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 I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   14 , N o.   5 O c to be r   2025 , pp.  4235 ~ 4249   I S S N 2252 - 8938 ,   D O I 10.11591/ ij a i. v 14 .i 5 .pp 4235 - 4249          4235     Jou r n al   h om e page ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   G r i d   gr ap h  c on vol u t i o n al  n e t w or k - c yc l i c al  l e ar n i n g r at e   E f f i c i e n t N e t   f or  l i ve r  t u m or  se gm e n t at i on  c l ass i f i c at i on       S an gi  N ar as im h u lu , C h  D  V  S u b b a R ao   D e pa r t m e nt  of  C om put e r  S c i e nc e  a nd E ngi ne e r i ng, S r i  V e nka t e s w a r a  U ni ve r s i t C ol l e ge  of  E ngi ne e r i ng, T i r upa t hi I ndi 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 J a n   4 2025   R e vi s e J un   29 2025   A c c e pt e J ul   13 2025       Liver  tumors  are   identified  in   computed   tomograp hy   (CT)  images,   wh ich  are  crucial  for  accurate  disease  diagnosis  and  treatment  planning  as   they  enable  clear  delineation  of  tumors.  Hence,  it  is  vital  in  the  field  of  medical  radiology  to  segment  and  classify   CT  images  of  liv er  tumor s   effec tively.  However,  liver  tumor  locations  are  not  captured  accurately  at  the  bou ndaries  in  terms  of  size  and  depth  within  the  liver  due  to  downsampled  i mages,  leading  to  reduce segmentation   and  classifica tion  results.  This  re search  proposes  grid - graph  convolutional   network - based  cyclical  learnin rate   EfficientNet  (GG CN - CLREN)  to  accurately  segment  and  classify  liver  tumors.  GGCN  addresse inaccur ate  liver  tumor  segmentation   due  to  dow n sampled  images,  which  capture   spatial  relationships   effective ly  and  preserve  tumor  boundaries  as  well  as  depth  information.  For  classifi cation,  CLREN  optimizes  classification  by  adjusting  the  learning  rate,   which  enhances  convergence  and  accuracy.  Th erefore,  GGCN - CLREN  e nsures  enhanced  segmentat ion  and   classifi cation  by   addressin size   and   depth  inaccur acies . Golden  sine gray wolf op timiz ation  (GSGWO) selects  th e most  appropriat features  effectively .   The  GGCN - CLREN   achieves  comme ndable  accuracies  of  99.80%  and   99.96%,  respectivel y,   for  the  LiTS17   and  C HAOS  datasets  when  compared  to  the  existing   techniques:  enhanced   swim  transforme network  with  adversa rial  propagatio n   (APESTNet)  and  adding  inception modu le - UNet (AIM - UNet).   K e y w o r d s :   C om put e d t om ogr a phy   C yc li c a le a r ni ng r a te   E f f ic ie nt N e da ta  a ugm e nt a ti on   G r i d - g r a p h   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k   R e s N e xt 50   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 :   S a ngi  N a r a s im hul u   D e pa r tm e nt  of  C om put e r  S c ie nc e  a nd  E ngi ne e r in g, S r V e nka te s w a r a  U ni ve r s it y C ol le ge  of  E ngi ne e r in g   T ir upa th i,  I ndi a   E m a il na r a s im hul u.s a ngi @ gm a il .c om       1.   I N T R O D U C T I O N   L iv e r   tu m or s   a r e   one   of   th e   p r im a r a nd  le th a f or m s   o f   c a nc e r   a ll   ove r   th e   w or ld c a us in a   la r ge   num be r   of   de a th s   e ve r ye a r P r im a r li ve r   c a n c e r s   a r e   of te c a us e by   c ir r hos is r e s ul ti ng  f r om   he pa ti ti s   B   or   C a lc ohol   c ons um pt io n,  or   f a tt l iv e r   di s e a s e   [ 1] N um e r ou s   im a gi ng  te s ts s uc a s   ul tr a s ound,  c om put e r   to m ogr a phy   ( C T ) a nd  m a gn e ti c   r e s on a nc e   im a gi ng   ( M R I ) a s s is in   di a gno s in c ir r hos is .   A m ong  th e s e C T   is   th e   pr im a r m e th od  us e f or   di a gnos is .   C T   pr ovi de s   c om pr e he ns iv e   c r os s - s e c ti ona a bdome im a ge s   th a e na bl e   it in c lu s iv e   of   a ll   te s ts   [ 2] [ 3 ] T hi s   is   be c a us e   th e   c ont r a s e nha nc e m e nt   in   C T   im a ge s   he lp s   di s ti ngui s th e   tu m or   r e gi on   f r om   li ve r   pa r e nc hym a   [ 4] H e n c e ,   it   is  s ig ni f ic a nt   in   th e   m e di c a l   r a di ol ogy  f ie ld   f or   s e gm e nt in C T   im a ge s   of   li ve r   tu m or s   a c c ur a te ly   [ 5 ] .   G ly c oge s to r a ge r e gul a ti on  of   hor m one   pr oduc ti on,  a nd  r e bl ood  c e ll   ( R B C )   de gr a da ti on a r e   va r io us  m e ta bol ic   pr oc e s s e s   c a r r ie out   in   th e   li ve r   [ 6] A nnot a ti ng  li ve r   tu m or s   f r om   a   la r ge   num be r   of   a bdomi na im a ge s   is   ti m e - c ons um in a nd  la bor io us ,   r e qui r in m e di c a e xpe r ti s e M or e ov e r pa r ti a vol um e   e f f e c a n lo w - dos e   a r ti f a c ts   in   m e di c a im a gi ng  m a ke   it  e ve n m or e  c ha ll e ngi ng t o de li ne a te  a c c ur a te  l e s io n bound a r ie s , r e s ul ti ng i n i nt r a - r a te r  va r ia ti ons   [ 7] , [ 8 ] .   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 14 , N o.  5 O c to be r   20 25 4235 - 4249   4236   S e gm e nt a ti on  is   e s s e nt ia f or   pos t - in te r ve nt io na l   tr a c ki ng  of   a bl a te li ve r   ti s s ue a s   it   he lp s   a s s e s s   ne ga ti ve   ti s s u e   m a r gi ns   a nd  a ll ow s   c li ni c ia n s   to   e v a lu a te   th e   e f f e c ti ve ne s s   of   th e   pr oc e s s   [ 9] A ddi ti ona ll y,  li ve r   tu m or   s e gm e nt a ti on  pe r m it s   s tr uc tu r a a na ly s e s li ke   tu m or   vol um e   e s ti m a ti on,  w hi c is   s ig ni f ic a nt   in   f ol lo w - up  di a gnos is im a ge - dr iv e n   s ur ge r y,  a nd  th e r a py   [ 10] .   A c c ur a te   s e gm e nt a ti on  e na bl e s   th e   e va lu a ti on  of   vol um e - ba s e qua nt it a ti ve   da ta in c lu di ng  th e   te xt u r a f e a tu r e s w hi c he lp   in   li ve r   th e r a py  pl a nni ng  a nd   ge ne r a te   a   m or e   c ons is te nt   he pa ti c   tu m or   c la s s if ic a ti on,  th e r a pe ut ic   r e s pons e   c la s s if ic a ti on,  a nd  pa ti e nt   s ur vi va pr e di c ti on  [ 11] .   T he   c a te gor iz a ti on  of   s e gm e nt a ti on  te c hni que s   is   of te s ubj e c ti ve a s   th e a r e   c a te gor iz e de pe ndi ng  on  th e   e xt e nt   of   hum a in te r ve nt io or   m e th odol ogy.  