T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 ,   p p .   1 010 ~1 0 1 9   I SS N:  1693 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 4 . 26778          1010     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   A  co nv o lution ne ura l net w o rk   m o del f o r  knee os teo po ro sis   cla ss ificatio n usin g   X - ra y   i m a g es       O m a r  K ha lid   M .   Ali 1 ,  Abeer   K .   I bra hi m 2 ,  B ila l R .   Alt a m er 3   1 D e p a r t me n t   o f   C o n s t r u c t i o n   a n d   P r o j e c t s,  M o su l   U n i v e r si t y   P r e si d e n c y ,   U n i v e r si t y   o f   M o su l ,   M o su l ,   I r a q   2 D e p a r t me n t   o f   E n v i r o n me n t   E n g i n e e r i n g ,  F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,  U n i v e r si t y   o f  M o su l ,   M o s u l ,   I r a q   3 D e p a r t me n t   o f   P r e si d e n c y   A f f a i r s ,  M o su l   U n i v e r si t y   P r e si d e n c y ,   U n i v e r si t y   o f   M o su l ,   M o su l ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   12 ,  2024   R ev i s ed   Mar   26 ,  2 0 2 5   A cc ep ted   Ma y   10 ,  2025       Bo n e   stru c t u re   d e terio ra ti o n   a lo n g   w it h   lo w   lev e ls  o f   b o n e   d e n si t y   a re   th e   h a ll m a r k s  o f   k n e e   o ste o p o r o sis   (KO P ) .   T h e   c o n v e n ti o n a l  a p p ro a c h   f o r  d e tec ti n g   o ste o p o r o sis  is  a c c o m p li sh e d   u sin g   a   k n e e   ra d i o g ra p h ,   b u t  i t  re q u ires   sp e c ialize d   k n o w led g e .   Ne v e rth e le ss ,   X - ra y s  c a n   b e   d if f icu lt   to   in t e rp re t  d u e   to   th e ir  larg e   v o lu m e   a n d   m in o r  f lu c tu a ti o n s.  I n   th e   p a st  f e w   d e c a d e s,  d e e p   lea rn in g   a lg o rit h m s  h a v e   m in i m i z e d   m isin terp re tatio n   a n d   m o d if ied   m e d ica l  d iag n o sis.  I n   p a rti c u lar,   a lg o rit h m s  b a se d   o n   c o n v o l u ti o n a l  n e u ra l  n e tw o rk s   (CNN s)  h a v e   b e e n   u se d   t o   sp e e d   u p   t h e   p ro c e d u re   o f   d iag n o sis  b e c a u se   o f  th e ir  in n a te  c a p a c it y   to   e x tra c t  sig n if ica n t  f e a tu re s  th a t  o f ten   a r e   c h a ll e n g in g   to   sp o t   b y   h a n d .   A   ro b u st  CNN   m o d e l  w a s  p ro p o se d   in   th is   p a p e r  f o r  KO P   c las si f ica ti o n   w h ich   u se s  a   train   a n d   tes t  a p p r o a c h   to   re c o g n ize   h e a lt h y ,   o ste o p e n ia - p re d icte d ,   a n d   o ste o p o ro sis  k n e e   c a se s  u sin g   1 9 4 7   X - r a y   ima g e s.   T h e   p ro p o se d   m o d e l  w a s  d e sig n e d   u si n g   Ju p y ter  No teb o o k   a n d   is  i n   P y th o n .   T o   v e ri fy   th e   e ff icie n c y   o f   th e   m o d e l,   so m e   fa c to rs   w e re   c a lcu late d   su c h   a s  a c c u ra c y ,   p re c isio n ,   re c a ll ,   a n d   f1 - sc o re .   In   c o m p a riso n   w it h   o t h e r  si m il a r   s y ste m s,  th e   re su lt s  o b tai n e d   sh o w e d   th a t  th e   a c c u ra c y   o f   th e   p ro p o se d   s y ste m   re a c h e d   9 0 . 2 5 % .   K ey w o r d s :   A cc u r ac y   C o n v o lu tio n al  n e u r al  n e t w o r k s     Kn ee   o s teo p o r o s is     Ost eo p en ia    X - r a y   T h is i s  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 :   O m ar   Kh a lid   M.   A l i   Dep ar t m en t o f   C o n s tr u c tio n   a n d   P r o j ec ts ,   Mo s u l  Un i v er s it y   P r esid en c y ,   Un i v er s i t y   o f   Mo s u l   L e f t sid e,   A l - B alad i y at  d is tr ict ,   4 1 0 0 2 ,   M o s u l,  I r aq     E m ail:  o m ar . k h a lid @ u o m o s u l . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N    Ost eo p o r o s is   is   d e f i n ed   as  a  d ec r ea s e  in   b o n e   m a s s   an d   t h e  d eter io r atio n   o f   b o n e  ce ll s ,   w h ich   lo w er s   th e  d en s it y   o f   b o n es a n d   r aises   th e  p o s s ib ilit y   o f   b o n e  f r ac tu r es.   K n ee   o s teo p o r o s is   ( KOP) ,   a  p ar ticu lar   ty p e  o f   o s teo p o r o s is   th at  m ai n l y   i m p a cts  t h e  k n ee   r e g io n   an d   h as   b ee n   m o r e  w ell - k n o w n   i n   t h e  p ast  f e w   y ea r s ,   t h r ea ten s   co u n tle s s   p eo p le  [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h e  W o r ld   Hea lth   Or g a n izatio n   ( W HO)   h as  id e n ti f ied   n u m e r o u s   i m p o r ta n t  r is k   asp ec ts   f o r   th e  g r o w th   o f   KOP ,   co m p r is in g   f a m il y   h is to r y ,   g e n d er ,   ag e,   h o r m o n e  ab n o r m alit ies,  an d   h ab its   s u c h   as  ex tr e m e  alco h o l  i n ta k e  [ 3 ] – [ 5 ] .   C o m m o n   s y m p to m s   o f   th i s   ill n ess   in cl u d e  d ec r ea s ed   m o b ilit y ,   s t if f n es s ,   an d   o n g o i n g   p ain   an d   d is co m f o r t  in   th e  k n ee   ar ea ,   ea ch   o f   w h ic h   h as  a  s u b s ta n tial  n e g ati v e  im p ac t  o n   a  p e r s o n ’ s  lif es t y le  [ 3 ] ,   [ 6 ] .  I t   i s   c r u c i a l   to   r em em b e r   th a t   K O P  is   a n   in c u r a b l e   il ln es s ,   b u t   p r o m p t   d i ag n o s is   an d   t a r g e t ed   t r e a tm en t   c an   g r e at ly   r e d u c e   o r   e v en   s t o p   i ts   c o u r s e ,   en h an ci n g   th e   g en e r al   h e a l th   o f   th o s e   w h o   a r e   im p a ct e d   [ 6 ] .       I n   th e  m ed ical  f ield ,   o s teo p o r o s is   i s   id en tifie d   u s i n g   th e  d u a l - e n er g y   X - r a y   ab s o r p tio m etr y   tech n iq u e   ( DXA )   [ 7 ]   w h ic h   m ea s u r es  b o n e  m i n er al  d en s it y   ( B MD )   ac c o r d in g   to   th e  Z - s co r e  an d   T - s co r e  p ar am eter s   th a t  th e  W HO   h as  a p p r o v ed   f o r   v ar io u s   p h ase s   o f   t h e  d is ea s e  [ 8 ] .   Nev er th eless ,   t h i s   ap p r o a ch   h a s   d r a w b ac k s ,   in cl u d in g   ar ea l  m ea s u r es,  ex p e n s e,   an d   li m ited   av ailab il it y .   M ag n e tic  r eso n an ce   i m ag i n g   ( MRI)   [ 9 ] ,  co m p u ted   to m o g r ap h y   ( C T )   [ 1 0 ] ,   an d   th e  q u a n titati v e  u ltra s o u n d   s y s te m   ( QU S)  [ 1 1 ] ,   ar e  o th er   im ag in g   tec h n iq u es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           A   co n vo l u tio n   n e u r a l n etw o r k  mo d el  fo r   kn ee   o s teo p o r o s is   cla s s ifica tio n   …   ( Oma r   K h a lid   M.  A li )   1011   u tili ze d   to   id en ti f y   o s teo p o r o s is .   A   d etec tio n   s y s te m   th a t   is   p r ec is e,   af f o r d ab le,   an d   ea s il y   ac ce s s ib le  i s   n ec es s ar y   in   li g h t  o f   th ese  co n s tr ain t s .   Du e  to   th is   r eq u ir e m e n t,  s cien tis t s   h a v e  b ee n   u s i n g   co m p u ter   alg o r ith m s   to   ev al u ate  m ed ical  i m ag e s   an d   cr ea te  co m p u ter - aid ed   d iag n o s tic  s y s te m s   ( C A D)   b y   u tili z in g   c u r r en t   d ev elo p m en t s   in   i m ag in g   tec h n o lo g ies.  T h e  ad v en t  o f   ad v an ce d   i m a g i n g   tech n iq u e s   an d   co m p u tatio n a l  m et h o d s   h as  u s h er ed   in   n e w   o p p o r tu n itie s   f o r   th e  d ia g n o s i s   an d   m a n a g e m e n t  o f   K OP .   T r ad itio n al  m et h o d s ,   w h ile  e f f ec ti v e  to   s o m e   ex te n t,   o f te n   f all  s h o r t  i n   ter m s   o f   ac c ess ib ilit y   a n d   co s t - e f f icien c y .   T h is   g ap   h as  d r i v e n   th e  d ev elo p m e n t  o f   C AD  s y s te m s ,   w h ich   u tili ze   m ac h in e  lear n in g   a n d   i m a g e  p r o ce s s in g   tec h n iq u es  to   p r o v id e  m o r e  ac c u r ate  an d   ac ce s s ib le   d iag n o s i s   o p tio n s   [ 1 2 ] .   