I A ES   I n te r n at i on al   Jou r n al   of  A r ti fi c i al   I n te l l i ge n c e   (I J - AI )   V ol .   14 ,   N o .   5,   O c t obe 2 025 ,   pp .   4074 ~ 4089   IS S N :   2252 - 8938 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j a i . v 14 .i 5 . p p 4074 - 4 089             4074     Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j ai . i ae s c or e . c om   Fa c i a l   p a r a l y s i s   i m a g e   a n a l y si s   f o r   s t r o k e   d e t e c t i o n   u si n g   d e e p   e n s e mb l e   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a n d   o p t i mi z a t i o n       K i r u th i ga   S u b r aman i yan 1 ,   C h i n n as amy   A n b u an an th 1 ,   D h i l i p   K u ma r   V e n k ate s an 2   1 D e p a rt m e n t   of   Co m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   F a c u l t y   of   E n g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   A n n a m a l a i   U n i v e rs i t y ,     Ch i d a m b a ra m ,   In d i a   2 D e p a rt m e n t   of   Co m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   S c h o o l   of   Co m p u t i n g ,   V e l   T e c h .   Ra n g a ra j a n   D r.   S a g u n t h a l a   R& D   In s t i t u t e   of   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Ch e n n a i ,   In d i a       A r ti c l e   I n fo     A BS TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   Re c e i v e d   J a n   6,   20 25   Re vi s e d   J u l   1,   2025   A c c e pt e d   J u l   1 3,   2025       F a c i a l   pa r a l ys i s   ( F P )   w e a k e ns   f a c i a l   m u s c l e s ,   l e a d i n g   to   a s y m m e t r i c   f a c i a l   a c t i on s   a n d   c o m p l i c a t i ng   s t r oke   di a gno s i s .   M a c h i ne   l e a r n i ng   ( M L )   a nd   de e p   l e a r n i ng   ( D L )   s ys t e m s   ha ve   be e n   e xp l or e d   f o r   d i a gno s i n g   F P ,   bu t   t he   e f f e c t i ve ne s s   of   t he s e   m e t hod s   is   hi nde r e d   by   t he   l i m i t e d   s i z e   a nd   di ve r s i t y   of   a va i l a b l e   da t a s e t s .   T h i s   s t udy   p r opo s e s   a   no ve l   d e e p   e n s e m b l e   t r a ns f e r   l e a r n i ng   m e t ho d   f o r   a c c u r a t e   s t r o ke   d i a g nos i s   u s i ng   f a c i a l   pa r a l ys i s   i m a g i ng   ( D E T L M - A S D F P I ) .   T h e   m e t ho d   l e ve r a g e s   pr e - t r a i n e d   m o de l s   to   r e duc e   c om pu t a t i o n   c o s t s   on   e dg e   de vi c e s .   T h e   f r a m e w or k   i n c l u de s   d a t a   a c qu i s i t i on ,   p r e p a r a t i on ,   a n d   pr e - p r o c e s s i ng,   w i t h   i m a ge   r e s c a l i ng   to   s t a nda r d i z e   i np ut   d i m e n s i ons .   F e a t ur e   e x t r a c t i on   is   pe r f o r m e d   u s i ng   a   de e p   c a ps ul e   ne t w or k   ( D C a ps N e t )   to   c a pt ur e   c o m p l e x   f e a t u r e s .   F or   s t r o ke   de t e c t i o n,   an   e ns e m bl e   t r a n s f e r   l e a r ni ng   m ode l   i nt e gr a t e s   t hr e e   c l a s s i f i e r s:   ga t e d   r e c u r r e n t   un i t   ( G R U ) ,   d e e p   c onv ol ut i on a l   n e u r a l   ne t w o r k   ( D C N N ) ,   a nd   s t a c k e d   s pa r s e   a ut o - e nc o de r   ( S S A E ) .   T he   h i ppo pot a m us   op t i m i z a t i on   a l go r i t h m   ( H O A )   is   a pp l i e d   to   f i n e - t un e   m ode l   p a r a m e t e r s .   T he   m e t hod   w a s   va l i da t e d   u s i ng   t w o   be nc h m a r k   da t a s e t s ,   M a s s a c hu s e t t s   e ye   a nd   e a r   i nf i r m a r y   ( M E E I )   a nd   Y ouT ub e   f a c i a l   p a l s y   ( Y F P ) ,   a c h i e v i ng   an   a c c ur a c y   of   97 . 06 % ,   ou t pe r f or m i ng   r e c e n t   a pp r o a c h e s .   T hi s   r e s e a r c h   d e m ons t r a t e s   t he   e f f e c t i ve ne s s   of   t he   D E T L M - A S D F P I   m e t h od   in   a c c u r a t e l y   d i a gno s i n g   s t r oke s   f r om   FP   i m a ge s   w h i l e   a dd r e s s i ng   c ha l l e ng e s   r e l a t e d   to   da t a s e t   l i m i t a t i on s   a nd   c o m p ut a t i on a l   e f f i c i e n c y .   Ke y w or d s :   D a t a   pr e - pro c e s s i ng   F a c i a l   pa ra l ys i s   i m a ge s   H i ppopo t a m us   o pt i m i z a t i on   S t roke   de t e c t i on   T ra ns f e r   l e a rn i ng   T hi s   is   an   op e n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   CC   BY - SA   l i c e n s e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   K i rut h i ga   S ubr a m a ni ya n   D e pa r t m e nt   of   Co m pu t e r   S c i e n c e   a nd   E ng i ne e ri n g ,   F a c ul t y   of   E n gi n e e r i ng   a n d   T e c hno l ogy   A nna m a l a i   U ni v e rs i t y   Chi da m b a ra m ,   T a m i l na du,   Ind i a   E m a i l :   ki ru t hi ga r e s e a rc hs c hol a r @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N   A   s t ro k e ,   t h e   s e c on d   p a r a m o un t   r e a s o n   for   d e m i s e   g l ob a l l y   a n d   a   pr i m a ry   r e a s o n   is   a   d i s a b i l i t y ,   c a n   be   a   n e u ro l og i c a l   d e f i c i e n c y   t h a t   ou t c o m e s   m os t l y   fr o m   s e v e r e   f o c a l   d a m a g e   of   t h e   c e n t r a l   n e r vo us   s ys t e m   (C N S )   ow i n g   to   v a s c u l a r   r e a s ons   s u c h   as   i nt r a c e r e br a l   h a e m o rr h a g e ,   s u ba r a c h n oi d   h a e m o rr h a g e ,   a n d   c e r e br a l   i n f a r c t i on   [1 ] .   I t s   a   m e d i c a l   c r i s i s   a nd   h e n c e   n e e ds   i ns t a nt   t r e a t m e nt .   To   a c c ur a t e l y   d e t e c t   s us p e c t e d   s t r ok e   p a t i e n t s ,   F a c i a l   p a r a l ys i s   ( FP )   h a s   b e e n   e x t e ns i v e l y   a p p l i e d   f or   e m e r g e n c y   m e d i c a l   t r e a t m e nt .   FP   d a m a g e s   f a c i a l   a c t i o ns   du e   to   n e r v e   p a t h o l o gy   [ 2] .   It   c a us e s   d a m a g e   to   t h e   f un c t i o n   of   i n t e n t i on a l   f a c i a l   m u s c l e s   s t r e ng t h e n e d   t h r ou gh   t h e   f a c i a l   n e r v e ,   r e s u l t i n g   in   f a c i a l   a n o m a l i e s   [3 ] .   P e r i ph e r a l   FP   c or r e s p o nds   to   ne r v e   d i s o rd e r   i ns i d e   t he   po n t i n e   of   t h e   b r a i n   s t e m .   It   a f f e c t s   t h e   m u s c l e s   of   t h e   f a c e   in   t h e   u p pe r ,   m i dd l e ,   a n d   l ow e r   a r e a s   of   t h e   f a c e   on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A rt i f   I nt e l l     IS S N :   2252 - 8938       F ac i al   par a l y s i s   i m ag e   anal y s i s   f or   s t r ok e   d e t e c t i o us i ng  de e e ns e m b l e   …  ( Ki r u t hi ga   Su br am ani y an )   4075   on e   s i d e .   C e n t r a l   FP   ( b e c a u s e   of   s t r o ke )   b e c o m e s   n e r v e   f a i l u r e   w i t h i n   t he   m o t o r   c or t i c a l   r e g i on s ;   t h e   l o w e r   p a r t   of   one   s i de   of   t h e   f a c e   can   be   i nf l ue n c e d   [4] .   M os t   of   t h e   FP   p a t i e n t s   b e c o m e   i n f e c t e d   w i t h   p e r i ph e r a l   F P .   T h e n ,   it   h a s   an   e m o t i on a l   i m p a c t   on   m os t   f a c i a l   m u s c l e s   of   t h e   f a c e   on   one   s i d e ;   i t ' s   p ro b l e m a t i c   fo r   t h e   p a t i e n t   to   c a rr y   ou t   t h e   r e g u l a r   a c t i o ns   of   t h e   m o u t h ,   e y e b r ow s ,   a nd   e y e s   [ 5] .   D e t e c t i n g   t h e   fa c i a l   pa l s y   pr o c e s s   is   s i gn i fi c a n t   in   m e a s ur i ng   t h e   d i f f i c u l t y   of   t h e   m us c l e   f a i l ur e   a nd   fa c i a l   ne r v e ,   r e c o r di n g   p hys i c a l   de v e l o p m e nt s   a f t e r   t r e a t m e nt ,   a nd   o bs e r v i n g   t h e   p a t i e n t   [ 6] .   