T he   m e th odol ogy - ba s e d   c la s s if ic a ti on  in c lu de s   m ode l - ba s e a ppr oa c he s   ba s e on  s ta ti s ti c a s ha p e a c ti ve   c ont our s ,   gr a ph  c ut s a nd   r e gi on  gr ow in [ 12] [ 13] M ode l - ba s e te c hni que s   a r e   in c li ne to   a c hi e ve   be tt e r   s e gm e nt a ti on  p e r f or m a nc e   th a in te ns it y - ba s e d   te c hni que s   du e   to   th e ir   m a th e m a ti c a l   a nd  a c c ur a te   s ta ti s ti c a l   m ode li ng  th a t   c a pt ur e s   th e   r e gi on  of   in te r e s ( R oI )   [ 14] [ 15] H ow e ve r th e   lo c a ti ons   of   l iv e r   tu m or s   a r e   not   a c c ur a te ly   c a pt ur e a th e   bounda r ie s   f or   s iz e   a nd  de pt du e   to   dow ns a m pl e d   im a ge s f ur th e r   le a di ng  to   r e duc e s e gm e nt a ti on  a nd   c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y.  T ove r c om e   th is   is s u e gr id - gr a ph  c onvolut io na ne twor k - ba s e c yc li c a le a r ni ng   r a te   E f f ic ie nt N e ( G G C N - C L R E N )   is   pr opos e to   a c c ur a t e ly   s e gm e nt   a nd  c la s s if li ve r   tu m or s   by  le ve r a gi ng   gr a ph  c onvolut io na ne twor ( G C N )   a nd  dyna m ic   le a r ni n r a te   a dj us tm e nt s w hi c h   e n s ur e   a c c ur a te   de li ne a ti on a nd t um or  c la s s if ic a ti on.   T he  m a in  c ont r ib ut io ns  t o l iv e r  t um or  s e gm e nt a ti on a r e  e xpl a in e d a s  f ol lo w s :     G G C N   le a r ns   th e   s tr uc tu r a da ta   by  r e pr e s e nt in th e   im a ge   a s   a   gr a ph,  w hi c m ode ls   th e   r e la ti on s hi ps   a m ong r e gi ons  or  ne ig hbor hood pixe ls  m or e  e f f e c ti ve ly , l e a di ng t o a c c ur a te  s e gm e nt a ti on.     G r a w ol f   opt im iz a ti on  ( G W O )   in te gr a te s   th e   e f f e c ti ve   e xpl o r a ti on  c a pa bi li ti e s   w it s e a r c di v e r s it e nha nc e m e nt   pr ovi de d   by  th e   gol de s in e   s tr a te gy ,   w hi c h   a s s is t s   in   n a vi ga ti ng  th e   s e a r c s p a c e   e f f e c ti ve ly  t o i de nt if y a ppr opr ia te  f e a tu r e s  f or  c la s s if ic a ti on.     C yc li c a le a r ni ng  r a te   ( C L R )   a dj u s ts   th e   le a r ni ng  r a te   dyn a m ic a ll dur in tr a in in g,  w hi c f ur th e r   in c r e a s e s   m od e c onve r ge nc e   a nd  ge ne r a li z a ti on.  T hi s   a ppr oa c a s s is ts   E f f ic ie nt N e in   e f f e c ti ve ly   le a r ni ng  c om pl e f e a tu r e s w hi c im pr ove s   c la s s if ic a ti on  a c c ur a c a nd  r obus tn e s s B pe r f or m in a ll   th e s e  pr oc e s s e s , t he  pr opos e d a ppr oa c a c hi e ve s  be tt e r  pe r f or m a nc e  i n l iv e r  t um or s .   T he   r e s e a r c pa p e r   is   or ga ni s e a s   f ol lo w s s e c ti on  de ta il s   th e   li te r a tu r e   r e vi e w   of   e xi s ti ng   te c hni que s .   S e c ti on  pr e s e nt s   d e ta il e in f or m a ti on  a bout   th e   p r opos e m e th odol ogy .   S e c ti on  a na ly z e s   th e   e xpe r im e nt a r e s ul ts   of   th e   e xi s ti ng  t e c hni que s   a nd  pr opos e m e th odol ogy S e c ti on  pr ovi de s   th e   c onc lu s io of  t hi s  r e s e a r c h pa pe r .       2.   L I T E R A T U R E  S U R V E Y   T he   r e la te d   w or ks   of   li v e r   tu m or   s e gm e nt a ti on   ba s e d   on  C T   im a ge s   a r e   br ie f ly   e xpl a in e in   th is   s e c ti on,  a lo ng  w it th e ir   be ne f it s   a nd  li m it a ti ons T he s e   m e th ods   im pr ove   a c c ur a c by  c a pt ur in de ta il e tu m or   bounda r ie s   a nd  le ve r a gi ng  s pa ti a in f or m a ti on.  A s   a   r e s ul t,   th e c ont r ib ut e   to   i m pr ove di a gnos is   a nd  tr e a tm e nt  pl a nni ng i n m e di c a im a gi ng.   W a ng  e al [ 1 6]   s ug ge s te a E f f i c i e n tN e t B 4 a tt e nt io g a t e a nd  r e s id u a l e a r ni ng  ( E A R - U N e t)   a pp r o a c to  a tt a i a ut o m a ti c   a nd a c c ur a t e  s e gm e nt a t io n of   li ve r  t um or s I ni t ia ll y E f f i c i e nt B 4 w a s  pe r f or m e d a s   th e   e n c o de r   f or   e xt r a c ti n g   m or e   f e a t ur e s   dur i ng   t he   e n c o di n g   p h a s e T he n,   a n   a tt e nt io ga te   w a s   a p pl i e d   i n   th e   s k ip   c o nn e c ti o t r e m o v e   i na ppr o pr i a t e   r e g io n s   a nd  hi g hl i ght   s pe c if i c   r e g io ns A l a s t d e c od e r   c onv ol u ti o i U N e w a s   r e pl a c e w i th   a   r e s id ua b lo c to   r e d uc e   th e   v a ni s hi ng  gr a di e nt   i s s u e w hi c e nh a n c e t h e   c on ve r g e n c e   s p e e d.   H o w e ve r ,   E f f i c i e nt N e t B 4   s tr u ggl e d   to   m a na g e   h e t e r o ge ne ou s   t um or   t e xt ur e s   du e   t th e   va r i a b il i ty   of   tu m or   a p pe a r a n c e  t h a t  c ha ll e ng e d  t he  m o de l’ s   a bi li t y t o  g e n e r a li z e   e f f e c t iv e ly .   D e al [ 17 ]   im pl e m e nt e a a ut om a te a ppr oa c ba s e on  hi e r a r c hi c a it e r a ti ve   s upe r pi xe ls   a nd  lo c a s ta ti s ti c a f e a tu r e s   to   s e gm e nt   li ve r   tu m or s I ni ti a ll y,  3D  U N e w a s   us e f or   e xt r a c ti ng  li ve r   r e gi ons ,   a nd   a   hi e r a r c hi c a s upe r pi xe a ppr oa c w a s   a ppl ie to   de te c t   tu m or   bounda r ie s   a c c ur a te ly .   E a c pi xe l   in   th e   li ve r   r e gi on  w a s   th e c a te gor iz e in to   non - tu m or   or   tu m or   us in a   s uppor ve c to r   m a c hi ne   ( S V M ) A   E uc li de a n   di s ta nc e   vot in a ppr oa c w a s   e m pl oye d,  w hi c in c or por a te s upe r pi xe s e gm e nt a ti on  a nd  pi xe l - w is e   c la s s if ic a ti on  to   e f f e c ti ve ly   a nd  a ut om a ti c a ll id e nt if tu m or   r e gi ons N e ve r th e le s s th is   a ppr oa c h   di not   c a pt ur e   c om pl e s pa ti a r e la ti ons hi p s   a nd  va r ia ti ons  w it hi tu m or s a s   it   r e li e on  pr e de f in e lo c a s tr uc tu r e s ,   r e s ul ti ng i n i na c c ur a te  r e s ul ts .   M a nj u na th   a n K w a di ki   [ 1 8]   p r e s e n te a   m o di f i e r e s i d ua U N e ( R e s U N e t )   b a s e o a   c onv ol ut io n a l   ne ur a ne t w o r k   ( C N N )   to   s e g m e n th e   l iv e r   f r om   C T   i m a ge s   a n le s i ons   f r o m   s e gm e nt e d   le ve r   p o r t io ns I th e   pr e - pr oc e s s i ng  pha s e e a c i m a g e   w a s   r e s iz e d,  a nd  a   no r m a l iz a t io te c hn iq ue     w a s   a p pl ie d   to   e ve r y   i m a g e   to   ob ta in   a   va l ue   be t w e e n   z e r o   a nd  one T h e   pr e s e nt e d   a pp r oa c h   r e p r e s e nt e d   th e   a bi li ty   t s e g m e n t he   l iv e r   a c c u r a t e ly   by  a ut om a te t um o r   s e gm e nt a ti on.  H ow e ve r th e   m od i f ie d   R e s U N e t   s t r u gg le w i th   s ig ni f ic a nt   i nt e r - pa ti e nt   va r ia bi li ty   in   li ve r   s ha pe   a nd  le s i on  a ppe a r a nc e     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       G r id  gr aph c onv ol ut io nal  ne tw o r k - c y c li c al  l e a r ni ng r at e   E ff ic ie nt N e fo r  l iv e r  t um o r  …  ( Sangi N a r as imhulu)   4237   be c a us e   i ts   le a r ne f e a tu r e s   di n ot   ge ne r a l iz e   w e l a c r o s s   di f f e r e n p a th ol og ie s ,   w h ic h   r e s u lt e in   in a c c ur a te  s e g m e n ta t io n.   