Ma n y   y x p er i m e n ts   h a v e  s h o w n   t h at  th e s e  A I - b ased   s y s te m s   m a y   a ttai n   ex ce p tio n a l  lev el s   o f   p r ec is io n ,   f r eq u e n tl y   s u r p ass i n g   co n v en t io n al  d ia g n o s tic  ap p r o ac h es   [ 1 1 ] .   On ce   a  m o d el ’ s   d ec is io n s   ar e  co m p letel y   u n d er s ta n d ab le,   it  w ill  b e  in ter p r eted   [ 1 3 ] .   Ho w e v er ,   ar tif icial   in telli g e n ce   m o d els  r e m ai n   m y s ter io u s   to   av er a g e  u s er s .   T h er ef o r e,   a  d ee p e r   co m p r eh e n s io n   o f   th e  m o d els ’   o p er atio n s   b ec o m e s   es s en tial   to   s et  g o al s   f o r   a  lar g er   ap p licatio n   o f   ar tific ial  i n telli g e n ce   tech n o lo g ies  in   m ed icin e.   A s   a  r esu l t,  ef f o r ts   h av e  b ee n   i n itiated   to   en h a n c e  ar tif icial  in tel lig e n ce   m o d el s ’   tr an s p ar en c y   a n d   in ter p r etab ilit y   [ 1 4 ] .   T h e  f o ll o w i n g   ar e  s e v er al  p r ev io u s   r esear ch   f in d i n g s   p r o v id ed   b y   d if f er e n t  s cie n ti s ts   th r o u g h o u t th e  p ast  s ev er al  y e ar s .   Hata n o   et  a l.   [ 1 5 ] ,   P r o d u ce d   an   au to m atic  d ia g n o s in g   s y s te m   t h at  in c lu d es t h r ee   s tep s : se g m e n tat io n ,   r eg is tr atio n ,   an d   cla s s i f icatio n .   T h eir   ap p r o ac h   w o r k ed   well,   w ith   9 2 . 8 9 %  tr u e  p o s itiv es  an d   5 . 9 6 %  f al s e   p o s itiv es a ch iev ed   in   th e  ca te g o r izatio n   r ates.  Hata n o   et  a l.   [ 1 6 ] ,   p r esen ted   an   au to m a tic  id en ti f icatio n   m et h o d   o f   o s teo p o r o s is   f r o m   p h ala n g e s   c o m p u ted   r ad io g r ap h y   ( CR )   i m a g es  u s in g   d ee p   co n v o lu tio n al  n e u r al  n et w o r k   ( DC NN )   an d   tes ted   its   e f f ec t iv en e s s   b y   a  th r ee - f o ld   cr o s s - v a lid atio n   ap p r o ac h .   T h e  au t h o r s   u s e  a  DC N N  class i f ier   to   d eter m i n e  if   u n k n o w n   C R   i m a g es  ar e  n o r m al  o r   n o t.  Fath i m a   et  a l.   [ 1 7 ] ,   u tili ze d   an   ad j u s ted   U - Net  w ith   a  C o n ce n tr atio n   u n it  to   s eg m en t  th e  b o n e  r e g io n s   f r o m   Du al  E n er g y   X - r a y   A b s o r p tio m e tr y   ( DE X A )   i m a g es  a n d   X - r a y s .   T h e  d atase t  w a s   cla s s i f ied   i n to   th r ee   cla s s es  b y   co m p u ti n g   T - s co r e  an d   B MD .   T h e  ac cu r ac y   o f   th e  p r o p o s ed   m e th o d   w as   ab o u t  8 8 %.  Z h a n g   e t  a l.   [ 1 8 ] ,   d ev elo p ed   a  m o d el  o f   DC NN  f o r   class i f y in g   o s teo p o r o s is   an d   o s teo p en ia  b a s ed   o n   th e  X - r a y   i m a g es  o f   t h e  lu m b ar   s p i n e.   T h e  d ev elo p ed   m o d el  w a s   ass e s s ed   b y   m ea s u r i n g   t h e  T - s co r e  f ac t o r   an d   th en   clas s i f y i n g   th e  d at aset  in to   t h r ee   class e s :  n o r m al ,   o s teo p o r o s is ,   an d   o s teo p en ia.   T ec le   et  a l.   [ 1 9 ] ,   c o m p ar ed   h u m a n   a n d   m ac h in e  o s teo p o r o s is   d iag n o s es u s i n g   a   s ec o n d   m etac ar p al   co r tical  p er ce n tag e.   T h e  r es u lts   i n d icate   t h at  t h e  Sen s iti v i t y   w a s   8 2 . 4 %,  an d   t h e  Sp ec if icit y   w a s   9 4 . 3 %.    Ho   et  a l.   [ 2 0 ] ,   p r o p o s ed   a  d e ep   lear n in g   ap p r o ac h   th at  ca n   ac cu r atel y   p r ed ict  th e  d en s it y   o f   b o n e  m i n er als   g ath er ed   f r o m   a  p lai n   p elv ic   X - r a y   f o r   o s teo p o r o s is   cla s s i f y in g .   T h eir   tech n iq u e  co m b i n es   c o n v o l u tio n al   n e u r al   n et w o r k   ( C NN)   lear n in g ,   i m a g e  s eg m e n tatio n ,   an d   ( Dee p DX A )   w h ic h   i s   a  co n v o l u tio n   m o d el  to   esti m a te  b o n e   m i n er als  d ata  v alu e  b y   co n n e ctin g   s ep ar ated   f e m u r   b o n e  im ag e s .   I n   th i s   p ap er ,   a   C NN  m o d el - b ased   KOP  d etec tio n   an d   clas s i f icatio n   i s   p r o p o s ed .   T h e  m ain   g o al  o f   th is   w o r k   is   to   e n h a n ce   t h e  c o n ce p t  o f   d iag n o s is   th r o u g h   A I   b y   o b tain in g   h ig h   d iag n o s t ic  ac cu r ac y .       2.   M E T H O D   First  o f   all,   t h e  k n ee   X - r a y   d at aset  av a ilab le  o n   t h e  Ka g g le  web s ite  is   u til ized   [ 2 1 ] .   Fig u r e s  1 (a )   to   ( c)   illu s tr ate  ex a m p les  o f   t h e  u s ed   d atasets ,   w h ic h   co n s is t  o f   1 9 4 7   i m ag e s   w it h   3   class e s :  h ea lt h y ,   ac tu al  o s teo p en ia,   an d   o s teo p o r o s is .   Nex t,  th ese   d atasets   ar e  s p lit  in to   t w o   p a r ts ,   th e  f ir s t  is   co n ce r n ed   w it h   tr ain i n g   t h e  C N N   m o d el,   a n d   th e  s ec o n d   is   co n c er n ed   w it h   te s t  d a ta  ( w h ic h   th e  tr ain ed   class i f ier   is   te s ted   w i th )   w it h   v alid atio n   f o r   ea ch   ep o ch .   Sin ce   C N N  p er f o r m s   b etter   w it h   ad d itio n al  d ata,   th e  tr ain in g   co llectio n ’ s   i m ag e  co u n t  is   in cr ea s ed   b y   a u g m e n ti n g   t h e  tr ain i n g   d ata.   Af ter   t h at,   t h e  C NN  m o d el  r ec eiv es   th is   co l l ec tio n   o f   i m a g es  in   o r d er   t o   b e  tr ain ed .   E v en t u al l y ,   th e  p r ed ictio n   p r o p o r tio n   o f   b o th   test   an d   tr ain   d ata  is   ass ess ed ,   an d   t h e   class i f ier ’ s   e f f ic ien c y   i n   class i f y in g   i m ag e s   in to   o s teo p o r o s is ,   o s teo p en ia,   an d   n o r m al  i m ag es is   esti m ated .             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r e  1 .   Sa m p les o f   t h e  u s ed   d ataset ; ( a)   h ea lth y ,   ( b )   o s teo p en ia  p r ed icted ,   an d   ( c)   o s teo p o r o s is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 1 0 - 1 0 1 9   1012   Fig u r e  2   d em o n s tr ates   th e  s u g g ested   b lo ck   d iag r a m   m o d el  f o r   d etec tin g   o s teo p o r o s is   v ia  k n ee   X - r a y s .   I n   th i s   p r o p o s ed   C NN  m o d el,   th e  r ec ti f ied   lin ea r   u n i t  ( R e L U)   is   u ti lized   af ter   ea c h   co n v o lu tio n   la y er   an d   all   f u ll y   co n n ec ted   ( FC )   la y er s ,   w it h   t h e  e x ce p tio n   o f   t h e  f i n al   FC   la y er .   W h e n   C N N  u s es  t h e  R e L U  f u n ctio n ,   it   tr ain s   m u ch   m o r e  q u ic k l y   t h a n   w h en   it  u s es  a lter n at iv e  ac t iv atio n   f u n ctio n s   li k e  s ig m o id   o r   T an h   f u n ctio n s   [ 2 2 ] .  T h e  m at h e m a tical  ex p r es s io n   o f   t h e  R e L U  ac ti v atio n   f u n ctio n   i s   d e m o n s tr ated   in   ( 1 )   [ 2 3 ] .     ( ) = ma x ( 0 ; )     ( 1 )     T h e  o p tim al  C NN  s tr u ct u r e  cr ea ted   u s in g   t h e  s u g g e s ted   alg o r ith m   i n v o l v es  n i n e  co n v o lu tio n   s tep s ,   f o u r   p o o lin g   s tep s ,   t h r ee   d en s e   s tep s ,   a n d   t w o   d r o p o u t step s ,   as s h o w n   in   T ab le  1 .   I n   ad d itio n ,   t h e  ar c h itect u r e   o f   th e  p r o p o s ed   C NN  m o d el  h as  1 5 , 6 1 0 , 4 9 9   t o tal  p ar am eter s ,   1 5 , 6 0 4 , 0 9 9   tr ain ab le  p ar am et er s ,   an d   6 , 4 0 0   n o n - tr ain ab le  p ar am eter s .   T h e  v alu e  o f   th e  lo s s   f u n ctio n   w a s   ca lcu l ated   u s in g   ca teg o r ical  cr o s s - e n tr o p y ,   an d   th e   n et w o r k ’ s   tr ai n ab le  p ar a m eter s   w er e  t h e n   m o d if ied   to   r ed u ce   p r ed ictio n   lo s s .           