Co m p ut e r i z e d   a ut o m a t e d   FP   d e t e c t i on   is   s i g n i f i c a nt   in   d e v e l op i ng   s ys t e m a t i z e d   d e v i c e s   for   t r e a t m e n t ,   m o n i t or i n g ,   a nd   m e di c a l   v a l u a t i o n ,   a n d   m e d i c a l   p r i c e s   ha v e   d e c r e a s e d   ov e r   t h e   a dd i t i o n   of   a u t o m a t e d   m e t h o ds   [7 ] .   M or e o ve r ,   c o m p u t e r i z e d   m e t h od s   a r e   p re d i c t e d   to   o f f e r   c o nv e n i e n t   d e v i c e s ,   s ho rt l y ,   f or   p a t i e nt   m on i t or i ng   in   t h e   h o us e .   M a i n l y   in   c o m pu t e r   v i s i o n   ( CV ) ,   t h e   s t ud y   of   fa c i a l   m o v e m e n t s   h a s   i n s p i r e d   s e v e r a l   i n v e s t i g a t i ons   on   a u t o m a t i c   fa c i a l   n e rv e   fu n c t i o n   v a l u a t i on   from   t h e   b i ol o gi c a l   v i s u a l   c a p t ur e   of   t h e   f a c e   [8 ] .   R e c e n t l y ,   w i t h   t h e   a s s i s t a n c e   of   A I ,   i n v e s t i g a t or s   h a v e   s ug g e s t e d   g r a d u a l l y   m or e   p re c i s e   d e t e c t i o n   a n d   a s s e s s m e n t   m o d e l s   f or   C N S   c on d i t i on s .   In   t he   c ur r e nt   i nv e s t i g a t i o n ,   d e e p   l e a rn i ng   ( DL )   a n d   m a c h i n e   l e a rn i ng   ( ML )   m o d e l s   a r e   pr e s e n t e d   fo r   FP   d e t e c t i o n   a n d   p r e d i c t i o n   of   t h e   s e v e r i t y   [9 ] .   N e v e r t h e l e s s ,   ML   m o d e l s   h a v e   r e s t ri c t i ons   as   t h e y   d e p e nd   on   f a c i a l   l a n d m a r k   m e t h ods   a nd   p h ys i c a l   fa c e   pa r a l y s i s   a r e a   e x t r a c t i on   m o d e l s   to   g e t   s pa t i a l   d a t a .   M e a n w h i l e ,   DL   t e c h n i q u e s   n o r m a l l y   u t i l i z e   CN N s   to   re m o v e   in - d e p t h   f e a t ur e s   fr o m   f a c i a l   f e a t u r e s   [ 10 ] .   T h e y   i d e n t i f y   s l i gh t   m od i fi c a t i ons   a nd   d e t e c t   p a t t e r ns   from   f a c i a l   i m a g e s   t h a t   a s s i s t   in   i m pr o v e d   r e c o gn i t i o n   of   FP.   T hi s   s t u d y   p r e s e n t s   a   n e w   d e e p   e ns e m b l e   t r a ns fe r   l e a r n i n g   m e t h o d   f or   a c c ur a t e   s t ro k e   di a g nos i s   us i ng   fa c i a l   p a r a l ys i s   i m a g i n g   (D E T L M - A S D F P I )   m e t h od .   T he   D E T L M - A S D F P I   m e t h od   a i m s   to   c l a s s i fy   s t ro k e s   t h a t   e x i s t   in   FP   i m a g e s   p r of i c i e n t l y .   T h i s   s t ud y   f o c u s e s   on   an   a d v a nc e d   di a gn os t i c   f r a m e w or k   i n t e gr a t i n g   d a t a   a c q u i s i t i o n ,   p r e p a r a t i o n ,   a n d   pre - pr o c e s s i ng   of   FP   i m a g e s .   T he   p re - pr o c e s s i n g   ph a s e   i n c l u de s   r e s c a l i n g   t h e   i m a g e s   to   s t a n d a r di z e   i np u t   d i m e ns i on s .   A l s o ,   t h e   d e e p   c a p s u l e   n e t w or k   ( D C a ps N e t )   m e t ho d   is   us e d   f or   f e a t ur e   e xt r a c t i o n   to   l e a r n   c o m p l e x   f e a t ur e s   f ro m   t h e   pr e - p r o c e s s e d   d a t a .   F or   t h e   s t r ok e   d e t e c t i o n   pr o c e s s ,   an   e ns e m b l e   t r a ns f e r   l e a rn i ng   ( T L )   m o de l   u t i l i z e s   t hr e e   c l a s s i f i e r s   s u c h   as   g a t e d   r e c ur r e n t   u n i t   (G R U ) ,   d e e p   c on v ol u t i o n a l   n e u r a l   ne t w o rk   ( D C N N ) ,   a nd   s t a c k e d   s p a r s e   a ut o - e n c od e r   (S S A E ) .   E v e n t u a l l y ,   t h e   h i pp op o t a m u s   op t i m i z a t i o n   a l g or i t h m   (H O A )   is   u t i l i z e d   to   o pt i m i z e   p a r a m e t e r   t u n i n g   fo r   t h e   t h re e   e ns e m b l e   t e c h n i q u e s .   To   i m pr ov e   t h e   pr e di c t i on   r e s u l t s   of   t h e   D E T L M - A S D F P I   m e t h o do l og y ,   a   s e qu e n c e   of   e xp e ri m e n t s   is   i m p l e m e n t e d   on   t w o   b e n c h m a r k   d a t a s e t s   s u c h   as   M a s s a c h us e t t s   e y e   a nd   e a r   i nf i r m a r y   ( M E E I )   a n d   Y ou T ub e   f a c i a l   p a l s y   ( Y F P ) .   T h e   m a j o r   c o n t r i bu t i on   of   t h e   D E T L M - A S D F P I   m e t h od o l o g y   is   l i s t e d   a s   f ol l ow s :       T he   D E T L M - A S D F P I   m od e l   i n t e gr a t e s   a   r ob us t   pre - p ro c e s s i ng   s t e p   to   r e s c a l e   m e d i c a l   i m a g e s ,   c on fi r m i n g   un i fo r m   i n p ut   s i z e s   for   t h e   s u bs e q u e n t   f e a t u r e   e xt r a c t i o n   a n d   m od e l   t r a i n i n g   s t a ge s .   T h i s   no r m a l i z a t i o n   a s s i s t s   in   m a i n t a i ni n g   c o ns i s t e nc y   a c ro s s   di v e r s e   i m a g e   f or m a t s   a n d   i m p r ov e s   t h e   p e r fo r m a n c e   of   t h e   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   p ro c e s s .   S t a n da r di z i n g   i m a g e   d i m e ns i on s   e n a b l e s   t h e   m e t h od   to   l e a r n   p a t t e r ns   m or e   e ff e c t u a l l y ,   i m p ro v i n g   s t ro k e   d e t e c t i o n   a c c ur a c y .     T he   D E T L M - A S D F P I   m e t h o d   u t i l i z e s   D C a ps N e t   to   c a pt u re   s p a t i a l   h i e r a rc h i e s   a n d   p a r t - w h ol e   re l a t i ons h i p s   in   m e di c a l   i m a g e s .   T h i s   a l l ow s   fo r   m or e   pr e c i s e   a nd   ro b us t   f e a t u r e   e xt r a c t i o n ,   w hi c h   is   s i gn i fi c a n t   f or   d e t e c t i n g   s t r ok e - r e l a t e d   p a t t e rn s .   By   e m p l o y i n g   D C a ps N e t ,   t h e   a pp r oa c h   e n h a n c e s   t h e   a c c u r a c y   a nd   r e l i a b i l i t y   of   s t ro k e   d e t e c t i o n   fr o m   c o m p l e x   m e d i c a l   i m a g i n g   da t a .     T he   D E T L M - A S D F P I   m o d e l   i n c or p or a t e s   t hr e e   c l a s s i fi e rs ,   G RU ,   D C N N ,   a nd   S S A E ,   i n t o   an   e n s e m b l e   TL   m od e l   to   e nh a n c e   s t ro k e   d e t e c t i o n .   T h i s   a pp ro a c h   u t i l i z e s   t h e   m e ri t s   of   e v e r y   c l a s s i f i e r ,   i nt e gr a t i ng   s e qu e n t i a l ,   s p a t i a l ,   a nd   a bs t r a c t   f e a t ur e   l e a rn i ng   for   m or e   a c c u ra t e   o u t c o m e s .   T h e   m o d e l   be n e f i t s   f ro m   pre - t r a i n e d   kn ow l e dg e   u t i l i z i ng   TL,   i m pr ov i ng   g e n e r a l i z a t i on   a nd   p e r fo r m a n c e   on   m e d i c a l   d a t a s e t s .     T he   D E T L M - A S D F P I   m e t ho d ol o gi e s   ut i l i z e   HOA   f or   o pt i m a l   h yp e rp a r a m e t e r   t un i ng ,   c o nf i r m i n g   i m p r ov e d   m od e l   p e rf or m a n c e   in   s t r ok e   d e t e c t i o n .   HOA   a s s i s t s   in   a v o i d i ng   p r e m a t u r e   c on v e r g e n c e   by   e f f e c t i v e l y   e xp l or i ng   t he   s o l u t i on   s p a c e   a nd   f i n e - t u n i n g   m o d e l   p a r a m e t e rs .   T h i s   e nh a n c e s   t h e   t e c h ni q u e ' s   a c c u r a c y   a nd   r ob us t n e s s ,   r e s u l t i n g   in   m or e   r e l i a b l e   s t r ok e   d e t e c t i o n   r e s u l t s .     T he   D E T L M - A S D F P I   a p pr o a c h   i n c or po r a t e s   e ns e m b l e   TL   w i t h   t h r e e   d i s t i n c t   c l a s s i f i e rs ,   G RU ,   D CN N ,   a nd   S S A E ,   to   u t i l i z e   t h e i r   c o m p l e m e n t a r y   m e ri t s   in   s t r o k e   d e t e c t i o n .   