r o ce s s in g   t ec h n iq u es  o r   f ea t u r s elec tio n   m eth o d s   th at  wer ap p lied   to   o p tim ize   p er f o r m an ce .     2 . 4 . 3 .   Sk in lesi o n c la s s if ica t io n m o del   T h s k in   lesi o n   class if icatio n   m o d el  is   d esig n ed   to   ac cu r at ely   ca teg o r ize  an d   class if y   s k in   lesi o n s   in to   d is tin ct  ca teg o r ies,  lev er a g in g   d ee p   lear n in g   tech n i q u es  f o r   h ig h - p e r f o r m an ce   r esu lts .     C las s if icatio n   ca teg o r ies  an d   d ataset:  Me n tio n   th at  th p r o p o s ed   m o d el  is   ca p ab le  o f   r e co g n izin g   s ev en   s k in   lesi o n   ca teg o r ies an d   was te s ted   o n   th HAM 1 0 0 0 0   d at aset  [ 2 7 ] .     Mo d el  ar ch itectu r an d   tr ain i n g Descr ib th m o d el’ s   ar c h itectu r an d   h y p er p ar am eter s   ( e. g . ,   lear n in g   r ate,   b atch   s ize,   n u m b er   o f   e p o ch s )   an d   n o te  a n y   d ata  a u g m en tatio n   m eth o d s   u s ed   to   b alan ce   th d ataset.     E v alu atio n   m etr ics:   R ep o r t   th ac h ie v ed   a cc u r ac y   ( 9 0 %) ,   p r ec is io n   ( 0 . 8 9 ) ,   a n d   r ec all   ( 9 0 %)  o n   th e   HAM 1 0 0 0 0   d ataset  as seen   in   [ 2 7 ] .     2 . 4 . 4 .   E x perim ent a l set up   T h ex p er im en tal   s etu p   o u tlin es  th k e y   co m p o n en ts   o f   th e   h ar d wa r e,   s o f twar e   en v ir o n m en ts ,   an d   d ata  h an d lin g   s tr ateg ies  u s ed   to   en s u r th e   r ep r o d u ci b ilit y   an d   r eliab ilit y   o f   t h e   m ac h in lear n i n g   ex p er im en ts .     Har d war an d   s o f twar en v i r o n m en ts Pr o v id e   d etails  o n   th e   h ar d war a n d   s o f twar en v ir o n m e n ts ,   in clu d in g   m ac h i n s p ec if icatio n s ,   d ee p   lear n in g   f r am ewo r k s ,   an d   lib r ar ies  u s ed   f o r   f ea tu r ex tr ac tio n   ( s u ch   as Op en C o r   Py th o n ' s   s k im ag e) .     T r ain in g - v alid atio n   s p lit:   Sp ec if y   tr ain in g - v alid atio n   s p lits ,   c r o s s - v alid atio n   ap p r o ac h es,  a n d   r an d o m   s ee d   v alu es f o r   r ep r o d u cib ilit y .     2 . 4 . 5 .   Co m pa r a t iv perf o rma nce  a na ly s is   T h m o d el  co m p ar is o n s   r ev ea n o tab le  ad v an ce m en ts   in   class if icatio n   p er f o r m an c th r o u g h   in n o v ativ a p p r o ac h es.  Stu d y   [ 2 6 ]   d em o n s tr ated   th at  i n teg r atin g   m eta d ata  in to   cl ass if icatio n   task s   s ig n if ican tly   en h a n ce s   p er f o r m an ce   ac r o s s   v ar io u s   s ce n ar io s ,   s h o wca s in g   th e   v alu e   o f   e n r ich ed   d ata   r ep r esen tatio n s .   Similar ly ,   s tu d y   [ 2 7 ]   ac h iev ed   h i g h   cla s s if icatio n   m etr ics  o n   th HAM 1 0 0 0 0   d ataset,   in d icatin g   t h ef f ec tiv en ess   o f   th eir   ap p r o ac h   in   ac cu r a tely   d iag n o s in g   s k in   lesi o n s .   