I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 , pp.  516 ~ 526   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 1 4 .i 1 .pp 516 - 526           516     Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   A  r e vol u t i on ar y  c on vol u t i on al  n e u r al  n e t w or k   ar c h i t e c t u r e  f or   m or e  ac c u r at e  l u n g c an c e r  c l ass i f i c at i on       M u li ad i 1 , A gu s  P e r d an a Win d ar t o 2 ,  S ol ik h u n 3 ,  P u t r am a A lk h ai r i 2   1 D e pa r t m e nt  o f  C om pu t e r   S c i e nc e ,  F a c u l t y  of  M a t he m a t i c s   a nd  N a t u r a l   S c i e nc e s ,  L a m bu ng  M a n gku r a t  U ni ve r s i t y,  B a nj a r m a s i n,  I n do ne s i a   2 D e pa r t m e nt  of  I nf or m a t i on  S ys t e m s , S T I K O M  T una s  B a ngs a , P e m a t a ngs i a nt a r ,   N or t h S um a t r a ,   I ndone s i a   3 D e pa r t m e nt  of   I nf or m a t i c s  E ngi ne e r i ng ,  S T I K O M  T una s  B a ngs a , P e m a t a ngs i a nt a r ,   N or t h S um a t r a ,  I ndone s i a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d   M a r   12   2024   R e vi s e d  J ul   19 ,  2024   A c c e pt e d  J ul   26 ,  2024       This  research  aimed  to  inv estigate  a  breakthrough   in  convolut ional  neural  network   (CNN)  architecture  with   the  potential  to   revolutionize  lung  cancer  classifi cation.  The  proposed  method  is  a   comparativ e  optimi zation  m odel  of  ResNet  architecture,  with  accuracy   rate  of  99.68%   in  identifyin g  and   categorizin g lung  cancer types . The  results   showed that  the use of  inn ovative  methods  in  CNN  architec ture,  such  as  multi - dimensional  convolutional   layers  and  the  integration  of  specific  lung  cancer  features,   effectively   pr ovided  highly  accurate  and  reliable  outcomes.  These  showed  a  positive  impact  on  the   development  of  medical  diagnostic  technology,  offering  promising  potential  to  enhance  prognosis  and  response  to  treatment   for  lung  cancer  patients .  With   high  accuracy  ra te,  this   breakthrough  presents   opportunities  for  further  advancement s  in  lung  cancer  management   through  artificial   intell i gence - based methods.   K e y w o r d s :   C onvolut io na l  ne ur a l  ne twor k   a r c hi te c tu r e   H ig h a c c ur a c y   L ung c a nc e r  c la s s if ic a ti on   R e vol ut io na r y   T e c hnol ogy innovation   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   M ul ia di   D e pa r tm e nt  of  C om put e r  S c ie nc e ,  F a c ul ty  of  M a th e m a ti c s  a nd  N a tu r a l  S c ie nc e s   L a m bung M a ngkur a t  U ni ve r s it y   J l.  A . Y a ni , K M . 36,   L a m bung M a ngkur a t  U ni ve r s it y, B ui ld in g  I I , F l.  3, B a nj a r ba r u , I ndone s ia .   E m a il :  m ul ia di @ ul m .a c .i d       1.   I N T R O D U C T I O N   L ung  c a nc e r   is   a m ong  th e   m os t  pr e va le nt   a nd  de a dl y  ty pe s   of   c a nc e r   gl oba ll y,  oc c ur r in g  f r om   unc ont r ol le d gr ow th  i n l ung  t is s ue  f or m in g t um o r s   [ 1] – [ 3 ] .  T hi s  di s e a s e  doe s  not  of te n s how  s ym pt om s  i n t he   e a r ly   s ta ge s ,  le a di ng  to   la te   di a gnos i s   w he n  tr e a tm e nt   be c om e s   m or e   c ha ll e ngi ng.  T he   m a in   r is k  f a c to r s   f or   lu ng c a nc e r  i nc lu de  e xpos ur e  t o c a r c in oge ni c  s ub s ta nc e s  s uc h a s  c ig a r e tt e  s m oke , a ir  pol lu ti on, a nd  r a don  [ 4] ,   [ 5] .  T he r e f or e ,  th e r e   is   a   ne e d  f or   c ont in uous   r e s e a r c h  a nd  in nova ti on  in   th e   f ie ld   of  l ung  c a nc e r   di a gnos ti c   a nd  tr e a tm e nt   a im in g  a t  im pr ovi ng  th e   pr ognos is   a s   w e ll   a s   li f e   qua li ty   of   pa ti e nt s .  S e ve r a l  s tr a te gi e s   ha ve   b e e n   im pl e m e nt e d  to   de ve lo p  m or e   s e n s it i ve   a nd  a c c ur a t e   di a gnos t ic   m e th ods ,  a lo ng  w it h  e f f e c ti ve   a nd  c ur a ti ve   th e r a pi e s  t o a ddr e s s  t h e  gl oba l  bur de n of  l ung c a nc e r   [ 4] – [ 7] . O th e r  pr e ve nt iv e  a nd ma na ge m e nt  s te p s  i nc lu de   c a m pa ig ns   to   a voi d  m a jo r   r is k  f a c to r s   s uc h  a s   s m oki ng  a nd  in c r e a s in g  a w a r e ne s s   of   e a r ly   de te c ti on  [ 8] .  C ons e que nt ly , t hi s  r e s e a r c h f oc us e s  on t he  a ppl ic a ti on of  a r ti f ic ia l  in te ll ig e nc e  t e c hnol ogy in t he  de ve lo pm e nt   of   a   r e vol ut io na r y  c onvolut io na l  ne ur a l   ne twor k  ( C N N )   a r c h it e c tu r e   to   im p r ove   a c c ur a c y  in   lu ng  c a nc e r   di a gnos is   of te n  hi nde r e d  by  m or phol ogi c a l  a nd  ge ne ti c   va r ia ti ons   th a t  a r e   di f f ic ul t  to   id e nt i f y  us in g   c onve nt io na l  m e th ods   [ 9] – [ 11] .   T hi s   r e s e a r c h  a ppl ie s   va r io us   m e th ods   in c lu di ng  th e   us e   of   m ul ti - di m e ns io na l  c onvolut io na l  la ye r s   a nd  th e   in te gr a ti on  of   s pe c if ic   lu ng  c a n c e r   f e a tu r e s   in to   C N N   a r c hi te c tu r e .  I n  th e   de ve lo pm e nt   of   C N N ,  s e ve r a l   popula r  a r c hi te c tu r e  t ha t  ha ve  s uc c e s s f ul ly  be e n e f f e c ti ve  i n va r io us  i m a ge  pr oc e s s in g a nd c la s s if ic a ti on t a s ks   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A  r e v ol ut io nar y  c onv ol ut io nal  ne u r al  ne tw or k  ar c hi te c tu r e  f or   m or e  ac c u r at e   …   ( M ul ia di )   517   in c lu de   L e N e t - 5,  A le xN e t,   vi s ua l   ge om e tr y  gr oup  ne twor k  ( V G G N e t) ,  G oogL e N e t  ( I nc e pt io n) ,  r e s id ua l  ne twor k  ( R e s N e t) ,  M obi le N e t,   E f f ic ie nt N e t,   a nd  D e ns e N e t   [ 12] – [ 17] .  L e N e t - 5  ha s   m a de   s ig ni f ic a nt   c ont r ib ut io ns   to   C N N   de ve lo pm e nt ,  w hi le   A le xN e t,   de ve lo p e d  by  A le x  K r iz he vs ky,  I ly a   S ut s ke v e r ,  a nd  G e of f r e y  H in to n,  is   known  f or   it s   d e e pe r   a r c hi te c tu r e   a nd  la r g e r   c onvolut io n  la ye r s .  F ur th e r m or e ,  V G G N e t,   de ve lo pe d  a t   th e   U ni ve r s it y  of   O xf or d,  is   kno w n  f or   ve r y  de e p  s tr uc tu r e   us in g   r e la ti ve ly   s m a ll   c onvolut io n  bl oc ks ,  c ons is ti ng  of   16  or   19  la ye r s ,  de pe ndi ng  on  th e   va r i a nt   us e d.  G oogL e N e t,   de ve lo pe d  a t  G oogl e ,   in tr oduc e s   th e   " I nc e pt io n"   m odul e   w hi c h  us e s   m ul ti pl e   f il te r   s iz e s   in   one   la ye r   to   c a pt ur e   f e a tu r e s   a t  va r io us   s c a le s   a nd  im pr ove   r e pr e s e nt a ti on  s ki ll s   [ 18] ,  [ 19] .  R e s N e t  w a s   de ve lo pe d  by   K a im in g  H e   a nd  th e   te a m   a t   M ic r os of t  R e s e a r c h,  us in g  r e s id ua l  bl oc ks   th a t  a ll ow   de e pe r   m ode l  tr a in in g  w it hou t  e xpe r ie nc in g  va ni s hi ng   gr a di e nt   pr obl e m s .  M obi le N e t  is   de s ig ne d  f or   m obi le   de vi c e   a ppl ic a ti ons ,  opt im iz in g  s pe e d,  a nd  c om put a ti on a l  r e qui r e m e nt s   us in g  de pt hw is e   s e pa r a bl e   c onvolut io ns .  E f f ic ie nt N e t  c om bi ne s   s c a li ng  m e th od s   to   opt im iz e   m ode l  e f f ic ie nc y  r e ga r di ng  s iz e ,  s pe e d,  a nd  a c c ur a c y.  D e ns e ly   c onne c te d  c onvolut io na l  ne twor k  ( D e ns e N e t )  is   de ve lo pe d  to   a ddr e s s   th e   v a ni s hi n g  a nd  e xpl odi ng  gr a di e nt   pr obl e m s ,  us in g  c lo s e r   c onne c ti ons   be tw e e n  la ye r s   in   th e   f or m   of   " de ns e   bl oc ks " .  E a c h  a r c hi te c tu r e   ha s   s pe c if ic   c ha r a c te r is ti c s ,  w hi c h  a r e   us e d  a c c or di ng  to   r e qui r e d  ta s ks   a nd  ne e ds .  