T hi s   i n t e g r a t i o n   e n h a n c e s   t h e   t e c h n i q u e ' s   c a p a b i l i t y   to   c a p t ur e   s e q u e n t i a l ,   s p a t i a l ,   a n d   a bs t r a c t   f e a t u re s   from   d i v e r s e   d a t a   s o ur c e s .   M o re o v e r ,   us i n g   t h e   H O A   for   p a r a m e t e r   t un i ng   i m pr ov e s   t h e   m od e l ' s   e ff i c i e n c y   by   a v oi d i n g   pr e m a t ur e   c on v e r g e n c e   a n d   op t i m i z i n g   p e r f or m a n c e .   T h i s   i n t e gr a t i on   of   m od e l s   r e s u l t s   in   a   m o r e   ro b us t   a nd   a d a p t i v e   m od e l   fo r   p r e c i s e   s t r ok e   d e t e c t i on   a c ro s s   v a r i e d   d a t a s e t s .         2.   R ELA TED   WO R K S   Ou   et   al .   [ 11]   i n t rod uc e d   an   i nno va t i v e   m u l t i m o da l   DL   t e c h ni que   ba s e d   on   t he   f a c e   a r m   s pe e c h   t e s t   (F A S T )   for   e v a l u a t i ng   s us p i c i ous   s t r oke   pa t i e nt s   s how i ng   s ym pt om s   l i k e   s p e e c h   d i s orde rs ,   l i m b   w e a k ne s s ,   a nd   f a c i a l   p a ra l ys i s   in   s e ve r e   s c e n e ri e s .   Ba s e d   on   t he   F A S T ,   t he   a u t hor   ga t he r e d   a   d a t a s e t   c ont a i n i ng   a ud i o   a nd   vi de o   r e c o rdi n gs   of   i n t e ns i ve   c a r e   uni t   pa t i e nt s   e na c t i ng   s p e c i fi e d   s pe e c h   t e s t s ,   l i m b   m ov e m e n t s ,   a nd   fa c i a l   e xpr e s s i ons .   T h e   a u t hor   e qua t e d   t he   d e v e l op e d   DL   m e t hod   to   proc e s s   m ul t i m od a l   d a t a s e t s   w i t h   s i x   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8938   Int   J   A rt i f   I nt e l l V ol .   1 4,   N o.   5 ,   O c t o be r   2025 4074 - 4 089   4076   pre c e di ng   m e t h ods ,   w hi c h   a t t a i n e d   gr e a t   m o ve m e n t   c l a s s i fi e r   e xe c ut i on ,   c on t a i ni ng   t h e   m u l t i s c a l e   v i s i on   t ra ns for m e ( M V i T ) ,   i n fl a t e 3D   ( I 3D ) ,   S l ow F a s t ,   e xt e nd e 3D   ( X 3D ) ,   a n d   t e m por a l   pyr a m i d   n e t w ork   ( T P N ) .   U m i rz a kov a   et   al .   [12]   i nt rod uc e   a   DL - b a s e d   t e c hn i que   for   di a gnos i n g   FP   i l l ne s s e s   l i ke   B e l l ' s   pa l s y   a nd   s t rok e .   T hi s   m e t hod   us e s   m ul t i - t a s k   n e t w orks ,   i n c orpo r a t i ng   fa c i a l   a s y m m e t ry,   f a c e   a n a l ys i s ,   a nd   t yp e   i m pro ve m e n t   to   i de n t i f y   t he   c os t s   a c c o m pa nyi n g   c onve nt i on a l   di a gnos i ng   t e c hni que s   l i k e   c o m put e d   t om o gra p hy   ( CT )   a n d   m a g ne t i c   r e s ona nc e   i m a gi n g   (M R I)   s c a nn e d   i m a g e s .   S pa t i a l   di ff e r e nc e s   w e re   t a c k l e d   by   a   de p t h - map   e s t i m a t i ng   m o dul e ,   w h i c h   i nfl u e n c e s   a   c a s e - s pe c i f i e d   k e rn e l   t e c hni qu e .   Chow dhu ry   et   al .   [13]   p re s e nt   an   a ut o m a t i c   s ys t e m   to   i d e nt i fy   t h e   s t rok e   from   pre - pro c e s s e d   d a t a   ut i l i z i ng   CN N   a nd   ot h e r   DL   m e t hods .   T h e   pre s e nt e d   a p proa c h   is   pr i m a ri l y   to   de t e r m i n e   t he   s t rok e d   p e rs on' s   f a c e   fro m   t h e   e xpr e s s i ons   or   norm a l   fa c e .   F or   c l a s s i f i c a t i on ,   t h e   a u t hor   g a ve   pr e - pro c e s s e d   s t rok e   i m a g e s   for   t r a i n i ng ,   s e rv e d   t h e m   i nt o   di ffe r e n t   d e e p   s t r uc t ure s ,   a nd   ul t i m a t e l y,   b a s e d   on   t h e   c a t e g ori z e d   e xpr e s s i ons ,   t he   a ut ho r   c a t e go ri z e d   s t rok e   a nd   norm a l   p a t i e n t s .   Ca i   et   al .   [14]   pre s e nt   a   n e w   m u l t i m o da l   DL   m e t hod ,   D e e p S t roke ,   to   a t t a i n   c o m put e r - a i d e d   s t r oke   i nc i de n c e   e v a l u a t i on   by   di a gnos i ng   m ode l s   of   t ri v i a l   fa c i a l   m us c l e   d i s c oo rdi n a t i on   a nd   s p e e c h   i nc a pa b i l i t y   for   pa t i e nt s   w i t h   s t roke   i m pre s s i on   in   a   c ri t i c a l   s i t ua t i on .   T h e   pre s e nt e d   D e e pS t rok e   e n dure s   1 - m i nut e   f a c i a l   a udi o   a nd   vi d e o   d a t a   fre e l y   a c c e s s i bl e   in   s t rok e   t r i a g e s   for   l oc a l   FP   r e c og ni t i on   a nd   g l ob a l   s p e e c h   i l l n e s s   e xa m i n a t i on .   TL   h a s   b e e n   i m p l e m e nt e d   to   de c re a s e   fa c e - a t t ri bu t e   b i a s e s   a n d   e nh a nc e   ge n e ra l i z a bi l i t y .   E l h a na s h i   et   al .   [ 15]   propos e   a   n e w   t e c hni q ue   to   c on fron t   t he s e   c r uc i a l   r e qui r e m e n t s   by   pr e s e nt i ng   a   re a l - t i m e   s t roke   re c ogn i t i on   m e t hod   t h a t   d e p e nds   on   DL   us i ng   fe d e ra t e d   le a rn i ng   (F L )   to   i m p rove   pr e c i s i on   a nd   c onfi de n t i a l i t y   m a i nt e na nc e .   T h e   m a i n   a i m   of   t h i s   c a s e   is   to   a d va n c e   an   e ffe c t i ve   a nd   pre c i s e   m e t h od   of   di s c ri m i na t i ng   b e t w e e n   no n - s t rok e   a n d   s t rok e   pa t i e nt s   at   p re s e nt ,   e n a bl i ng   m e di c a l   e xp e r t s   to   m a ke   i nt e l l e c t u a l   d e c i s i ons .   P hi e nph a n i c h   et   al .   [1 6]   pr opos e   t h e   us a ge   of   a   f a c i a l   i m a ge   d a t a s e t   e nc o m p a s s i ng   s m i l i ng   a nd   n e ut r a l   f a c e s   to   i de n t i f y   fa c i a l   f a ul t s   t h a t   can   be   a   us u a l   s y m pt om   of   s t rok e .   T he   fa c i a l   i m a ge   da t a s e t   c on t a i ns   f a c e   i m a ge s   of   s t ro ke   p a t i e n t s   a nd   no rm a l   s ubj e c t s .   T h i s   a dd e d   da t a s e t   e nc o m p a s s e s   a   s e t   of   s m i l i ng   a nd   n e ut r a l   f a c i a l   i m a ge s   c r e a t e d   fr om   fr e e l y   a va i l a bl e   d a t a s e t s   t ha t   a re   a ugm e nt e d   to   d e ve l op   t w o   furt h e r   s m i l i ng   i m a g e s   at   e i gh t   a g e   grou ps .   G o m e s   et   al .   [17]   pre s e nt e d   to   c o nc e nt r a t e   on   a na l y z i ng   t hi s   a s ym m e t ry   u t i l i z i ng   a   DL   t e c hn i que   w i t hout   t rus t i ng   m a nu a l   c o m put a t i ons ,   prop os i ng   t h e   f a c i a l   poi nt   gra p hs   (F P G )   m e t hod ,   a   ne w   t e c hni que   t h a t   s urp a s s e s   in   s t udy i ng   ge o m e t ri c a l   d a t a   a nd   e f fi c i e nt l y   m a n a gi n g   di ffe r e n c e s   a ft e r   t he   pos s i b i l i t y   of   ha ndc r a f t e d   c o m pu t a t i ons .   FPG   e na b l e s   t he   t e c hn i qu e   to   e f fi c i e nt l y   i de n t i fy   t he   fa c i a l   di s a bi l i t y   c a us e d   by   a   s t rok e   by   u t i l i z i ng   v i de o   da t a .       3.   TH E   P R O P O S ED   M O D EL   T hi s   w o rk   p re s e n t s   a   n e w   D E T L M - ASDFPI   t e c hn i qu e .   T h e   m a j or   i nt e nt i on   of   t he   D E T L M - ASDFPI   t e c hni q ue   is   to   i de n t i fy   s t ro ke s   in   FP   i m a g e s   prof i c i e n t l y.   T h e   D E T L M - ASDFPI   t e c h ni qu e   h a s   d a t a   pre pa ra t i on   a nd   pre - proc e s s i ng ,   a   fe a t ur e   e x t ra c t or ,   e ns e m bl e   c l a s s i f i c a t i on   pro c e s s e s ,   a nd   hyp e rpa ra m e t e r   t uni n g   to   a c c om p l i s h   t ha t .   F i g ur e   1   por t ra ys   t he   c om pl e t e   proc e s s   of   t he   D E T L M - ASDFPI   m od e l .   