I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b er   20 25 ,   p p .   5 5 5 5 ~ 5 5 6 9   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 6 . pp 5 5 5 5 - 5 5 6 9           5555     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   hy brid  DM O - C NN - LST M   frame wo rk f o feature   selection   a nd dia betes  pred iction: a d eep l ea rning  perspec tive       M uta s em   K .   Als m a di 1 ,   G ha it h M .   J a ra da t 2 ,   T a riq A ls a lla k 2 ,   M a lek A lza qeba h 3 ,4 ,   Sa na   J a wa rneh 5 H a y a t   Alf a g ha m 1 ,   J eha d Alqurni 6 Usa m a   A.   B a da wi 1 ,   L a t if a   Abdu lla h Alm us f a r 7   1 D e p a r t me n t   o f   M I S ,   C o l l e g e   o f   A p p l i e d   S t u d i e s a n d   C o mm u n i t y   S e r v i c e ,   I mam  A b d u l r a h m a n   B i n   F a i sa l   U n i v e r si t y ,   D a mm a m ,     S a u d i   A r a b i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   I n f o r ma t i o n   S y st e ms,  C o l l e g e   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e s   a n d   I n f o r mat i c s ,   A m man   A r a b   U n i v e r si t y ,   M u b i s - A mm a n ,   J o r d a n   3 D e p a r t me n t   o f   M a t h e m a t i c s ,   C o l l e g e   o f   S c i e n c e ,   I mam  A b d u l r a h ma n   B i n   F a i sa l   U n i v e r si t y ,   D a mm a m ,   S a u d i   A r a b i a   4 B a s i c   a n d   A p p l i e d   S c i e n t i f i c   R e se a r c h   C e n t e r ,   I mam  A b d u l r a h m a n   B i n   F a i sal   U n i v e r s i t y ,   D a mm a m,  S a u d i   A r a b i a   5 C o m p u t e r   S c i e n c e   D e p a r t me n t ,   A p p l i e d   C o l l e g e ,   I mam  A b d u l r a h m a n   B i n   F a i sa l   U n i v e r si t y ,   D a mm a m ,   S a u d i   A r a b i a   6 D e p a r t me n t   o f   E d u c a t i o n a l   Te c h n o l o g i e s,  C o l l e g e   o f   E d u c a t i o n ,   I mam  A b d u l r a h ma n   B i n   F a i sa l   U n i v e r s i t y ,   D a mm a m,  S a u d i   A r a b i a   7 D e p a r t m e n t   o f   M a n a g e m e n t   I n f o r m a t i o n   S y s t e ms ,   C o l l e g e   o f   B u s i n e s A d mi n i s t r a t i o n ,   I m a m   A b d u l r a h m a n   B i n   F a i sa l   U n i v e r s i t y   ( I A U ) D a mm a n ,   S a u d i   A r a b i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   3 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Sep   6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Sep   1 4 ,   2 0 2 5       T h e   e a r l y   a n d   a c c u r a t e   p r e d i c t i o n   o f   d i a b e t e s   m e l l i t u s   r e m a i n s   a   s i g n i f i c a n t   c h a l l e n g e   i n   c l i n i c a l   d e c i s i o n - m a k i n g   d u e   t o   t h e   h i g h   d i m e n s i o n a l i t y ,   n o i s e ,   a n d   h e t e r o g e n e i t y   o f   m e d i c a l   d a t a .   T h i s   s t u d y   p r o p o s e s   a   n o v e l   h y b r i d   c l a s s i f i c a t i o n   f r a m e w o r k   t h a t   i n t e g r a t e s   t h e   d w a r f   m o n g o o s e   o p t i m i z a t i o n   ( D M O )   a l g o r i t h m   f o r   f e a t u r e   s e l e c t i o n   w i t h   a   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k l o n g   s h o r t - t e r m   m e m o r y   ( C N N - L S T M )   d e e p   l e a r n i n g   a r c h i t e c t u r e   f o r   p r e d i c t i v e   m o d e l i n g .   T h e   D M O   a l g o r i t h m   i s   e m p l o y e d   t o   i n t e l l i g e n t l y   s e l e c t   t h e   m o s t   i n f o r m a t i v e   s u b s e t   o f   f e a t u r e s   f r o m   a   l a r g e - s c a l e   d i a b e t e s   d a t a s e t   c o l l e c t e d   f r o m   1 3 0   U . S .   h o s p i t a l s   o v e r   a   1 0 - y e a r   p e r i o d .   T h e s e   o p t i m i z e d   f e a t u r e s   a r e   t h e n   p r o c e s s e d   b y   t h e   C N N - L S T M   m o d e l ,   w h i c h   c o m b i n e s   s p a t i a l   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   a n d   t e m p o r a l   s e q u e n c e   l e a r n i n g   t o   e n h a n c e   p r e d i c t i v e   a c c u r a c y .   E x t e n s i v e   e x p e r i m e n t s   w e r e   c o n d u c t e d   a n d   c o m p a r e d   a g a i n s t   t r a d i t i o n a l   m a c h i n e   l e a r n i n g   m o d e l s   ( l o g i s t i c   r e g r e s s i o n ,   r a n d o m   f o r e s t ,   X G B o o s t ) ,   b a s e l i n e   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s   ( M L P ,   s t a n d a l o n e   C N N ,   s t a n d a l o n e   L S T M ) ,   a n d   s t a t e - of - t h e - a r t   h y b r i d   c l a s s i f i e r s .   T h e   p r o p o s e d     D M O - C N N - L S T M   m o d e l   a c h i e v e d   t h e   h i g h e s t   c l a s s i f i c a t i o n   p e r f o r m a n c e   w i t h   a n   a c c u r a c y   o f   9 6 . 1 % ,   F 1 - s c o r e   o f   9 4 . 6 % ,   a n d   R O C - A U C   o f   0 . 9 6 ,   s i g n i f i c a n t l y   o u t p e r f o r m i n g   o t h e r   m o d e l s .   A d d i t i o n a l   a n a l y s e s ,   i n c l u d i n g   c o n f u s i o n   m a t r i x ,   R O C   c u r v e s ,   t r a i n i n g   c o n v e r g e n c e   p l o t s ,   a n d   s t a t i s t i c a l   e v a l u a t i o n s   c o n f i r m   t h e   r o b u s t n e s s   a n d   g e n e r a l i z a b i l i t y   o f   t h e   a p p r o a c h .   