M e a nw hi l e ,  th e   s e le c ti on  of   C N N   a r c hi te c tu r e   c a n   s ig ni f ic a nt ly   in f lu e nc e   th e   pe r f or m a nc e  a nd r e s ul ts  of  t he  de ve lo pe d m ode l  [ 18] – [ 22] .    R e ga r di ng  th e   popula r   a r c hi te c tu r e   in   pr e vi ous   r e s e a r c h  [ 23] ,  s e ve r a l  s ig ni f ic a nt   a dva nt a ge s   ha v e   be e n   doc um e nt e d.  T he   pr opos e d   e n s e m bl e   le a r ni ng  of   R e s N e t,   E f f ic ie nt N e t,   a nd  I nc e pt io n - v3  w it h  w e ig ht e d  vot in g   ( E L R E I )   m e th od  s uc c e s s f ul ly   a ddr e s s e s   li m it a ti ons   a nd  le ve r a ge s   th e   s tr e ngt hs   of   e a c h  C N N   a r c hi te c tu r e ,   na m e ly   R e s N e t,   E f f ic ie nt N e t,   a nd  I nc e pt io n - v3.  T hi s   m e th od  a c hi e ve s   e x c e ll e nt   r e s ul ts   of   m or e   th a n  98%   a c c ur a c y,  pr e c is io n,  r e c a ll ,  a nd  F 1 - s c or e ,  w it h  th e   pot e nt ia l  to   ove r c om e   ove r f it ti ng,  w hi c h  is   of te n  e nc ount e r e d  in   C N N   a r c hi te c tu r e .  T hi s   r e s e a r c h  a ls o  pr ovi de s   a   pe r f or m a nc e   c om pa r is on  of   th e   E L R E I   m e th od  w it h   pr e vi ous   r e s ul ts ,  s how in g  e x c e ll e nt   pe r f or m a nc e   in   c la s s if yi ng  lu ng  di s e a s e   b a s e d   on  c he s t  X - r a y  ( C X R )   im a ge s .  H ow e ve r ,  one   id e nt if ie d  li m it a ti on  is   th e   la c k  of   di s c us s io n  r e g a r di ng  m ode l  te s ti ng  on  di f f e r e nt   da ta s e ts   or   c r os s - da ta s e t  te s ti ng.  A lt hough  th e   r e s ul ts   obt a in e d  a r e   m or e   th a n  98% ,  th e r e   is   no  in f or m a ti on   r e ga r di ng mode l  te s ti ng on e xt e r na l  da ta s e ts  or  c r os s - da ta s e ts .  M e a nw hi le , i n ot he r  r e s e a r c h m a c hi ne  l e a r ni ng  m ode l,  pa r ti c ul a r ly  S V M  a nd de c is io n t r e e  c la s s if ie r s  ha ve  be e n us e d t o c la s s if y a bnor m a l  br e a th  s ounds  s u c h  a s  w he e z e s  a nd  c r a c kl e s   [ 24] . T hi s  m e th od  s how s  pot e nt ia l  in  d ia gnos in g r e s pi r a to r y di s e a s e s  m or e   a c c ur a te ly   a nd  obj e c ti ve ly   us in g  pa ti e nt   d e m ogr a phi c   da ta   a nd  c he s t  r e gi on  to   obt a in   m or e   c om pr e he ns iv e   in f or m a ti on.  H ow e ve r ,  th e   r e s e a r c h  ha s   s e ve r a l  id e nt if ia bl e   li m it a ti ons   in c l udi ng  th e   a bs e nc e   of   in - de pt h   e xpl a na ti on  in   c om pa r is on  w it h  pr e vi ous   r e s e a r c h.  I nf or m a ti on  on  li m it a ti ons   or   c ons tr a in ts   is   a ls o  not   a va il a bl e ,  w hi c h  c a n   he lp  r e a de r s  be tt e r  unde r s ta nd t he  c ont e xt  a nd i nt e r pr e t  th e  r e s u lt s .   T hi s  r e s e a r c h i nve s ti ga te s  t he  e f f e c t  of  i m pr ovi ng  th e  R e s N e t5 0 m ode l  C N N  a r c hi te c tu r e  t o  i m pr ove   im a ge   c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y  in   lu ng  c a n c e r ,  w hi le   pr e vi ous   s tu di e s   ha ve   e xpl or e d  th e   im pa c t  of   us in g  th e   R e s N e t   m ode l  C N N   a r c hi te c tu r e ,  but   th e y   ha ve   not   e x pl ic it ly   d is c us s e d  th e   e f f e c t  on  im pr ovi ng  c l a s s if ic a ti on   a nd  th e   us e   of   th e   R e s N e t  a r c hi te c tu r e   m ode l  is   not   e xpl a in e d.  S o  th a t ,  th is   r e s e a r c h  pr e s e nt s   a   br e a kt hr ough,  id e nt if yi ng  th e   s tr e ngt hs   a nd  w e a kne s s e s   of   e a c h  m e th od.  S tr e ngt hs   in c lu de   a c c ur a c y  a nd   e f f ic ie nc y  im pr ove m e nt s ,  w hi le   w e a kne s s e s   c on s is t  of   c om put a ti ona l  c om pl e xi ty   a nd  la r ge   da ta   r e qui r e m e nt s   f or   m ode l   tr a in in g.  T o  a ddr e s s   th e s e   w e a kne s s e s ,  e f f e c ti ve   s ol ut io ns   a r e   r e qui r e d,  s how in g  th e   pot e nt ia l  a ppl ic a ti on  of   th e   pr opos e d  m e th od  m or e   e f f i c ie nt ly   [ 25 ] ,  [ 26] .   I s s ue s   in   th e   s e le c te d  m e th od  in   th is   r e s e a r c h  in c lu de   th e   pot e nt ia l  li m it a ti on  of   tr a in in g  da ta   r e f le c ti ng  th e   f ul l  va r ia ti on  of   lu ng  c a nc e r .  T h e   pr opos e d  m e th od  i s   de vi s e d  a s   a n   im pr ove m e nt   pr opos a l  th a t   in c lu de s   s tr a te gi e s   to   e nh a nc e   tr a in in g  da ta   di v e r s it y a nd  m in im iz e   pot e nt ia l   bi a s e s   a r is in g  f r om   th e s e   li m it a ti ons .  T he   r e s ul ts   a r e   e xpe c te d  to   pr ovi de   hi ghe r   a c c ur a c y  in   c la s s if ic a ti on,  ope ni ng  oppor tu ni ti e s   f or   s ig ni f ic a nt   im pr ove m e nt s   in   a c c ur a te l y  id e nt if yi ng  lu ng  c a nc e r   ty pe s   [ 21] ,  [ 26] – [ 28] .  T he r e f or e ,  th is   r e s e a r c h  a im e d   to   de ve lo p  C N N   a r c hi te c tu r e   c a pa bl e   of   ove r c om in g  di a gnos ti c   c ons tr a in ts   of   lu ng  c a nc e r ,  im pr ovi ng  c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y,  a nd  pos it iv e ly   c ont r ib ut in g  to   th e   a dva nc e m e nt   of   m e di c a l  di a gnos ti c   te c hnol ogy.   T he   de ve lo pm e nt   i s   c a r r ie d  out   to   a c h ie ve   s ig ni f ic a nt   im pr ove m e nt s   in   lu ng  c a nc e r   de te c ti on,  e xpe di te   th e   di a gnos is   pr oc e s s ,  a nd  e nha nc e   th e   pr og nos is   a s   w e ll   a s   tr e a tm e nt   of   pa ti e nt s   a f f e c te d  by l ung c a nc e r .       2.   M E T H O D   T hi s   r e s e a r c h  e va lu a te s   C N N   opt im iz a ti on  te c hni que s   f or   c la s s if yi ng  bone   f r a c tu r e s   us in g  X - r a y  C T   s c a n  d a ta .  T he   s tu dy  pr oc e s s e s   f r a c tu r e   da ta   f or   C N N   m od e ls   to   d e te c t  a nd  c la s s if y  f r a c tu r e s ,   s how in g   s ig ni f ic a nt   pe r f or m a nc e   im pr ove m e nt s   w it h  a ppr opr ia te   op ti m i z a ti ons .  C om pa r a ti ve   a n a ly s is   r e ve a ls   in s ig ht s   in to   e a c h  te c hni que ' s   s tr e ngt hs   a nd  w e a kne s s e s .  T h e   f in di ngs   a d va nc e   im a ge - ba s e d  m e di c a l  di a gnos i s   a nd  of f e r   pr a c ti c a l  gui da nc e  f or  opt im iz in g C N N  m ode ls  i n he a lt hc a r e .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   516 - 526   518   2.1.   D at a  d e s c r ip t io n   T he   da ta s e t  u s e d  in   th i s   r e s e a r c h  c ons i s te d  of   C T   s c a n s   f r om   pa ti e nt s   w it h  lu ng  di s e a s e s ,  v a r io us   s ta g e s   of   c a nc e r , a nd he a lt hy s ubj e c t s . I Q - O T H /NC C D   s li de s , a nnot a te d by e xpe r ts , w e r e  s our c e d f r om   K a ggl e   [ 29] .   T hi s   da ta s e t,   c ol le c te d  in   a ut um n  2019,  in c lu de s   150  lu ng  im a ge s   f r om   th e   O nc ol ogy  T e a c hi ng  H os pi ta l  of   I r a q/ N a ti ona l  C e nt e r   f or   C a nc e r   D is e a s e s .  T he   da ta   w a s   s pl it   80: 20  f or   pr oc e s s in g.  T he   w or kf lo w   of   th is   r e s e a r c h i s   s how n i n F ig ur e  1.       P r e p r o c e s s i n g I m a ge   E nha nc e m e nt G r a ys c a l e C ha ng e   I m a g e   S i z e D a t a A ugm e nt a t i on F l i ppi ng R o t a t e C h e s t   X   r a y   d a t a s e t C l e a n   D a t a ( R a t i o   D a t a s e t   80 : 20 ) C l a s s i f i c a t i o n ( A )  R e s N e t 50 T r a i ni ng D a t a s e t ( B )  R e s N e t 50  +  C l a s s   W e i ght e d A ppr oa c h ( C )  R e s N e t 50  +  M od e l   S M O T E  D a t a ( D )  R e s N e t 50  +  C l a s s  W e i ght e d  A pp r oa c h  +  M od e l   S M O T E  D a t a ( P r op os e d  M e t ho d ) P r oc e s s e d T r a i ni ng  ( A ) A c c ur a c y ,  P r e c i s i on ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e ( B ) A c c u r a c y ,  P r e c i s i on ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e ( C ) A c c ur a c y ,  P r e c i s i on ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e ( D ) A c c ur a c y ,  P r e c i s i o n ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e B e s t   C l a s s i f i c a t i o n   A l g o r i t h m T e s t i ng   D a t a s e t P r e p a r i n g   D a t a ( A ) A c c u r a c y ,  P r e c i s i on ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e ( B ) A c c ur a c y ,  P r e c i s i on ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e ( C ) A c c u r a c y ,  P r e c i s i on ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e ( D ) A c c ur a c y ,  P r e c i s i on ,  R e c a l l  a nd  F 1 - S c or e P r oc e s s e d T e s t i ng  E v a l u a t i o n B e s t   C l a s s i f i c a t i o n   A l g o r i t h m     F ig ur e  1.  