Fig u r e  2 .   T h e  b lo ck   d iag r am   o f   th e  p r o p o s ed   C NN  m o d el       T ab le  1 .   T h e  p r o p o s ed   C NN  m o d el  d esi g n   an d   p ar a m eter s   L a y e r   ( t y p e )   N o .   o f   k e r n e l   K e r n e l   si z e   O u t p u t   s h a p e   N o .   o f   p a r a me t e r s   C o n v 1 ( C o n v 2 D )   1 2 8   ( 8 ,   8 )   ( 7 3 ,   7 3 ,   1 2 8 )   2 4 7 0 4   C o n v 2 ( C o n v 2 D )   2 5 6   ( 5 ,   5 )   ( 7 3 ,   7 3 ,   2 5 6 )   8 1 9 4 5 6   P o o l i n g 1 ( M a x P o o l i n g 2 D )   -   ( 3 ,   3 )   ( 2 4 ,   2 4 ,   2 5 6 )   0   C o n v 3 ( C o n v 2 D )   2 5 6   ( 3 ,   3 )   ( 2 4 ,   2 4 ,   2 5 6 )   5 9 0 0 8 0   C o n v 4 ( C o n v 2 D )   2 5 6   ( 1 ,   1 )   ( 2 4 ,   2 4 ,   2 5 6 )   6 5 7 9 2   C o n v 5 ( C o n v 2 D )   2 5 6   ( 1 ,   1 )   ( 2 4 ,   2 4 ,   2 5 6 )   6 5 7 9 2   C o n v 6 ( C o n v 2 D )   5 1 2   ( 3 ,   3 )   ( 2 4 ,   2 4 ,   5 1 2 )   1 1 8 0 1 6 0   P o o l i n g 2 ( M a x P o o l i n g 2 D )   -   ( 2 ,   2 )   ( 1 2 ,   1 2 ,   5 1 2 )   0   C o n v 7 ( C o n v 2 D )   5 1 2   ( 3 ,   3 )   ( 1 2 ,   1 2 ,   5 1 2 )   2 3 5 9 8 0 8   C o n v 8 ( C o n v 2 D )   5 1 2   ( 3 ,   3 )   ( 1 2 ,   1 2 ,   5 1 2 )   2 3 5 9 8 0 8   P o o l i n g 3 ( M a x P o o l i n g 2 D )   -   ( 2 , 2 )   ( 6 ,   6 ,   5 1 2 )   0   C o n v 9 ( C o n v 2 D )   5 1 2   ( 3 ,   3 )   ( 6 ,   6 ,   5 1 2 )   2 3 5 9 8 0 8   P o o l i n g 4 ( M a x P o o l i n g 2 D )   -   ( 2 ,   2 )   ( 3 ,   3 ,   5 1 2 )   0   F l a t t e n ( F l a t t e n )   -   -   4 6 0 9   0   D e n se 1 ( D e n se )   -   -   1 0 2 4   4 7 1 9 6 1 6   D r o p 1 ( D r o p o u t )   -   -   1 0 2 4   0   D e n se 2 ( D e n se )   -   -   1 0 2 4   1 0 4 9 6 0 0   D r o p 2 ( D r o p o u t )   -   -   1 0 2 4   0   D e n se 3 ( D e n se )   -   -   3   3 0 7 5   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           A   co n vo l u tio n   n e u r a l n etw o r k  mo d el  fo r   kn ee   o s teo p o r o s is   cla s s ifica tio n   …   ( Oma r   K h a lid   M.  A li )   1013   2 . 1 .     C o n v o l u t i o n a l   n eu r a l   n et wo r k   a r c hi t e c t ur e   C N N  i s   a   k in d   o f   n e u r a l   n e t w o r k   w ith   d e e p   l ay e r s   th a t  u t i li ze   t h e   c o n v o l u t i o n   p r in c i p l e  a t   it s   s t ag e   o f   d e v e l o p m en t .   T h e   c o m p u t at i o n a l  f u n ct i o n   k n o w n   as   c o n v o lu t i o n   i s   u s e d   t o   c o m b in e  t w o   f u n c t i o n s   t o   c r e a te   a  n o v e l   o n e   w ith   a l t e r e d   p r o p e r t ie s   [ 2 4 ] .   C N N s   a r e   em p l o y e d   t o   a n a ly z e   im ag es   t h a t   h av e   b e en   c o n v o lv e d   u s in g   a  f il t e r   t h a t   i s   s m al l e r   in   le n g th   th a n   in   w i d th   t o   m in im i ze   th e  im a g e  s iz e   w h il e  p r e s e r v in g   t h e   ess en t i al   in f o r m a ti o n .   S c i en ti s t s   a r e   m o r e   in t e r es t e d   in   C N N   th an   o th e r   m a ch in e   l e ar n in g   s y s t em s   b e c au s e   it   c an   t ak e   a d v an t ag e   o f   th e  s im u l ta n e o u s   s p at i al   an d   c o n f ig u r a l   in f o r m a ti o n   o f   b o th   2 D   an d   3 D   im ag es   [ 2 5 ] .     C N N ’ s   s t r en g th   l i es   in   i ts   a b il i ty   t o   ex t r a c t  f e a tu r es   d i r ec t ly   f r o m   im ag e s ,   u n l ik e   o th e r   m a ch in e - le a r n in g   t e c h n i q u es   th at   n e e d   o b je c t   s eg m en t at i o n   [ 2 6 ]   o r   f e at u r e   e x t r ac t i o n   [ 2 7 ] .   Nu m e r o u s   C N Ns   h a v e   b e en   c r e at e d   t o   a d d r e s s   d if f e r en t   k in d s   o f   i s s u es ;   w h i l e   th ey   d if f e r   s l ig h t ly   f r o m   o n e   an o th e r   in   c e r t a in   a r e as ,   a l l   o f   th ei r   f u n d am en t a l   el em en ts   r em ain   t h e   s am e .   T h e   C NN s   in v o lv e   th r e e   k in d s   o f   l ay e r s :   c o n v o lu tio n a l   l ay e r ,   p o o l in g   l ay e r ,   a n d   f u lly   c o n n e ct e d   l ay er   [ 2 8 ] ,   a s   d em o n s t r a t e d   in   F ig u r e   3 .             F ig u r e   3 .   T h e   C N N   a r ch it e c tu r e       2 . 2 .     C o n v o l u t i o n   l a y e r   T h e   c o n v o lu ti o n   l ay e r   is   c o n s i d e r e d   th e   m o s t   s ig n if i c an t   l ay e r   th a t  m ak e s   u p   c o n v o lu t i o n a l  n eu r a l   n e tw o r k s   a n d   is   f o u n d e d   o n   c o n t in u o u s ly   c i r cu l a tin g   a   s p e c if i c  f i lt e r   a c r o s s   t h e   w h o l e  im ag e .   I n   a  n u t s h e ll ,   th e   im ag e   p ix el  v a lu es   a r e   m u lt i p l ie d   b y   t h e   k e r n e l   f r am e   b y   d r ag g in g   it   r i g h t   o r   l e f t   a c r o s s   th e   im ag e   b e in g   p r o c e s s e d   o r   t h e   im a g e   o f   th e   p r i o r   l ay e r .   W h e n   t h e   f i l te r   o r   k e r n el   r e a ch es   th e   m a t r ix ’ s   b o r d e r ,   i t   i s   m o v e d   d o w n   w i th i n   th e   r e q u i r e d   u n i t,  a n d   i d e n t i c al   p r o c es s es   a r e   c a r r i e d   o u t .   T h en ,   a   f e at u r e  m a t r ix   o r   a   m o r e   a c cu r a t e   f e a tu r e  m a p   i s   p r o d u c e d   o n ce   t h e   w h o l e   im ag e   h as   b e en   p r o c e s s e d .   T h i s   f ea tu r e   m a p   s h o w s   th e   l o c at i o n s   o f   f e atu r e s   u n iq u e   f o r   ev e r y   f i l te r .   T h e   ( 2 )   i l lu s t r a t es   th e   m a th em a t i c a l   r e p r es en t at i o n   o f   th e   c o n v o l u ti o n   p r o c es s   [ 2 9 ] .       ( , ) = ( ∗ ) ( , ) = ∑ ∑ ( + , + ) ( , )       ( 2 )     w h e r e:   ∗   r e p r e s en t s   th e  c o n v o lu ti o n   p r o c ess ,     d e s c r i b e s   th e   r e s u lt   o f   c o n v o lu t i o n ,     r e f e r   t o   t h e   in p u t ,   a n d     r e f e r s   t o   t h e   k e r n el .   A t   a   c o n v o lu ti o n al   lay e r ,   s ev er a l   f e a tu r e   m at r i c es   a r e  a d d e d   t o   e i th e r   th e   i n p u t  im ag e   o r   th e   o u t p u t  m a t r i c es   f r o m   th e  p r e c e d in g   l ay e r .   T h e s e   f e a tu r e   m a t r i ce s   a l l o w   f o r   p a r am e t e r   t r ai n i n g   an d   u p d a t i n g   e a ch   r o w   an d   c o l u m n   b as e d   o n   th e  p r o p a g a ted   g r a d ie n t   v al u e s   af t e r   ev e r y   t r ai n in g   cy c l e .   T h e   w e ig h ts   i n   th is   l ay e r   c an   b e  s h a r e d   b y   em p l o y i n g   s im il a r   f i l t e r s   in to   t h e   i d en t i ca l   f e a tu r e   m a p ,   r e s u l tin g   in   a   s ig n if i c an tly   d e c r e as e d   o v e r al l   n u m b e r   o f   p a r am et e r s   f o r   t h e   n eu r a l   n etw o r k .   S ev e r al   c r i ti c a l  p a r am e te r s   in   t h i s   l ay e r   s u ch   as   f i lt e r   n u m b e r ,   f il t e r   w id th ,   p a d d i n g ,   an d   s t r i d e  a r e   s p e c if i e d   b y   d e v e l o p e r s   [ 2 2 ] .  T h e   o v e r a ll   f i lt e r   d im en s i o n s   u t il iz e d   in   c o n v o lu t i o n   o p e r a t i o n s   a r e   ty p i c a lly   o d d ,   a ll o w in g   t h e   f i l t e r   t o   h av e   a   c en t r a l   p o i n t   an d   o f f e r   a s y m m e t r ic a l p a d d i n g .   W h e r e as  t h e   k e r n el   m a t r ix   i s   m o v in g   a c r o s s   th e   im ag e ,   th e   s t r i d e   ( w it h   a   s h if t   q u an ti ty )   p a r am e t e r   c o n tr o l s   th e   am o u n t   th at  i t   ch an g es   in   ev e r y   s t e p .   I n   c o n t r as t ,   p a d d i n g   in v o lv e s   a d d in g   ze r o   ev en ly   t o   a   g iv en   in p u t  m a t r ix   i n   o r d e r   t o   p r e s e r v e   a  d im en s i o n   o f   th e  o u tp u t   m at r i c es   e q u a l   t o   th at   o f   th e  in p u t   [ 3 0 ] .  