L e al [ 19]   in tr oduc e de e s upe r vi s io ( D S )   a nd  a tr ous   in c e pt io ( A I )   w it c ondi ti ona r a ndom  f ie ld   ( C R F )   to   s e gm e nt   li ve r   r e gi ons I ni ti a ll y,   th e   e nc ode r s   s ta nda r c onvolut io w a s   r e pl a c e by  a   r e s id ua l   bl oc k,  w hi c e nha nc e d   th e   n e twor k’ s   de pt h.  T he n,   th e   A I   a ppr oa c w a s   a ppl ie d   to   in te r c onne c th e   e nc ode r   a nd de c ode r  bl oc ks , w hi c h e na bl e d t o obta in  t he  m ul ti - s c a le  f e a tu r e s . T he  C R F  w a s  pe r f or m e d t o e nha nc e  t he   a dj a c e nt   da ta s   la b e li ng  de vi a ti on,  w hi c le to   th e   r e f in e m e nt   of   ove r a ll   li ve r   bounda r ie s H ow e ve r th is   a ppr oa c h r e s ul te d i n ove r  or  unde r - s e gm e nt a ti on e r r or s  f or  l e ve tu m or s  s it ua te d a th e  bounda r ie s  due  t o t he ir   c om pl e x s pa ti a r e la ti ons hi ps   a nd va r ia ti ons .   P ope s c e al [ 20]   de ve lo p e a dva nc e C N N   te c hni que s   to   s e g m e nt   th e   li ve r   a nd  he pa ti c   tu m or s   by  in c or por a ti ng  f our   e f f e c ti ve   ne ur a ne twor ks   li ke   R e s N e X t1 01,   R e s N e t1 52,  D e ns e N e t2 01,  a nd  I nc e pt io nV 3.   G lo ba s e gm e nt a ti on  w a s   pe r f or m e by  tr a in in s e pa r a te   i ndi vi dua c la s s if ie r s   a nd  th e n   in te gr a ti ng  it s   de c is io in to   a   uni f ie s ys te m T he   im a ge s   unde r w e nt   a   pos t - pr oc e s s in pr oc e s s   th a e f f e c ti ve ly   r e m ove d   a r ti f a c ts   a f te r   s e gm e nt a ti on  ba s e on   th e   ne ur a l   ne twor ks .   H ow e ve r th e   C N N   s uf f e r e f r om   li m it e ge ne r a li z a ti on  a c r os s   di ve r s e   im a gi ng  c ondi ti on s   be c a u s e   of   va r ia ti ons   in   im a ge   qua li ty   a nd  a n a to m ic a di f f e r e nc e s  a m ong pa ti e nt s   B a la s ubr a m a ni a n   e al [ 21]   pr e s e nt e d   a e nha nc e d   s w im   T r a ns f or m e r   ne twor w it a dv e r s a r ia pr opa ga ti on   ( A P E S T N e t)   to   s e gm e nt   a nd  c la s s if li ve r   tu m or s M e di um   f il te r in a nd  hi s to gr a m   e qua li z a ti on  w e r e  ut il iz e d i n t he  pr e - pr oc e s s in g pha s e , w hi c h i m pr ove d t he  i nput  i m a ge s . T he   e nha nc e d m a s k r e gi on  C N N   (R - C N N )   w a s   a ppl ie f or   s e gm e nt in th e   li ve r   tu m or a nd  A P E S T N e w a s   e m pl oye to   c a te gor iz e   th e   li ve r   tu m or O ve r f it ti ng  pr obl e m s   w e r e   s ol ve us in th e   s w im   T r a ns f or m e r   m ode by  c ons tr uc ti ng  a dve r s a r ia l   pr opa ga ti on  in   th e   c l a s s if ie r H ow e ve r A P E S T N e f a c e d   c ha ll e nge s   in   a da pt in to   di f f e r e nt   tu m or   a ppe a r a nc e s   a nd  a na to m ic a va r ia ti ons ,   a s   a   r e s ul t   of   c a p tu r in s ubt le   f e a tu r e s   s pe c if ic   to   di f f e r e nt     tu m or  t ype s .   K ol li   e al [ 22]   i m pl e m e nt e a im pr ove pr oba bi li s ti c   ne ur a ne twor a nd  B a ye s ia opt im iz a ti on  ( I P N N - B O )  t o  c la s s if y l iv e r  t um or s . T he  f ul ly  a ut om a te d a ppr o a c h w a s  us e d t o s e pa r a t e  m a li gna nc ie s  a nd t he   li ve r   f r om   C T   s c a ns O pt im a hype r pa r a m e te r   tu ni ng  w a s   a ut o m a ti c a ll a ppl ie by  ut il iz in B O   w it I P N N   a ppr oa c h,  w hi c a c hi e ve a c c ur a te   s e gm e nt a ti on  a nd  c la s s i f ic a ti on  r e s ul ts H ow e v e r th e   im pl e m e nt e d   a ppr oa c f a c e s tr uggl e s   w it in tr ic a te   in te r a c ti on s   a m ong   tu m or   c ha r a c te r is ti c s   du e   to   c om pl e a nd     non - li ne a r  r e la ti ons hi ps  a m ong va r io us  f e a tu r e s .   Ö z c a e al [ 23]   s ugge s te d   a ddi ng  in c e pt io m odul e - U N e t   ( A I M - U N e t)   by  in te gr a ti ng  U N e a nd   I nc e pt io nV to   s e gm e nt   li ve r   tu m or s D a ta   a ugm e nt a ti on,  im a ge   r ot a ti on,  r e s iz in g,  a nd   s li c in w e r e   ut il iz e d   in   th e   pr e - pr oc e s s in s ta ge   to   in c r e a s e   th e   d a ta s e s iz e   a nd  r e s iz e   th e   im a ge s A I M - U N e w a s   de v e lo pe by  pl a c in c onvolut io na la ye r s   of   va r io us   f il te r   s iz e s   on  a   s ki c onne c ti on.  T he   s ugg e s te a ppr oa c pr ovi de be tt e r   pe r f or m a nc e s   by  pr oc e s s in e dge   da ta   a nd  m or phol ogy  f e a tu r e s   to   a   gr e a te r   e xt e nt H ow e ve r A I M - U N e s uf f e r e f r om   in c r e a s e m e m or us a g e   a nd   pot e nt ia ov e r f it ti ng  due   to   a   l a r ge   num be r   of   p a r a m e te r s   in tr oduc e d by I nc e pt io n m odul e s , w hi c h i m pa c te d t he  m ode l’ s   pe r f or m a nc e .   X ia   e al [ 24 ]   de ve lo pe d a   m ul ti vi e w   in f or m a ti on  f us io n a nd C R F  t o s e gm e nt  l iv e r  t um or s . I n it ia ll y,   th e   dua s e lf - a tt e nt io ( D S A )   a ppr oa c w a s   e m pl oye d   to   de t e r m in e   th e   s ig ni f ic a nt   s pa ti a s tr uc tu r e s   a nd   pa tt e r ns a s   w e ll   a s   c a pt ur e   r e la ti on s hi ps   a m ong  va r io us   f e a tu r e   di m e ns io ns   a nd   c ha nne l s A   li ght w e ig ht   3D   ne twor w a s   c ons tr uc te to   c om bi ne   s e gm e nt a ti on  r e s ul ts   f r om   di f f e r e nt   vi e w s   a nd  pr oduc e   a   3D   out c om e A la s t,   C R F   w a s   ge n e r a te f or   3D   s e gm e nt a ti on  r e f in e m e nt ,   w hi c e li m in a te ove r - s e gm e nt e e r r or s   a nd  e nha nc e s e gm e nt a ti on  a c c ur a c y.   N e ve r th e le s s ,   th e   de v e lo pe a ppr oa c w a s   a   ps e udo - 3D   te c hni que   th a e xt r a c te d 3D  f e a tu r e  da ta  by c om bi ni ng 2D s e gm e nt a ti on outc o m e s  f r om  va r io us  pe r s pe c ti ve s , w hi c h r e s ul te in  t he  l os s  of  c e r ta in  s ubt le  pa tt e r ns .   X ie   e al [ 25]   in tr oduc e a   m ul ti - s c a le   c ont e xt   in te gr a ti on  ne twor ( M C I - N e t)   to   s e gm e nt   li ve r   im a ge s T he   r e s id ua a ppr oa c w a s   c on s tr uc te to   a voi ne twor de gr a da ti on.  T he   m ul ti - s c a le   c ont e xt   e xt r a c ti on  m odul e   w a s   de pl oye by  in te gr a ti ng  hyb r id   di la te c onvolut io ns   to   c a pt ur e   de e pe r   a nd  b r oa de r   f e a tu r e s   a di f f e r e nt   s c a le s .   