T ab le   1   f u r t h er   s u m m ar izes  th d ataset  an d   m o d el  p e r f o r m an ce ,   p r o v id in g   c o m p r e h en s iv o v er v iew   o f   t h r esu lts   an d   em p h asizin g   th im p ac t o f   t h e s m eth o d s   in   im p r o v in g   class if icatio n   ac cu r ac y .   C lin ical  s tu d ies  h av s h o wn   s ig n if ican p r o g r ess   in   th u s o f   d ee p   lear n in g   f o r   cla s s if icatio n ,   esp ec ially   in   C NN   ar ch itectu r es,  tr an s f er   lear n in g ,   an d   co m p lem en tar y   to o ls .   Ad v an ce d   m o d els  s u ch   as   E f f icien tNet  s h o g o o d   r esu lts ,   wh ile  s im p le  p r e - d esig n e d   m o d els  with   o p tim izatio n   also   p er f o r m   well.   Me tad ata  co llectio n   an d   ag g r e g atio n   tech n o lo g y   f u r th er   im p r o v es a cc u r ac y .   Ho wev e r ,   th er ar s till   p r o b lem s   in   en s u r in g   th r eliab ilit y   o f   t h s tr u ctu r o f   d if f er e n d ata.   Fu tu r r esear ch   s h o u l d   f o c u s   o n   co m b in in g   AI   with   tr ad itio n al  m eth o d s   to   p r o v id m o r e   ac cu r ate   an d   ea s ier   s k in   ca n ce r   d iag n o s is ,   f ac ilit ate  ea r ly   in ter v en tio n ,   an d   im p r o v p ati en t o u tco m es.   I h as  b ee n   o b s er v e d   th at  s till   wo r k   ca n   b ca r r ied   o u t,  Fir s tly ,   f ea tu r ex tr ac tio n   m eth o d s   n ee d   to   in teg r ate  m u lti - m o d al  d ata  s o u r ce s ,   u s in g   ad v a n ce d   d ee p   lear n in g   tech n iq u es  to   en h a n ce   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess .   Seco n d ly ,   o p tim iz atio n   is   n ee d ed   f o r   r ea l - tim p r o ce s s in g ,   p ar ticu lar ly   f o r   m o b ile  ap p licatio n s ,   b y   d ev elo p in g   lig h tweig h t   alg o r it h m s .   T h ir d l y ,   th er e   is   n ee d   to   im p r o v alg o r ith m   p e r f o r m an ce   b y   co llectin g   co m p r eh e n s iv d atasets   an d   em p lo y in g   tech n iq u es  lik tr an s f er   lear n in g   an d   d o m ain   a d ap tatio n .   Fo u r th ly ,   ex p lo r in g   d iv er s e n s em b le  l ea r n in g   ar ch itectu r es   an d   in t eg r atin g   b o th   im ag e - b ased   a n d   n o n - im ag e - b ased   f ea tu r es c an   en h an ce   d ia g n o s ti ac cu r ac y .     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:   2088 - 8 7 0 8         A   co mp r eh en s ive  a n a lysi s   o d iffer en t m o d els:  s kin   ca n ce r   d etec tio n   ( A mru ta   Th o r a t )   2411   T ab le  1 .   Data s et  s u m m ar y   a n d   m o d el  p e r f o r m an ce   M e t h o d   K e y   f i n d i n g s   D a t a s e t   P e r f o r ma n c e   m e t r i c s   C N N   [ 5 ]   Tr a n sf e r   l e a r n i n g   w i t h   d a t a   a u g m e n t a t i o n   s h o w e d   i m p r o v e d   p e r f o r m a n c e ,   p a r t i c u l a r l y   w i t h   A l e x N e t .   