A n   ex am p l e  o f   th e  c o n v o lu t i o n   p r o c ess   u s in g   a   ( 4 × 4 )   i n p u t   im ag e ,   ( 3 × 3 )   c o n v o l u t i o n   c o r e ,   an d   ( 1 )   s t r i d e   i s   d is p l ay e d   in   F ig u r e   4 .   T o   o b t a i n   th e  a p p r o p r i a t e   f ea tu r e   m a p s ,   d if f e r en t   at t r i b u t es   a r e   f o u n d   u ti l iz in g   v a r i o u s   k er n e ls   an d   r e p e a t e d .   B e h i n d   c o n v o lu ti o n ,   th e   r esu l t in g   im ag e ’ s   s i z e   i s   c o m p u t e d   as   ( 3 )   [ 3 1 ] :              =    + 2    −       + 1     ( 3 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 1 0 - 1 0 1 9   1014       F ig u r e   4 .   E x am p l e   o f   c o n v o lu t io n   p r o c e s s   [ 3 1 ]       2 . 3 .     P o o l i n g   l a y e r   A s   f o r   th e   p o o l in g   l ay e r ,   it   d e cr e a s es   th e   ex t en t   o f   t h e   f e a tu r es   g a th e r e d   f r o m   th e   p r e c e d in g   l ay e r ,   a n d   i d e n ti c a l   f e a tu r e s   b ec o m e   m o r e   p r o m in en t .   I t   ac c o m p l is h e s   t h i s   b y   r e a r r an g in g   th e   im ag e ’ s   s p ec i f i e d   f i lt e r s .   S t at e d   o t h e r w is e ,   it   e x ec u t es   t h e   s u b s am p l in g   p r o c e d u r e .   C o n s e q u en t ly ,   th e   f o ll o w in g   l ay e r ’ s   d a t a   s i ze   w il l   d e c r e as e ,   a n d   t h e   r esu l tin g   m o d e l   w o n ’ t   o v e r f i t .   I t   is   v i t al   t o   r em em b e r   th a t   t h i s   d r o p   r e s u l ts   in   th e   d is a p p e a r an c e   o f   s o m e   c r u ci al  d a t a .   T h e   m ain   a d v an t ag e  o f   th e   p o o l in g   l ay e r   i s   th a t  i t   r e d u c e s   th e   n u m b e r   o f   f ac t o r s   th a t  th e   n e u r a l  n e tw o r k   m u s t  e s t im at e ,   w h i ch   l o w e r s   th e   n e tw o r k ’ s   c o m p u t at i o n a l   d if f i cu lty   a n d   s p e e d s   u p   t r a in in g   [ 3 2 ] .   A   p o o l in g   p r o c e d u r e  i s   a ch i ev e d   in   th r e e   f o r m s ,   m in im u m   p o o l in g ,   a v e r a g e   p o o l i n g ,   an d   m ax im u m   p o o l in g .   M in im u m   p o o l in g   i s   th e  p r o c e s s   o f   i d en tif y in g   th e   v a lu e   th at   is   l o w es t   f r o m   th e   p ix e l   v alu e s   in s i d e   th e   s p ec if i e d   f il t e r   s i z e ,   w h e r e as  m ax im u m   p o o l in g   is   p e r f o r m ed   b y   c h o o s in g   th e   h ig h e s t   v a lu e   [ 3 3 ] .   T h e   i d e a   b e h in d   av e r ag e   p o o l i n g   is   t o   d iv i d e  t h e   t o t a l   n u m b e r   o f   p ix e l  v alu es   in s i d e   th e   d im en s i o n   o f   th e   f i l t e r   r eg i o n   b y   th e   d im en s i o n   o f   th e   f i l t e r   w in d o w   [ 3 4 ] .   F i g u r e   5   d em o n s t r a t es   th e  p o o l i n g   p r o c e s s .           F ig u r e   5 .   T h e   p o o l i n g   p r o c es s   [ 3 1 ]       2 . 4 .     F u l l y   c o nn e c t ed   l a y e r   Pr a c t i c a l ly   al l   ty p es   o f   n eu r al   n e t w o r k   t o p o l o g ie s   u s e   FC   l ay e r s ,   w h i ch   a r e   am o n g   th e   m o s t   f l ex i b le  l ay e r s .   E v e r y   n o d e   i s   l in k e d   t o   e v e r y   o th e r   n o d e   in   th e   p r e c e d i n g   a n d   s u b s e q u e n t   l ay e r s   in   t h is   l ay e r   [ 3 5 ] .   T h e  m a jo r   jo b   o f   th e  l ay e r   is   t o   c o n v e r t  th e   f ea tu r e   m at r ix   t o   m ak e   t h e  is s u e  m o r e  p l ia b l e .   T h r o u g h o u t   t h i s   c o n v e r s i o n ,   t h e  t o t a l  n u m b e r   o f   v a r i a b l es  m ay   r i s e ,   d e c r e as e ,   o r   r em a in   c o n s t an t .   I n   ev e r y   s it u a t i o n ,   t h e   n ew ly   c r e a t e d   d im en s i o n s   a r e   a   l in ea r   m ix   o f   t h e   d im en s i o n s   f r o m   th e   p r e c ed i n g   l ay e r .   T h en ,   u s in g   an   a c tiv a ti o n   f u n c ti o n ,   th e   a d d i t i o n a l   d im en s i o n s   a r e   p r o v i d e d   n o n li n e a r i ty   [ 3 6 ] .   F ig u r e   6 .   i l lu s t r a t es   a  s i x - d im e n s i o n al   s p a c e   c o n v e r t e d   t o   a  t h r e e - d im en s i o n al   f e a tu r e   s p a ce   b y   a   F C   l ay e r .     F C   l ay e r s   a l l o w   f o r   an y   ty p e   o f   i n t e r a c ti o n   am o n g   in p u t   p a r am e t e r s .   T h is   b eh av i o r   en a b le s   FC   l ay e r s   t o   a c q u i r e  an y   f u n ct i o n   w it h   en o u g h   w i d th   a n d   d e p t h   [ 3 5 ] .   N ev e r th el e s s ,   a ctu a l   a p p li c a ti o n   h a s   p r o v en   th a t   s u ch   t h e o r et i c a l  p r o m i s e  is   f r e q u e n t ly   n o t   f u lf i l l e d .   T o   t a c k le   th is   i s s u e ,   s c i en t is t s   h av e   d ev e l o p e d   p a r t i cu l a r   l ay e r s   s u ch   a s   r e cu r r en t   an d   c o n v o lu ti o n al   n eu r a l   n etw o r k s .   T h es e   d ev el o p e d   l ay e r s   ex p l o it   in d u c ti v e  b ia s   d e p en d in g   o n   th e  s e q u e n t i al   o r   s p a ti a l   a r r an g em en ts   o f   p a r t i cu la r   d a t a   s o u r c es ,   in c lu d in g   t ex t ,   v i d e o s ,   an d   im ag e s   [ 3 6 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           A   co n vo l u tio n   n e u r a l n etw o r k  mo d el  fo r   kn ee   o s teo p o r o s is   cla s s ifica tio n   …   ( Oma r   K h a lid   M.  A li )   1015       F ig u r e   6 .   A   s y s t em at i c   f u lly   c o n n e c t e d   l ay e r       2 . 5 .     P er f o rm a nce  m et rics   T h e  m ai n   f ac to r   to   co n s id er   d u r in g   s y s te m   tr ain i n g   is   ac c u r ac y .   Af ter   w h ic h   th e  e n tir e  tr ain in g   p r o ce d u r e  is   f o llo w ed ,   th is   f ac to r   o f   th e  tr ain in g   i m a g e s   is   r ec o r d ed   an d   p lo tted .   A cc u r ac y   r ef er s   to   h o w  f r eq u en tl y   a  C NN  m o d el  p r o p er l y   p r ed icts   o b j ec ts ,   r ep r esen ted   b y   th e   n u m b er   o f   v alid   d ata   to   th e  to tal  n u m b er   o f   d ata  as  s h o w n   i n   ( 4 ) .   T o   v er if y   th e  m o d el ’ s   ac cu r ac y ,   th e  Ker as  ass es s m e n t  f u n ctio n   w a s   ca lled   o n   th e  co n s tr u cted   m o d el,   p ass in g   i n   th e  test in g   d ata  as a n   i n p u t.       =                          ( 4 )     I n   ad d itio n ,   o th er   p ar am eter s   ar e  ca lcu lated   to   esti m ate  t h e  s y s te m   ef f icie n c y   s u ch   as   p r ec is io n ,   s en s iti v it y   o r   r ec all,   an d   F1 - s c o r e  b y   th e  ( 5 ) - ( 7 ) ,   [ 3 7 ] .       =   +      ( 5 )       =   +      ( 6 )     1    = 2 ∗       ∗      +        ( 7 )     w h er e:  T P   is   th e  n u m b er   o f   tr u e  p o s itiv e   FP   is   th e  n u m b er   o f   f al s e  p o s it iv e   FN is t h e  n u m b er   o f   f alse  n e g ativ e       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    T h is   r esear ch   ai m s   to   d iag n o s e  o s teo p o r o s is   b y   clas s i f y in g   th e  X - r a y   i m a g es  i n to   th r e e  g r o u p s :   h ea lt h y ,   ac t u al  o s teo p en ia,   an d   o s teo p o r o s is .   T h e  class if icat i o n   m et h o d   o f   th e  d esig n ed   C N N  is   r ep r esen ted   b y   ex tr ac ti n g   th e  f ea t u r es o f   t h e  c o llectio n   i m ag e s   a n d   clas s if y i n g   th e m   a u to m atica ll y .   T h e n   t h e   m o d el  in te n d s   to   r ed u ce   h u m a n   er r o r   an d   im p r o v e  ea r l y   d is ea s e  d etec tio n   r ate s .   