T h e s e   f i n d i n g s   s u g g e s t   t h a t   t h e   D M O - C N N - L S T M   f r a m e w o r k   o f f e r s   a   p o w e r f u l   a n d   i n t e r p r e t a b l e   t o o l   f o r   i n t e l l i g e n t   d i a b e t e s   p r e d i c t i o n ,   w i t h   s t r o n g   p o t e n t i a l   f o r   i n t e g r a t i o n   i n t o   r e a l - w o r l d   c l i n i c a l   d e c i s i o n - s u p p o r t   s y s t e m s .   K ey w o r d s :   C lin ical  d ec is io n   s u p p o r s y s tem   C NN - L STM   Diab etes p r ed ictio n     Dwa r f   m o n g o o s o p tim izatio n     Featu r s elec tio n   Hy b r id   class if icatio n   m o d el   Me d ical  d iag n o s is   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mu tasem   K.   Als m ad i   Dep ar tm en t o f   MI S,  C o lleg o f   Ap p lied   Stu d ies an d   C o m m u n ity   Ser v ice,   I m a m   Ab d u lr ah m an   B in   Fais al  Un iv er s ity   Dam m am ,   Sau d i A r ab ia   E m ail: m k alsma d i@ iau . ed u . s a       1.   I NT RO D UCT I O   Diab etes  m ellitu s   ( DM )   is   p er v asiv an d   ch r o n ic  d is ea s af f ec tin g   m o r th an   4 0 0   m illi o n   p eo p le   g lo b ally ,   with   in cr ea s in g   p r e v alen ce   p ar ticu lar ly   in   d ev el o p in g   n atio n s   [ 1 ] E f f ec tiv e   ea r ly   p r ed ictio n   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 5 5 5 - 5 5 6 9   5556   d iab etes  p lay s   v ital  r o le  in   tim ely   m ed ical  in ter v en ti o n ,   w h ich   s ig n if ican tly   im p r o v es  p a tien o u tco m es  an d   r ed u ce s   h ea lth ca r c o s ts .   Ho wev er ,   th is   task   is   o f ten   co m p licated   b y   h i g h - d i m en s io n al  m ed ical  d ata,   n o is e,   class   im b alan ce ,   an d   ir r elev a n t f ea tu r e s   th at  ca n   d e g r ad e   m o d el  p er f o r m an ce   [ 2 ] .   T r ad itio n al  m ac h in lear n in g   ( ML )   m o d els  s u ch   as  d ec is i o n   tr ee s   ( DT ) ,   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) ,   s u p p o r v ec t o r   m ac h in es  ( SV M) ,   an d   m u ltil ay er   p er ce p t r o n   n eu r al  n etwo r k s   ( ML P)  h av s h o wn   p r o m is in   d iab etes  class if icatio n   [ 3 ] .   Ho wev er ,   t h ese  m o d els  o f ten   s u f f er   f r o m   o v er f itti n g ,   p o o r   g en er aliza tio n ,   an d   d ep en d e n ce   o n   m a n u al  f ea tu r e   en g in ee r in g .   Hy b r i d   m eth o d s   in co r p o r atin g   o p tim izatio n   tech n iq u es  f o r   f ea tu r e   s elec tio n   with   r o b u s t c lass if ier s   h av r ec en tly   g ain ed   atten tio n .   T h is   s tu d y   p r o p o s es  n o v el   ap p r o ac h   th at  co m b in es  th e   d war f   m o n g o o s o p tim izatio n   ( DM O)   alg o r ith m   [ 4 ]   f o r   au t o m atic  f ea tu r s elec tio n   with   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k - lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( C NN - L STM )   d ee p   lear n in g   m o d el  f o r   class if icatio n .   T h DM alg o r ith m ,   in s p ir ed   b y   t h h u n tin g   b eh av io r   o f   d war f   m o n g o o s es,  o f f er s   d y n am ic  ex p lo r atio n   an d   e x p lo it atio n   ca p ab ilit ies  f o r   id en tify i n g   th m o s r elev an t   f ea tu r s u b s ets  [ 4 ] .   Me a n wh ile,   C NN - L STM   ar ch itectu r c ap tu r es  b o t h   s p atial  an d   tem p o r al  r elatio n s h ip s   i n   p atien t d ata,   im p r o v in g   p r e d ic tio n   ac cu r ac y   [ 5 ] .   T h r em ain d e r   o f   th is   p ap e r   is   o r g an ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   r ev iews  r elev an liter atu r o n   d iab etes  p r ed ictio n   a n d   o p tim izatio n   alg o r ith m s .   Sectio n   3   d etails  o u r   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y .   Sectio n   4   p r esen ts   ex p er im en tal  r esu lts   an d   co m p ar ativ an al y s is .   Sectio n   5   c o n clu d es  with   k ey   f in d in g s   a n d   f u tu r r esear ch   d ir ec t io n s .       2.   L I E RA T UR E   RE V I E W   2 . 1 .     Cla s s ica ma chine le a rning   f o dia bet es pre dict io n   T r ad itio n al  m ac h in lear n in g   ( ML )   ap p r o ac h es,  s u ch   as  lo g is tic  r eg r ess io n ,   s u p p o r v ec to r   m ac h in es   ( SVM) ,   r an d o m   f o r est,  an d   g r ad ien b o o s tin g   ( e. g . ,   XGBo o s t) ,   h av b ee n   th w o r k h o r s es  o f   ea r ly   d iab etes   p r ed ictio n   r esear ch ,   y ield in g   r esu lts   with   v ar y in g   d eg r ee s   o f   s u cc ess .   T h eir   p o p u lar it y   s tem s   f r o m   r elativ e   in ter p r etab ilit y ,   co m p u tatio n a ef f icien cy ,   a n d   s tr o n g   p er f o r m an ce   o n   s m aller ,   cu r ated   d atasets .   T h is   is   ex em p lifie d   b y   s tu d ies  lik t h at  o f   [ 6 ] ,   w h o   c o n d u cted   c o m p ar ativ e   an aly s es  o f   m u ltip le  class if ier s ,   with   en s em b le  m eth o d s   lik e   r an d o m   f o r est  an d   g r ad ien t   b o o s tin g   r ep o r ted ly   ac h iev in g   ac c u r ac i es  as  h ig h   as  9 8 . 8 %   o n   s p ec if ic,   o f ten   p r e - p r o ce s s ed   d atasets .   