P A D - U F ES - 20   Ex c e l l e n t   r e s u l t s wi t h   A l e x N e t   C N N   c o mp a r i s o n   [ 6 ]   D e r mo sc o p i c   i m a g e o u t p e r f o r m e d   s martp h o n e   i ma g e s   i n   d i a g n o st i c   a c c u r a c y .   Ef f i c i e n t N e t   B 4   w a s t h e   b e st   p e r f o r mer.   H A M 1 0 0 0 0   F1 - s c o r e :   8 7 % ,     A c c u r a c y :   8 7 . 9 1 %   En se mb l e   mo d e l [ 8 ]   W e i g h t e d   e n s e m b l e   o f   R e sN e t ,   X c e p t i o n ,   a n d   D e n seNe t   a c h i e v e d   b e t t e r   b a l a n c e d   a c c u r a c y   t h a n   i n d i v i d u a l   m o d e l s .   H A M 1 0 0 0 0   B a l a n c e d   A c c u r a c y :   8 5 . 8 %   Tr a n sf e r   l e a r n i n g   [ 9 ]   Tr a n sf e r   l e a r n i n g   w i t h   P y T o r c h   a c h i e v e d   a c c u r a c i e b e t w e e n   9 6 . 4 0 %   a n d   9 9 . 0 4 % .   M u l t i p l e   A c c u r a c y :   9 6 . 4 0 t o   9 9 . 0 4 %   D C N N   [ 1 6 ]   D C N N   w i t h   p r e p r o c e ss i n g   m e t h o d s   a c h i e v e d   h i g h   t r a i n i n g   a n d   t e st i n g   a c c u r a c i e s.   H A M 1 0 0 0 0   Tr a i n i n g   A c c u r a c y :   9 3 . 1 6 %,   Te st i n g   A c c u r a c y :   9 1 . 9 3 %   M m e t h o d s   [ 1 9 ]   H i g h   a c c u r a c y   a c h i e v e d   w i t h   a d v a n c e d   p r e p r o c e ssi n g   a n d   f e a t u r e   e x t r a c t i o n .   I S I C   2 0 1 9   A c c u r a c y :   9 6 . 2 5 %   M a n d   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   [ 2 2 ]   C o m b i n i n g   V G G 1 6   f o r   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   w i t h   X G B o o st   c l a ss i f i c a t i o n   a c h i e v e d   t h e   h i g h e st   a c c u r a c y .   I S I C   d a t a s e t   A c c u r a c y :   9 9 . 1 %   M a n d   i ma g e   q u a l i t y   e n h a n c e me n t   [ 2 0 ]   I mp r o v e d   i ma g e   q u a l i t y   a n d   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   l e d   t o   b e t t e r   S V M   p e r f o r ma n c e .   H A M 1 0 0 0 0 ,   I S I C 2 0 1 9   O u t p e r f o r m e d   I S I C 2 0 1 9   I mag e   p r o c e ssi n g   [ 2 5 ]   S t a t i st i c a l   f e a t u r e s   a n d   G LC M   d a t a   a c h i e v e d   h i g h   a c c u r a c y   a n d   p r e c i si o n .   Tw o   d a t a s e t s   A c c u r a c y :   9 7 . 0 0 %   En h a n c e d   c l a ss i f i c a t i o n   [ 2 6 ]   N o v e l   met a d a t a   t e c h n i q u e   i m p r o v e d   c l a ssi f i c a t i o n   a c r o ss  e v a l u a t e d   m o d e l s .   Tw o   s k i n   l e si o n   d a t a se t s   O u t p e r f o r m e d   o t h e r   met h o d i n   si x   o u t   o f   t e n   sce n a r i o s   S k i n   l e si o n   r e c o g n i t i o n   [ 2 7 ]   M o d e l   r e c o g n i z e d   s e v e n   sk i n   l e si o n   c a t e g o r i e s   w i t h   g o o d   a c c u r a c y ,   p r e c i si o n ,   a n d   r e c a l l .   