Fig u r e  7   illu s tr ates  th e  p er f o r m an ce   o f   t h e  s y s te m   i n   ter m s   o f   ac cu r ac y   w it h   3 0   ep o ch s .   T h r o u g h o u t   th e  tr ain i n g   p er io d ,   an   in itial  in c r ea s i n g   te n d en c y   i s   n o ted .   Af ter   th e   13 th   ep o ch ,   th e   tr ain in g   li n e  ex ce ed s   th e   v alid atio n   li n e  a n d   s ta y s   co n ti n u o u s l y   ab o v e  it,   but   it  is   less   n o is y .   A l s o ,   it  ca n   b e  o b s er v e d   th at  th e  v alid atio n   lin e  i s   m o r e  s tab le  w i th   h i g h er   v al u es  in   th e  f i n al  p h ase,   w h i ch   m ea n s   t h at  t h e  d y n a m ic  co n v o l u tio n   i n cr ea s e s   th e  s y s te m ’ s   ad ap tab ilit y   a n d   v alid atio n   e f f icie n c y .   An y w a y ,   th e  d if f er e n ce   b et w ee n   t h e  v alid atio n   an d   tr ai n   lin es r e m ai n s   r ath er   s m al l,  w h ich   in d icate s   t h e  ef f icie n c y   o f   th e  d esi g n ed   s y s te m .   R eg ar d in g   lo s s ,   d u r in g   i n itial   tr ain in g ,   t h e  s u g g ested   m o d e l  ex p er ien ce s   h i g h er   an d   m o r e  u n s tab le   lo s s .   De m o n s tr ati n g   t h at  th e  s y s te m   i s   alter ed   f u r th er   d u r i n g   t h e  p r eli m in ar y   p h ase,   an d   th e  w eig h t s   ar e  r eg u lar l y   c h an g ed ,   as  il lu s tr at ed   in   Fi g u r e  8 .   W ith   co n ti n u e d   tr ain in g ,   t h e  v alid atio n   l in e  f l u ctu a tio n s   ca n   b e   o b s er v ed   to   d ec r ea s e  as  t h e  lo s s   v al u es  d ec r ea s e  s i g n i f ica n tl y .   A t  t h e  f i n al  tr ai n i n g   p h ase,   th e  v alid atio n   li n e  b ec o m e s   m o r e  s tab le,   an d   t h e  g ap   w ith   t h e  tr ai n   lin e  w id e n s   s o m e w h at.   Fig u r e  9   d is p la y s   t h e  co n f u s i o n   m atr i x   d escr ib i n g   th e   r elatio n   b et w ee n   th e   ac tu a l  v a lu e s   an d   t h e   p r ed icted   v alu es  f o r   t h e  d esi g n ed   m o d el.   B esid es  p r o v id i n g   k n o w led g e  ab o u t  th e  c lass if ie r ’ s   s h o r tco m i n g s ,   i t   also   d is p lay s   an y   p ar ticu lar   er r o r s   th at  m a y   b e  ap p ea r in g .   I t  also   ass i s ts   in   o v er co m i n g   th e  p r o b lem   o f   r el y in g   s o lel y   o n   clas s if ier   ac cu r ac y .   T h e  to tal  ac cu r ac y   o f   th e  s y s te m   w as  ( 9 0 . 2 5   %)  ca lcu lated   b a s ed   o n   th e  ( 4 ) .   A ls o ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 1 0 - 1 0 1 9   1016   th e  v al u es  o f   t h e  ca lc u lated   p a r a m eter s   ar e  s h o w n   i n   t h e  cla s s if ica tio n   r ep o r t  in   T ab le  2 .   T h e  p r o p o s ed   m o d el ’ s  ef f icien c y   ca n   b e  p r o v en   b y   c o m p ar i n g   it  w it h   s i m i lar   s y s te m s   s u c h   as  [ 3 8 ] – [ 4 1 ] .   T a b le  3 .   illu s tr ates  t h at  t h e   p r o p o s ed   m o d el  p er f o r m s   b ett er   in   ac cu r ac y   t h a n   o th er   w o r k s ,   w h ic h   r ev ea l s   a  b etter   d iag n o s is   o p er atio n .             Fig u r e  7 .   T h e  ac cu r ac y   o f   t h e  d esig n ed   C NN     Fig u r e  8 .   T h e  lo s s   o f   th e  d esi g n ed   C NN           Fig u r e  9 .   C o n f u s io n   m atr ix   r el atin g   to   th e  d ataset ’ s   v alid atio n   s et       T ab le  2 .   C lass if icatio n   r ep o r t   C l a ss   P r e c i si o n   R e c a l l   F1 - sco r e   H e a l t h y   0 . 9 6 1   0 . 9 1 9   0 . 9 3 9   A c t u a l   o st e o p e n i a   0 . 7 8 2   0 . 7 9 4   0 . 7 8 7   O st e o p o r o si s   0 . 8 9 7   0 . 9 3 1   0 . 9 1 3       T ab le  3 .   C o m p ar is o n   o f   ac cu r ac y   w it h   o th er   w o r k s   R e f e r e n c e   T i t l e   D a t a se t   M e t h o d   A c c u r a c y   [ 3 8 ]   C o mp a r i so n   o f   t r a n sf e r   l e a r n i n g   mo d e l   a c c u r a c y   f o r   o st e o p o r o si s c l a ssi f i c a t i o n   o n   k n e e   r a d i o g r a p h   2 4 0   X - r a y   i mag e s   G o o g L e N e t   VGG - 16   R e sN e t - 50   9 0 %   8 7 %   8 3 %   [ 3 9 ]   O st e o p o r o si s  d i a g n o s i s  i n   k n e e   X - r a y s  b y   t r a n sf e r   l e a r n i n g   b a se d   o n   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   3 8 1   k n e e   X - r a y   i mag e s   A l e x N e t   R e sN e t   V g g N e t - 19   V g g N e t - 16   9 0 . 9 1 %   8 6 . 3 %   8 4 . 2 %   8 6 . 3 %   [ 4 0 ]   U t i l i z i n g   d e e p   l e a r n i n g   f o r   o st e o p o r o si s  d i a g n o si s   t h r o u g h   k n e e   X - r a y   a n a l y si s   1 5 7 3   X - r a y   i mag e s   V G G   1 9   8 9 %   [ 4 1 ]   D e e p   l e a r n i n g - b a se d   a p p r o a c h e s  f o r   d i a g n o si s   a n d   d e t e c t i o n   o f   o st e o p o r o si s  u si n g   c l i n i c a l   d a t a   o f   C T   a n d   X - r a y   i mag e s   C T   a n d   X - r a y   t h e   e x a c t   n u m b e r   o f   i mag e s n o t   me n t i o n e d   Ei g h t   d e e p   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s   V G G 1 6   h a s   t h e   b e st   a c c u r a c y   o f   8 2 . 7 3 %   T h e   p r o p o se d   mo d e l   A  C N N   m o d e l   f o r   K O P     C l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   X - r a y   i mag e s   1 9 4 7   X - r a y   i mag e s   C N N   9 0 . 2 5 %   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           A   co n vo l u tio n   n e u r a l n etw o r k  mo d el  fo r   kn ee   o s teo p o r o s is   cla s s ifica tio n   …   ( Oma r   K h a lid   M.  A li )   1017   4.   CO NCLU SI O N    T h e  s er io u s n e s s   o f   K OP   n ec ess itate s   p r o m p t  d iag n o s is   a n d   tr ea tm e n t;  n e v er th ele s s ,   d e p en d in g   o n   h u m a n   s p ec ialis ts   ca n   p r o v e  c o s tl y   an d   ti m e - co n s u m i n g .   Ma k in g   ed u ca ted   co n cl u s io n s   ab o u t i m a g e s   o b tain ed   f r o m   d if f er en t  p atien ts   is   g r e atl y   aid ed   b y   th e  ass i s ta n ce   p r o v id ed   b y   v i s ib le  A I .   T h is   p ap er   p r o d u ce d   an   ef f icien t  C N N  m o d el  d esi g n   f o r   class if y i n g   th e   av ailab le  d at aset.  T h e  m ai n   g o als  o f   t h e  p r e s en t  r esear c h   ar e  to   p r o d u ce   1 9 4 7   m ed ical  i m a g es  o f   k n ee   X - r a y s   w it h   3   class es:  h ea lt h y ,   ac tu al  o s teo p en ia,   an d   o s t eo p o r o s is   w h ich   ar e  v alid ated   b y   m u ltip le  f ac t o r s ,   an d   to   s u g g est  a  d ee p   lear n in g   m eth o d   u s i n g   a n   ef f ici en t  C N N  m o d el  to   class i f y   v ar io u s   lev e ls   o f   t h e  d is ea s e.   T h e  s u g g e s ted   m o d el   p r o d u ce d   en co u r ag i n g   o u tco m es   an d   ca n   a s s i s t   d o cto r s   in   d iag n o s i n g   KOP   in   l ess   ti m e  an d   at  a  r ea s o n ab le   co s t.   Fu r th er   i n f o r m atio n   ca n   b e  g ath er ed   in   t h e   f u tu r e,   p ar ticu lar l y   f r o m   p eo p le  w h o   ar e  o s teo p o r o tic  an d   n o r m al.   I n   ad d itio n ,   i n   o r d er   to   cr ea te  a  u n iv er s al   o s teo p o r o s is   d iag n o s is   m et h o d ,   w e  ca n   d eter m i n e  th e  co r r elatio n   b et w ee n   o s teo p o r o s is   at  th e  k n ee   an d   o s teo p o r o s is   at  d if f er en t  lo ca tio n s .   F u r th er m o r e,   a  s y s te m   th at  u s es  cli n ical  v ar iab les  a n d   i m a g i n g   d ata  to   id en ti f y   o s teo p o r o s is   ca n   b e  d ev elo p ed .       ACK NO WL E D G M E NT S    T h e  au th o r s   al s o   ex te n d   th eir   ap p r ec iatio n   to   th e  Dep ar t m e n t  o f   Me c h atr o n ic s   E n g i n ee r i n g ,   C o lleg e   o f   E n g in ee r i n g ,   Un i v er s it y   o f   Mo s u l,  f o r   t h eir   v al u ab le  ass i s tan ce   d u r i n g   t h e  s t u d y .