R e s e a r c h   w or kf lo w  i n l ung dis e a s e  i m a ge  c la s s if ic a ti o n pr oc e s s       F ig ur e   1  il lu s tr a te s   th e   da t a   a n a ly s is   pr oc e s s   f or   c h e s t  x - r a y  im a ge s ,  in c lu di ng  pr e pr oc e s s in g,  m ode l   te s ti ng,  a nd  pe r f or m a nc e   e va lu a ti on  of   va r io us   c la s s if ic a ti on  m e th ods .  M e tr ic s   s u c h  a s   a c c ur a c y,  pr e c is io n,   r e c a ll ,  a nd  F 1  s c or e   a s s e s s   m ode l  pe r f or m a nc e .   M e th od s   us e d  in c lu de   R e s N e t5 0,  R e s N e t5 0  w it h  c la s s   w e ig ht e d   a ppr oa c h,  R e s N e t5 0  w it h  s ynt he ti c   m in or it y  ove r s a m pl in g  te c hni que   ( S M O T E ) ,  a nd  a   c om bi na ti on  o f   R e s N e t5 0   w it h  c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h  a nd   S M O T E   ( pr opos e d  m e th od ) .  T he   da ta s e t  w a s   c le a ne d  a nd  s pl i t  80: 20 f or  t r a in in g. T he  e va lu a ti on i de nt if ie s  t he  be s t  a lg or it hm  f or  opt im a l  di a gnos ti c  r e s ul ts .     2.2.   E xp la n at io n  of  t h e   R e s n e t 50, Re s N e t 50+   m od e l  b u il d in g  w it h  S M O T E   d at a  an d   R e s N e t 50+   m od e l  b u il d in g w i t h  c la s s  w e ig h t e d  ap p r oac h   R e s N e t   is   one   of   th e   a r c hi te c tu r a l  m ode ls   ba s e d  on   th e   c on c e pt   of   r e s id ua l   bl oc ks ,   w hi c h  a ll ow s   th e   ne twor k  to   ove r c om e   th e   c ha ll e nge s   of   tr a in in g  ve r y  de e p  m o de ls .  R e s id ua l  bl oc ks   s e r ve   a s   b a s ic   uni ts   th a t  a ll ow   di r e c t  in f or m a ti on  f lo w   f r om   in put   to   out put   w it hout   m a ny  c om pl e x  tr a ns f or m a ti ons ,   f a c il it a ti ng  th e   pr e s e r va ti on  of   id e nt it y  in f or m a ti on  dur in g  th e   tr a in in g  pr oc e s s   [ 23] .  T hi s   m ode l  us e s   s hor tc ut   c onn e c ti ons   or   " r e s id ua ls "   th a t  a ll ow   tr a in in g  of   ve r y  de e p  ne twor ks   w it hout   de gr a da ti on  pr obl e m s ,  w hi c h  us u a ll y  oc c ur   in   de e p ne twor ks .  T h e  f ol lo w in g   w e  w il l  e xpl a in  t he  3 opti m iz e d  R e s ne t  m ode l s .   F ig ur e  2 s how s  t he  a r c hi te c tu r e  o f   F ig u r e  2 ( a )  R e s N e t5 0  m ode l ,  F ig ur e  2 ( b)  R e s N e t5 0 w it h S M O T E   da ta ,  a nd  F ig ur e   2 ( c )   R e s N e t5 0  w it h  c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h ,  a ll   of   w hi c h  us e   di f f e r e nt   bl oc ks   w it h  th e   a s s um pt io n  th a t  th e y  a ll ow   th e   ne twor k   to   le a r n  a   be tt e r   da t a   r e pr e s e nt a ti on.  T h e s e   la ye r s   w or k  to g e th e r   to   c onve r t  im a ge   in put   in to   out put   th a t  c a n  be   us e d   f or   c la s s if ic a ti o n  or   ot he r   ta s ks .   R e s N e t5 0  is   a   pow e r f ul   ne ur a l  ne twor k  m ode l  a nd  is   f r e que nt ly   us e d  in   im a ge   r e c ogni ti on  a n d  c la s s if ic a ti on  ta s k s   due   to   it s   a bi li ty   to   le a r n  be tt e r   r e pr e s e nt a ti ons   of   da ta .   A dva nt a ge s   of   R e s N e t5 0:   ne two r k  de pt h:   W it h  50   la ye r s ,  th i s   m ode l   is   a bl e   to   c a pt ur e   ve r y  c om pl e x  a nd  d e ta il e d  f e a tu r e s .  R e s id ua l  c onne c ti ons :  R e duc e s   th e   va ni s hi ng  gr a di e nt   pr obl e m ,   m a ki ng t r a in in g m or e  e f f ic ie nt . P r e - tr a in e d  m ode ls :  P r e - t r a in e d m ode ls  a r e  a va il a bl e  i n I m a ge N e t,   s o t he y c a n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A  r e v ol ut io nar y  c onv ol ut io nal  ne u r al  ne tw or k  ar c hi te c tu r e  f or   m or e  ac c u r at e   …   ( M ul ia di )   519   be   a da pt e d  to   va r io us   ta s ks   qui c kl y.  D is a dva nt a ge s   of   R e s N e t 50:   O ve r f it ti ng:   C a n  oc c ur   if   th e   da ta s e t  is   not   la r ge  e nough or  va r ie d. T r a in in g  time :  R e qui r e s  qui te  a  l ong tr a in in g t im e  a nd high c om put in g r e s our c e s .       Z e r o   p a d d i n g C o n v ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) B a t c h   S i z e ,  8 R e l u M a x   P o o l ( p o o l _ s i z e =( 2 ,  2 ) )   C o n v   B l o c k ,  1 2 8 I d   B l o c k   x   3 C o n v   B l o c k ,  2 5 6 I d   B l o c k   x   2 A v e r a g e   P o o l F l a t t e n D e n se ,  16 F u l l y   C o n n e c t e d I npu t  I m a ge   L ung 512  x  512  3  va r i a bl e s   O ut put   C l a s s s i f i c a t i on Ze r o   p a d d i n g C o n v ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) B a t c h   S i z e R e l u M a x   P o o l ( p o o l _ s i z e =( 2 ,  2 ) )   C o n v   B l o c k I d   B l o c k   x   3 A v e r a g e   P o o l F l a t t e n D e n s e ,  16 F u l l y   C o n n e c t e d Z e r o P a ddi ng C onv ol ut i ona l  L a ye r B a t c h N or m a l i z a t i on A c t i va t i on M a x P ool i ng C onv ol ut i ona l  B l oc k I de nt i t y B l oc k A ve r a ge  P ool F l a t t e n D e ns e F ul l y C onn e c t e d F e a t u r e s   ( a )     Z e ro p a ddi ng Conv ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) Ba t c h S i z e ,  8 Re l u M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 2 ,  2 ))  Co nv  Bl oc k  125 Id B l oc k x   3 Con v Bl oc k  254 Id Bl oc k x  2 A ve ra ge  P ool F l a t t e n D e ns e ,  32 F ul l y C on ne c t e d I n p u t   I m a g e   L u n g 5 1 2   x  5 1 2   3  v a r i a b l e s   O u t p u t   C l a s s s i f i c a t i o n Z e ro  pa ddi ng Conv ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) Ba t c h S i z e Re l u M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 2 ,  2 ))  Co nv  Bl oc k Id B l oc k A ve ra ge  P ool F l a t t e n D e ns e ,  32 F ul l y  Con ne c t e d Z e r o   P a d d i n g C o n v o l u t i o n a l   La y e r B a t c h   N o r m a l i z a t i o n A c t i v a t i o n M a x   P o o l i n g C o n v o l u t i o n a l   B l o c k I d e n t i t y   B l o c k A v e r a g e   P o o l F l a t t e n D e n s e F u l l y   C o n n e c t e d F e a t ur e s M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 3 ,  3 ))    ( b)     Z e ro p a ddi ng Conv ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) 256 Ba t c h S i z e ,  8 Re l u M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 2 ,  2 )) 125  Co nv  Bl oc k  127 Id B l oc k x   3 Con v Bl oc k  254 Id Bl oc k x  2 A ve ra ge  P ool F l a t t e n  62 D e ns e ,  32 F ul l y C on ne c t e d I n p u t   I m a g e   L u n g 5 1 2   x  5 1 2   3  v a r i a b l e s   O u t p u t   C l a s s s i f i c a t i o n Z e ro  pa ddi ng Conv ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) Ba t c h S i z e Re l u M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 2 ,  2 ))  Co nv  Bl oc k Id B l oc k A ve ra ge  P ool F l a t t e n D e ns e ,  32 F ul l y  Con ne c t e d Z e r o   P a d d i n g C o n v o l u t i o n a l   La y e r B a t c h   N o r m a l i z a t i o n A c t i v a t i o n M a x   P o o l i n g C o n v o l u t i o n a l   B l o c k I d e n t i t y   B l o c k A v e r a g e   P o o l F l a t t e n D e n s e F u l l y   C o n n e c t e d F e a t ur e s M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 3 ,  3 )) 62    ( c )     F ig ur e   2 .  