Ho wev er ,   th ese  ex ce p tio n ally   h ig h   r esu lts   f r e q u en tly   m ask   c r itical  lim itatio n s   th at  b ec o m e   ap p ar en t   u n d er   r ig o r o u s   s cr u tin y .   A   p r i m ar y   is s u is   th e   p r o p en s ity   f o r   o v er f itti n g ,   wh er e   m o d els ex ce l o n   th d ata  th e y   wer tr ain ed   o n   b u t f ail  to   m ai n tain   p er f o r m a n ce   o n   ex ter n al  v alid atio n   s ets o r   m o r h ete r o g en eo u s   r ea l - wo r ld   d ata.   T h is   lack   o f   g e n er aliza b ilit y   is   o f ten   c o m p o u n d e d   b y   a   d ep en d en ce   o n   m an u al  f ea t u r en g in ee r in g   an d   th ab s en ce   o f   r o b u s t,  em b e d d ed   f ea tu r e   s elec tio n   m ec h an is m s   [ 7 ] .   I n   m a n y   s tu d ies,  f ea t u r s elec tio n   is   tr ea ted   as  s ep ar ate  p r e - p r o ce s s in g   s t ep   u s in g   f ilter   m eth o d s   ( e. g . ,   co r r elatio n - b ased )   o r   is   h a n d l ed   im p licitly   b y   th m o d el  ( e. g . ,   f ea t u r im p o r ta n ce   in   r an d o m   f o r est )   with o u d ed icate d   o p tim izatio n   p r o c ess   tai lo r ed   to   th m o d el' s   ar ch itectu r e.   T h is   ca n   lead   to   th in clu s io n   o f   r ed u n d a n o r   n o is y   f ea tu r es  t h at  d eg r ad m o d el  p er f o r m an ce   an d   o b s cu r th m o s t c lin ically   r elev an t p r ed ic to r s .   T h lim itatio n s   o f   th ese  co n v en tio n al  m eth o d s   ar f u r t h er   h i g h lig h ted   b y   m o r r ec en b e n c h m ar k in g   s tu d ies.  Fo r   in s tan ce ,   [ 8 ]   r ep o r ted   m u ltil ay er   p er ce p tr o n   ( M L P)  ac cu r ac y   o f   7 7 . 6 %,  wh ile   [ 9 ]   ac h ie v ed   7 7 . 5 %   u s in g   an   ML o n   th e   class ic   b u lim ited   Pima   I n d ian   Diab etes  d ataset.   T h ese  m o r e   m o d est  an d   v ar iab l e   p er f o r m an ce   m etr ics ar a r g u a b ly   m o r e   r ef lectiv o f   th c h allen g es in h er en t i n   clin ical  d ata .   T h u s ,   p r ev io u s   s tu d ies  u n d er s co r p r ess in g   n ee d   to   m o v e   b ey o n d   th ese  co n v en tio n al  ap p r o ac h es.   T h co r s h o r tco m in g s   ar t h r ee f o ld i n ab ilit y   to   a u to n o m o u s ly   lear n   f ea tu r es;  s tatic  m o d elin g   p ar ad i g m ;   s tr u g g le  with   h ig h - d im en s io n ality .   C o n s eq u en tly ,   th ese  r el ativ ely   m o d est  r esu lts   an d   in h er en lim itatio n s   s tr o n g ly   s u g g est  th n ec ess ity   f o r   m o r e   s o p h is ticated ,   au t o m ated ,   an d   h o lis tic  ap p r o ac h es.  T h er is   clea r   im p er ativ f o r   f r a m ewo r k s   th at  ca n   in tellig en tly   h an d le  f ea tu r s elec tio n   th r o u g h   in te g r ated   o p ti m izatio n   alg o r ith m s ,   an d   s im u ltan eo u s ly   ca p tu r th co m p lex   s p atial  in ter ac tio n s   an d   tem p o r al  d ep en d en cies   with in   p atien t d ata  to   ac h ie v r o b u s t,  g en er aliza b le,   a n d   clin ically   a ctio n ab le  p r e d ictio n s .     2 . 2 .     Dee lea rning   a pp ro a ch es   Dee p   lear n in g   ( DL )   m et h o d s   h av em e r g ed   as  p o wer f u p ar ad i g m   to   o v er c o m th in h er en t   lim itatio n s   o f   class ical  m ac h in lear n in g ,   p r im ar ily   b y   au to m atin g   th f ea tu r e x tr ac tio n   p r o ce s s   an d   lear n in g   co m p lex ,   n o n - lin ea r   h ier ar ch ies  with in   d ata.   T h is   ca p ab il ity   is   ev id en ce d   b y   s tu d ies  s u ch   as   [ 1 0 ] ,   wh o   en g in ee r ed   an   im p r o v e d   ar tif icial  n eu r al   n etwo r k   ( ANN)   ar ch itectu r t o   ac h ie v a   n o tab le  9 3 %   ac cu r ac y ,   s ig n if ican tly   o u tp e r f o r m in g   m an y   tr ad itio n al  m o d els.  Fu r th er m o r e,   t h ap p licatio n   o f   co n v o l u tio n al  n eu r al   n etwo r k s   ( C NNs),   wh ile  d o m i n an in   c o m p u te r   v is io n ,   h as  b ee n   cr ea tiv ely   a d ap ted   f o r   s tr u ctu r ed   clin ical  d ata.   B y   tr ea tin g   a   p atien t' s   f ea tu r v ec to r   as  a   o n e - d im en s io n a s p atial  m ap ,   m an y   s tu d ies  i n clu d in g   [ 1 1 ]   h av e   d em o n s tr ated   th at  C NNs  ca n   ef f ec tiv ely   id en tif y   an d   lear n   in tr icate ,   lo ca s p atial  co r r elatio n s   an d   in ter ac tio n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   DMO - CNN - LS T M fr a mewo r fo r   fea tu r s elec tio n   a n d   d i a b etes     ( Mu ta s em  K .   A ls ma d i )   5557   b etwe en   clin ical  f ea tu r es.  Su ch   as  th r elatio n s h ip   b etwe en   Hb A1 lev els,  ag e,   an d   B MI ,   t h at  m ig h b m is s ed   b y   m o d els tr ea tin g   ea ch   f ea tu r in   is o latio n .   Ho wev er ,   th is   s tr en g th   is   also   th s o u r ce   o f   cr itical  wea k n ess .   T h v er y   ar ch itectu r o f   s tan d ar d   C NNs   an d   ANNs  is   f u n d am en tally   d esig n ed   f o r   s tatic,   p o in t - in - tim an aly s is .   T h ey   p r o ce s s   s in g le  s n ap s h o t   o f   p atien t' s   s tate,   th er eb y   co m   n eg lectin g   th r ich ,   lo n g itu d in al  n ar r ativ co n tain ed   with in   elec tr o n ic  h ea lth   r ec o r d s   ( E HR s ) .   