S t ro ke   di a gn os i s   is   c o m pl i c a t e d   by   F P ,   w h i c h   a ffe c t s   f a c e   m us c l e s   a nd   p rodu c e s   a s y m m e t ry.   Ins uf fi c i e nt   d a t a s e t s   re s t ri c t   di a gnos t i c s   us i ng   ML   a n d   D L .   A   ne w   de e p   e ns e m b l e   t r a ns f e r   l e a rni n g   a ppro a c h   for   s t rok e   d i a g nos i s   us i ng   f a c i a l   p a r a l ys i s   i m a g i ng   is   p ropos e d   in   t hi s   pa p e r.   P re - t ra i ne d   m ode l s   l ow e r   e dg e   de v i c e   c o m put a t i ona l   e xpe ns e s .   T he   fr a m e w ork   i nc l ud e s   d a t a   ga t he ri ng ,   pi c t u r e   r e s c a l i ng ,   a nd   d e e p   c a ps u l e   n e t w o rk   fe a t ur e   e xt r a c t i on .   A   s t roke   d e t e c t i on   e ns e m bl e   t r a ns fe r   l e a rni ng   m ode l   us e s   G RU ,   CN N ,   a nd   s t a c k e d   s pa rs e   a ut o - e nc o de r   c l a s s i f i e rs .   H i p popo t a m us   op t i m i z a t i on   op t i m i z e s   pa r a m e t e rs .   On   M E E I   a nd   YFP   be nc h m a rk   da t a s e t s ,   D E T L M - ASDFPI   out p e rfor m s   c u rre n t   t e c hni q ue s   w i t h   9 7. 0 6%   a c c ura c y .   T hi s   m e t hod   a ddr e s s e s   da t a s e t   a nd   c o m put a t i on a l   i s s ue s   w hi l e   i m prov i ng   s t rok e   di a gnos i s   us i ng   FP   pi c t ur e s .     3. 1 .    D ata   p r e p a r at i on   an d   p r e - p r o c e s s i n g   D a t a   pre - pro c e s s i ng   is   v i t a l   in   t he   c o m bi n e d   da t a s e t   to   i n c re a s e   qu a l i t y   by   e x e c ut i ng   i m a ge   pre - proc e s s i ng   a n d   a ug m e nt i ng   t a s ks   [1 8] .   T he s e   c ro ppe d   i m a ge s   in   t he   o rga n i z e d   d a t a s e t   w e re   r e s c a l e d   to   norm a l   d i m e ns i ons   of   224 × 224   fo r   i npu t   to   t h e   TL   m e t h od.   A ddi t i ona l l y ,   t he s e   a r e   re s i z e d   w i t hi n   t he   i nt e rv a l   (0 1)   by   s e p a ra t i ng   e a c h   pi xe l   v a l ue   by   22 5.   R e s c a l i n g   ha s   be e n   a ppl i e d   to   nor m a l i z e   t he   i m a ge   d a t a   in   t h e   norm a l   va r i e t y   of   (0 1) .   Ce rt a i n   c l a s s e s   ge t   m or e   i m a g e s   t h a n   ot h e rs ,   w hi l e   s o m e   i m a g e s   w i t h i n   t h e   da t a s e t s   a re   no i s y   a nd   c h a r a c t e r i z e   i ns uff i c i e n t   d a t a   a bo ut   FP.   In i t i a l l y,   no i s e   i m a ge s   w e r e   e xt r a c t e d   f rom   t he   da t a s e t .   A dde d   i m a ge s   ha ve   b e e n   m a de   w i t h   d a t a   a ug m e nt a t i o n   m ode l s   to   a t t a i n   t h e   offs e t   be t w e e n   e a c h   c l a s s .   Conve n t i o na l   i m a g e - a ugm e nt i ng   m od e l s   l i ke   rot a t i on,   z oo m i ng ,   f l i pp i ng ,   a n d   s he a ri ng   a r e   a pp l i e d   for   da t a   a ugm e n t a t i on .   T he   g oa l   is   to   a c hi e v e   s i m i l a r   i m a ge   c oun t s   in   e ve ry   FP   c l a s s   to   i m pr ove   t he   t r a i n i ng   d a t a   di ve rs i t i e s   a n d   e nh a n c e   t he   g e n e ra l i z a b i l i t y   of   t h e   a l gor i t h m .   T hi s   a ugm e n t a t i on   p ha s e   is   c r i t i c a l   in   m a ki n g   a   hi ghe r - qu a l i t y   d a t a s e t   to   t r a i n   a   pre c i s e   FP   c l a s s i fi c a t i o n   m e t hod .   E i t h e r   i m a g e   a ugm e nt a t i on   or   p re - proc e s s i ng   ope r a t i ons   a r e   c a rr i e d   ou t   w i t h   t he   K e r a s   l i br a ry   I m a g e D a t a G e ne r a t o r   c l a s s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A rt i f   I nt e l l     IS S N :   2252 - 8938       F ac i al   par a l y s i s   i m ag e   anal y s i s   f or   s t r ok e   d e t e c t i o us i ng  de e e ns e m b l e   …  ( Ki r u t hi ga   Su br am ani y an )   4077       F i g ure   1.   O v e ra l l   pro c e s s   of   D E T L M - ASDFPI   m e t hodo l ogy       3. 2 .    D C ap s N e t - b as e d   fe a tu r e   e xtr ac t i on   Be s i d e s ,   t h e   D C a ps N e t   m ode l   is   e m p l oye d   for   t h e   fe a t ur e   e xt r a c t i on   pro c e s s   to   l e a rn   c o m pl e x   fe a t ure s   fro m   t he   pre - proc e s s e d   da t a   [19] .   T hi s   m od e l   gi v e s   a   s i gn i fi c a nt   a dv a nt a g e   in   f e a t ure   e x t ra c t i on   t a s ks   be c a us e   it   can   c a pt ur e   s pa t i a l   h i e r a r c hi e s   a nd   pre s e rve   p a r t - w hol e   r e l a t i ons hi ps   in   d a t a .   U n l i k e   c onve nt i ona l   CN N s ,   w h i c h   fa c e   d i ffi c ul t y   ha n dl i ng   vi e w poi n t   di s c r e p a nc i e s   a nd   pos e   c h a ng e s ,   D Ca ps N e t   ut i l i z e s   c a ps ul e s   groups   of   n e uro ns   t h a t   e n c ode   fe a t ur e s '   pre s e nc e   a nd   pos e   i n form a t i on.   T h i s   a l l ow s   t he   ne t w ork   to   r e c og ni z e   obj e c t s   or   p a t t e rns   m or e   r obus t l y,   e v e n   in   o c c l us i o ns   or   t ra n s form a t i o ns .   A dd i t i on a l l y,   D Ca ps N e t ’s   d yna m i c   rout i n g   m e c h a n i s m   b e t w e e n   c a ps u l e s   e na b l e s   e ffe c t u a l   d a t a   pro pa g a t i on,   re s ul t i n g   in   m or e   a c c ur a t e   a n d   c om p a c t   re p re s e nt a t i o ns .   By   c hoos i ng   D C a ps N e t   o ve r   c onv e nt i ona l   m e t ho ds ,   t h e   m e t ho dol og y   c a n   i m p rove   ge ne r a l i z a t i on ,   m i t i g a t e   t he   re qu i r e m e nt   for   e x t e ns i ve   da t a   a ugm e nt a t i on,   a n d   i m pr ove   t h e   i nt e rpr e t a bi l i t y   of   l e a rne d   fe a t ure s .   T hi s   m a ke s   it   pa r t i c ul a rl y   e ffe c t u a l   for   c o m pl e x   t a s ks   s u c h   as   i m a ge   c l a s s i f i c a t i on ,   w h e re   s pa t i a l   re l a t i o ns hi ps   pl a y   a   s i gni fi c a n t   r ol e .   F i g ur e   2   i l l us t ra t e s   t he   ov e r a l l   s t ru c t ure   of   t h e   D Ca ps N e t   m od e l .     T he   D Ca ps N e t   is   ut i l i z e d   to   pr oc e s s   t h e   m e rge d   v a ri a t i on a l   i m a g e .   A c c ord i ng   to   t h e   c ons i s t e n t   s a m pl e s ,   t he y   can   l a s t l y   g a i n   an   e xp e rt   n e t w or k.   T he   D C a ps N e t   for   a ny   va r i a t i on   r e c ogni t i o n   is   a c hi e ve d   in   t he   s u bs e qu e nt   pha s e s :   i )   C hoos e   dua l   ×   s a m p l e s ,   re l a t e   t h e m   d i re c t l y   i nt o   a   × 2   di m e ns i on ,   a nd   ut i l i z e   t h e s e   f or   t h e   ne t w ork   i nput ;   i i )   S e t   t h e   i np ut   w i t hi n   t h e   Conv   l a y e r,   w i t h   s e ve r a l   c onv ol u t i on a l   k e rn e l s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8938   Int   J   A rt i f   I nt e l l V ol .   1 4,   N o.   5 ,   O c t o be r   2025 4074 - 4 089   4078   to   re m ove   v a r i ous   e a s y   f e a t ur e   i nfor m a t i on.   T he s e   m a i n   c a p s   l a ye r   a ddi t i o na l l y   c hoos e s   t h e   re m ov e d   f e a t ure   da t a   a n d   m e rg e s   t h e   f e a t ure   da t a   i nt o   ve c t ors .   T hi s   di g i t   c a p s   l a y e r   s t a nda rdi z e s   t hi s   v e c t or   a nd   c a t e g ori z e s   it   i nt o   a   gro up   of   ve c t ors ;   i i i )   R e s ha p i ng   t hi s   ve c t or   w i t h i n   t he   1D   ve c t ors   a nd   m od i fyi n g   it   to   i n c l ud e   v a ri o us   i m a ge   bl oc ks   of   a   s e l e c t e d   di m e ns i on.   F or m e r l y ,   t he y   a re   i nput t e d   w i t hi n   t he   s ys t e m   in   t he   s a m e   w a y   as   e a r l i e r ;   a nd   i v )   Ca l c u l a t e   t h e   L 2   nor m   f rom   t he   ve c t o rs   to   c l a s s i fy   a nd   g e t   t he   l a s t   c l a s s i fi e r   out c o m e s .             