T he  a r c hi te c tu r e  of   ( a )  R e s N e t5 0, ( b)  R e s N e t5 0 w it h  S M O T E  da ta , a nd ( c )  R e s N e t5 0 w it h c la s s   w e ig ht e d a ppr oa c h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   516 - 526   520   R e s N e t5 0  +   S M O T E :   T hi s   m ode l  is   th e   r e s ul t  of   a ppl yi ng  th e   S M O T E   te c hni que   to   th e   da ta s e t  be f or e   tr a in in g  th e   R e s N e t5 0  m ode l.   S M O T E   is   a   da ta   ba la nc in g  t e c hni que   c r e a te d  to   a ddr e s s   th e   pr obl e m   o f   im ba la nc e d  da ta s e ts ,   w he r e   m in or it y  c la s s e s   a r e   im pr ove d  by  c r e a ti ng  ne w   s ynt he ti c   s a m pl e s   ba s e d  on  e xi s ti ng  m in or it y  s a m pl e s .  A dva nt a g e s   of   R e s N e t5 0  +   S M O T E :  D a ta   b a la nc in g:   I m pr ove s   r e pr e s e nt a ti on   of   m in or it y   c la s s e s ,  h e lp s   m ode ls   to   le a r n  be tt e r   a nd  r e duc e s   bi a s .  A c c ur a c y  im pr ove m e nt :  T ypi c a ll y  im pr ove s   m ode l   pe r f or m a nc e   on  m in o r it y   c la s s e s ,  r e duc in g  m is c l a s s if yi ng  pr obl e m s .  C ons   of   R e s N e t5 0  +   S M O T E :  P r oc e s s in g   ti m e :  I nc r e a s in g  s ynt he ti c   da ta   r e qui r e s   a ddi ti ona l  pr oc e s s in g  t im e .  O ve r f it ti ng:   E ve n  if   th e   da ta   is   ba la nc e d,  ove r f it ti ng c a n s ti ll  oc c ur  i f  t he  s ynt he ti c  da ta  i s  not  di ve r s e  e no ugh.   R e s N e t5 0  +   c l a s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h  th is   a ppr oa c h  in vol ve s   gi v in g  gr e a te r   w e ig ht   to   m in o r it y  c la s s e s   dur in g  th e   R e s N e t5 0  m ode l  tr a in in g  pr oc e s s .  I ns te a d  of   in c r e a s in g  th e   s a m pl e   of   m in or i ty   c la s s e s ,  th e   m ode l  is   gi ve n  a   la r ge r   pe na lt y  f o r   e r r or s   in   th e s e   c la s s e s .  A dva n ta ge s   of   R e s N e t5 0  +   c la s s   w e ig ht e d:   ba la nc in g  w it hout   a ddi ng  da ta :  N o  ne e d  to   in c r e a s e   th e   a m ount   of   da ta ,  th e r e by  r e duc in g  th e   r is k  of   ove r f it ti ng.   E f f ic ie nc y:   U s ua ll y  f a s te r   th a n  ove r s a m pl in g  m e th ods   be c a u s e   th e r e   is   no  ne e d  to   c r e a te   a ddi ti o na l  s a m pl e s .  D is a dva nt a ge s   of   R e s N e t5 0  +   c la s s   w e ig ht e d:   C om pl e x   tu ni ng:   C hoos in g  th e   r ig ht   w e ig ht s   f or   e a c h  c la s s   c a n  b e   a   c om pl e x  ta s k  a nd  r e qui r e s   a   lo t  of   e xpe r im e nt a ti on.  S ta bi li ty :  I f   th e   w e ig ht s   gi ve n  a r e   to o  e xt r e m e ,  it   c a n   c a us e   in s ta bi li ty   in  m ode l  tr a in in g .     2.3.   R e s N e t 50+   m od e l  b u il d in g w it h  c la s s  w e ig h t e d  ap p r oac h   +  m od e l  b u il d in g  w it h   S M O T E   d at a   I nnova ti ve   m e th ods   a r e   ne e d e d  to   im pr ove   th e   pe r f or m a nc e   of   lu ng  c a nc e r   c la s s if ic a ti on  m ode l s   by  c om bi ni ng  S M O T E   da ta ,  da ta   a ugm e nt a ti on,  a nd  m ode l  bui ld in g  w it h  a   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h .  T hi s   m e th od   a im s   to   ove r c om e   c ha ll e ng e s   in   de v e lo pi ng  lu ng  c a nc e r   di a gno s ti c   m ode ls .  B y  c om bi ni ng  th e s e   th r e e   m e th od s ,  th e   m ode l  is   e xpe c te d  to   b e   a bl e   to   r e c ogni z e   c om pl e x   pa tt e r ns   in   lu ng  c a nc e r   im a ge s ,  in c lu di ng   th os e   in   th e   m in or it y c la s s .    F ig ur e   3   s how s   th e   a r c hi te c tu r e   of   th e   pr opos e d  m e th od,  c om b in in g  R e s N e t5 0,  m ode l  bui ld in g  w it h   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h,  a nd   m ode l  bui ld in g  w it h  S M O T E   da ta ,  a s   w e ll   a s   a ddi ng  s of tm a x  be f or e   th e   f ul ly   c onne c te d  la ye r .  T he   r e d   li ne s   s how   th e   p a r ts   of   th e   pr opo s e d  m e th od.  T he   u s e   of   S M O T E   da ta ,  da t a   a ugm e nt a ti on,  a nd  m ode l  bui ld in g  w it h  a   c la s s   w e ig ht e d   a ppr o a c h   in   th is   r e s e a r c h  w a s   pr ove n  to   in c r e a s e   th e   a c c ur a c y  a nd  s e ns it iv it y  of   th e   lu ng  c a nc e r   c la s s if ic a ti on  m ode l.   T he   pr opos e d  m e th od  is   e f f e c ti ve   f o r   r e c ogni z in g  c om pl e x  p a tt e r ns   in   lu ng   c a n c e r   im a ge s ,  th e r e b y  im pr ovi ng  th e   pe r f or m a nc e   of   lu ng   c a nc e r   c la s s if ic a ti on  m ode ls .       Z e ro p a ddi ng Conv ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) 256 Ba t c h S i z e ,  8 Re l u M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 2 ,  2 )) 125  Conv B l oc k  128 Id B l oc k x   3 Conv  Bl oc k  256 Id Bl oc k x  2 A ve ra ge  P ool F l a t t e n  62 D e ns e ,  32 F ul l y C on ne c t e d I n p u t   I m a g e   Lu n g 5 1 2   x  5 1 2   3  v a r i a b l e s   O u t p u t   C l a s s s i f i c a t i o n Z e ro p a ddi ng Conv ( 64 ,  ( 3 ,  3 )) Ba t c h S i z e Re l u M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 2 ,  2 ))  Co nv  Bl oc k Id B l oc k A ve ra ge  P ool F l a t t e n D e ns e ,  32 F ul l y Con ne c t e d Ze r o   P a d d i n g C o n v o l u t i o n a l   La y e r B a t c h   N o r m a l i z a t i o n A c t i v a t i o n M a x   P o o l i n g C o n v o l u t i o n a l   B l o c k I d e n t i t y   B l o c k A v e r a g e   P o o l F l a t t e n D e n s e F u l l y   C o n n e c t e d P r opo s e d M e t hod M a x  P ool ( pool _ s i z e =( 3 ,  3 )) 62  S of t m a x S oft m a x S o f t m a x F e a t ur e s     F ig ur e   3 .  I ll us tr a ti on of   th e  pr opos e d m e th od i n l ung  C T   s c a n i m a ge  c la s s if ic a ti on pr oc e s s       2.4.   E val u at io n   I n  th e   e va lu a ti on  s ta ge ,  th e   p e r f or m a nc e   r e s ul ts   of   s in gl e - c la s s if ic a ti on  m ode ls   a r e   c om pa r e d  us in g   R e s N e t5 0,  R e s N e t5 0  bui lt   w it h  S M O T E   da ta ,  a nd  R e s N e t5 0  bui lt   w it h  a   c la s s - w e ig ht e d  a ppr oa c h.  S ubs e que nt ly , t he  pr opos e d m e th od,  w hi c h i s   a  r e vol ut io na r y C N N  a r c hi te c tu r e  f or  m or e  a c c ur a te  l ung c a nc e r   c la s s if ic a ti on,  is   c r e a te d  a nd  e va lu a te d  u s in g  pe r f or m a nc e   m e a s ur e s   s uc h  a s   a c c ur a c y,  s e n s it iv it y,  s pe c if ic it y,  a nd  F 1 - s c or e .  T he   r e s ul ts   of   th is   m e th od  a r e   f ur th e r   c om pa r e d  w it h  ot he r   r e s e a r c h  in   th e   f ie ld ,  de m ons tr a ti ng   it s  e f f e c ti ve ne s s  i n  e nha nc in g t he  pr e c i s io n of  l ung c a nc e r  de te c ti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A  r e v ol ut io nar y  c onv ol ut io nal  ne u r al  ne tw or k  ar c hi te c tu r e  f or   m or e  ac c u r at e   …   ( M ul ia di )   521   3.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   T he   m ode l  tr a in in g  r e s ul ts   pr e s e nt e d  in   th is   a r ti c le   in c lu de   c r uc i a l  in s ig ht s   in to   th e   pe r f or m a nc e   of   th e   opt im iz e d  C N N   m ode l  f or   lu ng  c a nc e r   c la s s if ic a ti on,  s pe c if ic a ll y  us in g  th e   C N N   a r c hi te c tu r e   f or   hi gh - a c c ur a c y   im a ge   c la s s if ic a ti on  w it h  th e   R e s N e t5 0  P lu s   m ode l  a s   th e   pr opos e d  m ode l,   c om pa r e d  to   th e   R e s N e t5 0  s ta nd a r d.  I n  th is   r e vol ut io na r y  C N N   a r c hi te c tu r e   f or   m or e   a c c ur a t e   lu ng  c a nc e r   c la s s if ic a ti on .   F ig ur e   3   pr ovi de s   a   de ta il e d   e xpl a na ti on  of   th e  r e s ul ts   obt a in e d  f or   e a c h  e poc h,  hi ghl ig h ti ng t he   a dva n c e m e nt s   a nd  im pr ove m e nt s   in   m ode l   pe r f or m a nc e  t hr oughout t he  t r a in in g pr oc e s s .     