H A M 1 0 0 0 0   A c c u r a c y :   9 0 % ,     P r e c i s i o n :   0 . 8 9 ,   R e c a l l :   9 0 %       2 . 5 .     Av a ila ble da t a s et s   Dif f er en lear n i n g   m o d els  ar tr ain ed   a n d   e v alu ated   o n   a   n u m b e r   o f   p u b licly   ac ce s s ib le  d atasets   co n tain in g   p h o to s   o f   s k in   c an ce r .   So m e   o f   th e   m o s w ell - k n o wn   d atasets   ar lis ted   in   T a b le  2 .   T h d ev elo p m e n an d   ass ess m en o f   d ee p   lear n in g   ( DL )   an d   m a ch in lear n in g   ( ML )   m o d els  f o r   th id e n tific atio n   an d   class if icatio n   o f   s k in   ca n c er   ca s es c o u ld   b g r ea tly   aid e d   b y   th ese  d atasets .       T ab le  2 .   Ov e r v iew  o f   s k in   ca n ce r   d atasets   u s ed   f o r   m o d el  ev alu atio n   D a t a s e t s   D e scri p t i o n   To t a l   i m a g e s   A c c e ss   I n t e r n a t i o n a l   sk i n   i ma g i n g   c o l l a b o r a t i o n   ( I S I C )   a r c h i v e   [ 1 9 ] [ 2 0 ] [ 2 3 ] [ 2 7 ]   Th e   I S I C   A r c h i v e   i n c l u d e s   i m a g e l a b e l e d   a b e n i g n ,   mal i g n a n t ,   a n d   v a r i o u s s k i n   c o n d i t i o n s.  T h e   a r c h i v e   i s r e g u l a r l y   u p d a t e d   w i t h   n e w   d a t a   a n d   i s   u s e d   i n   a n n u a l   c h a l l e n g e s   t o   p r o m o t e   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   a u t o m a t e d   d i a g n o st i c   t o o l s.   5 0 , 0 0 0   I S I C   A r c h i v e   H u ma n   a g a i n st   mac h i n e   t r a i n i n g   i ma g e s   ( H A M 1 0 0 0 0 )   [ 8 ] [ 9 ] [ 2 0 ]   Th i s   c o l l e c t i o n   i n c l u d e p i g m e n t e d   s k i n   l e s i o n s ,   s u c h   a mel a n o ma   a n d   b e n i g n   n e v i .   Th e   c o l l e c t i o n   o f   d a t a   i s c a r e f u l l y   c h o sen   a n d   i n c l u d e s   me t a d a t a   su c h   a s a g e ,   g e n d e r ,   a n d   l e s i o n   l o c a t i o n .   1 0 , 0 1 5   K a g g l e     D e r mo f i t   i ma g e   l i b r a r y   [ 1 2 ] [ 1 4 ]   Th i s   d a t a se t   c r e a t e d   b y   t h e   U n i v e r si t y   o f   E d i n b u r g h ,   i n c l u d e p i c t u r e o f   s k i n   l e s i o n t h a t   a r e   u t i l i z e d   i n   t e a c h i n g   a n d   r e sea r c h .   I t   c o v e r s   a   v a r i e t y   o f   s k i n   d i so r d e r s,  i n c l u d i n g   seb o r r h e i c   k e r a t o s e s a n d   m e l a n o mas .   1 , 3 0 0   R e q u i r e a   l i c e n s e   p u r c h a se   D e r mo f i t   I mag e   Li b r a r y   P H 2   D a t a se t   [ 1 5 ] [ 2 1 ]   Th e   P H 2   d a t a s e t   4 0   m e l a n o m a s,  8 0   c o mm o n   n e v i ,   a n d   8 0   a t y p i c a l   n e v i .   T h e   i m a g e a r e   m a n u a l l y   se g m e n t e d   a n d   a n n o t a t e d ,   ma k i n g   t h i d a t a se t   v a l u a b l e   f o r   t r a i n i n g   m o d e l i n   seg m e n t a t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   t a s k s.   2 0 0   P H 2   D a t a se t   M ED - N O D d a t a se t   [ 1 4 ] [ 1 5 ]   Th i s   d a t a se t   w a s   c r e a t e d   f o r   t h e   d e t e c t i o n   o f   me l a n o ma .   