A   bound a r c or r e c ti on  bl oc w a s   ge ne r a te d,   w hi c e nha nc e d   th e   lo c a li z a ti on  c a pa bi li ty   of   bounda r in f or m a ti on.  H ow e ve r th e   2D   C N N   w a s   ut il iz e f or   s e gm e nt in 3D   m e di c a im a ge s w hi c h l e d t o t he  l os s  of  s p a ti a da ta , t he r e by a f f e c ti ng s e gm e nt a ti on a c c ur a c y.   K ha e al [ 26]   pr e s e nt e a   r e s id ua m ul ti - s c a l e   U N e ( R M S - U N e t)   to   s e gm e nt   th e   li ve r   a nd  le s io n   e f f e c ti ve ly I ns te a of   u s in va r io us   ke r ne s iz e s a   m ul ti - s c a le   c ont e xt   la ye r   w it di f f e r e nt   di la ti on  r a te s   w a s   a ppl ie to   e nha nc e   th e   uni que   a nd   va lu a bl e   d a ta   f r om   e ve r la ye r R e s id ua bl oc k s   w e r e   in c lu de to   c om pe ns a te  f or  t r a in in g l os s  be c a us e  of  t he  i nc r e a s e  i n t he  a m o unt  of  c onvolut io n l a ye r s . B a tc h nor m a li z a ti on  w a s   a ppl ie in   R M S - U N e to   e nha nc e   le a r ni ng  w it hout   a ny  lo s s   of   va lu a bl e   in f or m a ti on.  H ow e ve r ,     R M S - U N e s tr uggl e w it tr a in in s ta bi li ty   due   to   c om pl e x   in te r a c ti ons   a m ong  r e s id ua a nd  m ul ti - s c a l e   c om pone nt s , w hi c h t r ig ge r e d c onve r ge nc e  pr obl e m s .   K us hn u r e   e t   al [ 2 7 ]   s ug ge s te d   a   l ig h twe ig ht   m u lt i - le v e l   m ul ti s c a le   ne tw o r k   w it a   de e p     r e s i dua a pp r o a c h   ( L iM - N e t )   to   s e g m e n th e   l iv e r   t um or   us in C T   im a ge s .   T he   c o m p ut a ti ona ll e f f e c ti v 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 14 , N o.  5 O c to be r   20 25 4235 - 4249   4238   pr e - a c ti va t e d   R e s 2 N e t   w it h   c ha nne l - w is e   a t te n ti o n   ( P A R C A )   w a s   e m pl oye d   in   th e   U N e t   f o r   e x t r a c t in g   m ul ti - s c a le   f in e - g r a in e f e a tu r e s   to   e n ha n c e   de c o de r   c o m pe te nc e T he   ne tw o r w a s   op ti m iz e by     ut i li z i ng   a   c us t om   l os s   f u nc t io th a t   e f f e c t iv e ly   m a na ge c la s s   im ba l a nc e s N on e th e le s s L iM - N e t   e xhi bi te d   i na c c ur a te   s e gm e nt a t io n   be c a us e   it s   l ig ht w e ig ht   de s ig di d   n ot   c a p tu r e   th e   c o m p le tu m o r   in f o r m a ti on  e f f e c t iv e ly .   O e al [ 28]   im pl e m e nt e a   R e s T r a ns U N e th a in te gr a te U N e a nd  T r a ns f or m e r   f or   li ve r   tu m o r   s e gm e nt a ti on.  T he   s qu e e z e   a nd  e x c it a ti on  ( S E )   bl oc w e r e   in c or por a te in   U N e to   c a pt ur e   m or e   s a li e nt   im a ge   f e a tu r e s A   dua l - pa th   a ppr oa c w a s   e m pl oye in   th e   e nc odi ng  s tr uc tu r e w he r e   f e a tu r e s   w e r e   s e pa r a te ly   e xt r a c te ut il iz in bot C N N   a nd  T r a n s f or m e r A e f f ic ie nt   f e a tu r e   e nha nc e m e nt   uni w a s   c ons tr uc te f or   tr a ns f e r r in th e   gl oba e xt r a c te d   f e a tu r e s   by  t he   T r a n s f or m e r   to   C N N ,   w hi c e nha nc e d   it s   pe r f or m a nc e N e ve r th e le s s R e s T r a ns U N e ha d   di f f ic ul ti e s   w it tr a in in s ta bi li ty   a nd   c onve r ge n c e   du e   to   th e   in te gr a ti on  of   c onvolut io a nd  a tt e nt io m e c ha ni s m s w hi c h   s tr uggl e to   e f f e c ti ve ly   le a r a nd  opt im iz e     it s  pa r a m e te r s .   F r om   th e   ove r a ll   a na ly s is ,   th e   e xi s ti ng  m e th ods   a r e   s e e to   ha ve   li m it a ti ons   a s   f ol lo w s ove r   or   unde r - s e gm e nt a ti on  e r r or s s tr uggl e s   in   ge ne r a li z a ti on  a bi li ty i nt e r pr e ta bi li ty a nd  tr a ns pa r e nc y.  M or e ove r it   doe s   not   c a pt ur e   a c c ur a te   bound a r ie s   in   te r m s   of   s iz e   a nd  d e pt h.  I or de r   to   a ddr e s s   th i s   is s ue G G C N - C L R   E f f ic ie nt N e is  pr opos e d t o  a c c ur a te ly  s e gm e nt  a nd c la s s if y l iv e r  t um or s  by  us in G C N  a nd dyna m ic  l e a r ni ng   r a te  a dj us tm e nt s , w hi c h e n a bl e  a c c ur a te  de li ne a ti on a nd t um or   c la s s if ic a ti on.       3.   P R O P O S E D  M E T H O D O L O G Y   I th is   r e s e a r c h,  G G C N - C L R E N   is   p r opos e f or   s e gm e nt in a nd  c la s s if yi ng  li ve r   tu m or s   f r om   C T   im a ge s L iT S 17  a nd  C H A O S   a r e   th e   two   s ta nd a r be nc hm a r da ta s e ts   us e to   d e te r m in e   th e   pe r f or m a nc e   of   th e   pr opos e a ppr oa c h.  A   m e di a f il te r   a nd  d a ta   a ugm e nt a t io a r e   us e in   th e   pr e - pr oc e s s in g   pha s e   to   r e m ove   noi s e   a nd  in c r e a s e   th e   im a ge  s iz e F ur th e r th e   G G C N   i s   us e to  s e gm e nt   im a g e s   w hi le  R e s N e xt 50  is   a ppl ie to   e xt r a c th e   f e a tu r e s T he n,  th e   gol de s in e   gr a w ol f   opt im iz a ti on  ( G S G W O )   is   e s ta bl is he to   s e le c th e   e xt r a c te d   f e a tu r e s A t   la s t,  C L R E N   c la s s if ie s   th e   li ve r   tu m or s   a c c ur a te ly F ig ur e   1   in di c a te s   a   bl oc k   di a gr a m  f or  t he  pr opos e d a ppr oa c h.           F ig ur e  1. B lo c k di a gr a m  f or  t he  pr opos e d a ppr oa c h       3.1.   D at as e t s   I th is   r e s e a r c h,  L iT S 17  [ 29 ]   a nd  C H A O S   [ 30 ]   da ta s e ts   a r e   us e f or   li ve r   tu m or   s e gm e nt a ti on.  T he s e   two  da ta s e ts   a r e   ba s e on  C T   s c a ns w hi c ha ve   m a n s li c e   s iz e s s p a c in g,  a nd  th ic kne s s A   br ie f   de s c r ip ti on of  t he s e  da ta s e ts  i s   e xpl a in e a s  f ol lo w s .     3.1.1.  L iT S 17   I c ont a in s   a   tr a in in s e w it 131  C T   s c a ns   a nd  a   te s s e w it 70  C T   s c a n s E ve r C T   c ont a in s   va r yi ng  s li c e s r a ngi ng  f r om   42  to   1026,  w it 512× 512 - pi xe l   r e s ol ut io a nd  a   s li c e   th ic kne s s   r a ngi ng  f r om   0.45  to   6.0  m m T he   vol um e   of   th e   131   C T   s c a ns   i s   di vi de r a n dom ly   in to   two  pa r ts 30  c a s e s   f or   te s ti ng  a nd   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       G r id  gr aph c onv ol ut io nal  ne tw o r k - c y c li c al  l e a r ni ng r at e   E ff ic ie nt N e fo r  l iv e r  t um o r  …  ( Sangi N a r as imhulu)   4239   101  c a s e s   a s   tr a in in da ta F ig ur e   r e pr e s e nt s   a   s a m pl e   im a ge   f r om   th e   L iT S 17  da ta s e t,   w it F ig ur e   2( a )   r e pr e s e nt in g t he  or ig in a im a ge  a nd F ig ur e  2( b)  r e pr e s e nt in g t he  m a s k i m a ge .         ( a )     ( b)     F ig ur e  2. S a m pl e  i m a ge s  f or  L iT S 17 da ta s e t   of   ( a )   or ig in a im a ge  a nd ( b)  t r ue  m a s k       3.1.2.  C H A O S   T hi s   da ta s e ha s   C T   im a ge s   w it va r yi ng  s li c e s r a ngi ng  f r o m   42  to   1 , 026,   w it 512× 512 - pi xe l   r e s ol ut io n,  a nd  s li c e   th ic kne s s ,   in c lu di ng  6 , 407  s e c ti ons   f r o m   40  pa ti e nt s I t   is   c om pos e of   20   s e ts   of   unl a be le a nd  20  s e ts   of   la be le da t a T he   16  s e ts   of   C T   im a ge s   a r e   s e le c t e r a ndoml y,  w it 416  s e c ti ons   f or   te s ti ng  a nd  2 , 458   s e c ti ons   f or   tr a in in s e ts .   T h e   num be r   of   s li c e s   r a nge s   f r om   81  to   266,  w it 512 × 512 - pi xe r e s ol ut io n a nd s li c e  t hi c kne s s  r a ngi ng f r om  2.0  t o 3.2  m m .  F ig u r e  3 i ndi c a te s  a  s a m pl e  i m a ge  f or  t he  C H O A S   da ta s e t.   T a bl e   de not e s   th e   da t a s e t s   de s c r ip ti on,  a nd  F ig ur e   de pi c ts   th e   s a m pl e   im a ge s   f r om   th e   C H A O S   da ta s e ts  i n F ig ur e  3( a )  r e pr e s e nt in g t he  or ig in a im a ge  a nd F ig u r e  3( b)  r e pr e s e nt in g t he  t r ue  m a s k.         ( a )     ( b)     F ig ur e  3. S a m pl e  i m a ge s  f or  C H A O S  da ta s e of   ( a )   or ig in a im a ge  a nd ( b)  t r ue  m a s k       T a bl e  1. D a ta s e de s c r ip ti on   D a t a s e t   S l i c e   S i z e  of  s l i c e   S l i c e  t hi c kne s s  ( m m )   S l i c e  s pa c i ng ( m m )   L i T S 17   42~ 1026   512×512    0.45~ 6.0   0.55~ 1.0   C H A O S   81~ 266   512×512    2.0~ 3.2   0.57~ 0.79       3.2.   P r e - p r oc e s s in g   T he   ga th e r e in put   im a ge s   a r e   pr e - pr oc e s s e ut il iz in two  a ppr oa c he s m e di a f il te r in a nd  da ta   a ugm e nt a ti on.  T he s e   a ppr oa c he s   e nha n c e   th e   im a ge   qua li ty   a nd  in c r e a s e   th e   r obus tn e s s   a nd  s e gm e nt a ti on  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 14 , N o.  5 O c to be r   20 25 4235 - 4249   4240   pe r f or m a nc e   of   th e   m ode by  ge ne r a ti ng  m o r e   di ve r s e   tr a in in im a ge s   in   li ve r   tu m or ,   li ke   pa ddi ng,  c r opp in g,   f li ppi ng, a nd r a ndom r ot a ti on. A de ta il e d e xpl a na ti on of  t he s e  m e th ods   is   e xpl a in e a s  f ol lo w s .     3.2.1.  M e d ia n  f il t e r in g   A   m e di a f il te r   [ 31]   is   a   non - li ne a r   di gi ta f il te r   be c a us e   it   pr e s e r ve s   th e   e dge s   w hi le   r e m ovi ng  im pul s e   noi s e s uc a s   s a lt   a nd  pe ppe r   noi s e ,   f r om   th e   im a ge   of   a   li ve r   tu m o r T hi s   ty pe   of   noi s e   a ppe a r s   a s   da r pi xe ls   or   is ol a te br ig ht   s pot s w hi c de gr a de   th e   im a ge   qua li ty T he   m e di a f il te r   r e pl a c e s   e a c pi xe w it th e   m e di a va lu e   f r om   a   lo c a ne ig hbor hood,   w hi c e f f e c ti ve ly   s m oot he s   out   noi s e - in duc e out li e r s   w hi le   pr e s e r vi ng  s ig ni f ic a nt   im a ge   in f o r m a ti on  a nd  e dge s I ni t ia ll y,  th e   im a ge s   m e di a va lu e   is   a c qui r e t o   r e a th e   pi xe va lu e s a nd  th e it   is   c om put e by  c hoos in th e   m id dl e   va lu e   to   m odi f th e   p ix e l’ s   in te ns it y   va lu e   ( , ) T he   pr oc e s s   of   m e di a f il te r in is   r e pr e s e nt e in   ( 1) H e r e   r e pr e s e nt s   th e   ne ig hbor hood  pi xe l   f ix e a th e   [ , ]   lo c a ti on  in   th e   C T   im a ge [ , ]   de not e s   th e   out put   va lu e   of   th e   f il te r e im a ge ,   a nd   [ , ]   de te r m in e s   th e   in put   v a lu e   in   th e   or ig in a im a g e T hi s   pr oc e s s   in c r e a s e s   th e   im a ge   qua li ty   w hi le   pr e s e r vi ng t he  s ig ni f ic a nt  e dge  i nf or m a ti on.     [ , ] =   { [ , ] } , ( , )   ϵ   ω   ( 1)     3.2.2.  D at au gm e n t at io n   D a ta   a ugm e nt a ti on  a s s is t s   in   in c r e a s in th e   di ve r s it of   tr a i ni ng  da ta w hi c m in im iz e s   li m i te d   a nnot a te im a ge s D e e le a r ni ng  ( DL )   a ppr oa c he s   r e qui r e   a   s ig ni f ic a nt ly   huge   a m ount   of   la be le da ta   f o r   tr a in in g.  T s ol ve   th is   is s u e da ta   a ugm e nt a ti on  is   pe r f or m e d   to   e nha nc e   th e   a va il a bl e   da t a   f or   tr a in in g.  I t   e xt e nds   th e   da ta   by  ut il iz in va r io us   a ppr oa c h e s   li ke   pa ddi n g,  c r oppi ng,  r a ndom  r ot a ti on,  a nd  hor iz ont a l   f li ppi ng  to   c r e a te   di ve r s e   va r ia ti ons   of   tr a in in im a ge s   f or   D L   m e th od.  B e f or e   e f f ic ie nt ly   de pl oyi ng  th e   D L   a ppr oa c h,  th e   da ta   s iz e   is   in c r e a s e th r ough  s ynt he ti c   a ugm e nt a ti on  f or   C T   s e gm e nt a ti on.  I e nha n c e s   m od e r obus tn e s s  by ge ne r a ti ng dif f e r e nt  t r a ns f or m a ti ons  of  t he  or ig in a im a ge s , w hi c h l e a ds  t o be tt e r  ge ne r a li z a ti on   a nd  e nha nc e d   s e gm e nt a ti on  a c c ur a c y.  F ig ur e s   a nd  r e pr e s e nt   s a m pl e   a ugm e nt e d   im a ge s   f or   th e     L iT S 17  a nd  C H A O S   da ta s e ts w hi c is   de m ons tr a te d   in F ig ur e s   4 ( a )   a nd   5( a )   s how   th e   pa ddi ng,     F ig ur e s   4 ( b)   a nd   5( b)   s how   th e   c r oppi ng,  F ig ur e s   4 ( c )   a nd   5( c )   s how   th e   r a ndom  r ot a ti on,  a nd     F ig ur e s   4 ( d)  a nd   5( d)   s how  t he   hor iz ont a f li ppi ng. T he  pr e - p r o c e s s e d da ta  i s  f e d a s  i nput  t o t he  s e gm e nt a ti on  pr oc e s s  us in G G C N .         ( a )     ( b)     ( c )     ( d)     F ig ur e  4. S a m pl e  a ugm e nt e d i m a ge s  f or  L iT S 17 da ta s e t   of   (a pa ddi ng, ( b)  c r oppi ng, ( c )  r a ndom  r ot a ti on, a nd  ( d)  hor iz ont a f li ppi ng                 F ig ur e  5. S a m pl e  a ugm e nt e d i m a ge s  f or  C H A O S  da ta s e of   ( a )   pa ddi ng, ( b)  c r oppi ng, ( c )  r a ndom  r ot a ti on,  a nd ( d)  hor iz ont a f li ppi ng   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       G r id  gr aph c onv ol ut io nal  ne tw o r k - c y c li c al  l e a r ni ng r at e   E ff ic ie nt N e fo r  l iv e r  t um o r  …  ( Sangi N a r as imhulu)   4241   3.3.   