F i g ure   2.   O v e ra l l   s t ru c t u re   of   D Ca ps N e t   m e t ho dol o gy       T he   ne u rons   in   e ve r y   l a y e r   w e re   s e pa ra t e d   i n t o   c l us t e rs ,   s uc h   as   c a ps u l e s .   T he   c on ve n t i o na l   n e uron   out pu t   is   r e s ha p e d   a nd   i m prov e d   l i ke   a   ve c t or .   T he   pa t h   c o ns i s t e n c i e s   m o de l   m a i nt a i ns   t he   e nt i t y' s   pos i t i on   i nfor m a t i on   a nd   a ddi t i o na l   i nfor m a t i on.   T he   t ra i n i ng   of   t he   ne t w ork   h a s   be e n   c a l c ul a t e d   by   e m p l oy i ng   di ffe r e n t   fu nc t i ons   c o nve n t i o na l l y   by   ut i l i z i ng   t he   t a s k   (1) .       = ma x ( 0 , + | | | | ) 2 + ( 1 ) ma x ( 0 , | | | | ) 2   (1)     On   t he   o t he r   ha n d,     s i g ni f i e s   a   k i nd   of   c l a s s i fi c a t i o n,   a nd     de not e s   a   p a ra m e t e r.   If     oc c urs ,     is   1,   or   0 . + = 0 . 9 , = 0 . 1   re p re s e nt s   m i s s i ng   c a s e s   in   t he   c urre nt   c l a s s i f i c a t i on   c on di t i ons .     is   n a m e d   t h e   m a rg i n a l   l os s .   In   Ca ps N e t ,   t he   r e c o ns t ru c t i on   l os s   is   i n t e gra t e d   w i t h   t h e   m a rgi n   l os s   to   i m pro ve   c l a s s i f i c a t i on   a c c ura c y   a nd   l e a rn e d   re pr e s e n t a t i o ns '   qua l i t y .   T h e   l os s   func t i on   e nf orc e s   m a rg i n - b a s e d   re g ul a ri z a t i on ,   prom o t i ng   i n t r a - c l a s s   c om pa c t n e s s   a n d   i nt e r - c l a s s   s e pa r a t i on,   w i t h   t h e   hype rpa r a m e t e r     b a l a nc i ng   t h e s e   t e r m s   for   e nha nc e d   m od e l   pe rfor m a n c e   in   t a s ks   l i k e   m e t r i c   l e a rni n g.     3. 3 .    En s e mb l e   c l as s i fi c at i on   p r oc e s s   An   e ns e m b l e   TL   m ode l   i nvo l ve s   t hr e e   c l a s s i f i e rs   f or   t he   s t ro ke   d e t e c t i on   pro c e s s :   G RU ,   D CN N ,   a nd   S S A E .   An   e ns e m bl e   TL   m o de l   i n t e gr a t i ng   G RU ,   D CN N ,   a nd   SSAE   pr e s e n t s   a   ro bus t   a ppro a c h   to   s t ro ke   de t e c t i on   by   ut i l i z i ng   t he   m e ri t s   of   e ve ry   m ode l   t ype .   G RU   is   h i gh l y   e ffi c i e nt   for   c a pt uri n g   s e q ue n t i a l   de pe nde n c i e s   in   t i m e - s e r i e s   da t a ,   s uc h   as   E E G   s i gn a l s   or   pa t i e nt   h i s t or y,   a l l ow i n g   it   to   d e t e c t   t e m pora l   pa t t e rns   c ru c i a l   for   s t rok e   d e t e c t i on .   D CN N   ou t pe rf orm s   in   e xt r a c t i ng   s pa t i a l   fe a t ur e s   fr om   i m a g e s ,   s uc h   as   M RI   or   CT   s c a ns ,   m a ki n g   it   i d e a l   for   de t e c t i ng   s t roke - re l a t e d   a no m a l i e s   in   m e di c a l   i m a gi ng .   On   t he   c o nt r a ry,   SSAE   is   prof i c i e n t   in   l e a r ni ng   s p a rs e ,   h i gh - l e v e l   r e pr e s e nt a t i ons   fr om   uns t ruc t ur e d   da t a ,   w h i c h   a s s i s t s   in   de t e c t i ng   s ubt l e   f e a t ure s   a nd   p a t t e rns   t h a t   m a y   not   be   e a s i l y   di s c e rni b l e .   T h e   e ns e m bl e   a ppr oa c h   i m p rove s   t h e   m ode l ' s   pe r form a n c e   by   i n c orpor a t i ng   t h e   c om pl e m e nt a r y   m e ri t s   of   t h e s e   di ve rs e   m ode l s ,   e n ha n c i n g   a c c ura c y ,   robus t ne s s ,   a nd   g e ne r a l i z a t i on   r e l a t e d   to   s i n gl e - m ode l   m e t h ods .   T hi s   i nt e gra t i o n   c onf i r m s   t ha t   di ve rs e   f a c e t s   of   t h e   s t rok e   d e t e c t i o n   pr oc e s s ,   s u c h   as   t e m p ora l ,   s p a t i a l ,   a nd   a bs t r a c t   fe a t ur e   e x t ra c t i on,   a re   opt i m a l l y   a ddre s s e d.     3. 3 . 1.   G R U   c l as s i f i e r     G RU s   a r e   an   r e c urre n t   ne ura l   ne t w ork   ( RN N )   s t r uc t ure   a ppl i e d   to   pr oc e s s   s e que n t i a l   d a t a   [20] .   G RU s   w e re   i ni t i a l l y   pr e s e n t e d   as   an   e a s i e r   s ubs t i t ut i on   fo r   t h e   m ore   c o m pos i t e   l on s hort - t e rm   m e m o ry  ( L S T M )   s ys t e m .   G RU s   w e re   i n t e n de d   to   t a c kl e   t he   p robl e m   of   va n i s hi ng   gra di e nt s   t ha t   m a y   oc c ur   in   nor m a l   RN N s .   If   t he   l os s   f unc t i o n   gra d i e n t   be c o m e s   i n a d e qua t e ,   u pgra d e   t h e   ne t w ork   pa ra m e t e rs   e ffi c i e nt l y.   T he   G RU   s t ru c t ure   c ont a i ns   g a t e   m e c ha n i s m s   c o nt ro l l i ng   t he   s ys t e m ' s   i nf orm a t i on   f l ow .   T he   g a t e ,   us ua l l y   an   upda t e   g a t e   a nd   a   re s e t   g a t e ,   c ont r ol s   w ha t   a m oun t   of   t h e   pr e c e di ng   c ond i t i on   h a s   be e n   m a i n t a i ne d   a nd   w h a t   a m ou nt   of   or i gi na l   i nfor m a t i o n   is   i n c orpor a t e d   w i t hi n   t he   pre s e n t   c on di t i on .   T h e   re s e t   g a t e   c on t rol s   w h i c h   c om p one n t s   of   t he   pri o r   c on di t i on   m us t   be   f orgo t t e n.   In   c o nt ra s t ,   t h e   upd a t e   g a t e   re g ul a t e s   t h e   a m oun t   of   t he   ori gi n a l   i n put   t h a t   m us t   be   i nc l ude d   in   t h e   pre s e nt   c ond i t i on .   T he   c r i t i c a l   f e a t ur e   of   G RU s   is   t h e i r   c a pa bi l i t y   to   d i s c a r d   or   m a i n t a i n   d a t a   fro m   t he   pr e c e di n g   t i m e   ph a s e ,   w hi c h   m a k e s   t h e m   e ff i c i e nt   f or   d e m o ns t ra t i n g   l onge r - t e rm   d e p e nde nc i e s   in   s e que nt i a l   d a t a .   G RU s   w e re   e x pos e d   to   s urp a s s   ot h e r   RN N   t e c hn i qu e s   t hrou gh   va ri o us   t a s ks   s u c h   as   s pe e c h   r e c og ni t i on ,   m a c h i ne   t r a ns l a t i o n,   a nd   l a ngu a g e   m od e l l i ng .   T h e y   w e r e   u t i l i z e d   in   di ffe r e n t   a ppl i c a t i ons   in   s i gn a l   pro c e s s i ng   a nd   CV ,   i n c l u di ng   a no m a l y   de t e c t i on ,   i m a ge   c a p t i on i ng ,   a nd   m us i c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A rt i f   I nt e l l     IS S N :   2252 - 8938       F ac i al   par a l y s i s   i m ag e   anal y s i s   f or   s t r ok e   d e t e c t i o us i ng  de e e ns e m b l e   …  ( Ki r u t hi ga   Su br am ani y an )   4079   ge ne r a t i on .   G RU s   a r e   ve rs a t i l e   a nd   pow e r ful   de vi c e s   for   de m ons t r a t i ng   s e qu e nt i a l   d a t a ,   a nd   t h e i r   e f fi c i e nc y   a nd   s i m pl i c i t y   m a k e   t h e m   a   s t a nd a rd   s e l e c t i on   in   t he   DL   a r e a .   F i g u re   3   s how s   t h e   i nfr a s t ru c t u re   of   t he     G RU   m o de l .           F i g ure   3.   G RU   a r c h i t e c t ure       3. 3 . 2.   DCNN   C l as s i fi e r   T he   D CN N   ne t w ork’s   fi na l   l a ye r   is   S oft M a x,   us i ng   s i m i l a r   ne t w ork   nod e   c o unt s   for   t h e   nu m be r   of   t ra i ni ng   da t a   c l a s s i f i c a t i ons   [21 ] .   A f t e rw a rds ,   t he   t ra i ni ng   w a s   fi n i s he d ,   a nd   t he   fi n a l   l a ye r   ou t put   of   t he   ne t w ork   w a s   c h os e n   to   re m ov e   t h e   i m a ge   f e a t ur e s .   T ypi c a l l y ,   t h e   gr e a t e r   t he   ne t w ork   a rc h i t e c t ure ,   t he   m ul t i p l e   n e t w or k   l a ye rs ,   a n d   t h e   a d di t i on a l   p a r a m e t e rs   to   be   s t udi e d,   t he   l a r ge r   t he   ove r fi t t i n g   prob a bi l i t y   a n d   t he   s l ow e s t   t ra i ni ng   s pe e d .   