3.1.    I m age   q u al it y i m p r ove m e n t   I n  th is   r e s e a r c h,  th e   in it ia l  s ta ge   i s   im pr ovi ng  im a ge   qua li ty   to   e nha nc e   th e   qua li ty   of   lu ng  C T   s c a n   im a ge s .  A   to ta l   of   th r e e   lu ng  C T   s c a n  im a ge s   is   s how n  s id e   by  s id e   w it h  la be ls   " N or m a l, "   " M a li gna nt ,"   a nd   " B e ni gn"   a s   s how n  in   F ig ur e   4 .   T he   im a ge   la be le d  " N or m a l "   s how s   a n  a xi a l  ( c r os s - s e c ti ona l)   s li c e   of   th e   c he s t  C T   s c a n  w it hout   s ig ni f ic a nt   a bnor m a li ti e s .  M or e ove r ,  lu ng  s tr uc tu r e s   a ppe a r   c l e a n  w it h  a   nor m a l  a ir   pa tt e r n,  no nodule s  or  m a s s e s , a nd  a n a b s e nc e  of  f lu id  bui ld up.   T he  i m a ge  l a be le d " M a li gna nt "   s how s  a n  a xi a l  s li c e  of   th e   c he s t   C T   s c a n  w it h  ir r e gul a r   m a s s e s   or   nodule s   in   lu ng.   T he   m a s s e s   a ppe a r   d e ns e r   th a n  th e   s ur r ounding  nor m a l  lu ng  ti s s ue ,  s how in g  a   pos s ib le   m a li gna nt   tu m or .   T he   i m a ge   la be le d  " B e ni gn"   s how s   a n  a xi a l  s li c e   of   th e   c he s t  C T   s c a n  w it h  le s io ns   or   nodule s   th a t  a r e   m or e   de f in e d  a nd  a ppe a r   r e gul a r   c om pa r e d  to   th e   " M a li gna nt "   im a ge . T he s e  l e s io ns  ha ve  c le a r e r  bounda r ie s ,  s how in g t he  t e nd e nc y f or  be ni gn gr ow th s .   T he s e  i m a ge s  c a n be   us e d  f or   e duc a ti ona l  or   de m on s tr a ti on  pur pos e s   on  how   m e d i c a l  im a ge s   a r e   u s e d   to   di f f e r e nt ia te   be twe e n  nor m a l  lu ng c ondi ti ons , m a li gna nc y ( c a nc e r ) , a nd be ni gn gr ow th s .   F ig ur e   5   s how s   th r e e   lu ng  s e gm e nt a ti on  im a ge s   s e e m in gl y  ge ne r a te d  f r om   a   C T   s c a n.  T he   F ig ur e   5 ( a )   is   la be le d  " B e nga li   c a s e ” ,  w hi c h  s how s   lu ng  s li c e   w it h  a   c ol or   s c a le   r a ngi ng  f r om   bl ue   to   ye ll ow .   B r ig ht e r   a r e a s   ( ye ll ow )   s how   hi ghe r  t is s ue  d e ns it y or  a r e a s  of  f oc us  f or  a na ly s i s , w it h t he  s e gm e nt a ti on e m pha s iz in g s pe c if ic   te xt ur e s   or   pa tt e r ns   w it hi n  lu ng.  T he   F ig ur e   5 ( b)   is   la be le d  " P ol yc ys ti c   c a s e " ,  w he r e   lu ng  s e gm e nt a ti on  is   pe r f or m e d  to   a ll ow   f o r   a   c le a r e r   vi e w   of   th e   in te r na l   lu ng  s tr uc tu r e s .  F ur th e r m or e ,   th e r e   a r e   c ont our   li ne s   f ol lo w in g  th e   s ha pe   of   lu ng  a nd  bl ood  v e s s e ls   ( br onc hi ) ,  w it h   a   di ve r s e   c ol or   r a ng e   s ho w in g  va r io us   ti s s ue   de ns it ie s   or   ty pe s ,  w he r e   br ig ht   gr e e n  a r e a s   s how   c ys ts   or   ot he r   a bnor m a li ti e s .  T he   F ig ur e   5 ( c )   is   la be le d   " N or m a l  c a s e " ,  s ho w in g  lu ng  s li c e   th a t  a ppe a r s   nor m a l  w it h  s e gm e nt a ti on  in di c a ti ng  uni f or m   ti s s ue   di s tr ib ut io n.  T he   c ol or   s c a le   i s   s im il a r   to   th e   f ir s t  im a g e   but   w it h  f e w e r   va r ia ti ons ,  s ho w in g  a   po s s ib le   la c k  of   s ig ni f ic a nt  a bnor m a li ti e s . A l l  th r e e  i m a ge s  ha ve  c oor di na te d  s c a le s , w it h va lu e s  s how in g pi xe l  pos it io n s . T hi s   is  c om m on f or  m e di c a l  im a ge  a na ly s is ,  w he r e  t he  l oc a ti on  a nd  s iz e  of  s p e c if ic  a r e a s  a r e  e s s e nt ia l  f or  di a gnos i s   a nd  e va lu a ti on.  T he s e   im a g e s   c a n  be   us e d  by  h e a lt hc a r e   pr of e s s i ona ls   to   a s s e s s   lu ng  c ondi ti ons ,   de te c t   di s e a s e s   or   a bnor m a li ti e s ,  a nd  m oni to r   th e   pr og r e s s io n  of   m e di c a l  c ondi ti ons .  T he   s e gm e nt a ti on  s how n  a id s   in   id e nt if yi ng a nd vis ua li z in g l ung s tr uc tu r e s  i n m or e  de ta il .             N or m a l   M a li gna nt   B e ni gn     F ig ur e   4 .  D a ta   a ugm e nt a ti on r e s ul ts  us in g r ot a ti on t r a ns f or m a ti on             ( a )   ( b)   ( c )     F ig ur e   5 .  E xa m pl e  of   c le a n da ta  i m a ge s   ( a )   be nga li  c a s e , ( b)   pol yc ys ti c  c a s e , ( c )   nor m a l  c a s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   516 - 526   522   3.2.   C T  s c an  i m ag e  c la s s if ic at io n   I n  im a ge   c la s s if ic a ti on   s ta g e ,  th e   d a ta   us e d  in c lu de   th e   s e gm e nt a ti on  r e s ul t  of   C T   s c a n  im a ge ,   w hi c h  a r e   di vi de d  in to   tr a in in g  a nd  te s ti ng  da ta .   T h e   tr a in in g  da ta   pr oc e s s   i s   f ur th e r   di vi de d  in to   tr a in in g   a nd  va li d a ti on  da ta . A t  th is  s ta ge , 1097 d a ta  a r e  us e d c ons i s ti ng of   70%  ( 768 tr a in in g da ta )  a nd 30%  ( 329 va li da ti on da ta ) .     3.2.1.  C on vol u t io n al   n e u r al  n e t w or k   c la s s if ic at io n  ar c h it e c t u r e   A t  th is   s t a ge ,  im a ge   c la s s if ic a ti on  is   pe r f or m e d  s e p a r a te ly   us in g  a r c hi te c tu r e   R e s N e t5 0,   R e s N e t5 0 + c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h ,  R e s N e t5 0+ m ode l  S M O T E   da ta ,  a nd  R e s N e t5 0+ c l a s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h +  S M O T E   da ta .  F ig ur e   6   s how s   th e   c om pa r is on  of   a c c ur a c y  r e s ul t s   obt a in e d  by  e a c h   a r c hi te c tu r e   on  tr a in in g  a nd  va li da ti on  da ta .  T h e   bl ue   li ne   r e pr e s e nt s   a c c ur a c y  v a lu e   f or   tr a in in g  da ta ,  w hi le   th e   or a ng e   li ne   s ho w s  v a li da ti on   da ta   a c c ur a c y   a s  s h ow n   i n  F ig ur e s   6 ( a )   to  6 ( d) .           ( a )     ( b)       ( c )   ( d)     F ig ur e   6 .  G r a ph of  a c c ur a c y a nd l os s  f or  t he  C X R  i m a g e  c la s s if ic a ti on t r a in in g pr oc e s s  us in g a r c hi te c tu r e :    ( a )  R e s N e t5 0, ( b)  R e s N e t5 0+ S M O T E  da ta , ( c )  R e s N e t5 0+ c la s s  w e ig ht e d a ppr oa c h , ( d)  R e s N e t5 0+ S M O T E   da ta + c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A  r e v ol ut io nar y  c onv ol ut io nal  ne u r al  ne tw or k  ar c hi te c tu r e  f or   m or e  ac c u r at e   …   ( M ul ia di )   523   F ig ur e   6   c ont a in s   f our   li ne   gr a phs ,   e a c h  r e pr e s e nt in g  m o de l  a c c ur a c y  ove r   s e ve r a l   e poc h s .  S pe c if ic a ll y, e a c h gr a ph i s  l a be le d di f f e r e nt ly , s how in g t he  t ype  of  m ode l  or  da ta  pr oc e s s in g us e d.  F ig ur e   6 ( a )   is   ti tl e d  " R e s N e t5 0” ,  s how in g  two  li ne s   w it h  one   r e pr e s e nt in g  tr a in in g  a c c ur a c y  ( o r a nge )   a nd  th e   ot he r   in di c a ti ng  va li da ti on  a c c ur a c y  ( bl ue ) .  B ot h  li ne s   s how   a n  upw a r d  tr e nd,  s how in g  a n  in c r e a s e   in   a c c ur a c y  a s   th e   num be r  of  e poc hs  r is e s .  T r a in in g a c c ur a c y s ta r ts   s li ght ly  a bove   0.6326 a nd e nds  ne a r  0.8783, while va li d a ti on  a c c ur a c y  c om m e nc e s   a ppr oxi m a te ly   b e lo w   0.6145   a nd  c onc l ude s   a bov e   th e   tr a in in g  a c c ur a c y  a t   0.8436.    F ig ur e   6 ( b)   is   ti tl e d  " S M O T E   d a ta " ,  s how in g  li ne s   f or   tr a in in g  a nd  va li da ti on  a c c ur a c y.  T r a in in g  a c c ur a c y  c om m e nc e s   s li ght ly   a bove   0.8246  a nd  e xpe r ie nc e s   a   li tt le   de c r e a s e   b e lo w   0.9968.  M e a nw hi le ,   va li da ti on  a c c ur a c y c om m e n c e s   a t  a ppr oxi m a te ly  0.9673, r is in g t o m e e t  th e  t r a in in g a c c ur a c y i n t he  m id dl e  of  t he  gr a ph,  but   di ve r ge s   a nd  e nds  s li ght ly   be lo w   0.9273.  