S e gm e n t at io n   A f te r   pr e - pr oc e s s in g,  G G C N   is   us e to   s e gm e nt   th e   li ve r   tu m o r   e f f e c ti ve ly G G C N   c a pt ur e s   s pa ti a r e la ti ons hi ps   a nd  de pe nde n c ie s   e f f e c ti ve ly   th r ough  a   gr a ph  r e pr e s e nt a ti on,  w hi c e ns ur e s   m ode unde r s ta ndi ng  of   th e   va r io us   c ont e xt   ti s s ue s   a nd  or ga n s G G C N   pr e s e r ve s   s tr uc tu r a da ta   by  r e pr e s e nt in th e   im a ge   a s   a   gr a ph   a nd  b e tt e r   m ode ls   th e   r e la ti ons hi p s   a m ong   r e gi ons   or   ne ig hbor hood  pi xe l s w hi c h   le a ds   to   m or e   a c c ur a te   s e gm e nt a ti on.  G G C N   e m pl oys   a   c ove r a ge - a w a r e   gr id   que r ( C A G Q )   by  le ve r a gi ng  gr id   s pa c e   e f f ic ie nc a nd  e nha n c in s p a ti a c ove r a ge .   F or   e ve r poi nt   gr o up  ge ne r a te by C A G Q th e   G C A   is  e m pl oye f or   a ggr e ga ti ng  f e a tu r e s   f r om   poi nt s   of   th e   node   to   th e   gr o up  c e nt e r I ni ti a ll y,  a   lo c a l   gr a ph  ( , )   is   c ons tr uc te d,  w he r e   V   is   th e   gr oup   c e nt e r a nd  K   is   th e   poi nt   of   th e   node   ge ne r a te by   C A G Q .   T he n,  e ve r node   poi nt   is   c onne c te to   th e   gr oup  c e nt e r   a nd  de ve lo ps   node   poi nt   f e a tu r e s     to   ̃ T he   G C A   c om put e s   ̃   a nd  a ggr e ga te s   e ve r f e a tu r e   a s   a   c e nt e r   f e a tu r e   de p e ndi ng  o th e   e dge   r e la ti on  be twe e n   th e   nod e   a nd  th e   c e nt e r . T he  m a th e m a ti c a G C A  m odul e  i s  e xpr e s s e d i n ( 2)  a nd ( 3) . T he   ̃   r e pr e s e nt s  t he  node  c ont r ib ut io n,    de not e s   th e     node   lo c a ti on,    de te r m in e s   th e   m ul ti - la ye r   pe r c e pt r on  ( M L P ) ,     s how s   th e   e dge   a tt e nt io n   f unc ti on,  a nd    e xpl a in s   th e   a ggr e ga ti on  f unc ti on.  T he   e dge   a tt e nt io f unc ti on  is   e m pl oye by   us in th e   c e nt e r     a nd    node   to   m ode e dge   a tt e nt io a s   a   g e om e tr ic   r e la ti on  f unc ti on.  F ig ur e   r e pr e s e nt s   th e   G G C N  a r c hi te c tu r e .     , ̃ = ( , ) ( )   ( 2)     ̃ = ( { , ̃ } ,  1 , , )   ( 3)           F ig ur e  6. A r c hi te c tu r e  of   G G C N       M or e ove r th e   f or m ul a ti on  di s r e ga r ds   th e   unde r ly in c ont r ib ut io of   e ve r node   poi nt   f r om   pr io r   la ye r s T he   c ove r a ge   w e ig ht   is   de f in e a s   th e   num be r   of   poi nt s   a ggr e ga te to   a   node   in   pr io r   la ye r s T hi s   va lu e   is   c a lc ul a t e e a s il in   C A G Q a nd  th e   c ove r a g e   w e ig ht   is   a   s ig ni f ic a nt   f e a tu r e   in   c om put in e dge   a tt e nt io n.  S e m a nt ic   r e la ti on  is   a not he r   e s s e nt ia a s pe c of   c om put in e dge   a tt e nt io n.  T he   s e m a nt ic   r e la ti on  is   e nc ode by   ut il iz in f e a tu r e s   of   th e   gr oup   c e nt e r     a nd   th e   f e a t ur e s   node   poi nt   w hi c h   ne e d s   a   c e nt e r   of   th e   gr oup  to   be   c hos e f r om   th e   node   poi nt s T he   gr id   c ont e xt   pool in is   e s ta bl is he d,  w hi c e xt r a c ts   th e   c ont e xt   f e a tu r e s     by  pool in f r om   e v e r c ont e xt   poi nt   in   C A G Q   th a s uf f ic ie nt ly   c ov e r s   th e   lo c a gr a ph’ s   w hol e  gr id  s pa c e . G r id  c ont e xt  pooli ng de te r m in e s  t he  f ol lo w in g be ne f it s :       m ode ls   th e   vi r tu a gr oup  c e nt e r   f e a tu r e s   th a e n a bl e   th e   e s ti m a ti on  of   s e m a nt ic   r e la ti ons   a m ong  node  poi nt s  a nd c e nt e r s .     E ve w hi le   th e   gr oup  c e nt e r   is   s e le c te a a   phys ic a poi nt   is   s ig ni f ic a nt   in   f e a tu r e   r e pr e s e nt a ti on  be c a us e  i c ov e r s  m or e  poi nt s  i n a  ne ig hbor hood ins te a d of  onl y  gr a ph point s     I C A G Q th e   c ont e xt   poi nt s   a r e   a s s oc ia te d   w it th e ir   c e nt e r   voxe l,   a nd  th e r e   a r e   no  e xt r a   que r ove r he a poi nt s I a   lo c a gr a ph,    is   s ha r e a m ong  e ve r e d ge   c om put a ti on,  a nd  th e   pool in is   a   li ght w e ig ht   ope r a ti on  r e qui r in g   no  le a r na bl e   w e ig ht   a nd  l e s s   c om put a ti ona ove r he a d.  T h e   e dge   a tt e nt io n f unc ti on i s  f or m ul a te d i n ( 4) .     = ( ( , , ) , ( , ) )   ( 4)     M e di c a im a g e s   v a r s ig ni f ic a nt ly   in   p a th ol ogy  a nd  a na to m y T he   G G C N s   m a na ge   th e   ir r e gul a r   s ha pe s   of   li ve r   tu m or s   by  us in gr a ph  s tr uc tu r e s w hi c l e a ds   to   e nha nc e a c c ur a c a nd  r obus tn e s s A ddi ti ona ll y,  G G C N   in c or po r a te s   m ul ti - s c a le   da ta w hi c ge ne r a te s   m or e   da ta   a nd  a c c ur a te   s e gm e nt a ti on.   F ig ur e   in di c a te s   th e   s e gm e nt e s a m pl e   im a ge s w hi c a r e   s how in   F ig ur e   7 ( a )   r e pr e s e nt in th e   L iT S 17   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 14 , N o.  5 O c to be r   20 25 4235 - 4249   4242   da ta s e a nd   F ig ur e   7( b)   r e pr e s e nt in th e   C H A O S   da ta s e t.   T h e n,  th e   s e gm e nt e in put   is   f e in to   th e   f e a tu r e   e xt r a c ti on pr oc e s s  u s in g R e s N e xt 50.         ( a )     ( b)     F ig ur e  7. S a m pl e  f or  s e gm e nt e d i m a ge s   of   ( a )  L iT S 17 a nd ( b)   C H A O S       3.4.  F e at u r e  e xt r ac t io n   A f te r   s e gm e nt a ti on,  R e s N e xt 50  [ 32]   is   pe r f or m e to   e xt r a c f e a tu r e s   e f f e c ti ve ly   f r om   li ve r   tu m or s .   R e s N e xt 50  e nh a nc e s   out c om e s   by  us in a   hi ghl m odul a r   a r c hi te c tu r e   w it gr oupe c onvolut io ns   th a t   im pr ove   f e a tu r e   e xt r a c ti on   e f f ic ie nc a nd  m ode s c a la bi li ty I ts   c a r di na li ty   e nha nc e s   th e   ne twor k’ s   a bi li ty   t o   le a r di ve r s e   a nd   r ic f e a tu r e s ,   w hi c he lp   in   c a pt ur in th e   li ve r   tu m or s   c om pl e pa tt e r n.  