Diab etes  is   c h r o n ic ,   p r o g r ess iv d is ea s e;  p atien t' s   ev o lv in g   lab   r esu lts ,   m ed icatio n   ad ju s tm en ts ,   an d   f lu ctu atin g   g lu co s lev els  o v er   tim ar p ar am o u n to   u n d er s tan d in g   th eir   tr ajec to r y   an d   p r ed ictin g   f u tu r o u tco m es.  m o d el  th at  o n ly   s ee s   th m o s r ec en v alu es,  with o u th e   co n te x o f   th eir   h is to r ical   p r o g r ess io n ,   is   o p er atin g   with   s ev er in f o r m atio n al  h a n d i ca p .   T h is   lim itatio n   is   co m p o u n d ed   wh en   t h ese  m o d els  f ac e   h ig h - d im en s io n al  f ea tu r s p ac es,  wh er th s h ee r   n u m b er   o f   v ar iab les  ( e. g . ,   o v e r   5 0   f ea tu r es  in   th e   Diab etes  1 3 0 - US  d ataset)   ca n   lead   to   th in cr ea s ed   d im e n s io n ality ,   in cr ea s ed   co m p u tatio n al  co s t,  an d   h eig h ten ed   r is k   o f   o v er f itti n g   o n   s p u r io u s   co r r elatio n s   if   n o p r o p er l y   r eg u lar ized   o r   r e d u ce d .   T o   ad d r ess   th tem p o r al  asp ec t,  lo n g   s h o r t - te r m   m e m o r y   ( L STM )   n etwo r k s   o f f er   c o m p ellin g   s o lu tio n .   Yet,   th is   in t r o d u ce s   n ew  s et  o f   c h allen g es.   T h e   ef f ec tiv ap p licatio n   o f   L STM s   o f ten   s h if ts   th e   b u r d e n   o f   co m p lex ity   f r o m   th m o d el  its elf   to   th p r ep r o ce s s in g   p ip elin e.   I r eq u ir es  m e ticu lo u s   an d   o f ten   co m p le x   f ea t u r e n g in ee r in g   to   s tr u ctu r th e   r aw,   h eter o g en eo u s   E HR   d ata  in t o   m ea n in g f u l   tem p o r al   s eq u en ce s .   Fu r th e r m o r e,   wh i le  p o wer f u f o r   te m p o r al   p a tter n s ,   s tan d alo n e   L STM s   ar n o t   d esig n ed   to   ef f icien tl y   ex tr ac th co m p le x ,   n o n - lin ea r   in ter ac ti o n s   b et wee n   f ea tu r es  at  ea ch   tim s tep th ey   ass u m th in p u t f ea tu r es a t e ac h   tim estep   ar alr ea d y   o p tim ally   in f o r m a tiv e.   T h is   is   wh er t h e   s y n er g is tic  p o ten tial   o f   h y b r i d   C NN - L STM   ar ch itectu r e   b ec o m es  ev id en t,  a n   ap p r o ac h   th at  h as  y ield e d   g r o u n d b r ea k in g   r esu lts   in   ad jace n m ed ical  d o m ain s .   Fo r   i n s tan ce ,   s u ch   h y b r id s   h av e   b ee n   s u cc ess f u lly   d ep lo y ed   f o r   E E s ig n al  class if ica tio n ,   wh er C NNs  ex tr ac s p atial  p att er n s   f r o m   elec tr o d ar r ay s   an d   L STM s   m o d el  th t em p o r al  ev o lu tio n   o f   b r ain   ac t iv ity .   h y b r id   m o d el  ca n ,   in   t h eo r y ,   lev e r ag th e   C NN  co m p o n en to   p er f o r m   a u to m atic  s p atial  f ea tu r lea r n i n g   f r o m   th e   clin ical  v ar ia b les  at   ea ch   en co u n ter ,   ef f ec tiv ely   cr ea tin g   r ich ,   e n co d ed   r ep r esen tatio n   o f   th p atien t's   s tate  at  ea ch   p o in i n   tim e.   T h is   en co d ed   s eq u en ce   is   th en   f ed   in to   th e   L STM ,   wh ich   lear n s   th te m p o r al  d y n am ics  an d   p r o g r e s s io n   b etwe en   th ese   en co d ed   s tates.   T h is   en d - to - e n d   lear n in g   ap p r o ac h   r ep r esen ts   s ig n if ican t   ad v a n ce m en o v er   m o d els  th at   r eq u ir e   s ep ar ate,   m a n u al  f ea t u r en g in ee r in g   f o r   th tem p o r al  co m p o n en t   [ 1 2 ] .   Similar ly ,   in   g en o m ics,  th ey   co m b in e   to   id e n tify   s p atial  m o tifs  in   s eq u en ce s   a n d   th eir   tem p o r al  r eg u latio n .   T h is   estab lis h ed   s u cc ess   s tr o n g l y   s u g g ests   its   u n tap p ed   p o te n tial f o r   d ia b etes p r ed ictio n   [ 1 3 ]   T h er ef o r e,   wh ile  th in d iv id u a co m p o n e n ts   ( C NN  f o r   s p atiality ,   L STM   f o r   tem p o r ality )   a r k n o wn ,   th eir   in teg r ated   a p p licatio n   to   d iab etes  p r ed ictio n   f r o m   E HR   d ata  r em ain s   r elativ ely   n ascen an d   h ig h - p o ten tial  r esear ch   av en u e.   T h e   cr itical  r esear ch   q u esti o n   ev o lv es  f r o m   s im p ly   u s in g   h y b r id   m o d el  to   h o to   o p tim ally   ar ch itect  an d   f ee d   t h is   m o d el.   Sp ec if ically ,   h o to   r ed u ce   th h ig h - d im e n s io n a in p u s p ac to   its   m o s in f o r m ativ e,   n o n - r ed u n d an elem en ts   to   en h an ce   th m o d el' s   ef f icien cy ,   in te r p r etab ili ty ,   an d   p er f o r m an ce .   T h is   p r o v id es  th d ir ec m o tiv atio n   f o r   in teg r atin g   an   ad v an ce d   f ea tu r s elec tio n   m ec h an i s m   lik DM O)   as  a   p r ec u r s o r   to   th C NN - L STM   n etwo r k ,   cr ea tin g   a   p o wer f u l ,   en d - to - en d   f r am ewo r k   th at   in tellig en tly   s elec ts   f ea tu r es a n d   th e n   lear n s   b o th   t h eir   s p atial  an d   tem p o r al  d y n a m ics f o r   s u p er io r   p r e d ictio n .     2 . 3 .     H y brid m o dels   ( wit h f e a t ures select io n)   Featu r s elec tio n   r em ain s   a   cr itical  ch allen g in   d iab etes  p r ed ictio n .   