F ig ur e   6 ( c )   is   ti tl e d  " c la s s   w e ig ht e d a ppr oa c h " ,  w hi c h  is  s im il a r   to   th e   f ir s t  g r a ph  c ha r a c te r iz e d  by  two  li ne s   f or   t r a in in g  a nd  va li da ti on  a c c ur a c y.  T r a in in g  a c c ur a c y  c om m e n c e s   at   0.5572  a nd  r is e s   to   s li ght ly   be lo w   0.9903,   w hi le   va li da ti on   a c c ur a c y  s t a r ts   a r ound  0.7636  a nd  in c r e a s e s   to   0.9818.  F ig ur e   6 ( d)   s how s   two   gr a phs   de pi c ti ng  a c c ur a c y  a nd  l os s   of   th e   pr opos e d   m ode l.   A c c ur a c y  on   bot h  tr a in in g  a nd  va li da ti on   da ta   te nds   to   in c r e a s e   w it h  a n   in c r e a s in g  num be r   of   e poc hs .  T r a in in g  a c c ur a c y  is   0.9968  a nd  va li da ti on  a c c ur a c y  i s   in   th e   hi gh  r a nge   of   0.9891.   F ur th e r m or e ,  th e   lo s s   va lu e s   f or   bot h  tr a in in g  a nd   va li da ti on  da ta   te nd  to   de c r e a s e   w it h  a n  in c r e a s in g  num be r   of   e poc hs ,  w it h  a   lo s s   of   0.0075  a nd  a   va l_ lo s s   of   0.0577. T hi s  s how s  t ha t  th e  m ode l  is   c a pa bl e  of  r e duc in g l os s  v a lu e  a s  t he  t r a in in g pr ogr e s s e s .   T he   gr a p hs   s h ow   th a t  th e   pr o pos e d  m ode l   is   c a pa bl e   of   i m pr ov in g  a c c ur a c y  a nd   r e du c in g  lo s s   a s   th e   tr a in in g  pr ogr e s s e s .  T h e   va li da ti on  a c c ur a c y  a ppr oa c hi ng   or   e xc e e di ng   th e   tr a in i ng  a c c ur a c y  s how s   th a t  th e   m ode l  c a n  ge ne r a l iz e  w e ll  t o  ne w  d a ta ,  s h ow in g  goo d   p e r f or m a n c e .  A ll  gr a ph s  h a ve  t he  x - a x is  l a b e le d  " E poc h"   a nd  th e   y - a xi s   la be l e d  " A c c ur a c y."  T he   x - a xi s   s h ow s   th e   pr ogr e s s   of  e po c hs ,  a lt ho ugh  th e   e x a c t  n um be r   i s   not   s pe c if ic .   T he  y - a xi s  s how s   a c c ur a c y,  r a ngi ng f r om  a r o und  0.65  t o s l ig ht ly  a b ove  0.9  i n  a ll   gr a phs  w it h  a c c ur a c y  va lu e s   f lu c tu a ti ng   a nd  l e ge nd  s ho w in g   a   li n e   th a t  r e pr e s e n ts   tr a in in g  a nd  va li d a ti on .  T h e s e   gr a ph s   a r e   c om m o nl y   us e d   to   e v a lu a t e   t he   pe r f or m a nc e   of   m a c hi ne   le a r ni ng  m ode l ,  f o c us in g   on  th e   e f f e c ti ve ne s s   of   g e ne r a ti ng   un s e e n  ne w   da t a   ( v a li da ti o n  a c c ur a c y)   c om p a r e d  to   th e   pe r f or m a nc e   of   tr a in in g  da t a . T he   pr op os e d  m od e l  ove r c om e s   li m it a ti on s   a nd  le v e r a g e s   th e   a d va nt a ge s   of   di f f e r e nt   C N N   a r c h it e c tu r e   ( R e s N e t5 0,  c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h,  a nd  m ode l  S M O T E   d a ta )   by  c om bi ni ng   va r io us   c l a s s if ic a t io n   r e s ul t s .  F ur th e r m or e ,   th e   pr op os e d  m ode l   w or k s   dur in g   th e  t r a in i ng pha s e , w hi c h a ll o w s  c he c ki ng t h e  pe r f or m a nc e  r e s ul ts  of  t he  w e ig ht s  a t  e a c h e po c h on tr a i ni ng a n d  va li da ti on  d a ta   t o  ha ndl e   ove r f it ti n g.  O ur   r e s e a r c h  s how s   th a t  th e   hi ghe s t  p e r f or m a n c e   a c hi e ve d  by  th e   pr op os e d   m e th od   i s   n ot  onl y   li m it e d t o ne a r - p e r f e c t  a c c ur a c y l e v e ls ,  b ut  a ls o   to   ve r y   hi g h  pr e c i s io n ,  r e c a ll ,   a nd   F 1   s c or e .  T hi s   c a n  b e   in te r pr e t e d  t o  m e a n  t ha t  hi gh  a c c ur a c y  i s   no t  a l w a ys   a s s oc ia t e d  w it h  poor   pe r f or m a nc e   in   ot he r   a s p e c t s   s uc h  a s   pr e c i s io n ,  r e c a ll ,  a nd  F 1  s c or e .  T he   pr o pos e d   m e th od  c a n  b e ne f it   f r om   th e   c la s s   w e ig ht e d   a ppr oa c h ,   S M O T E   da t a ,   a n d  R e s N e t5 0  a r c h it e c tu r e   w it h out   a dv e r s e ly   im p a c ti n g  th e   m ode l   p e r f or m a n c e   in   te r m s   of   lu ng  c a nc e r   d e te c ti on .  T h e   e v a lu a ti on  r e s ul t s   s how   th a t  th i s   c o m bi na ti o n  of   m e th o ds   i s   a bl e   to   im pr o ve   ov e r a ll   pe r f or m a n c e   w it hout  s a c r if i c in g o th e r  i m por ta n t  a s pe c t s   in  l ung  c a n c e r   c la s s if i c a ti on.     3.2.2.  C on f u s io n   m at r ix   I n  tr a in in g  C N N   m ode l  w it h  R e s N e t5 0,  R e s N e t5 0+ S M O T E   da ta ,  R e s N e t5 0 + c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h ,  a nd  R e s N e t5 0 + S M O T E   da ta + c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h  ( pr opos e d  m e th od ) ,  a n  im po r ta nt   e va lu a ti on  to ol   c a ll e d  th e   c onf us io n  m a tr ix   i s   u s e d  f or   pe r f or m a nc e   m e a s ur e m e nt .   T h e   c onf us io n  m a tr ix   pr ovi de s   a   de t a il e d  ove r vi e w   of   how   w e ll   th e   m ode l  c a n  c la s s if y  e a c h  c a t e gor y.  T hi s   m a tr ix   c ons is ts   of   f our   m a in   pa r ts ,  na m e ly   tr ue   pos it iv e   ( T P ) ,  tr ue   ne ga ti ve   ( T N ) ,  f a ls e   pos it iv e   ( F P ) ,  a nd  f a ls e   n e ga ti v e   ( F N ) .  TP   r e pr e s e nt s   th e   num be r   of   s a m pl e s   c or r e c tl y  c la s s if ie d  in to   th e   c or r e c t  c la s s ,  w hi le   TN   in c lu de s   s a m pl e s   c or r e c tl y  c la s s if ie d  in to   th e   ne ga ti ve   c la s s .   FP   is   th e   num be r   of  s a m pl e s   m is ta ke nl y c la s s if ie d  a s   pos it iv e , w hi le   FN   is   th e   num be r   of   s a m pl e s   m i s ta ke nl y   c la s s if ie d a s  ne ga ti ve .   I n  F ig ur e   7 ( a )   to   ( d )   you c a n s e e  t he  f ol lo w in g .   A s   s how n   in   F ig ur e   7,  th e   us e   of   c onf us io n   m a tr ix   f a c il it a te s   th e   c a lc ul a ti on  of   s e v e r a l  im por ta nt   e va lu a ti on  m e tr ic s   s uc h  a s   a c c ur a c y,  pr e c i s io n,  r e c a ll ,  a nd  F 1 - s c or e .  A c c ur a c y  m e a s ur e s   th e   a bi li ty   of   m ode l   to   c or r e c tl y  pr e di c t  c la s s e s   ov e r a ll .  P r e c is io n  m e a s ur e s   a c c ur a c y  of   m ode l' s   pos it iv e   pr e di c ti ons ,   w hi le   r e c a ll   m e a s ur e s   th e   a bi li ty   to   f in d  a ll   a c tu a l  pos it iv e   c a s e s .  F ur th e r m or e ,  th e   F 1 - s c or e   is   a   c om bi na ti on   of   p r e c is io n  a nd  r e c a ll .  T hr ough  th e   a na ly s is   of   c onf us io n  m a tr ix   a nd  e va lu a t io n  m e tr ic s ,  de e p  in s ig ht s   in to   th e   pe r f o r m a nc e   of   C N N   m ode l  w it h  R e s N e t  a r c hi te c tu r e   c a n  be   obt a in e d.  M e a nw hi le ,  a dj us tm e nt   or   f in e - tu ni ng   is   m a de   to   im pr ove  c la s s if ic a ti on r e s ul ts  w h e r e  ne c e s s a r y, a s  s how n i n  T a b le  1.       T a bl e  1. C om pa r is on of  l ung C T  s c a n i m a ge  c la s s if ic a ti on pe r f or m a nc e  us in g R e s N e t   M e t hod   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F1 - s c or e   R e s N e t 50   0.8783   0.7400   0.9700   0.8400   R e s N e t  c l a s s   w e i ght e d a ppr oa c h   0.9903   0.9800   0.9800   0.9800   R e s N e t  S M O T E  da t a   0.9952   0.9800   0.9800   0.9800   P ro pos e d   m e t hod   0.9968   0.9900   0.9900   0.9900   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   1 4 , N o.   1 ,  F e br ua r y   202 5 :   516 - 526   524       ( a )     ( b)       ( c )   ( d)     F ig ur e   7 .  C onf us io n   m a tr i x  ( a )   R e s N e t 50,  ( b)  R e s N e t 50 + S M O T E   da ta , ( c )   R e s N e t5 0 + c la s s   w e ig ht e d   a p pr o a c h ,   ( d)  R e s N e t5 0+ S M O T E   da ta + c la s s  w e ig ht e d a ppr oa c h       3.2.3. E val u at io n   I n  th is   r e s e a r c h,  lu ng C T   s c a n  im a ge   c la s s if ic a ti on  is   pe r f or m e d  us in g R e s N e t  m ode l,  a nd  th e   r e s ul ts   a r e   c om pa r e d  w it h  th e   p r e vi ous   in ve s ti ga ti on.  