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N    Au t h o r s   s tate  n o   f u n d in g   i n v o l v ed .   T h e  au th o r s   d ec lar e  th at  t h is   r esear c h   w as  co n d u c ted   w i th o u t  a n y   ex ter n al  f u n d i n g .   A l l e x p en s es   w er e  p er s o n all y   co v er ed   b y   t h e  au t h o r s .       AUTHO R  CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT     T h is   j o u r n al  u s e s   th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .       Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   O m ar   Kh a lid   M.   A l i   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   A b ee r   K.   I b r ah i m       ✓   ✓     ✓     ✓   ✓     ✓       ✓   B ilal R.  A l ta m er   ✓   ✓   ✓     ✓     ✓   ✓     ✓   ✓     ✓   ✓     C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y si s   I   :    I n v e st i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i si o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est.       I NF O RM E D  CO NSE N T     W e  u s ed   th e  d ataset  av ailab le  o n   th e  Kag g le  w eb s i te,   s o   w e  h av e  o b tain ed   in f o r m ed   co n s e n t  f r o m   all   in d iv id u als i n cl u d ed   in   t h is   s tu d y .       E T H I CAL AP P RO V AL     T h e  r esear ch   r elate d   to   h u m a n   u s e  h as  b ee n   co m p lied   w it h   all  th e  r ele v an t  n at io n al  r e g u l atio n s   a n d   in s t itu tio n al  p o licies  i n   ac co r d an ce   w ith   t h e  ten e ts   o f   th e  He ls in k i  Dec lar atio n   an d   h as  b ee n   ap p r o v ed   b y   th e   au th o r s ’   i n s ti tu t io n al  r ev ie w   b o ar d   o r   eq u iv alen t c o m m i ttee .       DATA AV AI L AB I L I T Y    T h e  d ata  th at  s u p p o r t  th e   f i n d in g s   o f   t h i s   s tu d y   a r e  o p en l y   a v ailab le  i n   [ K ag g le ]   a t   h ttp s :/ / www . k ag g le. co m /d atas ets/ s te v ep y t h o n /o s teo p o r o s is - k n ee - x r a y - d ataset   [ 21 ].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 1 0 - 1 0 1 9   1018   RE F E R E NC E S   [ 1 ]   O .   Jo h n e l l   a n d   J.  A .   K a n i s,  “ A n   e st i ma t e   o f   t h e   w o r l d w i d e   p r e v a l e n c e   a n d   d i sa b i l i t y   a sso c i a t e d   w i t h   o st e o p o r o t i c   f r a c t u r e s, ”   O st e o p o r o si s I n t e rn a t i o n a l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 7 2 6 – 1 7 3 3 ,   O c t .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 1 9 8 - 0 0 6 - 0 1 7 2 - 4.   [ 2 ]   H .   K a t o   e t   a l . ,   “ I d e n t i f i c a t i o n   o f   EN P P 1   h a p l o i n s u f f i c i e n c y   i n   p a t i e n t s   w i t h   d i f f u se   i d i o p a t h i c   s k e l e t a l   h y p e r o st o s i s  a n d   e a r l y ‐ o n se t   o st e o p o r o si s,”   J o u rn a l   o f   B o n e   a n d   M i n e ra l   R e se a rc h ,   v o l .   3 7 ,   n o .   6 ,   p p .   1 1 2 5 – 1 1 3 5 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / j b mr . 4 5 5 0 .   [ 3 ]   I .   M .   W a n i   a n d   S .   A r o r a ,   “ C o mp u t e r - a i d e d   d i a g n o si s   sy st e ms  f o r   o st e o p o r o si s  d e t e c t i o n :   a   c o mp r e h e n si v e   s u r v e y , ”   Me d i c a l   &   Bi o l o g i c a l   E n g i n e e r i n g   &   C o m p u t i n g ,   v o l .   5 8 ,   n o .   9 ,   p p .   1 8 7 3 – 1 9 1 7 ,   S e p .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 5 1 7 - 0 2 0 - 0 2 1 7 1 - 3.   [ 4 ]   H. - W .   C h a n g ,   Y . - H .   C h i u ,   H . - Y .   K a o ,   C . - H .   Y a n g ,   a n d   W . - H .   H o ,   “ C o mp a r i so n   o f   c l a ssi f i c a t i o n   a l g o r i t h ms  w i t h   w r a p p e r - b a se d   f e a t u r e   se l e c t i o n   f o r   p r e d i c t i n g   o st e o p o r o si s  o u t c o me   b a se d   o n   g e n e t i c   f a c t o r s  i n   a   t a i w a n e se   w o me n   p o p u l a t i o n , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   En d o c r i n o l o g y ,   v o l .   2 0 1 3 ,   p p .   1 – 8 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 3 / 8 5 0 7 3 5 .   [ 5 ]   S .   G n u d i ,   E.   S i t t a ,   a n d   L .   L i si ,   “ R e l a t i o n s h i p   o f   b o d y   mass  i n d e x   w i t h   mai n   l i m b   f r a g i l i t y   f r a c t u r e s  i n   p o st me n o p a u sal   w o me n , ”  J o u rn a l   o f   Bo n e   a n d   Mi n e r a l   Me t a b o l i sm ,   v o l .   2 7 ,   n o .   4 ,   p p .   4 7 9 – 4 8 4 ,   J u l .   2 0 0 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 7 7 4 - 0 0 9 - 0 0 5 6 - 8.   [ 6 ]   J.  K a n i s  e t   a l . ,   “ A   me t a - a n a l y si s  o f   p r e v i o u s  f r a c t u r e   a n d   su b se q u e n t   f r a c t u r e   r i sk , ”   Bo n e ,   v o l .   3 5 ,   n o .   2 ,   p p .   3 7 5 – 3 8 2 ,   A u g .   2 0 0 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b o n e . 2 0 0 4 . 0 3 . 0 2 4 .   [ 7 ]   H .   P .   D i ma i ,   “ U se   o f   d u a l - e n e r g y   X - r a y   a b so r p t i o me t r y   ( D X A )   f o r   d i a g n o s i s  a n d   f r a c t u r e   r i sk   a sse ssm e n t ;   W H O - c r i t e r i a ,   T -   a n d   Z - sco r e ,   a n d   r e f e r e n c e   d a t a b a se s,”   B o n e ,   v o l .   1 0 4 ,   p p .   3 9 – 4 3 ,   N o v .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b o n e . 2 0 1 6 . 1 2 . 0 1 6 .   [ 8 ]   W H O ,   “ A ss e ssm e n t   o f   f r a c t u r e   r i sk   a n d   i t s a p p l i c a t i o n   t o   scre e n i n g   f o r   p o st me n o p a u sal   o st e o p o r o si s,”   1 9 9 4 .   [ 9 ]   Y .   C h e n ,   Y .   G u o ,   X .   Z h a n g ,   Y .   M e i ,   Y .   F e n g ,   a n d   X .   Z h a n g ,   “ B o n e   s u sce p t i b i l i t y   map p i n g   w i t h   M R I   i s a n   a l t e r n a t i v e   a n d   r e l i a b l e  b i o mar k e r   o f   o st e o p o r o si s  i n   p o s t me n o p a u s a l   w o m e n , ”   E u ro p e a n   R a d i o l o g y ,   v o l .   2 8 ,   n o .   1 2 ,   p p .   5 0 2 7 – 5 0 3 4 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 3 3 0 - 0 1 8 - 5 4 1 9 - x.   [ 1 0 ]   A .   D .   B r e t t   a n d   J.   K .   B r o w n ,   “ Q u a n t i t a t i v e   c o mp u t e d   t o mo g r a p h y   a n d   o p p o r t u n i st i c   b o n e   d e n si t y   scre e n i n g   b y   d u a l   u se   o f   c o mp u t e d   t o mo g r a p h y   sca n s,”   J o u rn a l   o f   O r t h o p a e d i c   T ra n sl a t i o n ,   v o l .   3 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 8 – 1 8 4 ,   O c t .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j o t . 2 0 1 5 . 0 8 . 0 0 6 .   [ 1 1 ]   E.   W .   G r e g g   e t   a l . ,   “ T h e   e p i d e mi o l o g y   o f   q u a n t i t a t i v e   u l t r a so u n d :   A   r e v i e w   o f   t h e   r e l a t i o n sh i p s  w i t h   b o n e   mass,   o st e o p o r o si s  a n d   f r a c t u r e   r i sk , ”   O s t e o p o r o si s   I n t e r n a t i o n a l ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   8 9 – 9 9 ,   M a r .   1 9 9 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / B F 0 1 6 2 3 6 8 2 .   [ 1 2 ]   M .   K a l b h o r ,   S .   V .   S h i n d e ,   a n d   H .   J u d e ,   “ C e r v i c a l   c a n c e r   d i a g n o s i s  b a se d   o n   c y t o l o g y   p a p   sme a r   i mag e   c l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   f r a c t i o n a l   c o e f f i c i e n t   a n d   ma c h i n e   l e a r n i n g   c l a s si f i e r s,”   T ELKO MN I K A  ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   El e c t r o n i c s  a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 9 1 – 1 1 0 2 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o mn i k a . v 2 0 i 5 . 2 2 4 4 0 .   [ 1 3 ]   M .   I b r a h i m,  M .   L o u i e ,   C .   M o d a r r e s,  a n d   J .   