H ow e ve r ,   t h e   t ra i ni ng   m i gh t   n ot   fu nc t i on   w he n   t h e   ne t w ork   c on t a i ns   m i n i m a l   l a y e rs .   In   g e ne ra l ,   t hi s   w ork   a pp l i e s   a   ne t w ork   f ra m e w or k   w i t h   t hr e e   c onv ol u t i on   l a ye rs .   F i g ure   4   d e p i c t s   t h e   s t ruc t ure   of   t h e   D CN N   m ode l .             F i g ure   4 .   S t ruc t ure   of   D CN N   m od e l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8938   Int   J   A rt i f   I nt e l l V ol .   1 4,   N o.   5 ,   O c t o be r   2025 4074 - 4 089   4080   T he   D CN N   w i t h   t hre e   c o nvol u t i o na l   l a ye rs   h a s   be e n   a p pl i e d.   Be s i de s   t he   c onvo l ut i on a l   l a y e r,   d ua l   ful l y   c on ne c t e d   (F C)   l a ye rs   e xi s t ,   a l l   of   w hi c h   can   be   a c c o m pa ni e d   by   t h e   p ool i ng   l a y e r   (s ub - s a m pl i ng   l a y e r) .   T he   i nput   i m a ge   is   an   i m a g e   of   a   s o l i t a ry   t a rg e t   of   80 × 10 0   d i m e ns i ons .   T h e   pri m a r y   D CN N   l a y e r   re pre s e nt s   t he   c on vol u t i o na l   l a y e r   r e l a t e d   to   t h e   i npu t   a nd   is   r e pr e s e n t e d   by   c on vol u t i o na l   l a y e r .   T he   i np ut   of   a   s o l i t a ry   t a rg e t e d   i m a ge   can   be   c onvo l ut e d   w i t h   t w e nt y - four   f i l t e r s   to   pre s e nt   t w e n t y - fou r   fe a t ur e   m a pp i ng   w i t h   G a us s i a n   f i l t e rs .   T h i s   ne t w ork   u t i l i z e s   du a l   t ype s   of   c on vol ut i on a l   k e rn e l s   of   v a ri o us   di m e ns i ons .   T he   di m e ns i ons   of   t h e   g re a t e r   r e c t a n gl e   bo x   w i t h i n   t he   f i gur e   a r e   5 × 5.   A dd i t i ona l l y ,   t h e   d i m e ns i ons   of   t he   l e s s e r   re c t a ng l e   b ox   c or re s pon d   to   t he   d i m e ns i ons   of   t he   c onv ol u t i ona l   ke r ne l s   of   3 × 3,   a n d   t h e   di m e ns i ons   of   t h e   c onvo l ut i ona l   ke rn e l   of   t h e s e   l a ye rs   a r e   5 × 5.   T h e   c onv ol ut i ona l   pha s e   d i m e ns i o ns   a r e   one .   F or   t he   c onvo l ut i ona l   fun c t i on   to   o pe r a t e   by   t h e   pi x e l s   by   t he   i m a g e   e dg e ,   t he y   f i l l e d   in   t w o - p i x e l   w i d t hs   (pa ds )   on   e ve ry   i m a ge   s i d e .   T he n ,   c onvo l ut i on a l   l a ye r   c on t a i ns   t w e nt y - four   c on vol u t i o na l   s a m pl e s ,   a nd   e v e ry   c onvo l ut i on   ke rn e l   ne e ds   5 × 6   p a r a m e t e rs .   O n e   of   t he   pa r a m e t e rs   is   26 × 2 8,   so   t h e   t o t a l   pa ra m e t e r   c oun t   for   c onv ol u t i on a l   l a ye r   is   26 × 28 .   T he   S oft M a x   c l a s s i fi e r   ha s   be e n   u t i l i z e d   w i t hi n   t h e   o ut put   l a ye r.   U nl i ke   l og i s t i c   re gr e s s i on ,   w h i c h   c a n   ha ndl e   no n - l i ne a r   b i na ry   c l a s s i f i c a t i on   i s s ue s ,   S oft M a x   can   ha nd l e   m u l t i pl e   c l a s s i f i c a t i on   d i ff i c u l t i e s .   A   s i ngl e   i ns t a n c e   can   re l a t e   to   a   c l a s s ;   c l a s s e s   a r e   e q ua l l y   e xc l u s i ve .   T h e   nod e   c ount s   a r e   s i m i l a r   for   t h e   nu m be r   of   tr a i ni ng   d a t a   c l a s s e s .   T he   a c t i va t i o n   f unc t i ons   of   e v e ry   FC   l a ye r   a nd   c onvo l u t i on a l   l a y e r   a r e   r e c t i f i e d   l i n e a r   un i t   ( R e LU ) .   T he   f unc t i on   of   R e L U   d e no t e s   a   non - l i n e a r   a c t i v a t i on   fu nc t i on,   a nd   t h e   fu nc t i on   of   R e L U   is   s i gni f i c a nt l y   l e s s   m a t he m a t i c a l l y   t h a n   a no t he r   fu nc t i on .   U t i l i z i ng   t h e   f unc t i on   of   R e L U   w i l l   c a us e   nu m e rous   n e t w ork   p oi n t s   to   out pu t   z e ro ,   so   it   c on t a i ns   a   pa r t i c ul a r   s e l f - c ons c i ous n e s s   r e s ul t i ng   in   ove rfi t t i ng.     3. 3 . 3.   SSAE   c l as s i f i e r   An   SAE   is   a   s t a nda r d   3 - l a ye r   A N N ,   w hi c h   c a n   ut i l i z e   uns upe rvi s e d   l e a rn i ng   to   a c qui r e   a   c om p re s s e d   i np ut   d a t a   c od e   [22 ] .   T h e   c om p re s s e d   c od e   r e c o gni z e s   t h e   d i m e ns i on   d e c r e a s e   of   t h e   r a w   i n put .   S i gni f i c a nt l y,   t h e   AE   is   a   gr e a t   f e a t ure   e x t ra c t i on   f or   t he   DL   ne t w o rk.   F i g ur e   5   de m ons t r a t e s   t he   a rc hi t e c t ur e   of   t h e   SSAE   m od e l .             F i g ure   5.   A r c hi t e c t ur e   of   t h e   SSAE   a ppro a c h       In   g e ne r a l ,   an   SAE   is   bui l t   fro m   e nc odi n g     a n d   d e c o di ng   .       : = (  + )   (2)     : = (  + )   (3)     H e re ,   , ,   a nd   , , '   de not e   t h e   w e i ght ,   b i a s   v e c t or ,   a nd   a c t i va t i o n   fu nc t i on   of   t h e   e n c od e r   a nd   d e c o de r   proc e s s .     m e a ns   an   i np ut .     re f e rs   to   c om pre s s e d   c od e .     d e not e s   t he   r e c o ns t ru c t i on   ve c t or.   T h e   SAE   c a n   c onve r t   an   i npu t     i n t o   t h e   l a t e nt   v a ri a bl e     a nd   r e bu i l d     ov e r   t he   d e c od i ng .   T he r e for e ,   t h e   obj e c t i v e   of   AE   is   to   foc us        a nd   ,   w hi c h   p e r m i t s   an   ou t put   of   de c od i ng   to   i m prov e     t he   n e w   i npu t .   F or   an   a s s u m e d   p a i r   of   da t a   ,   t h e   re c ons t ruc t i on   e rror   of   m a t he m a t i c a l   for m ul a t i on   as   m e n t i on e d   i n   (4) .     ( , ) = 2 = [ (  + ) + ] 2   (4)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A rt i f   I nt e l l     IS S N :   2252 - 8938       F ac i al   par a l y s i s   i m ag e   anal y s i s   f or   s t r ok e   d e t e c t i o us i ng  de e e ns e m b l e   …  ( Ki r u t hi ga   Su br am ani y an )   4081   T he   s t a c k e d   s e l f‐ e nc ode r   s ys t e m   c on t a i ns   n um e rous   AE   l a y e rs ,   w hi c h   e m pl o y   an   o ut pu t   of   pr e vi ous   AE   l a ye rs   as   an   i n put   f or   t he   c ons e que n t   on e .   I   d e not e   t he   n um be r   of   s a m p l e s   f or   a   c o m pl e t e   s e t   of   t r a i n i ng   s a m pl e s ,   ( ) .   T he   l os s   fun c t i ons   f or   S A E   a re   i n   (5) .       ( , ) = 1 [ = 1  ( )   (5)     H e re ,     de not e s   a   s u m   of   s a m pl e s ,        s i gni f i e s   t he   e qu i va l e n t   l a be l   of   .   T h e   r e gul a ri z a t i o n   of   w e i gh t   a t t e nu a t i on   is   t h e   2 nd   t e r m   e m pl oye d   for   pr e v e nt i ng   ov e r - fi t t i ng   of   t h e   m e t hod ,   a nd     re fe rs   to   w e i gh t   a t t e nu a t i on   co - e ffi c i e nt   a nd   is   ut i l i z e d   to   r e gul a t e   t he   r e l a t i v e   w e i ght   of   1 st   a nd   2 nd   t e rm s .     a nd     i nd i c a t e   t he   t o t a l   a m ou nt   of   n e urons   in        l a y e r,   a nd      re f e rs   to   t he   c on ne c t i on   w e i ght   a m ong   t he   ne ur ons   in   dua l   l a ye rs .   T he   f e a t ure ' s   s pa rs i t y   is   a t t a i ne d   by   i nc l ud i ng   w ords   in   ( 6),   a n d   t h e   c o m pl e t e   fe a t u re   e xt r a c t or   proc e dure   is   e nha n c e d.   N e x t ,   t he   l os s   f unc t i o n   of   s t a nd a rd   s t a c k e d   S A E   (S S A E s )   h a s   b e e n   (7 ) .         ( , ) = ( , ) + 2 = 1 ( ̂ j )   (6)      ( ̂ j ) = l o g   ̂ j + ( 1 )   l o g   1 1 ̂ j     (7)     H e re ,   t h e   s y m bo l s          c orr e s pond i ngl y   re pr e s e n t   t h e   c ons t a n t   of   s pa rs e n e s s   a nd   di v e rg e nc e .   2   de no t e s   t he   a m oun t   of   h i dd e n   l a ye r   ne urons .   ̂   re f e rs   to   t h e   v a l u e   of   m e a n   a c t i va t i o n.       3. 4 .    H O A - b as e d   p ar a me t e r   op ti mi z e r   E ve n t u a l l y,   t he   HOA   is   e m pl oye d   for   t he   o pt i m a l   p a ra m e t e r   t uni n g   of   t he   t hr e e   e ns e m bl e   t e c hni qu e s   [23] .   T h e   HOA   is   a   nov e l   m e t a he uri s t i c   i ns p i re d   by   t h e   b e h a vi our   of   h i ppop ot a m us e s   in   t h e i r   n a t ur a l   ha b i t a t .   It   is   pa r t i c ul a rl y   e ffe c t i ve   in   pa r a m e t e r   op t i m i z a t i on   du e   to   its   un i que   b a l a n c e   be t w e e n   e x pl or a t i on   a nd   e xpl o i t a t i on .   T h e   a l g ori t hm ' s   a b i l i t y   to   m i m i c   t h e   dyna m i c   m ove m e nt   p a t t e rns   of   hi ppos - a l t e rn a t i ng   be t w e e n   gra z i ng   in   op e n   fi e l ds   a nd   d i vi n g   u nde rw a t e r - m a k e s   it   hi g hl y   s ui t e d   for   n a vi g a t i ng   c o m p l e x ,   hi gh - di m e ns i on a l   s e a rc h   s pa c e s   w i t h   l oc a l   a nd   gl o ba l   op t i m a .   Com p a re d   to   t r a d i t i ona l   t e c hni que s   l i k e   ge n e t i c   a l gor i t h m s   or   pa r t i c l e   s w a r m   opt i m i z a t i on   (P S O ) ,   HOA   s how s   be t t e r   robus t ne s s   in   a vo i di ng   p re m a t ure   c onv e rge nc e   a n d   c a n   m or e   e ffe c t i ve l y   h a ndl e   m ul t i m od a l ,   no i s y,   a nd   unc e rt a i n   obj e c t i v e   f unc t i ons .   I t s   s i m pl i c i t y   a nd   re l a t i v e l y   f e w e r   c ont r ol   pa ra m e t e rs   m a k e   i m pl e m e n t i n g   a nd   t u ni ng   fo r   d i v e rs e   op t i m i z a t i on   t a s ks   e a s i e r.   T he r e for e ,   HOA   off e rs   an   a p pe a l i ng   a l t e rn a t i v e   w he n   t a c kl i ng   i nt r i c a t e   a nd   h i gh - d i m e ns i o na l   pa ra m e t e r   op t i m i z a t i on   pr obl e m s .   F i g ure   6   s how s   t he   s t e ps   i nvol v e d   in   t h e   HOA   m e t ho dol o gy.             F i g ure   6.   S t e ps   i nvo l v e d   in   t h e   HOA   a ppr oa c h       T he   HOA   m o de l   is   be t w e e n   t he   m os t   of t e n   a p pl i e d   a n d   a dv a n c e d   bi o - i ns p i re d   m e t a he uri s t i c   opt i m i z a t i on   a l gori t h m s   for   s ol vi ng   c o m pos i t e   opt i m i z a t i on   i s s ue s .   T hi s   m e t hod   ha s   b e e n   s t i m ul a t e d   by   t h e i r   he rds '   d e fe n c e   m e c ha n i s m s   a nd   s oc i a l   be h a vi our.   T he   HOA   m ode l   c on t a i ns   3   s t a ge s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8938   Int   J   A rt i f   I nt e l l V ol .   1 4,   N o.   5 ,   O c t o be r   2025 4074 - 4 089   4082   i)   P ha s e   1:   hi p popot a m us e s   upda t e l oc a t i on  i n   t h e   pond   or   ri v e r   T hi s   s t a ge   t a rge t s   di s c ove r i ng   t he   s e a rc h   s p a c e   c orre s po ndi ng   to   how   h i ppos   m ov e   n e a r   t he i r   s urroundi n gs ,   t h e   w a t e r.   H e nc e ,   t he   l o c a t i on   a nd   m ov e m e n t   of   i ndi v i du a l   m a l e s   ( ) ,   f e m a l e s ,   a nd   t h e   dom i na n t   hi pp o   ( )   c on t ro l   t h e   e xp l or a t i on   pro c e s s .   In   (14) ,   t h e     d e m ons t ra t e s   t he   i de a l   s ol ut i on   to   t ra v e l l i ng   a n ot h e r   e nt i t y   to   i t s   a re a .   T h e s e   di s t a nc e s   a re ,   in   s e q ue n c e ,   a   f unc t i on   of   not   j us t   t he   dom i n a nt   hi ppo   bu t   a l s o   a r bi t r a ry   v e c t ors   ( ) .   ( ) ,   a n d   ( 1 )   a nd   an   i n t e g e r   ( 1 )   s i gni fy i ng   i n t ri ns i c   v a ri a bi l i t i e s   w i t ne s s e d   in   e xp l or a t i on.         :    =  + 1 . ( 1  )   (8)     W he n   a   fe m a l e   or   m a l e   hi ppopo t a m us ' s   l oc a t i on   l e a ds   to   a   l a r ge r   va l ue   of   t he   ob j e c t i ve   func t i o n   t ha n   t h e   hi ppo' s   pre s e nt   dom i na nc e ,   t he   do m i n a nt   l o c a t i on   is   s u bs t i t u t e d   w i t h   t h a t   i nd i vi d ua l   l o c a t i on .   T he s e   m e c ha n i s m s   e ns ur e   t h a t   t h e   e xp l ora t i o n   pr oc e s s   c o ns t a nt l y   s e a rc h e s   fo r   i m p rove d   s o l ut i ons .   ii)   P ha s e   2:   t h e   d e f e nc e   a c t   of  h i ppo pot a m us   a g a i ns t   pre d a t o rs   ( e xpl o ra t i on)   T he   de f e nc e   m e t hod   is   a c qui r e d   if   t h e r e   is   s o m e t hi ng   to   de fe n d   a g a i ns t ;   f or   e xa m pl e ,   t h e   fl o c k   i de n t i f i e s   c ro c odi l e s   f rom   t h e   N i l e .   Ins t a n t   de fe n c e   fro m   t h e   hun t e r   ha s   b e e n   a s s u m e d ,   t oge t h e r   w i t h   l oud   voc a l i z a t i on .   In   (9)   r e pr e s e nt s   t h e   fa s t   t ry   ne a r   t he   da ng e r.   T h e   a rbi t ra ry   pre da t or' s   m ov e m e nt     ( :  )   c a n   be   re pre s e nt e d   by   a   ra n dom l y   ge n e ra t e d   ve c t or   ( 8 )   ra n ge   b e t w e e n   (0 - 1)   i ns i de   t h e   l ow e r   ( )   a nd   uppe r   ( )   bounds   of   t h e   d e c i s i on   va r i a b l e s   at   ( ) .   M ore ov e r,   i (1 0)   re pre s e nt e d   t he   m odi f i c a t i on   in   t h e   di s t a n c e   be t w e e n   hi pp os   a nd   pre d a t o rs   a f t e r   t h e   s e l f - d e f e nc e   m e c h a ni s m .      : :  + 8 ( ) , = 1 , 2 , ,   (9)     = | :  : |   (10)     iii)   P ha s e   3:   hi p popot a m us   e s c a pe d   fro m   t h e   pr e d a t or     T he   hi pp os   m i ght   e s c a p e   by   ove r c o m i ng   pr e da t or   a s s a ul t s   or   c ond i t i ons   in   w hi c h   t he y   c a n' t   i nt e ns i fy   an   a d e qu a t e   de fe n c e   to   s a fe r   r e gi ons .   A c c ur a t e l y,   t he s e   s t o c ha s t i c   re fu gi a   a r e   de m ons t ra t e d   to   pr e t e nd   t he   ra ndo m ne s s   of   e s c a pi ng   pa t hs .   M e a nw h i l e ,   an   ori g i n a l   pos i t i on   of fe rs   an   i m prov e d   obj e c t i v e   fu nc t i on   va l ue ,   re pre s e nt i ng   a   s upe ri or   s ol u t i o n.   T h e s e   c oul d   d e s c ri be   how   a   hi ppo   e s c a p e s ,   re p re s e nt i ng   an   e ff e c t i v e   e s c a pe .   T he   HO   m od e l   is   an   a dva n c e d   o pt i m i z a t i o n   a l go ri t hm   i ns p i re d   by   t he   l i f e   h a bi t s   a nd   be ha v i ors   of   hi ppos ,   s u c h   as   t he i r   de f e ns i v e   m e c h a ni s m s   a nd   grou p   dyn a m i c s .   It   e ff i c i e n t l y   a ddre s s e s   c o m p l e x   opt i m i z a t i on   prob l e m s   by   s i m ul a t i ng   t he s e   b i ol o gi c a l   s t ra t e gi e s ,   i m prov i ng   b ot h   t h e   rob us t n e s s   a nd   a da p t a b i l i t y   of   t he   s e a rc h   p roc e s s .   T h rough   i t e r a t i ve   s t a g e s ,   t h e   m od e l   r e fi n e s   its   s ol u t i o ns ,   m a ki ng   it   pa rt i c u l a r l y   e ff e c t i v e   in   t a c kl i ng   c h a l l e n gi ng   op t i m i z a t i on   t a s ks .   I t s   a bi l i t y   to   b a l a n c e   e xp l or a t i on   a nd   e xpl o i t a t i on   e nh a nc e s   p e rfor m a nc e   a c r os s   va r i ous   dom a i n s .   T he   ne x t   is   t he   fl ow c ha r t   a nd   ps e ud oc od e   i l l us t ra t i ng   t he   H OA   m od e l   a s   s h ow i A l gor i t h m   1 .       