W h ile  m eth o d s   lik ar ith m etic  o p tim izatio n   alg o r ith m   an d   m em etic  alg o r ith m   h av b ee n   ap p lied   [ 1 4 ] ,   th ey   o f ten   s u f f er   f r o m   p r em atu r co n v er g en ce   o r   h ig h   c o m p u tat io n al  co m p lex ity .   T h DM alg o r ith m ,   r ec e n tly   p r o p o s ed   b y   [ 1 5 ] ,   o f f er s   s ev er al   ad v an tag es:   a.   So cial  h ier ar ch y   m o d elin g m im ics  th alp h a - le d   g r o u p   s tr u ctu r o f   m o n g o o s co lo n ies  f o r   ef f icien ex p lo r atio n .   b.   Dy n am ic  b alan cin g : a u to m atic ally   ad ju s ts   ex p lo r atio n - ex p lo i tatio n   tr ad eo f f   d u r in g   o p tim iz atio n .   c.   C o m p u tatio n al  ef f icien c y : r eq u ir es f ewe r   iter atio n s   th an   c o m p ar ab le  alg o r ith m s   d.   C o m p ar ativ s tu d ies  h av s h o wn   DM o u tp er f o r m in g   p ar ti cle  s war m   o p tim izatio n   an d   g e n etic  alg o r ith m s   o n   b en ch m ar k   p r o b lem s   [ 1 6 ] ,   b u t its   ap p licatio n   to   m ed ical  f ea tu r s elec tio n   r em ain s   lar g el y   u n ex p lo r e d .     Mo r r ec en a p p licatio n s   co n ti n u to   h ig h lig h b o th   t h p o te n tial  an d   th p itfa lls   o f   t h ese  m eth o d s .   Fo r   in s tan ce ,   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ]   e m p lo y e d   h y p e r p ar am eter - tu n ed   en s em b le  m eth o d s ,   ac h iev in g   s tr o n g   p er f o r m a n ce   b u t   n o tin g   s ig n if ican s en s itiv ity   to   d ata  q u ality   an d   f ea t u r s elec tio n .   T h s tu d y   o f   [ 1 9 ]   u tili ze d   L STM s   to   m o d el  p atien h is to r ies  f o r   p r ed ictin g   d iab etes  co m p licatio n s ,   s h o wca s in g   th eir   s tr en g th   in   ca p tu r in g   lo n g itu d in al   p atter n s .   So m r elate d   s tat - of - t h e - ar wo r k s   an d   im p lem en tati o n s   o f   ML   an d   DL   m o d els  f o r   d iab etes  p r ed ictio n   ar [ 2 0 ] [ 2 1 ] .   T h s tu d y   o f   [ 2 2 ]   p r o v id e d   a   co m p r eh e n s iv s u r v ey   c o n clu d in g   t h at  wh ile  class ical  ML   i s   ef f ec tiv e,   its   ce ilin g   is   l im ited   with o u ad v an ce d   f ea t u r en g i n ee r i n g   o r   in teg r atio n   with   m o r e   p o wer f u lear n i n g   p ar ad ig m s .   Fo r   ex am p le,   th s t u d y   o f   [ 2 3 ]   c o m b in e d   f ea t u r s elec tio n   with   an   en s em b le  o f   cl ass if ier s ,   wh ile   th e   s tu d y   o f   [ 2 4 ]   ex p lo r ed   th s y n er g y   b etwe en   o p tim izatio n   alg o r ith m s   an d   n eu r al  n etwo r k s .   Similar ly ,   [ 2 5 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 5 5 5 - 5 5 6 9   5558   d em o n s tr ated   th at   wh ile  m o d els  lik R ca n   ac h iev h ig h   ac cu r ac y   ( ~9 4 %),   th eir   p er f o r m an ce   is   h ea v ily   d ep en d e n o n   th d ataset' s   ch ar ac ter is tics   an d   p r ep r o ce s s in g   s tep s .   cr it ical  lim ita tio n   r em ain s   th eir   in h er en in ab ilit y   to   a u to n o m o u s ly   lear n   co m p lex ,   h ier ar c h ical  f ea tu r in ter ac tio n s   f r o m   r aw  d ata,   r ely in g   i n s tead   o n   ex p er t - d r iv en   f ea tu r c u r atio n .   R ec o g n izin g   th s tr en g th s   o f   d if f er e n p ar a d ig m s ,   r ec e n r esear ch   h as  s h if ted   to war d s   h y b r id   m o d els  th at   in t eg r ate  f ea tu r s elec tio n ,   o p tim izatio n   alg o r ith m s ,   an d   d ee p   le ar n in g .   I n   [ 2 6 ] ,   t h s tu d y   p r o v id e d   a   co m p r eh e n s iv r ev iew,   co n cl u d in g   th at   h y b r id   m o d els  c o n s is ten tly   o u t p er f o r m   s tan d alo n e   class if ier s .     R ec u r r en n eu r al  n etwo r k s   ( R NNs),   p ar ticu lar ly   lo n g   s h o r t - t er m   m em o r y   ( L STM )   an d   g ate d   r ec u r r e n u n it  ( GR U)   n etwo r k s ,   ar n at u r ally   s u ited   f o r   tem p o r al  d at a,   s u ch   as  p atien E HR   s eq u e n ce s .   T h s tu d ies  o f   [ 2 7 ] [ 2 8 ]   f u r th e r   d em o n s tr ated   th at  an   L STM   m o d el  with   a tten tio n   m ec h an is m s   co u ld   id en tify   cr itical  tim e   p o in ts   in   p atien t' s   h is to r y   f o r   p r ed ictio n .   Fu r th er m o r e,   [ 2 9 ]   p o in ted   o u th at  d ee p   lea r n in g   m o d els  ar h ig h l y   s u s ce p tib le  to   p e r f o r m an ce   d e g r ad atio n   ca u s ed   b y   class   im b alan ce   p r e v alen in   m e d ical  d a tasets   lik Diab etes   130 - US,  o f ten   r e q u ir in g   s o p h i s ticated   s am p lin g   tech n iq u es.      2 . 4 .     Resea rc g a ps   Ou r   co m p r eh en s iv r e v iew  o f   t h liter atu r id en tifie s   th r ee   p e r s is ten an d   in ter co n n ec ted   r esear ch   g ap s   th at  h av lim ited   th p e r f o r m an ce   an d   g e n er aliza b ilit y   o f   p r ev i o u s   d iab etes  p r ed ictio n   m o d els:   i )   lim ited   tem p o r al  m o d elin g ii )   s u b o p ti m al  f ea tu r s elec tio n ; a n d   iii )   ar ch itectu r al  co n s tr ain ts .   