P a i sl e y ,   “ G l o b a l   e x p l a n a t i o n s  o f   n e u r a l   n e t w o r k s,”   i n   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   2 0 1 9   AAAI/ A C M   C o n f e r e n c e   o n   AI ,   E t h i c s ,   a n d   S o c i e t y ,   Ja n .   2 0 1 9 ,   p p .   2 7 9 – 2 8 7 .   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 3 0 6 6 1 8 . 3 3 1 4 2 3 0 .   [ 1 4 ]   O .   L o y o l a - G o n z a l e z ,   “ B l a c k - b o x   v s.  W h i t e - b o x :   u n d e r st a n d i n g   t h e i r   a d v a n t a g e s  a n d   w e a k n e sse s  f r o m  a   p r a c t i c a l   p o i n t   o f   v i e w , ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 5 4 0 9 6 – 1 5 4 1 1 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 4 9 2 8 6 .     [ 1 5 ]   S .   K a j i h a r a ,   S .   M u r a k a mi ,   J.  K .   T a n ,   H .   K i m,  a n d   T .   A o k i ,   “ I d e n t i f y   r h e u mat o i d   a r t h r i t i s  a n d   o st e o p o r o si s  f r o m  p h a l a n g e   C R   i m a g e s  b a se d   o n   i m a g e   r e g i st r a t i o n   a n d   A N N , ”   I C I C   Ex p r e ss  L e t t e rs. ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 0 ,   p p .   2 4 3 5 – 2 4 4 0 ,   2 0 1 6 ,   d o i :  1 0 . 2 4 5 0 7 / i c i c e l . 1 0 . 1 0 . 2 4 3 5 .   [ 1 6 ]   K .   H a t a n o ,   S .   M u r a k a mi ,   H .   L u ,   J .   K .   T a n ,   H .   K i m,  a n d   T .   A o k i ,   “ C l a ssi f i c a t i o n   o f   o s t e o p o r o si s  f r o m  p h a l a n g e s C R   i m a g e s  b a se d   o n   D C N N , ”   i n   2 0 1 7   1 7 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o n t ro l ,   A u t o m a t i o n   a n d   S y st e m s  ( I C C A S ) ,   I EEE,   2 0 1 7 ,   p p .   1 5 9 3 – 1 5 9 6 ,   d o i :  1 0 . 2 3 9 1 9 / I C C A S . 2 0 1 7 . 8 2 0 4 2 4 1 .   [ 1 7 ]   S .   M .   N .   F a t h i ma,   R .   T a mi l se l v i ,   M .   P .   B e h a m,   a n d   D .   S a b a r i n a t h a n ,   “ D i a g n o si s o f   o st e o p o r o si s  u s i n g   mo d i f i e d   U - n e t   a r c h i t e c t u r e   w i t h   a t t e n t i o n   u n i t   i n   D EX A   a n d   X - r a y   i mag e s,”   J o u rn a l   o f   X - R a y   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y :   C l i n i c a l   Ap p l i c a t i o n s  o f   D i a g n o s i s  a n d   T h e r a p e u t i c s ,   v o l .   2 8 ,   n o .   5 ,   p p .   9 5 3 – 9 7 3 ,   S e p .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 2 3 3 / X S T - 2 0 0 6 9 2 .   [ 1 8 ]   B .   Z h a n g   e t   a l . ,   “ D e e p   l e a r n i n g   o f   l u m b a r   sp i n e   X - r a y   f o r   o st e o p e n i a   a n d   o st e o p o r o si s  scre e n i n g :   A   mu l t i c e n t e r   r e t r o sp e c t i v e   c o h o r t   st u d y , ”   B o n e ,   v o l .   1 4 0 ,   N o v .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b o n e . 2 0 2 0 . 1 1 5 5 6 1 .   [ 1 9 ]   N .   T e c l e ,   J.  T e i t e l ,   M .   R .   M o r r i s,  N .   S a n i ,   D .   M i t t e n ,   a n d   W .   C .   H a mm e r t ,   “ C o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   se c o n d   me t a c a r p a l   r a d i o g r a p h i c   o st e o p o r o si s  scre e n i n g , ”   T h e   J o u rn a l   o f   H a n d   S u r g e r y ,   v o l .   4 5 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 5 – 1 8 1 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j h sa . 2 0 1 9 . 1 1 . 0 1 9 .   [ 2 0 ]   C. - S .   H o   e t   a l . ,   “ A p p l i c a t i o n   o f   d e e p   l e a r n i n g   n e u r a l   n e t w o r k   i n   p r e d i c t i n g   b o n e   mi n e r a l   d e n s i t y   f r o m  p l a i n   X - r a y   r a d i o g r a p h y , ”   Arc h i v e s  o f   O st e o p o r o s i s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 6 5 7 - 021 - 0 0 9 8 5 - 8.   [ 2 1 ]   S t e v e P y t h o n ,   “ O st e o p o r o si s  K n e e   X r a y   D a t a se t , ”   2 0 2 1 .   h t t p s: / / w w w . k a g g l e . c o m/ d a t a se t s/ s t e v e p y t h o n / o st e o p o r o si s - k n e e - x r a y - d a t a se t   [ 2 2 ]   A .   K r i z h e v sk y ,   I .   S u t sk e v e r ,   a n d   G .   E.   H i n t o n ,   “ I mag e N e t   c l a ssi f i c a t i o n   w i t h   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s,”   A d v a n c e s  i n   n e u ra l   i n f o rm a t i o n   p r o c e ss i n g   s y st e m s ,   p p .   1 – 9 ,   2 0 1 2 .   [ 2 3 ]   H .   C h u n g ,   S .   J.  L e e ,   a n d   J.  G .   P a r k ,   “ D e e p   n e u r a l   n e t w o r k   u si n g   t r a i n a b l e   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n s, ”   i n   2 0 1 6   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e re n c e   o n   N e u r a l   N e t w o r k s (I J C N N ) ,   Ju l .   2 0 1 6 ,   p p .   3 4 8 – 3 5 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I JC N N . 2 0 1 6 . 7 7 2 7 2 1 9 .   [ 2 4 ]   A .   W .   S u g i y a r t o ,   A .   M .   A b a d i ,   a n d   S .   S u mar n a ,   “ C l a ssi f i c a t i o n   o f   h e a r t   d i se a se   b a se d   o n   P C G   si g n a l   u si n g   C N N , ”   T ELKO MN I K A   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   El e c t r o n i c s   a n d   C o n t ro l ) ,   v o l .   1 9 ,   n o .   5 ,   p p .   1 6 9 7 – 1 7 0 6 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o mn i k a . v 1 9 i 5 . 2 0 4 8 6 .   [ 2 5 ]   Y .   L e c u n ,   L .   B o t t o u ,   Y .   B e n g i o ,   a n d   P .   H a f f n e r ,   “ G r a d i e n t - b a se d   l e a r n i n g   a p p l i e d   t o   d o c u me n t   r e c o g n i t i o n , ”   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   I EEE ,   v o l .   8 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 2 7 8 – 2 3 2 4 ,   1 9 9 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 5 . 7 2 6 7 9 1 .   [ 2 6 ]   K .   S u z u k i ,   “ O v e r v i e w   o f   d e e p   l e a r n i n g   i n   me d i c a l   i m a g i n g , ”   Ra d i o l o g i c a l   Ph y si c s  a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   p p .   2 5 7 – 2 7 3 ,   S e p .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 2 1 9 4 - 017 - 0 4 0 6 - 5.   [ 2 7 ]   S .   Jai n   a n d   A .   O .   S a l a u ,   “ A n   i mag e   f e a t u r e   se l e c t i o n   a p p r o a c h   f o r   d i me n si o n a l i t y   r e d u c t i o n   b a se d   o n   k N N   a n d   S V M   f o r   A k T   p r o t e i n s , ”   C o g e n t   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   Ja n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 2 3 3 1 1 9 1 6 . 2 0 1 9 . 1 5 9 9 5 3 7 .   [ 2 8 ]   M .   A .   A .   A l o b a i d y ,   Z .   M .   Y o si f ,   a n d   A .   M .   A l k a b a b c h i ,   “ A g e - d e p e n d e n t   p a l m  p r i n t   r e c o g n i t i o n   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k , ”   Re v u e   d ' I n t e l l i g e n c e   Ar t i f i c i e l l e . ,   v o l .   3 7 ,   n o .   3 ,   p p .   7 9 5 - 800 ,   2 0 2 3 .   [ 2 9 ]   K .   G .   K i m,  “ B o o k   r e v i e w :   D e e p   l e a r n i n g , ”   H e a l t h c a re  I n f o rm a t i c s  Re se a rc h ,   v o l .   2 2 ,   n o .   4 ,   p p .   3 5 1 – 3 5 4 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 4 2 5 8 / h i r . 2 0 1 6 . 2 2 . 4 . 3 5 1 .   [ 3 0 ]   M .   J.   M o h a m me d ,   E.   A .   M o h a mm e d ,   a n d   M .   S .   Jar j e e s,  “ R e c o g n i t i o n   o f   mu l t i f o n t   E n g l i sh   e l e c t r o n i c   p r e s c r i b i n g   b a se d   o n   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   a l g o r i t h m, ”   B i o - A l g o r i t h m s  a n d   M e d - S y s t e m s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   3 ,   S e p .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 5 1 5 / b a ms - 2 0 2 0 - 0 0 2 1 .   [ 3 1 ]   I .   P a c a l ,   D .   K a r a b o g a ,   A .   B a s t u r k ,   B .   A k a y ,   a n d   U .   