T hi s   m ode l   s ig ni f ic a nt ly   m in im iz e s   c om put a ti ona de m a nds   w hi le   pr e s e r vi ng  in f or m a ti on  r ic hne s s T he   1s c onvolut io n   la ye r   ut il iz e s   a   c onvolut io na l   ke r ne w it a   2 - s tr id e s uc c e e de by   la y e r s   of   m a x - pool in w it a     2 - s tr id e T he   s e c ond   c onvolut io na m odul e   ha s   ki nds   of   c onvolut io ns a   c onvolut io na w it h     128  c ha nne ls a   c onvolut io na w it 128  c ha nne l s a nd  a   1 × c onvolut io na w it 256  c ha nn e ls T he   th ir d   c onvolut io na ha s   a   1 × c onvolut io na w it 256  c h a nne ls ,   c onvolut io na w it 256   c ha nne l s   s pl it   in to     32  c onvolut io na gr oups a nd   a   1 × c onvolut io na l   w it 512   c ha nne ls   pr e pa r e in   4   gr oups T he   f our th   c onvolut io na ha s   a   1 × c onvolut io na ke r ne w it 512   c ha nne l s a   3   c onvolut io na w it 512  c ha nn e ls  s pl it   in to   32  c onvolut io na gr oups a nd  a   c onvolut io na w it 1 , 024  c ha nne ls r e pe a te in   gr oups T he   f if th   c onvolut io na ha s   a   1 × c onvolut io na l   ke r ne w it h   1 , 024  c ha nn e ls a   3   c onvolut io na w it 1 , 024   c ha nn e ls ,   w hi c h s pl it  i nt o 32  c onvolut io na g r oups , a nd a  1× 1 c onvolut io na w it h 2 , 048 c ha nne ls , w hi c h a r e   r e pe a te d i n   gr oups T h e n,  th e   out c om e   is   g e ne r a te by   us in th e   a ve r a ge   pool in la ye r   a nd   a   f ul ly   c onne c te ( F C )   la ye r . R e s N e xt 50 e xt r a c ts  2 , 048 f e a tu r e s  e f f e c ti ve ly  a nd i nc r e a s e s  t he  m ode l’ s  a bi li ty  s ig ni f ic a nt ly , t o  c a pt ur e   di ve r s e   a nd  in tr ic a te   f e a tu r e s   w it hi th e   s e gm e nt e im a ge s A ls o,  R e s N e xt 50’ s   de pt a nd  r e s id ua c onne c ti ons  e na bl e  r obus le a r ni ng f or  m or e  a c c ur a te  a nd r e li a b le  t um or  r e s ul ts .     3.5.  F e at u r e  s e le c t io n   A f te r   e x tr a c t in f e a tu r e s t he   G S G W O   is   e s ta b li s he to   s e le c t he   f e a t ur e s   f r o m   th e   L iT S 1 a n d   C H A O S   da ta s e ts   f or   li ve r   t um or s T he   f e a tu r e   s e le c t io p r oc e s s   is   e s s e nt ia to   in c r e a s e   th e   m ode l’ s   pe r f o r m a nc e   b m i ni m iz in d im e ns i ona li ty   a n f oc us i ng  on   th e   m os a pp r o pr ia te   f e a tu r e s ,   w h ic r e d uc e   ove r f it ti ng  a nd   i m p r o ve   in t e r pr e ta bi li ty .   G W O   e f f e c t iv e ly   e x pl o r e s   a nd   e x pl o it s   t he   s e a r c s pa c e le a d in g   to   o pt im a f e a tu r e   s ubs e ts T h is   r e s u lt s   in   e n ha nc e a c c u r a c by   c h oos i ng  th e   m os a pp r o pr ia te   f e a t u r e s   f r om   th e   e xt r a c te f e a tu r e s G W O   [ 3 3]   im it a te s   t he   w ol f - hu nt in a pp r oa c f o r   op ti m iz a t io n.  T h is   a p pr oa c h   s pl i ts   t he   w o lv e s   in to   he a d   w o l f   a n d   w h ic he l ps   t he   he a w ol f   i n   hu nt in g   a nd   is   r e s po ns ib le   f o r   s e nt r y r e c on na is s a nc e ,   a lo ng   w it a no th e r   w ol f   ω .   T he   w o l ve s '   h un ti ng   be ha v io r   is   p r im a r i ly   s pl it   i nt o   th r e e   pha s e s e nc ir c le m e n t,  a t ta c k,  a nd  p ur s ui t.  I th e  e nc i r c le m e n s ta ge th e   G W O  u pda te s   th e  p os i ti o by   ut i li z i ng  ( 5 )  t o   ( 8 ) .     ( + 1 ) = ( ) . | . ( ) ( ) |   ( 5)     = 2 1 . 1 1   ( 6)     = 2 2   ( 7)   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       G r id  gr aph c onv ol ut io nal  ne tw o r k - c y c li c al  l e a r ni ng r at e   E ff ic ie nt N e fo r  l iv e r  t um o r  …  ( Sangi N a r as imhulu)   4243   1 = 2 2 /   ( 8)     W he r e     de not e   th e   gr a w ol f   a nd  pr e w ol f s   pos it io n,    de f in e   th e   c oe f f ic ie nt   ve c to r s 1   de te r m in e s   th e   c onve r ge nc e   f a c to r 1 ,   2   de te r m in e   th e   r a ndom  nu m be r   a m ong  [ 0,   1] ,     in di c a te s   th e   pr e s e nt   num be r   of   it e r a ti ons a nd    r e pr e s e nt s   th e   m a xi m um   num be r   of   it e r a ti ons I th e   pur s ui a nd   a tt a c s ta ge th e   G W O   upda te s   th e   pos it io by   ( 9)   a nd  ( 10) .   T h e   1 2 a n 3   de f in e   th e   lo c a ti on  upda t e ,   w hi c h   in f lu e nc e s   th e  f a c to r s  of   , a nd    w ol ve s .     { 1 = 1 . | 1 . 2 = 2 . | 2 . 3 = 3 . | 3 .   ( 9)     ( + 1 ) = ( 1 + 2 + 3 ) / 3   ( 10)     3.5.1. Gol d e n  s in e  al gor it h m   I is   a   m e ta - he ur is ti c   a ppr oa c h   th a tr a ns ve r s e s   e a c poi nt   o a   c ir c le   by  th e   s in e   f unc ti on  a nd   m in im iz e s   th e   s e a r c s pa c e   by   th e   gol de c o e f f ic ie nt th e r e by  e na bl in th e   m ode to   a c hi e ve   hi gh  s e a r c h   e f f ic ie nc y, j um pi ng out of  t he  l oc a opt im a . T he  gol de n s in e  a ppr oa c h’ s  pos it io n upda te  e qua ti on i s  e xpr e s s e d   in  ( 11)  a nd ( 12) .   T he   ( + 1 )   de f in e s  t he  m ode l’ s  c onve r ge nc e  di r e c ti on,  1 2   de not e  t he  r a ndom num be r s   a m ong  [ 0 , 2 ]   a nd  [ 0 , ] T he   1   a nd  2   r e pr e s e nt   th e   gol de a lg or it hm   c o e f f ic ie nt w hi le     de te r m in e s   th e   num be r  of  gol de n s e c ti ons . T h e  m a xi m um  a c c ur a c y i s  us e a s  a  f it ne s s  f unc ti on ,   w hi c h i s  c a lc ul a te d i n ( 13) .     ( + 1 ) = ( + 1 ) . | 1 | 2 . 1 . | 1 . 1 2 . ( + 1 ) |   ( 11)     { 1 = . + . ( 1 ) 2 = . ( 1 ) + .   ( 12)         =     (  )   ( 13)     T he   gol de n   s in e   a ppr oa c e f f e c ti ve ly   pe r f or m s   s e c onda r po pul a ti on  c onve r ge nc e ,   opt im iz e s   th e   a ppr oa c h,  a nd  in c r e a s e s   th e   a lg or it hm s   s e a r c h a bi li ty I s e le c ts   1 , 980  a nd  1 , 890  f e a tu r e s   f or   th e   L iT S 17  a nd   C H A O S   da ta s e t s T h e   G S G W O   pr ovi de s   a e f f e c ti ve   a ppr oa c by  in c or por a ti ng  lo c a a nd  gl oba s e a r c h   a bi li ti e s e ns ur in a c c ur a te   a nd  opt im a tu m or   de li ne a ti on.  A f te r   s e le c ti ng  th e   f e a tu r e s ,   th e   G G C N - C L R E N   is   pe r f or m e d f or  l iv e r  t um or  c la s s if ic a ti on.     3.6.   C la s s if i c at io n   O nc e   th e   f e a tu r e s   a r e   s e le c t e f r om   th e   e xt r a c te f e a tu r e s E f f ic ie nt N e c la s s if ie s   th e   li ve r   tu m or   by  le ve r a gi ng  a   s c a la bl e   a r c hi te c tu r e   th a ba la n c e s   th e   w id th de pt h,  a nd  r e s ol ut io ns I is   a   C N N   m ode a nd   s c a li ng  a ppr oa c th a a ppl ie s   c om pounde c oe f f ic ie nt s   f or   s c a li ng  th e   di m e ns io ns   e ve nl in   th e   li ve r   tu m or s .   E f f ic ie nt N e ha s  8 m ode ls  be twe e n B 0 a nd B 7. A s  t he  numbe r   of  m ode ls  i nc r e a s e s , t he  numbe r  of  pa r a m e te r s   doe s   not   r is e   s ig ni f ic a nt ly ,   but   th e   a c c ur a c de c r e a s e s   r e m a r k a bl y.  T he   us e   of   D L   a ppr oa c is   to   di s c lo s e   m or e   e f f e c ti ve   m ode ls   w it s m a ll e r   a ppr oa c he s E f f ic ie nt N e a c hi e ve s   m or e   e f f ic ie nt   r e s ul t s   by  e ve nl y   s c a li ng  w id th r e s ol ut io n, a nd  de pt w he n   s c a li ng  dow th e  a pp r oa c h.  T he   m a in   bui ld in bl oc is  a in ve r te M B C onv  bot tl e n e c k ,   w hi c h   is   ge n e r a te in   M obi le N e tV2  f or   E f f ic ie nt N e t.   