T h ese  g ap s   in d icate   th at   ex is tin g   m o d els  o f ten   s tr u g g le  to   ca p tu r th d y n am ic  n atu r o f   p atien h ea lth   r ec o r d s ,   in ad e q u ately   em p h asize   th id en tific atio n   o f   th m o s in f o r m ativ f ea tu r es,  an d   d e p en d   o n   r i g id   ar ch itectu r al  d esig n s   th at  r ed u ce   ad ap tab ilit y .   E ac h   o f   th ese  g a p s   is   d is cu s s ed   in   d etail  to   s h o h o th ey   co n s tr ain   p r e d ictiv p er f o r m an ce   an d   to   o u tlin d ir ec ti o n s   f o r   m o r ef f ec tiv m o d el  d ev elo p m en t.   First,  p r ed o m i n an g a p   is   th wid esp r ea d   n e g lect  o f   tem p o r al  d y n am ics.   T h m ajo r ity   o f   ex is tin g   ap p r o ac h es,  in clu d i n g   m o s tr ad itio n al  m ac h i n lear n i n g   m o d els  ( e. g . ,   SVM,   r a n d o m   f o r est )   an d   e v en   m a n y   s tan d ar d   d ee p   lea r n in g   m o d e ls   ( e. g . ,   ML P,  b asic  C NN) ,   t r ea co m p lex   p atien h is to r ie s   as  s tatic,   is o lated   s n ap s h o ts   [ 1 9 ] .   T h is   is   cr itic al  o v er s ig h f o r   p r o g r ess iv e   co n d itio n   lik d iab etes  m ellitu s ,   wh er th tr ajec to r y   o f   b i o m ar k e r s   s u ch   as  Hb A 1 c,   f asti n g   g lu c o s e,   an d   m e d icatio n   ch a n g es  o v er   tim co n tain s   in v al u ab le   p r o g n o s tic  in f o r m atio n .   B y   f a ilin g   to   m o d el  th ese  lo n g itu d i n al  s eq u en ce s ,   th ese  ap p r o ac h es  d is ca r d   cr u cial  d im en s io n   o f   th clin ical  n a r r a tiv e,   in ev itab ly   ca p p in g   th eir   p r ed ictiv p o ten tial a n d   clin ical   u tili ty .   Seco n d ,   th p r o ce s s   o f   f ea tu r s elec tio n   r em ain s   s ig n if ican b o ttlen ec k .   W h ile  tech n iq u es  lik p r in cip al  co m p o n e n an aly s is   ( PC A) ,   ch i - s q u ar test s ,   an d   ev en   m etah eu r is tics   lik g en etic  alg o r ith m s   ( GA)   o r   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   ar co m m o n l y   em p l o y e d ,   th ey   ar o f ten   s u b o p tim al.   T h ese  m eth o d s   ca n   s u f f er   f r o m   p r em atu r c o n v e r g en ce ,   g et  tr ap p ed   in   lo ca o p tim a,   o r   lack   m ec h an is m   to   ef f icien tly   b alan ce   th e   ex p lo r atio n   o f   n ew  f ea tu r s u b s ets  with   th ex p lo itatio n   o f   k n o wn   g o o d   o n es.  C o n s eq u en tly ,   t h ey   f r eq u en tly   y ield   f ea tu r e   s u b s ets  th at  co n tain   r ed u n d an cies  o r   ir r elev a n v ar iab les,  wh ich   ca n   in tr o d u ce   n o is e,   in c r ea s co m p u tatio n al  o v er h ea d ,   an d   u ltima tely   d eg r ad th p er f o r m an ce   o f   th d o wn s tr ea m   class if ier .   T h er is   clea r   n ee d   f o r   m o r r o b u s t   an d   in tellig en f ea tu r s elec tio n   s tr ateg y   th at  is   d ir ec tly   o p tim ized   f o r   th s p ec if ic   p r ed ictiv task .   T h ir d ,   th er ar f u n d am e n tal  ar ch itectu r al  co n s tr ain ts   in   co m m o n ly   u s ed   class if ier s .   Sim p le  m o d els   lik lo g is tic  r eg r ess io n   o r   d ec is io n   tr ee s   lack   th ca p ac ity   t o   m o d el  co m p lex   n o n - lin ea r   r elatio n s h ip s .   W h ile  m o r p o wer f u l,  s tan d al o n e   m o d els  lik C NNs  o r   L STM s   h av th eir   o wn   lim itatio n s C NNs  ar ad ep at   id en tify in g   l o ca s p atial  p atter n s   an d   in ter ac tio n s   b etwe en   f e atu r es  at  s in g le  p o in in   t im e   b u ar a g n o s tic  to   s eq u en ce ,   wh er ea s   L STM s   ex ce at  m o d elin g   tem p o r al  s eq u en ce s   b u ar n o d esig n ed   t o   ef f ic ien tly   ex tr ac t   co m p lex   s p atial  f ea tu r e   h ie r ar ch ies  f r o m   a   s tatic  in p u t   v ec t o r .   A n   ar c h itectu r e   th at  ca n   s ea m less ly   in teg r ate  th ese  two   ca p ab ilit ies s p atia f ea tu r lear n in g   a n d   tem p o r al  s eq u en ce   m o d elin g is   th e r ef o r n ec ess ar y   to   f u lly   lev er a g th e   in f o r m a tio n   co n tain ed   with in   m u ltid im e n s io n al  E HR   d ata.   Ou r   p r o p o s ed   DM O - C NN - L ST M   m o d el   is   ar ch itected   s p ec if ica lly   to   b r id g e   th ese  cr itical  g ap s   th r o u g h   n o v el  in teg r ati o n   o f   b io - in s p ir e d   o p tim izatio n   an d   h y b r id   d ee p   l ea r n in g .   T o   a d d r ess   Ga p   1   ( t em p o r al  m o d eli n g ) ,   we  em p l o y   a   h y b r i d   C NN - L STM   a r c h it ec t u r e .   T h C NN  la y e r s   f i r s t   a ct   as   a u t o m ati c   f ea tu r e   e x tr a ct o r s ,   l ea r n i n g   n o n - li n ea r   s p atia l   c o r r ela ti o n s   a n d   h i er a r c h i es  wit h i n   t h e   cli n i ca f e at u r es  o f   ea c h   in d i v id u a l   p ati en t   en c o u n t er .   T h o u t p u t   o f   t h is   s p at ial   an al y s is   is   t h e n   f e d   a s   a   s e q u e n t ial   i n p u t   to   th L STM   la y er ,   w h i c h   is   s p ec i f i ca l ly   d esi g n e d   t o   l ea r n   t h lo n g - te r m   d e p e n d e n cies  a n d   te m p o r a p at te r n s   b e twe en   t h es e n c o d e d   e n c o u n t e r s ,   e f f ec ti v el y   m o d e lin g   t h e   p ati en t' s   d is e ase   p r o g r ess io n   o v er   ti m e .   