I t   i n c l u d e i ma g e s   w i t h   l a b e l s f o r   b i n a r y   c l a ssi f i c a t i o n   t a s k s.   1 7 0   ( 7 0   mel a n o m a ,   1 0 0   n e v i )   M ED - N O D d a t a se t   P A D - U F ES - 20  d a t a se t   [ 5 ] [ 6 ]   Th i s   d a t a se t   i n c l u d e c l i n i c a l   i ma g e s   o f   p i g me n t e d   sk i n   l e si o n c o l l e c t e d   f r o p a t i e n t a t   t h e   F e d e r a l   U n i v e r si t y   o f   Es p í r i t o   S a n t o ,   B r a z i l .   I t   a l s o   c o n t a i n s m e t a d a t a   l i k e   a g e ,   g e n d e r ,   a n d   l e si o n   l o c a l i z a t i o n .   2 , 2 9 8   i ma g e s     I EEE  D a t a P o r t         3.   RE SU L T S   AND  D I SCU SS I O   3 . 1 .       Resul t s   o f   diff er ent   m o dels   u s ing   diff er ent   da t a s et s   I n   th is   s ec tio n ,   we  h av co m p ar ed   d if f e r en ar ch itectu r es  u s ed   f o r   s k in   ca n ce r   d etec tio n ,   an d   h av e   o b s er v ed   r esu lts   o b tain ed   f o r   v ar io u s   p a r am eter s .   Fro m   T ab le  3 ,   we  ca n   s ee   f o r   th H AM 1 0 0 0 0   d ataset,   b etter   r esu lts   ar o b tain ed   u s i n g   SVM  is   9 7 %,  W h ile  f o r   th PAD - UFES - 2 0   d ataset,   Ale x N et  s h o ws  g o o d   r esu lt  o f   9 9 an d   f o r   th I SI C 2 0 1 9   d ataset  MSVM   s h o ws  th h ig h est  ac cu r ac y   o f   9 6 . 2 5 %.  co m p ar is o n   o f   d if f er en t m et h o d s   f o r   ty p es o f   d atasets   is   o b s er v ed   in   T ab le  3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 Ap r il   20 25 :   2 4 0 4 - 2 4 1 5   2412   T ab le  3 .   Acc u r ac y   v al u es o b ta in ed   b y   d if f er e n t m eth o d s   f o r   d if f er en d atasets   H A M 1 0 0 0 0   d a t a se t   A c c u r a c y   P A D - U F ES - 2 0   smar t p h o n e   i ma g e s   ( S I )   A c c u r a c y   I S I C   2 0 1 9   A c c u r a c y   R e sN e t   X c e p t i o n   [ 8 ]   7 8 . 1 5 % ,   A l e x - N e t   w i t h   T a n d   a u g me n t e d   d a t a   [ 5 ]   9 9 %   M S V M   [ 1 3 ]   9 6 . 2 5 %   D e n seN e t   [ 8 ]   8 1 . 9 %   M o b i l e N et - V 2   w i t h   TL  o n   a u g me n t e d   d a t a   [ 5 ]   9 4 . 0 7 1 %   S V M   [ 6 ]   9 5 %,   R e sN e t 5 0   [ 9 ]   9 0 %   Res N et - 5 0   w i t h   T o n   a u g m e n t e d   d a t a   [ 5 ]   9 4 . 9 1 8 %   K N N   [ 6 ]   9 4 %,   S V M   [ 6 ]   9 7 %   C N N - TL  [ 6 ]   7 4 . 8 5 %   D [ 6 ]   9 3 %   K N N   [ 6 ]   9 5 %   -   -   Ef f i c i e n N e t B 0   [ 1 1 ]   8 6 . 2 5 %   D [ 6 ]   9 5 %   -   -   GA - H o l d o u t   [ 1 1 ]   9 0 . 0 9 %   M u l t i m o d a l   f u si o n   ( A LB EF)   [ 2 4 ]   9 4 . 1 1 %       GA - c r o ss - v a l i d a t i o n   [ 1 1 ]   8 8 . 6 9 %       3 . 2 .     