T he   c om pa r is on  of   lu ng   C T   s c a n  im a ge   c la s s if ic a ti on  r e s ul ts   w it h  ot he r   r e s e a r c h s   a r e   pr e s e nt e d  in   T a bl e   1.   T he   e v a lu a ti on  r e s ul ts   in   T a bl e   1  s how   th e   pe r f or m a nc e   c om pa r is on  a m ong  th e   f our   te s te d  m e th ods .  B a s e d  on  th e   r e s ul t s ,   R e s N e t5 0  m ode l  w it hout   s pe c if ic   a dj us tm e nt s   pr ovi de s  a c c ur a c y of  87.83% ,   pr e c is io n of  74.00% , r e c a ll  of  97. 00% , a nd F 1 - s c or e  of  84.00% . W he n  a ppl yi ng  th e   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h  to   R e s N e t,   a   s ig ni f ic a nt   im pr ove m e nt   is   ob s e r ve d  w it h   99.03%   a c c ur a c y,   a nd   98.00%   f or   pr e c is io n,  r e c a ll ,  a nd   F1 - s c or e ,  r e s pe c ti ve ly .  T he   us e   of   S M O T E   da ta   on  R e s N e t  pr ovi de s   th e   hi ghe s t  a c c ur a c y of  99.52%  w it h c ons is te nt  pr e c is io n, r e c a ll , a nd F 1 - s c or e  a t  98.00% .  H ow e ve r , t he  pr opos e d   m e th od,  c ons is ti ng   of   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h ,   S M O T E   da ta ,  a n d  R e s N e t  a r c hi te c tu r e ,   s how s   th e   m o s t  s up e r io r   pe r f or m a nc e   w it h  a c c ur a c y  of   99.68% ,   a nd   99.00%   f or   pr e c is io n,  r e c a ll ,  a nd  F 1 - s c or e ,  r e s pe c ti ve ly .  T he s e   r e s ul ts   s how   th a t  th e   pr opos e d  m e th od  c a n  pos it iv e ly   c ont r ib ut e   to   im pr ovi ng   lu ng  c a nc e r   de te c ti on  th r oug h   m a c hi ne   le a r ni ng  m ode l.   T he   pr opos e d  m e th od  s how s   th e   hi ghe s t  pe r f or m a nc e   w it h  a ppr oxi m a te ly   pe r f e c t   a c c ur a c y  a s   w e ll   a s   v e r y  hi gh  pr e c is io n,  r e c a ll ,  a nd  F 1 - s c or e .  T hi s   s how s   th e   s u c c e s s f ul   c om bi na ti on  of   th e   c la s s  w e ig ht e d a ppr oa c h , S M O T E   da ta ,  a nd R e s N e t5 0  a r c hi te c t ur e  i n i m pr ovi ng l ung c a nc e r  c la s s if ic a ti on.   T hi s   r e s e a r c h  e xpl or e s   th e   us e   of   c om bi na ti on  m e th ods   s uc h  a s   th e   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h ,  S M O T E   da ta ,  a nd  th e   c om pr e he ns iv e   R e s N e t5 0  a r c hi te c tu r e   in   im pr ovi ng  th e   pe r f or m a nc e   of   lu ng  c a nc e r   c la s s if ic a ti on   m ode ls .  H ow e ve r ,  f ur th e r   a nd  in - de pt h  s tu di e s   m a y  be   ne e d e d  to   c onf ir m   th e   s upe r io r it y  of   th is   m e th od  in   pr a c ti c a l  s c e na r io s   in vol vi ng  m or e   c om pl e x  a nd   di ve r s e   da ta ,  e s pe c ia ll y  r e g a r di ng  th e   ge n e r a li z a ti on  of   th e   r e s ul ts   to   ne ve r - be f or e - s e e n  te s t  da ta .   O ur   s tu dy  s how s   th a t  our   pr opos e d  a ppr oa c h,  na m e ly   a   c om bi na ti on  of   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h ,  S M O T E   da ta ,  a nd  R e s N e t5 0  a r c hi te c tu r e ,  is   m or e   r obus t  to   c la s s   im ba la n c e   a nd   va r ia ti on  in   lu ng  c a nc e r   da ta s e ts .  F ut ur e   s tu di e s   c oul d  e xpl or e   de e pe r   in te gr a ti on  of   da ta   a ugm e nt a ti on   te c hni que s   s uc h  a s   d a ta   a ugm e nt a ti on  to   e xpa nd   th e   g e ne r a l iz a ti on  of   th e   m ode l  a c r os s   va r io us   m e di c a l  da ta s e ts ,  th e r e by  pr oduc in g  m or e   r e li a bl e   a nd  de f e ns ib le   r e s ul ts .   R e c e nt   obs e r va ti ons   s ho w   th a t  th e   in te gr a ti on   of   c la s s   im ba la nc e   ha ndl in g  s tr a te gi e s   s u c h  a s   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h  a nd  da ta   S M O T E   in to   th e   R e s N e t5 0  a r c hi te c tu r e   not   onl y  i m pr ove s   m ode l  pe r f o r m a nc e   in   te r m s   o f   a c c ur a c y,  pr e c is io n,  r e c a ll   a nd  F 1  s c or e ,  but   a ls o   pr ovi de s   c onc lu s iv e   e vi d e nc e   th a t  th e s e   phe nom e n a   a r e   r e la te d   to   c ha nge s   in   th e   s tr uc tu r e   of   th e   da ta s e t  a nd   c la s s  di s tr ib ut io n, not due  t o a n a r ti f ic ia l  or  s ynt he ti c   in c r e a s e  i n t he  numbe r  of  m in or it y c la s s  s a m pl e s .       4.   C O N C L U S I O N     I n  c onc lu s io n,  th is   r e s e a r c h  s how e d  th a t  th e   a ddi ti on  of   s pe c if ic   m e th ods   s uc h  a s   th e   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h  a nd  S M O T E   da ta   to  R e s N e t5 0  a r c hi te c tu r e  s ig ni f ic a n tl y  im pr ov e d  th e   pe r f or m a nc e   of   th e   pr opos e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       A  r e v ol ut io nar y  c onv ol ut io nal  ne u r al  ne tw or k  ar c hi te c tu r e  f or   m or e  ac c u r at e   …   ( M ul ia di )   525   m ode l .  B a s e d  on  th e   r e s ul ts ,  R e s N e t5 0  m ode l  w it hout   s pe c if ic   a dj us tm e nt s   s how ed   good  p e r f or m a nc e ,   s pe c if ic a ll y  in   r e c a ll   but   e nc ount e r ed   c ha ll e nge s   in   pr e c i s io n .  T he   im pl e m e nt a ti on  of   th e   c la s s   w e ig ht e d  a ppr oa c h  pr ov id e d   a   s ig ni f ic a nt   im pr ove m e nt   in   a c c ur a c y  a nd   pr e c is io n  w it hout   s a c r if ic in g  r e c a ll ,  w hi le   th e   us e   of   S M O T E   da ta   r e s ul t e d  in   th e   hi ghe s t  a c c ur a c y.  T he   pr opos e d  m e th od   s how e d  th e   m os t  s upe r io r   pe r f or m a nc e   w it h  a c c ur a c y,  pr e c is io n,   r e c a ll ,  a nd  F 1 - s c or e   a ppr oa c hi ng  pe r f e c t  va lu e s   w it h  a c c ur a c y  of   9 9.68%   a nd  pr e c is io n   of   99.00% .  T h e r e f or e ,  th e   in te gr a ti on   of   c la s s   im ba la nc e   ha ndl in g   s tr a te gi e s   a nd   R e s N e t5 0   a r c hi te c tu r e   de ve lo pm e nt   in   th e   pr opos e d  m ode l   s how ed   s ig ni f ic a nt   pot e nt ia l  in   im pr ovi ng   a c c ur a c y  of   lu ng   c a nc e r  di a gnos i s  t hr ough ma c hi ne  l e a r ni ng mode l.       R E F E R E N C E S   [ 1]   A .  R i z a l ,  R .  H i da ya t ,  H .  A .  N ugr oho,  a nd  W .  A .  C a hy a di ,  “ L ung  s ound  c l a s s i f i c a t i on  us i ng  m ul t i r e s ol ut i on  H i guc hi   f r a c t a l   di m e ns i on  m e a s ur e m e nt ,”   I nt e r nat i onal   J ou r nal   of   E l e c t r i c al   and C om put e r   E ngi ne e r i ng ,  vol .  13,   no.  5,  pp.   5091 – 5100,  2023,  doi :   10.11591/ i j e c e .v13i 5.pp5091 - 5100.   [ 2]   J .  A l s hudukhi ,  S .  A l j a l oud,  T .  S .  A l ha r bi ,  a nd  S .  A be ba w ,  “ C onvol ut i ona l   n e ur a l   ne t w or k  a r c hi t e c t ur e s   t o  s ol ve   a   pr obl e m   of   t ube r c ul os i s   c l a s s i f i c a t i on  us i ng  x - r a y  i m a ge s   of   t he   l u ngs , ”   J ou r nal   of   N anom at e r i al s ,  vol .  2022,  2022,   doi :   10.1155/ 2022/ 2509830.   [ 3]   F . L i u, C . Z a ng, J . S hi , W . H e , Y . L i a ng, a nd L . L i , “ A n  i m pr ove d  C O V I D - 19  l ung  X - R a y i m a ge  c l a s s i f i c a t i on a l gor i t hm  ba s e d  on  C onvN e X t   ne t w or k ,”   I nt e r nat i onal  J our nal  of  I m age  and G r aphi c s , 2023, doi :   10.1142/ S 0219467824500360.   [ 4]   M .  V e da r a j ,  C .  S .  A ni t a ,  A .  M ur a l i dha r ,  V .  L a v a nya ,  K .  B a l a s a r a nya ,  a nd  P .  J a ga de e s a n,   “ E a r l y  pr e di c t i on  of   l ung  c a nc e r   us i ng   ga us s i a n  n a i ve   ba ye s   c l a s s i f i c a t i on  a l gor i t hm ,”   I nt e r nat i onal   J ou r nal   of   I nt e l l i ge nt   Sy s t e m s   and  A ppl i c at i ons   i n  E ngi ne e r i ng ,  vol .   