T o   ad d r ess   Gap   2   ( s u b o p tim al  f ea tu r s elec tio n ) ,   we  in te g r ate  th e   d war f   m o n g o o s o p tim izatio n   ( DM O)   alg o r ith m   as  a n   in telli g en p r e - p r o ce s s in g   s tep .   Un li k tr ad itio n al  f ea tu r e   s elec tio n   m eth o d s ,   DM O's   s o cial  h ier ar ch y   an d   d y n am ic   f o r ag in g   b eh a v io r   p r o v i d s u p er io r   m ec h a n is m   f o r   n av i g atin g   th co m p lex   s ea r ch   s p ac o f   p o te n tial  f ea t u r s u b s ets.  I ef f icien tly   b al an ce s   ex p lo r atio n   an d   ex p lo it atio n   to   id e n tify   a   p ar s im o n io u s   s et  o f   h ig h ly   p r ed ictiv f ea tu r es,  d ir ec tly   o p ti m izin g   f o r   th e   v alid atio n   ac c u r ac y   o f   th e   C NN - L STM   m o d el  its elf ,   th u s   en s u r in g   th s elec ted   f ea tu r es a r m ax im ally   r elev an f o r   t h f in al  p r ed ictio n   task .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   DMO - CNN - LS T M fr a mewo r fo r   fea tu r s elec tio n   a n d   d i a b etes     ( Mu ta s em  K .   A ls ma d i )   5559   T o   ad d r ess   Gap   3   ( ar ch itect u r al  co n s tr ain ts ) ,   th en tire   f r am ewo r k   is   d esig n ed   as  an   en d - to - e n d   p ip elin e   th at  s y n er g izes th e   s tr en g th s   o f   its   co m p o n e n ts .   T h e   DM alg o r ith m   h an d les th h ig h - d im e n s io n ality   an d   n o is e,   th C NN  h an d les  s p atial  f ea tu r lear n in g ,   an d   th L STM   h an d les  tem p o r al  m o d e lin g .   T h is   co h esiv e   s tr u ctu r m o v es  b ey o n d   s im p l m o d el   s tack in g   t o   cr ea te   u n if ied   s y s tem   ca p a b le  o f   s im u ltan eo u s ly   lear n i n g   f r o m   b o th   th e   s p atial  an d   te m p o r al  d im en s io n s   o f   th d ata,   th er e b y   o v er c o m in g   th e   in h er en lim itatio n s   o f   s im p ler   o r   s tan d alo n class if ier s .   B y   co n f r o n tin g   t h ese  th r ee   g a p s   d ir ec tly ,   o u r   p r o p o s ed   m o d el   o f f er s   m o r s o p h is ticated ,   r o b u s t,  an d   clin ically   r elev an f r am ewo r k   f o r   in tellig en d iab etes  p r ed ictio n .   Un lik p r ev io u s   ap p r o ac h es,  th m o d el  in teg r ates  tem p o r al  d y n am ics,   o p tim ized   f ea tu r s elec tio n ,   an d   f lex ib le  ar c h itectu r al  d esig n s   to   en s u r b o th   ac cu r ac y   an d   g e n er aliza b ilit y .   T h is   co m p r eh e n s iv ap p r o ac h   en h an ce s   p r e d ictiv p er f o r m a n ce   an d   s tr en g th e n s   th m o d el’ s   p o ten tial to   p r o v i d m ea n in g f u l su p p o r t in   r ea l - wo r ld   clin ical  s ettin g s .       3.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h m eth o d o lo g y   o f   th is   s tu d y   in teg r ates  an   in tellig en t   f ea tu r e   s elec tio n   alg o r ith m   DM with   h y b r id   d ee p   lear n in g   ar c h itectu r e,   C NN - L STM ,   to   en h an ce   d iab etes  p r ed ictio n   ac cu r ac y .   T h p r o ce s s   is   d iv id ed   in t o   f iv m ain   s tag es: d ata  p r ep r o c ess in g ,   f ea tu r s elec tio n ,   m o d el  ar ch itectu r d esig n ,   tr ain in g   an d   v alid atio n ,   a n d   co m p ar ativ e v alu atio n .   See  F ig u r 1   a n d   Alg o r ith m   1.           Fig u r 1 .   Me th o d o lo g y   o f   th p r o p o s ed   DM O - C NN - L STM   m o d el  f o r   d iab etes p r ed ictio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 5 5 5 - 5 5 6 9   5560   Alg o r ith m   1 .   DM f o r   f ea tu r e   s elec tio n   Input:        -   D: Dataset with N features        -   MaxIter: Maximum number of iterations        -   PopSize: Number of mongooses (solutions)        -   Fitness(): Fitness function (CNN - LSTM validation accuracy)   Output:        -   BestFeatureSubset   Begin        1.  Initialize   population of mongooses (random binary vectors of N features)        2.  Evaluate   fitness of each mongoose using CNN - LSTM accuracy        3.  Store   the best solution as AlphaMongoose        For   iter = 1 to MaxIter do            For   each mongoose i in population do                -   Perform random movement (exploration)                -   If better fitness, update AlphaMongoose            End   for            For   each mongoose i do                -   Local search near AlphaMongoose (exploitation)                -   Update if fitness improves            End   for        End   for        Return   AlphaMongoose as BestFeatureSubset   End     T h p r o p o s ed   DM O - b ased   f ea tu r s elec tio n   with   th C N N - L STM   clas s if ier   o f f er s   s ev er al  ad v an tag es.  First,  DM en ab les  f ea tu r s e lectio n   at  an   ea r ly   s tag b y   elim in atin g   r ed u n d a n f ea tu r es,  th u s   r ed u cin g   n o is e,   co m p u tatio n al  co m p lex ity ,   an d   th r is k   o f   o v er f i ttin g .   Sec o n d ,   th h y b r id   ar ch itectu r o f f er s   b alan ce   o f   lear n in g ,   wh er t h C NN  co m p o n e n ef f icien tly   ex tr ac ts   lo ca f ea tu r p atter n s   an d   th e   L STM   co m p o n en t   ca p tu r es  tem p o r al  d ep en d en ci es,  allo win g   th e   m o d el  to   lear n   b o th   s tatic  an d   d y n am ic  c h ar a cter is t ics  o f   m ed ical   f ea tu r es.  