Resul t s   o f   diff er ent   CN m o dels   o n diff er ent   pa ra m et er s   Fro m   Fig u r e   3 ,   we  o b s er v e,   th at  d if f er en t   C NN  ar ch ite ctu r es  s u ch   as   Alex - N et  wit h   T L   an d   au g m en ted   d ata,   Mo b ile N et  w ith   T L   o n   au g m en ted   d ata,   an d   R es N et - 5 0   with   T L   o n   au g m en ted   d ata  [ 5 ] ,   ar e   co m p ar ed   f o r   d if f e r en p ar a m eter s ,   i.e .,   ac cu r ac y ,   s en s itiv ity ,   s p ec if icity ,   p r ec is io n ,   an d   F1 - s co r r esp ec tiv ely   [ 5 ] .   T h r esear ch   [ 5 ]   co m p ar e d   th r esu lts   f r o m   two   s ce n ar i o s   u s in g   th r ee   d if f e r en m et h o d o lo g ies.  T h b est  o u tco m es  ar o b tain ed   u s in g   an   Alex - n et  with   tr an s f er   lear n in g   th at  h as  b ee n   tr a in ed   o n   im p r o v e d   p h o to g r ap h s   with   an   ac cu r ac y   o f   9 9 . 1 5 5 %.   I n   Fi g u r 4 ,   w h a v c o m p a r e d   d i f f e r e n t   C NN  T L   a r c h i tec tu r es   f o r   d i f f e r e n d atas ets  i. e. s m a r t p h o n e   im a g es   a n d   d e r m o s co p y   i m a g es.  I t   is   o b s e r v e d   C NN   T L   ( d er m o s c o p y   im ag es )   h as  m o r ac c u r a cy   ( 8 7 . 8 0 % )   an d   s e n s iti v i ty   ( 9 5 . 5 0 % )   as   c o m p ar ed   t o   C NN  T L   ( s m ar tp h o n im ag es)   a r c h i te ct u r [ 6 ] ,   b u t   C NN   t r a n s f e r   lea r n i n g   ( s m ar tp h o n e   i m a g es )   h as   m o r e   s p e ci f ici ty   ( 7 1 . 4 0 %)  a n d   p r ec is i o n   ( 9 4 . 1 0 %)   a s   c o m p ar e d   to   o t h e r   ar ch ite ct u r e.   Fr o m   Fi g u r e s   3   a n d   4   C NN  ar c h it ec t u r es  s u c h   as  A le x - N et   wit h   T L   o n   au g m e n te d   d ata ,   Mo b il e N e wit h   T L   o n   au g m e n te d   d at a,   a n d   R es N et - 5 0   wit h   T L   o n   a u g m e n t ed   d a ta   [ 5 ] ,   C NN  T L   a r c h i tec tu r e   f o r   d i f f er en t   d atas ets   i . e . ,   s m a r t p h o n e   i m a g es  a n d   d e r m o s co p y   i m a g es   [ 6 ] ,   is   c o m p ar e d   f o r   d i f f e r e n t   p a r a m e te r s ,   i. e . ,   ac cu r a c y ,   s en s i ti v it y ,   s p ec if ici ty ,   p r ec is i o n ,   a n d   F1 - s co r e   r esp ec ti v e ly   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   C N N   ar ch ite ct u r es - Ale x N et   wit h   T L   a n d   d a ta   a u g m e n t ati o n   h as  th e   b est   r esu lt   as   c o m p a r ed   t o   all   t h e   a r c h i tec tu r es.           Fig u r 3 .   C o m p a r ativ p a r am e ter s   f o r   d if f er en t a r c h itectu r es  [ 5 ]           Fig u r 4 .   