I M B C onv,  th e   bl o c ks   h a ve   a   la ye r   th a is   in it ia ll c om pr e s s e a nd  th e e nl a r ge s   th e   c ha n ne l.   A m ong  bot tl e ne c ks s tr a ig ht   c onne c ti ons   a s s oc ia t e w it f e w e r   c ha nn e ls   c om pa r e to   th e   e xpa nde d   la y e r s   a r e   e m pl oye d.  F ur th e r m or e th is   s tr uc tu r e   ha s   in - de pt s e pa r a bl e   c onvolut io ns   th a r e duc e   th e   c a lc ul a ti on  by   a   2   f a c to r w he r e   th e     ke r ne s iz e   de not e s   th e   he ig ht   a nd  w id th   of   th e   c onvolut io w in dow T he   c om pound  c oe f f ic ie nt     is   ut il iz e f or   s c a li ng  e ve nl y ,   w hi c h i s  e xpr e s s e d i n ( 14) .      : =     : =         : =     1 , 1 , 1   ( 14 )     W he r e   , ,   de not e s   a   c ons ta nt   th a is   c a lc ul a te by  gr id   s e a r c h ,   a nd    is   de te r m in e a s   a   us e r - de f in e c oe f f ic ie nt   th a ha ndl e s   th e   a va il a bl e   r e s our c e s   to   s c a le   th e   m ode l.   T he   f lo a ti ng - poi nt   ope r a ti ons   pe r   s e c ond   ( F L O P S )   a r e   pr opor ti ona to   , 2 , 2 C om put in c o s ts   in   c onvolut io ne twor ks   a r e   gr e a te r   ow in g   to   th 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 14 , N o.  5 O c to be r   20 25 4235 - 4249   4244   c onvolut io ope r a ti on,  w hi le   s c a li ng c onvolut io na ne twor ks   in c r e a s e s   th e   F L O P S   ne twor by  a ppr oxi m a te ly   ( , 2 , 2 ) ( , 2 , 2 ) . T he  c om pound s c a li ng a ppr oa c h s c a le s  t hi s  m ode in  2  s ta ge s :     S ta ge   1:   c ons id e r in th a th e r e   a r e   m or e   th a two   a va il a bl e   r e s our c e s a   gr id   s e a r c is   pe r f or m e w it h   = 1 ,   a nd i de a va lu e s   a r e  e s ta bl i s he d f r om   , ,   a nd  .     S ta ge   2:   th e   obt a in e , ,   a nd    va lu e s   a r e   de te r m in e d a s   c ons ta nt s , a nd  th e  s ta nda r n e twor is  s c a l e up t o obta in   E f f ic ie nt N e t - B 1 t o B 7 w it h va r yi ng    va lu e s .   T he   r e c ti f ie li ne a r   uni ( R e L U )   is   us e a s   a a c ti va ti on  f unc ti on  f or   th e   li ve r   tu m or s C L R   is   us e d   to   a c qui r e   th e   opt im a le a r ni ng  r a te   in   li ve r   tu m or s   by   f lu c tu a ti ng  be twe e th e   m a xi m um   le a r ni ng  r a te   o f   10   a nd  a   ba s e   le a r ni ng  r a te   of   1e - 8.  W it a   s te s iz e   of   50  a nd   a   c yc le   le ngt of   100,  th e   C L R   a dj us ts   th e   le a r ni ng  r a te   w it hi th is   r a nge   ove r   100   it e r a ti ons   by  ut i li z in a   ba tc s iz e   of   32.  T he   ove r f it t in is s ue   is   s ol ve by  u s in C L R   dur in tr a in in g,  a ll ow in th e   m ode l   to   e x pl or e   a   w id e r   r a nge   of   le a r ni ng  r a te s .   T h e   m a x   a nd  ba s e   le a r ni ng  r a te s   de te r m in e   a   r a ng e   bounda r w he r e   th e   r a te   of   le a r ni ng  is   f lu c tu a te d.   T he s e   dyn a m ic   a dj us tm e nt s   e na bl e   th e   m ode to   tr a in   m or e   e f f e c ti ve ly   by   r a pi c onve r ge nc e .   I nc or por a ti ng  C L R   a nd   E f f ic ie nt N e e nha nc e s   tr a in in s ta bi li ty opt im iz e s   le a r ni ng  r a te   f or   be tt e r   pe r f or m a nc e a nd  obt a in s   a   hi gh   a c c ur a c w it f e w e r   r e s our c e s w hi c r e nde r s   th is   a ppr oa c hi ghl e f f e c ti ve   f o r   th e   c la s s if ic a ti on  of     li ve r  t um or .       4.   E X P E R I M E N T A L  R E S U L T S   T he   r e s ul ts   a nd  di s c u s s io of   th e   pe r f or m a nc e   a na ly s is   a r e   pr e s e nt e in   th is   s e c ti on.  T he   pr opos e d   a ppr oa c is   e v a lu a te u s in s of twa r e   to ol s A na c ond a   N a v ig a to r   3.5.2.0  ( 64 - bi t) ,   P yt hon  3.10.12  w it h   W in dow s   10  ope r a ti ng  s ys te m s i5   I nt e l - c or e a nd  8   G B   R A M T he   f r a m e w or ks   a nd  li br a r ie s   us e he r e   a r e   T r a ns f or m e r s T e n s or f lo w K e r a s S kl e a r f r a m e w or ks a nd  M a tp lo tl ib   li br a r to   pl ot T he   pe r f or m a nc e   m e tr ic s   ut il iz e in   th is   r e s e a r c h   a r e   di c e   s im il a r it c oe f f ic ie nt   ( D S C ) a c c ur a c y,  r e c a ll pr e c i s io n,  vol um e tr ic   ove r la ppi ng  e r r or   ( V O E ) a nd  r e la ti ve   vol um e   di f f e r e nc e   ( R V D ) ,   w hi c a r e   e xpr e s s e in   ( 15 )   to   ( 21) .   T he      ,   a nd      r e pr e s e nt   tr ue   pos it iv e f a ls e   ne ga ti ve tr ue   ne ga ti ve , a nd  f a ls e   pos it iv e ,   a nd   | |   a nd  | |   in di c a te  t he  vol um e s  of     a nd  , r e s pe c ti ve ly .      =    +   +  +  +    ( 15)      =   +      ( 16)     =     +    ( 17)     1  =   2  2  +  +    ( 18)       ( , ) = 2 | | | | + | |   ( 19)        ( , ) = | | | | | |   ( 20)      ( , ) = 1 2 | | | | + | |   ( 21)     4.1.  P e r f or m an c e  an al ys is   T a bl e   pr e s e nt s   th e   pe r f or m a nc e   a na ly s is   of   s e gm e nt a ti on  m e th ods   us in th e   L iT S 17  a nd  C H A O S   da ta s e ts T he  e xi s ti ng a ppr oa c he s  of  U N e t,  S upe r pi xe s e gm e nt a ti on, a nd G C N  a r e  c om pa r e d w it h t he   G G C N   a ppr oa c h.  W he c om pa r e to   th e s e   e xi s ti ng  a ppr oa c he s G G C N   a c hi e ve s   a   be tt e r   D S C   of   98.50%   a nd  97.95%   us in th e   L iT S 17  a nd  C H A O S   da ta s e ts   due   to   it   e f f e c ti ve ly   in te gr a ti ng  th e   s pa ti a s tr uc tu r e   of   gr i d   da ta   w it G C N w hi c e na bl e s   m or e   a c c ur a te   m ode li ng  of   c o m pl e tu m or   s ha pe s   a nd  s pa ti a r e la ti on s hi ps A ls o,  it   e m pl oy s   bot gl oba l   a nd  lo c a c ont e xt s w hi c h   in c r e a s e   it s   a bi li ty   to   c a pt ur e   c om pl e bounda r ie s     a nd va r ia ti ons .   T a bl e   de not e s   a   pe r f or m a nc e   a na ly s is   of   f e a tu r e   s e le c ti on  m e th ods   f or   L iT S 17  a nd  C H A O S   da ta s e ts P a r ti c le   s w a r m   opt im iz a ti on  ( P S O ) a nt   c ol ony  opt im iz a ti on  ( A C O ) a nd  G W O   a r e   c om pa r e w it G S G W O w hi c a c hi e ve s   a   b e tt e r   a c c ur a c of   99.80%   a nd  99.96% A s   th e   pr opos e a ppr oa c h   e nha nc e s   e xpl oi ta ti on  a nd  e xpl or a ti on  ba la nc e   by  in c lu di ng  th e   gol d e s in e   s tr a te gy,  th e   c onve r ge nc e   s pe e i s   im pr ove d,  a lo ngs id e  a voi di ng  th e   lo c a opt im a   is s u e . T hi s  a ppr oa c in te gr a te s   th e   s tr e ngt hs   of   th e  s in e  c os in e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.