N a l b a n t o g l u ,   “ A   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w   o f   d e e p   l e a r n i n g   i n   c o l o n   c a n c e r , ”   C o m p u t e rs   i n   B i o l o g y   a n d   Me d i c i n e ,   v o l .   1 2 6 ,   N o v .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp b i o me d . 2 0 2 0 . 1 0 4 0 0 3 .   [ 3 2 ]   A .   Z a f a r   e t   a l . ,   “ A   c o mp a r i so n   o f   p o o l i n g   me t h o d s  f o r   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s,”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 7 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 2 1 7 8 6 4 3 .   [ 3 3 ]   L .   O .   L y r a ,   A .   E.   F a b r i s,  a n d   J .   B .   F l o r i n d o ,   “ A   mu l t i l e v e l   p o o l i n g   sch e me   i n   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s  f o r   t e x t u r e   i mag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           A   co n vo l u tio n   n e u r a l n etw o r k  mo d el  fo r   kn ee   o s teo p o r o s is   cla s s ifica tio n   …   ( Oma r   K h a lid   M.  A li )   1019   r e c o g n i t i o n , ”   Ap p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g . ,   v o l .   1 5 2 ,   p .   1 1 1 2 8 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a so c . 2 0 2 4 . 1 1 1 2 8 2 .   [ 3 4 ]   E.   A .   M o h a me d ,   T .   G a b e r ,   O .   K a r a m,  a n d   E.   A .   R a s h e d ,   “ A   n o v e l   C N N   p o o l i n g   l a y e r   f o r   b r e a st   c a n c e r   s e g me n t a t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   f r o m t h e r mo g r a ms,”   PL O S   O N E ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 0 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 7 6 5 2 3 .   [ 3 5 ]   M .   S .   B a d a r ,   A  g u i d e   t o   a p p l i e d   m a c h i n e   l e a rn i n g   f o r  b i o l o g i st s .   C h a m:   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 2 3 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 1 - 2 2 2 0 6 - 1.   [ 3 6 ]   T .   A .   K a l a y c ı   a n d   U .   A san ,   “ I mp r o v i n g   c l a ssi f i c a t i o n   p e r f o r man c e   o f   f u l l y   c o n n e c t e d   l a y e r s  b y   f u z z y   c l u st e r i n g   i n   t r a n sf o r me d   f e a t u r e   sp a c e , ”   S y m m e t ry ,   v o l .   1 4 ,   n o .   4 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / sy m1 4 0 4 0 6 5 8 .   [ 3 7 ]   R .   S u ,   T .   L i u ,   C .   S u n ,   Q .   Ji n ,   R .   Je n n a n e ,   a n d   L .   W e i ,   “ F u si n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f e a t u r e s  w i t h   h a n d - c r a f t e d   f e a t u r e s  f o r   o st e o p o r o si s d i a g n o se s,”   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   3 8 5 ,   p p .   3 0 0 – 3 0 9 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m.2 0 1 9 . 1 2 . 0 8 3 .   [ 3 8 ]   U .   B .   A b u b a k a r ,   M .   M .   B o u k a r ,   a n d   S .   A d e sh i n a ,   “ C o mp a r i so n   o f   T r a n sf e r   L e a r n i n g   M o d e l   A c c u r a c y   f o r   O st e o p o r o si s   C l a ssi f i c a t i o n   o n   K n e e   R a d i o g r a p h , ”   i n   2 0 2 2   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t i n g   a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e   ( I C MI) ,   A p r .   2 0 2 2 ,   p p .   1 – 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C M I 5 5 2 9 6 . 2 0 2 2 . 9 8 7 3 7 3 1 .   [ 3 9 ]   I .   M .   W a n i   a n d   S .   A r o r a ,   “ O st e o p o r o si s  d i a g n o si s   i n   k n e e   X - r a y s  b y   t r a n sf e r   l e a r n i n g   b a se d   o n   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k , ”   Mu l t i m e d i a   T o o l s  a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   8 2 ,   n o .   9 ,   p p .   1 4 1 9 3 – 1 4 2 1 7 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 2 - 0 2 2 - 1 3 9 1 1 - y.   [ 4 0 ]   M .   S h e n ,   “ U t i l i z i n g   d e e p   l e a r n i n g   f o r   o st e o p o r o si s  d i a g n o si s   t h r o u g h   k n e e   X - r a y   a n a l y si s,”   i n   Pr o c e e d i n g s  o f   t h e   2 0 2 4   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   C o m m u n i c a t i o n   ( I C AI C   2 0 2 4 ) ,   2 0 2 4 ,   p p .   5 5 3 – 5 6 0 .   d o i :   1 0 . 2 9 9 1 / 9 7 8 - 94 - 6 4 6 3 - 5 1 2 - 6 _ 5 8 .   [ 4 1 ]   S .   K a u r ,   S .   K a mb o j ,   M .   K u mar,   A .   D a g u r ,   a n d   D .   K .   S h u k l a ,   C o m p u t a t i o n a l   Me t h o d s   i n   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y .   C R C   P r e ss,  2 0 2 4 .   d o i :   1 0 . 1 2 0 1 / 9 7 8 1 0 0 3 5 0 1 2 4 4 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       O m a r   K h a li d   M .   Ali          re c e i v e d   th e   B. En g .   d e g re e   in   T e c h n ica l  Co m p u ter   En g in e e rin g   f ro m   th e   No rth e rn   T e c h n ica l  Un iv e rsity ,   M o su l,   Ira q ,   in   2 0 0 6 ,   a n d   th e   M a ste r ’ s  d e g re e   in   T e c h n ica l  Co m p u ter E n g in e e rin g   f ro m   th e   sa m e   u n iv e rsity   in   2 0 2 0 ,   a n d   n o w   h e   is   a   P h . D.  st u d e n t  a t  Un iv e rsity   S a i n s   M a lay sia   (USM ),   P e n a n g ,   M a la y sia .   He   is  c u rre n tl y   a n   a ss istan t  lec tu re r.   He   w o rk s  a t  th e   Co n stru c ti o n   a n d   P ro jec t   De p a rt m e n t  a t  t h e   U n iv e rsity   o f  M o su l ,   w h e re   h e   is  a lso   a   lec tu re r  in   th e   M e c h a tro n ics   De p a rtm e n t,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a t  th e   Un iv e rsity   o f   M o su l.   His   c u rre n t  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   A I,   Io T   a n d   c o m p u ter  n e tw o rk s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  o m a r. k h a li d @u o m o su l. e d u . iq .         Ab e e r   K .   Ib r a h i m           re c e iv e d   a   B. En g .   d e g re e   in   C o m p u ter  E n g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   M o su l,   M o su l ,   Ira q ,   in   2 0 0 7 ,   a n d   a   M a ste r ’ s  d e g re e   i n   C o m p u ter  E n g in e e rin g   sc ien c e   f ro m   th e   No rth e rn   T e c h n i q u e   Un iv e rsity /Co m p u ter  T e c h n iq u e   E n g in e e rin g ,   Ira q ,   in   2 0 2 2 .   S h e   is  c u rre n t ly   a n   a ss ist a n t  lec tu re r  in   th e   De p a rtm e n t  o f   En v iro n m e n tal  En g in e e rin g ,   a t  th e   Un iv e rsity   o f   M o su l.   He r  c u rre n t  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   a rti f icia l  in telli g e n c e   a n d   d e e p   lea rn in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t:   a b e e r. k h a li l@u o m o su l. e d u . iq .         B il a l  R.  Alta m e r           re c e iv e d   th e   B. En g .   d e g re e   Tec h n ica l  Co m p u ter  En g in e e rin g   f ro m   th e   No rth e r n   T e c h n ica l  Un i v e rsit y ,   M o su l,   Ira q ,   in   2 0 0 7 ,   a n d   t h e   M a ste r ’ s  d e g re e   i n   T e c h n ica l  Co m p u ter  En g i n e e rin g   f ro m   th e   sa m e   u n iv e rsit y   in   2 0 2 0 ,   a n d   n o w   h e   is   a   P h . D .   stu d e n t   a t  Un iv e rsit y   S a in s  M a la y sia   (USM ) ,   P e n a n g ,   M a lay sia .   H e   is  c u rre n tl y   a n   a ss istan t   lec tu re r.   He   w o rk s  a t  M o s u l   U n i v e r si t y   P r e si d e n c y   w h e re   h e   is   a lso   a   lec tu re r  in   th e   M e c h a tro n ics   De p a rtm e n t,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a t  th e   U n iv e rsity   o f   M o su l.   His  c u rre n t   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   Io T   a n d   d e e p   lea rn i n g   a n d   m a c h in e   lea rn in g .   He   c a n   b e   c o n tac te d   a t  e m a il :  b il a l. a lt a m e r@u o m o su l. e d u . i q .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.