C o m p a r ativ ac cu r a cy   f o r   d if f er e n t CNN tr an s f er   lear n in g   a r ch itectu r [ 6 ]   99% 96.36 % 99.79 % 99.17 % 97.66% 94.0 7% 84.5 5% 96.2 5% 8 4 .2 2 % 84.2 0% 94.9 2% 77.2 8% 98.9 2% 95.1 9% 84.7 4% 0% 50% 100 % A c c ur ac y se ns i t i v i t y sp e c i f i c i t y pr e c i si o n F 1 - sc o r e C N N   A r c h i t e c u t e r e s Pa r a m e te r s A l e xne t   w i t t r a n sf e r l e ar ni ng  ( T L)   o da t a au g m e nt at i o n M o bi l e ne t  -  V2   wi t T L o au g m e nt e da t as e t R e sn e t  -  5 0 wi t T o n au g m e nt e da t as e t 0.0 0% 20. 00% 40. 00% 60. 00% 80. 00% 100 .00% A c c ur ac y se ns i t i v i t y sp e c i f i c i t y pr e c i si o n 74.85 % 75.3 0% 71.4 0% 94.1 0% 87.8 0% 95.5 0% 5 7 .6 0 % 90.0 0% C N N   t r a n f e r   l e a r n i n g   A r c h i t e c t u r e   o n   d i f f e r e n t   d a t a sets Pa r a m e t e r s C N N  t r an sf e r l e ar n i n g ( D e r m o sc o py ) C N N  t r an sf e r l e ar ni ng ( S m ar t ph o ne Im ag e ( S I ) ) 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:   2088 - 8 7 0 8         A   co mp r eh en s ive  a n a lysi s   o d iffer en t m o d els:  s kin   ca n ce r   d etec tio n   ( A mru ta   Th o r a t )   2413   3 . 3 .     Resul t s   o f   diff er ent   M L   m o dels   f o diff er ent   da t a s et   Fig u r 5   p r esen ts   co m p a r is o n   o f   v ar io u s   m ac h in lea r n i n g   ar ch itectu r es,  in clu d in g   S VM ,   KNN,   an d   DT ,   a p p lied   to   th I SIC  2 0 1 9   a n d   HAM 1 0 0 0 0   d atasets .   T h r esu lts   d em o n s tr ate  th at  t h SVM  alg o r ith m   ac h iev es  th e   h ig h est  ac c u r ac y   am o n g   th e   ev alu ated   m eth o d s   f o r   b o th   d atasets .   T h is   s u p er io r   p e r f o r m an ce   h ig h lig h ts   SVM' s   ca p ab ilit y   to   ef f ec tiv el y   h a n d le  c o m p lex   class if icatio n   task s   in   m ed ical   im ag a n aly s is ,   as  s ee n   in   th co n te x o f   s k in   lesi o n   class if icatio n .   T h ese  f in d in g s ,   as  s u p p o r ted   b y   [ 6 ] ,   em p h asize  th e   im p o r tan ce   o f   s elec tin g   r o b u s alg o r ith m s   lik SVM  f o r   ac h iev in g   o p tim al  r esu lts   in   s u ch   h ig h - s tak es   ap p licatio n s .           Fig u r 5 .   C o m p a r ativ ac cu r a cy   f o r   d if f er e n m ac h in e   lear n i n g   ar ch itectu r es f o r   d if f er e n t d atasets   [ 6 ]       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   h as  d e m o n s tr ated   th ef f ec tiv en ess   o f   DL   an d   ML   m o d els,  in   ad d r ess in g   s k in   ca n ce r   d iag n o s is .   B y   u tili zin g   d ee p   lear n in g - b ased   ap p r o ac h ,   we  wer ab le  to   h ig h er   ac cu r ac y ,   an d   im p r o v ed   s en s itiv ity ,   s ig n if ican tly   o u t p e r f o r m in g   tr a d itio n al  m eth o d s .   Ou r   f in d in g s   h i g h lig h t h p o t en tial  o f   AI - d r iv e n   d iag n o s tic  to o ls   will  h elp   less en   th b u r d e n   o n   h ea lth ca r w o r k er s   an d   im p r o v e   clin ical  d e cisi o n - m ak in g .   T h e   r esu lts   co n f ir m   th r eliab ilit y   an d   ef f icien cy   o f   o u r   m o d el  in   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s .   