A l gori t hm   1 .   P s e udoc ode   of   HOA   S t a rt   D e s c ri b e   t h e   o pt i m i z a t i o n   p robl e m   a va i l a bl e .   E s t a b l i s h i ng   t h e   m a xi m a l   i t e ra t i on   c ount s   re pre s e nt e d   as   i t   a nd   de t e r m i n i ng   t h e   num be r   of   hi p popot a m us e s   m e n t i on e d   as   N ”.   G e ne r a t i ng   t h e   i ni t i a l   hi p popot a m us   po pul a t i on   a nd   e va l ua t i n g   t h e   m a i n   fun c t i ons   of   t hi s   pri m a r y   g roup .   F or   = 1 ,   it   U pda t e d   t h e   l oc a t i on   of   t h e   do m i na n t   h i ppos   by   t h e   s t a nd a rd   of   m a i n   fu nc t i on   v a l u e   c ond i t i on   S t a ge 1:   upd a t e t he   l oc a t i on   of   t he   h i ppos   w i t h i n   t h e   p ond   or   ri v e r   F or   = 1 : / 2   Com pu t e   a   nov e l   l oc a t i on   f or     h i ppos   U pda t e d   t h e   l oc a t i on   for     hi ppos   E nd   for   S t a ge 2:   hi p popot a m us   d e fe ns e   a g a i ns t   pr e d a t ors   F or   = 1 + / 2 :   M a ke   a r bi t ra ry   l oc a t i ons   fo r   pr e d a t or   Com pu t e   a   nov e l   l oc a t i on   f or     h i ppos   U pda t e d   t h e   l oc a t i on   for     hi ppos   E nd   for   S t a ge 3:   hi p popot a m us   e s c a pe d   fro m   t h e   pr e d a t or   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A rt i f   I nt e l l     IS S N :   2252 - 8938       F ac i al   par a l y s i s   i m ag e   anal y s i s   f or   s t r ok e   d e t e c t i o us i ng  de e e ns e m b l e   …  ( Ki r u t hi ga   Su br am ani y an )   4083   Com pu t e   n e w   bo unda ri e s   of   t h e   va r i a b l e ' s   d e c i s i on   F or   = 1 :   Com pu t e   t h e   nov e l   l o c a t i on   for     hi pp os   U pda t e d   t h e   l oc a t i on   for     hi ppos   E nd   for   S a vi ng   t h e   opt i m um   c a ndi da t e   pe r form a n c e   foun d   so   fa r   E nd   for   O ut put   t h e   opt i m um   s ol u t i ons   for   t h e   pri m a r y   f unc t i on   E N D     T he   HOA   r a i s e s   a   f i t n e s s   fu nc t i on   (F F )   to   ge t   s upe r i or   c l a s s i fi c a t i on   pe rf orm a nc e s .   It   i de n t i f i e s   a   pos i t i ve   i nt e ge r   to   s i gn i fy   t he   g re a t e r   i m pl e m e n t a t i on   of   t he   c a n di d a t e   ou t c o m e s .   In   t hi s   w or k,   t h e   re duc t i on   of   t h e   c l a s s i f i e r   e r ror   ra t e   c a n   be   e x a m i n e d   as   t he   FF,   as   i nd i c a t e d   in   (11) .         ( ) =      ( ) =  .             .     × 100   (11)       4.   R ES U LT   A N A LY S I S   AND   DISCUSSIO N   T he   D E T L M - A S D F P I   t e c h n i q u e ' s   a n a l y s i s   is   s t ud i e d   us i n g   t w o   d a t a s e t s :   t h e   M E E I   d a t a s e t   [ 2 4]   a n d   t h e   YFP   d a t a s e t   [2 5] ,   [2 6 ] ,   wh ich   a r e   c o m b i n e d   to   c r e a t e   a   b a l a nc e d   d a t a s e t ,   as   r e p r e s e n t e d   in   T a b l e   1.   F i g ur e   7   s how s   pe rf orm a n c e   e v a l u a t i on   of   t h e   D E T L M - ASDFPI   M e t hod   on   t h e   t e s t   d a t a b a s e .   F i g ure s   7 ( a )   a nd   7 ( b )   di s pl a ys   t he   c onf us i on   m a t ri c e s   w i t h   a c c ura t e   c l a s s i fi c a t i on   a nd   re c ogn i t i on   of   a l l   6   c l a s s   l a be l s   on   a   70 : 30   T RA S T / T E S S T .   F i g ur e   7 ( c )   s how s   t he   s t u dy   of   pr e c i s i on - re c a l l   c urv e ,   re pr e s e n t i n g   gre a t e r   pe rfor m a n c e s   ove ra l l   of   6   c l a s s   l a be l s .   E v e nt u a l l y ,   F i g u re   7 ( d )   d e m ons t r a t e s   t he   s t udy   of   re c e i v e op e ra t i n c ha r a c t e r i s t i c   ( RO C ) ,   s i gn i fyi ng   e ff i c i e n t   v a l u e s   w i t h   b e t t e r   va l ue s   of   RO C   for   di ff e r e nt   c l a s s e s .     T a b l e   2   a nd   F i g ur e   8   s i g ni fy   t h e   c l a s s i fi e r   s t udy   of   t h e   D E T L M - ASDFPI   m e t hodo l ogy   und e r   70%T RA S T   a nd   30 %T E S S T .   T h e   f i ndi ngs   s t a t e d   t h a t   t h e   D E T L M - ASDFPI   m e t hodo l ogy   a ppr opri a t e l y   i de n t i f i e d   t h e   s a m pl e s .   W i t h   70 %T RA S T ,   t h e   D E T L M - A S D F P I   a pproa c h   p rovi de s   a ve r a ge   ,    ,   ,    ,   a nd      of   9 7. 06 %,   91 . 20% ,   9 1. 2 0%,   98 . 24% ,   a nd   91. 17 %,   r e s pe c t i ve l y .   M e a nw h i l e ,   w i t h   30 %T E S S T ,   t h e   D E T L M - ASDFPI   t e c hn i que   off e rs   a v e ra ge   ,    ,   ,    ,   a nd      of   96 . 93% ,   90 . 82% ,   90. 8 3%,   98 . 15 %,   a n d   9 0. 8 1%,   c orre s p o ndi ng l y.   In   F i g ur e   9,   t h e   t ra i ni ng     (T RA A C)   a nd   v a l i da t i on     (V L A A C)   va l ue s   of   t h e   D E T L M - ASDFPI   t e c hni que   a re   d i s pl a ye d .   T h e   ra t e   of     is   e s t i m a t e d   for   0 - 100   e po c h   c ount s .   T h e   fi gu re   unde r l i n e d   t h a t   t h e   v a l u e s   of   T RA A C   a nd   V L A A C   d i s pl a y   an   i n c re a s i n g   t re n d,   w hi c h   i nfor m e d   t he   c a p a bi l i t y   of   t he   D E T L M - ASDFPI   t e c hn i qu e   w i t h   e nha n c e d   e xe c u t i on   ov e r   v a r i ous   i t e ra t i o ns .   M ore ove r ,   t h e   T RA A C   a nd   V L A A C   s t a y   n e a re r   ov e r   t h e   e po c hs ,   w hi c h   s how s   m i n i m u m   ove r fi t t i n g   a nd   di s p l a ys   gr e a t e r   e xe c ut i on   of   t h e   D E T L M - ASDFPI   m od e l ,   p rom i s i ng   c ons t a nt   pre di c t i o n   on   unno t i c e d   s a m pl e s .     In   F i g u re   10 ,   t he   T RA   l os s   (T RA L S )   a nd   V L A   l os s   (V L A L S )   gra p h   of   t he   D E T L M - ASDFPI   a ppro a c h   is   e xhi b i t e d .   T h e   r a t e   of   l os s   is   e s t i m a t e d   for   0 - 100   e po c hs .   T he   r a t e   of   T RA L S   a nd   V L A L S   e xhi b i t s   a   r e duc i ng   t re nd,   i nfo rm i ng   t he   c a pa b i l i t y   of   t h e   D E T L M - ASDFPI   a ppr oa c h   to   ba l a n c e   a   t ra de - of f   be t w e e n   da t a   f i t t i ng   a n d   ge ne r a l i z a t i on.   M ore ove r ,   t he   c on s t a nt   re d uc t i on   in   l os s   ra t e   gua r a n t e e s   s upe r i or   pe rfor m a nc e s   of   t h e   D E T L M - ASDFPI   t e c hni que   a n d   f i ne - t u ni ng   of   t h e   pr e di c t i on   va l u e s   ov e r   t i m e .   T a b l e   3   pr e s e n t s   a   c om p a ri s o n   s t u dy   of   t h e   D E T L M - ASDFPI   m e t hod   w i t h   c urr e nt   t e c hn i qu e s   [18 ] ,   [27] .   T h e   V G G 16   N e t   m ode l   a t t a i ns   93 . 10%   ,   w hi l e   P H CN N - L S T M   e nh a nc e s   94 . 80 %.   T P CN N   e xhi b i t s   hi gh      97. 09%   but   l ow e r     89. 91% ,   a nd   R e s N e t 50   r e a c h e s   95 . 80%     but   w i t h   l e s s e r     78 . 79 %.   r a ndo m   for e s t   (RF )   a nd   s uppo rt   v e c t or   m a c hi n e   (S V M )   c l a s s i fi e rs   gi v e   an   i m p rove d   a c c ur a c y   of   93 . 65 %   a nd   9 4. 87 %,   r e s pe c t i ve l y ,   w i t h   v a ry i ng      a nd   .   T h e   e ns e m b l e   c l a s s i fi e r   a c hi e ve s   96. 13 %   ,   a n d   t h e   D E T L M - ASDFPI   m od e l   out pe rfo rm s   a l l ,   w i t h   97 . 06%   ,   91. 20%    ,   91. 20 %   ,   a nd   98 . 24%    .         T a b l e   1 D e t a i l s   of   da t a b a s e   S e v e ri t y   c l a s s e s   N u m b e r   of   i m a g e s   N o rm a l   500   N e a r   n o rm a l   500   M i l d   500   M o d e ra t e   500   S e v e re   500   Co m p l e t e   500   T o t a l   i m a g e s   3 , 000   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.