11, no. 6s , pp. 838 – 848, 2023.   [ 5]   R .  U .  O s a r ogi a gbon  e t   al . ,  “ T he   i nt e r na t i ona l   a s s oc i a t i on  f or   t he   s t udy  of   l un g  c a nc e r   l ung  c a nc e r   s t a gi ng  pr oj e c t :   ove r vi e w   o f  c ha l l e nge s  a nd oppor t uni t i e s  i n r e vi s i ng t h e  noda l  c l a s s i f i c a t i on of  l ung c a nc e r , ”   J our nal  of  T hor ac i c  O nc ol ogy ,  vol . 18,  no. 4,  pp.   410 – 418, 2023, doi :  10.1016/ j .j t ho.2022.12.009.   [ 6]   A .  N a i k  a nd   D . R .  E dl a ,  “ L ung  nodul e   c l a s s i f i c a t i on  us i ng   c om bi na t i on  of   C N N ,  s e c ond   a nd  hi ghe r   or de r   t e xt ur e   f e a t ur e s ,”   J our na l   of  I nt e l l i ge nt  and F uz z y  Sy s t e m s , vol . 41, no. 5, pp. 5243 – 5251, 2021, doi :  10.3 233/ J I F S - 189847.   [ 7]   L .  P ha m ,  H .  P ha n,  R .  P a l a ni a ppa n,  A .  M e r t i ns ,  a nd  I .  M c L oughl i n,  “ C N N - M o E   ba s e d  f r a m e w or k  f or   c l a s s i f i c a t i on  of   r e s pi r a t or y  a nom a l i e s   a nd  l ung  di s e a s e   de t e c t i on,”   I E E E   J our nal   of   B i om e di c al   and  H e al t h  I nf or m at i c s ,  vol .  25,  no.  8,  pp.  2938 – 2947,  2021,  doi :  10.1109/ J B H I .2021.3064237.   [ 8]   L .  N .  M a hdy,  A .  I .  B .  E l   S e dda w y,  a nd  K .  A .  E z z a t ,  “ A ut om a t i c   C O V I D - 19  l ung  i m a ge s   c l a s s i f i c a t i on  s ys t e m   ba s e d  on  c onvol ut i on   ne ur a l   ne t w or k,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   E l e c t r i c al   and  C om put e r   E ngi ne e r i ng ,  vol .  12,  no.  5,  pp.  5573 – 5579,  2022,  doi :   10.11591/ i j e c e .v12i 5.pp5573 - 5579.   [ 9]   B .  T .  W .  P ut r a ,  R .  A m i r udi n,  a nd  B .  M a r ha e na nt o,  “ T he   e va l ua t i on  of   de e p  l e a r ni ng  us i ng  c onvol ut i ona l   ne ur a l   ne t w o r k  ( C N N )   a ppr oa c h f or  i de nt i f y i n g A r a bi c a  a nd  r obus t a  c of f e e  pl a nt s ,”   J our nal  of  B i os y s t e m s   E ngi ne e r i ng , vol . 47, no. 2, pp. 118 – 129, 2022,   doi :  10.1007/ s 42853 - 022 - 00136 - y.   [ 10]   D .  R ua n,  F .   Z ha ng,  L .   Z ha ng,  a nd  J .  Y a n,  “ O pt i m a l   m odi f i c a t i ons   i n  C N N   f o r   be a r i ng  f a ul t   c l a s s i f i c a t i on  a nd  a d a pt a t i on  a c r os s   di f f e r e nt   w or k i ng  c ondi t i ons ,”   J our nal   of   V i br at i on  E ng i ne e r i ng  and  T e c hnol ogi e s ,  vol .  12,  no.  3,   pp.  4075 – 4095,   2024,  doi :   10.1007/ s 42417 - 023 - 01106 - 0.   [ 11]   N . A l i z a de h, S . A f r a kht e h, a nd M . R . M os a vi , “ D e e p C N N - ba s e d c l a s s i f i c a t i on  of  m ot or  i m a ge r y  t a s ks  f r om   E E G  s i gna l s  us i ng 2D   w a ve l e t   t r a ns f or m e d  i m a ge s   of   a da pt i ve l y  r e c ons t r uc t e d  s i gna l s   f r om   M V M D   de c om pos e d  m ode s ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   o f   I m agi ng Sy s t e m s  and T e c hnol ogy , vol . 33, no. 6, pp. 1988 – 2011, 2023, doi :  10. 1002/ i m a .22913.   [ 12]   T .  Z hou  e t   al . ,  “ C l a s s i f i c a t i on  of   l ung  a de noc a r c i nom a   ba s e d  on  i m m une   c he c kpoi nt   a nd  s c r e e ni ng  of   r e l a t e d  ge ne s ,”   J our nal   o f   O nc ol ogy , vol . 2021, 2021, doi :  10.1155/ 2021/ 5512325.   [ 13]   P .  M .  B r unt ha ,  S .  I .  A .  P a ndi a n,  J .  A ni t ha ,  S .  S .  A br a ha m ,  a nd   S .  N .  K um a r ,  “ A   nove l   hybr i di z e d  f e a t ur e   e xt r a c t i on  a ppr oa c h  f or   l ung  nodul e   c l a s s i f i c a t i on  ba s e d  on  t r a ns f e r   l e a r ni ng  t e c hni que ,”   J our nal   of   M e di c al   P hy s i c s ,  vol .  47,  no.   1,  pp.   1 – 9,  2022,  do i :   10.4103/ j m p.j m p_61_21.   [ 14]   Y .  Y a ng,  X .   L i ,   Z .  H a n,   J .  F u,  a nd   B .  G a o,  “ R e s e a r c h  on   c l a s s i f i c a t i on  of   b e ni gn  a nd  m a l i gna nt   l ung  nodul e s   ba s e d  on   t hr e e - di m e ns i ona l   m ul t i - vi e w   s que e z e - a nd - e xc i t a t i on  c onvol ut i ona l   ne ur a l   ne t w or k,”   She ng  w u  y i   x ue   gong  c he ng  x ue   z a  z hi   =   J our na l   of   bi om e di c al   e ngi ne e r i ng  =   She ngw u  y i x ue   gongc he ngx ue   z az hi ,  vol .  39,  no.  3,  pp.  452 – 461,   2022,  doi :   10.7507 / 1001 - 5515.202110059.   [ 15]   P ut r a m a   A l kha i r i   a nd  A .  P .  W i nda r t o,  “ C l a s s i f i c a t i on  a na l ys i s   of   ba c k  pr opa ga t i on - opt i m i z e d  C N N   pe r f or m a nc e   i n  i m a ge   pr oc e s s i ng ,”   J our nal   of   Sy s t e m s   E ngi ne e r i ng  and  I nf or m at i on  T e c hnol ogy   ( J O SE I T ) ,  vol .  2,  no.  1,  pp.  8 – 15,  2023,   doi :   10.29207/ j os e i t .v2i 1.5015.   [ 16]   T . I m a nda s a r i , M . G .  S a de w o,  A . P . W i nd a r t o, A . W a nt o,  H . O .  L .   W i j a ya ,  a nd  R . K ur ni a w a n,  “ A na l y s i s  of  t he   s e l e c t i on f a c t or  of   onl i ne   t r a ns por t a t i on  i n  t he   V I K O R   m e t hod  i n  P e m a t a ngs i a nt a r   C i t y,”   J our na l   of   P hy s i c s :   C onf e r e nc e   Se r i e s ,  vol .  1255,  no.  1 ,   2019, doi :  10.1088/ 1742 - 6596/ 1255/ 1/ 012008.   [ 17]   P .  A l kha i r i ,  E .  R .  B a t uba r a ,   R .  R os ne l l y,  W .  W a n a ya um i ni ,  a nd  H .   S .  T a m b una n,  “ E f f e c t   of   gr a di e nt   de s c e nt   w i t h  m om e nt um   ba c kpr opa ga t i on  t r a i ni ng  f unc t i on  i n  de t e c t i ng  a l pha be t   l e t t e r s ,”   Si nk r on ,  vol .  8,  no.  1,  pp.  574 – 583,  2023,  doi :   10.33395/ s i nkr on.v8i 1.12183.   [ 18]   N .  K e s a v   a nd  M .  G .  J i bukum a r ,  “ M ul t i - C ha nne l   C N N   ba s e d  i m a g e   c l a s s i f i c a t i on   us i ng  S K I P   c onne c t i on  a nd   M S V M , ”   I nt e r nat i onal   J our nal  of  C om put e r s  and A ppl i c at i ons , vol . 44, no. 10, pp. 981 – 990, 2022, doi :  10.1080/ 1206212X .2022.2047443.   [ 19]   H .  F ı r a t   a nd   D .  H a nba y,  “ C om pa r i s on  of   3D   C N N   ba s e d  de e p  l e a r ni ng  a r c hi t e c t ur e s   us i ng  hype r s pe c t r a l   i m a ge s ,”   J our nal   of   t he   F ac ul t y  of  E ngi ne e r i ng and A r c hi t e c t ur e  of  G az i  U ni v e r s i t y , vol . 38, no. 1, pp.  521 – 534, 2023, doi :  10.17341/ ga z i m m f d.977688.   [ 20]   S .  S .  G a i kw a d,  S .  S .  R um m a ,  a nd  M .  H a nga r ge ,  “ F ungi   a f f e c t e d  f r ui t   l e a f   d i s e a s e   c l a s s i f i c a t i on  us i ng  de e p  C N N   a r c hi t e c t ur e , ”   I nt e r nat i onal  J our nal  of  I nf or m at i on T e c hnol ogy , vol . 14, no. 7, pp. 3815 – 3824, 2022, doi :  10.1007/ s 41870 - 022 - 00860 - w.   [ 21]   V .  S una nt hi ni   e t   al . ,  “ C om pa r i s on  of   C N N   a l gor i t hm s   f or   f e a t ur e   e xt r a c t i on  on  f undus   i m a ge s   t o  de t e c t   gl a uc om a ,”   J our nal   o f   H e al t hc ar e  E ngi ne e r i ng , vol . 2022, 2022, doi :   10.1155/ 2022/ 7873300.   [ 22]   Z . W a ng, W . W a ng, Y . Y a ng, Z . H a n,  D . X u, a nd C .  S u, “ C N N -   a nd G A N - ba s e d c l a s s i f i c a t i on of  m a l i c i ous   c ode  f a m i l i e s :  A  c od e   vi s ua l i z a t i on  a ppr oa c h,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   I nt e l l i ge nt   Sy s t e m s ,  vol .  37,  no.  12,  pp.  12472 – 12489,  2022,  doi :   10.1002/ i nt .23094.   [ 23]   L .  I .  K e s um a ,   E r m a t i t a ,  a nd  E r w i n,  “ E L R E I :   E ns e m bl e   l e a r ni ng  of   R e s N e t ,  E f f i c i e nt N e t ,  a nd  I nc e pt i on - v3  f or   l ung  di s e a s e   c l a s s i f i c a t i on  ba s e d  on   c he s t   x - r a y  i m a ge ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   I nt e l l i ge nt   E ngi ne e r i ng  and  Sy s t e m s ,   vol .  16,  no.   5,  pp.  149 – Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.