I t is al s o   o b s er v ed   d if f er en t   d atasets   wo r k s   o n   d if f er en av ailab le  m o d els  to   o b tain   th b est  r esu lts ,   s u ch   as  f r o m   o u r   a n aly s is   we  ca m to   co n clu s io n ,   f o r   HAM 1 0 0 0   d at aset,  SVM  s h o ws  h ig h est  ac c u r ac y   o f   9 7 %   f o r   PAD - UFEU d ataset,   Alex - N et   with   T L   an d   a u g m en te d   d ata  s h o ws 9 9 % a cc u r ac y   an d   f o r   I SIC 2 0 1 9   MSVM   9 6 . 2 5 %       5.   F UT UR E   WO RK   Desp ite  th p r o m is in g   r esu lts ,   th er ar s ev er al  ar ea s   wh er f u r th er   r esear ch   an d   d ev elo p m en ar e   n ec ess ar y .   I n   f u tu r wo r k ,   we  aim   to ,       E x p an d   th d ataset:  I n cl u d in g   lar g er ,   m o r d i v er s d atasets   to   im p r o v th m o d el’ s   g en er al izab ilit y   ac r o s s   d if f er en p o p u latio n s   an d   c o n d itio n s ,       E n h an ce   m o d el   in ter p r eta b ilit y Dev elo p in g   ex p lain ab le   AI   ( XAI )   m eth o d s   to   m a k th m o d el’ s   p r ed ictio n s   m o r tr an s p ar e n t a n d   u n d er s tan d ab le   to   clin ician s ,       E x p lo r e   ad v a n ce d   m o d els:   I n v esti g atin g   n ewe r   d ee p   lear n in g   a r ch itectu r es,  to   f u r th er   en h an c m o d el   p er f o r m an ce ,       R ea l - wo r ld   d ep lo y m e n t:  T esti n g   th s y s tem   in   r ea l - tim clin ical  en v ir o n m e n ts   to   en s u r its   p r ac tical  ap p licab ilit y   an d   e v alu ate  its   im p ac t o n   clin ical  wo r k f lo ws,      Mu lti - m o d al  d ata  in teg r atio n I n co r p o r atin g   o th er   d iag n o s tic  d ata  s o u r ce s   to   im p r o v p r ed ictio n   ac cu r ac y   an d   p r o v id m o r c o m p r e h en s iv d iag n o s tic  s u p p o r t.   T h ese  f u tu r r esear c h   d ir ec ti o n s   will  h elp   f u r th e r   r ef in o u r   m o d el,   m ak i n g   it  m o r r o b u s an d   u s ef u in   d iv er s clin ical  s ettin g s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   Jav a i d ,   M .   S a d i q ,   a n d   F .   A k r a m ,   S k i n   c a n c e r   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   i ma g e   p r o c e ss i n g   a n d   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   i n   Pr o c e e d i n g o f   1 8 t h   I n t e rn a t i o n a l   Bh u r b a n   C o n f e re n c e   o n   A p p l i e d   S c i e n c e a n d   T e c h n o l o g i e s ,   I BC AS T   2 0 2 1 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   p p .   4 3 9 4 4 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I B C A S T5 1 2 5 4 . 2 0 2 1 . 9 3 9 3 1 9 8 .   0% 20% 40% 60% 80% 100 % S V M KNN DT 97% 95% 95% 95% 94% 93% A c c u r a c y   o f   d i f f e r e n t   d a t a e t s M a c h i n e   l e a r n i n g   A r c h i t e c t u r e s H A M 1000 0 D at as e t IS IC  20 19 D at as e t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.