T h ir d ,   th u s o f   co m p ac an d   d is cr im in ativ f ea tu r s u b s et  en h an c es  g en er aliza tio n ,   im p r o v in g   r o b u s tn ess   ac r o s s   h eter o g en e o u s   m ed ical  d atasets .   T h li g h tweig h C NN - L STM   ev alu atio n   with   DM O   co n f ir m s   tr ac tab ilit y   ev e n   in   h ig h - d im e n s io n al  s ea r ch   s p ac es,  wh ile  p o o lin g   o p e r atio n s   r ed u ce   co m p u tatio n al   lo ad .   Ad d itio n ally ,   p r ed ictiv p er f o r m an ce   is   s ig n if ican tly   e n h an ce d ,   as  th in ter ac tio n   b et wee n   DM O - d r iv en   f ea tu r s elec tio n   an d   h y b r id   C NN - L STM   class if icat io n   im p r o v es o v er all  p er f o r m an ce .       3 . 1 .     Da t a s et   a nd   prepro ce s s i ng   T h d ataset  u s ed   f o r   th is   s t u d y   is   th well - estab lis h ed   Diab etes  1 3 0 - US  h o s p itals   [ 3 0 ]   d ataset,   co m p r is in g   o v er   1 0 0 , 0 0 0   r ec o r d s   co llected   o v er   1 0 - y ea r   p er io d   a n d   5 5   attr ib u tes,  in clu d in g   d em o g r a p h ics,  d iag n o s es,  lab   r esu lts ,   an d   h o s p ital  o u tco m es.  Af ter   r em o v in g   id en tifie r s   s u ch   as  en co u n ter _ id   an d   p atien t_ n b r ,   we  p er f o r m e d   p r ep r o ce s s in g   to   clea n   an d   s tan d ar d ize  th d at a.   All  m is s in g   v alu es  an d   in co n s is ten en tr ies  wer e   r ep lace d   u s in g   ap p r o p r iate  im p u tatio n   s tr ateg ies  o r   th e   af f ec t ed   co lu m n s   wer d r o p p ed   if   m o r th a n   5 0 o f   th e   d ata  was  m is s in g .   C ateg o r ical  attr ib u tes  wer en co d ed   u s in g   L a b el  E n co d i n g ,   an d   th co m p lete  d ataset  wa s   n o r m alize d   u s in g   Min - Ma x   Sc alin g   to   en s u r e   f ea tu r r a n g es  wer co n s is ten t,  wh ich   is   cr u c ial  f o r   co n v er g e n ce   in   n eu r al  n etwo r k s .     3 . 2 .     F e a t ure  s elec t io n us ing   DM O   Featu r s elec tio n   is   cr itical  p h ase  in   t h m eth o d o lo g y ,   a s   ir r elev an o r   r ed u n d a n attr i b u tes  ca n   d eg r ad e   m o d el  p er f o r m an ce   a n d   in cr ea s c o m p u tatio n al  co s t.  T o   ad d r ess   th is ,   we  ap p lied   t h DM alg o r ith m ,   m etah eu r is tic  in s p ir ed   b y   th e   co o p er ativ e   h u n tin g   an d   co m m u n icatio n   s tr ateg ies o f   d war f   m o n g o o s es.  DM in itializes a  p o p u latio n   ( s ize = 20 - 1 0 0 )   o f   r a n d o m   f ea tu r s u b s ets,  wh er ea ch   in d iv id u al  is   en co d ed   as a   b in ar y   v ec to r   ( 1 = s elec ted ,   0 = ig n o r e d )   r ep r esen tin g   th in cl u s io n   o r   ex clu s io n   o f   f ea tu r es.  T h f i tn ess   o f   ea ch   s u b s et  is   ev alu ated   u s in g   th class if icatio n   ac cu r ac y   o f   lig h tweig h C NN - L STM   m o d el  tr ain ed   o v er   th r ee   e p o ch s .   DM em p lo y s   s to ch asti eli te - b ased   s ea r ch   s tr ateg y ,   b alan cin g   ex p lo r atio n   an d   ex p lo itati o n   as  it  u p d ates  th p o p u latio n   o v er   m u ltip le  iter at io n s   ( e. g . ,   5 - 1 0 0 ) .   T h b est - p e r f o r m in g   f ea tu r s u b s et  is   s ele cted   f o r   f in al  m o d el   tr ain in g ,   ty p ically   co m p r is in g   1 0   to   2 0   attr ib u tes.     3 . 3 .     CNN - L ST M   a rc hite ct u re   f o cla s s if ica t io n   T o   class if y   th o p tim ized   f ea tu r s u b s et,   we  d esig n ed   h y b r id   C NN - L STM   m o d el.   T h C NN  lay er s   ar r esp o n s ib le  f o r   e x tr ac tin g   lo ca s p atial  p atter n s   an d   f ea tu r in ter ac tio n s ,   wh ile  th e   L ST u n its   ar e   d esig n e d   to   ca p tu r lo n g - ter m   d ep e n d en cies  an d   s eq u en tial   r elatio n s h ip s ,   wh ich   ar esp ec ially   u s ef u f o r   m ed ical   f ea tu r es.  T h ar c h itectu r in cl u d es  o n 1 c o n v o lu tio n al  lay er   with   R eL ac tiv atio n ,   f o llo wed   b y   m a x   p o o lin g   to   r ed u ce   d im e n s io n ality .   T h o u tp u is   th en   p ass ed   in to   an   L STM   lay er   with   6 4   m em o r y   ce lls ,   f o llo wed   b y   d en s lay er   with   a   s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n   f o r   b in ar y   cl ass if icatio n   ( d iab etic  o r   n o n - d iab etic) .   T h m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   DMO - CNN - LS T M fr a mewo r fo r   fea tu r s elec tio n   a n d   d i a b etes     ( Mu ta s em  K .   A ls ma d i )   5561   is   co m p iled   u s in g   t h Ad am   o p tim izer   with   a   b in a r y   c r o s s - en tr o p y   lo s s   f u n ctio n   an d   tr ain e d   f o r   2 0 5 0   e p o ch s   d ep en d i n g   o n   th ex p er im en t.  Fig u r 2   illu s tr ates th o v er all  ar ch itectu r o f   th p r o p o s ed   C NN - L STM   m o d el,   h ig h lig h tin g   th s eq u en tial  f lo f r o m   t h e   in p u lay er   th r o u g h   co n v o lu tio n ,   p o o lin g ,   an d   r e cu r r en la y er s ,   an d   f in ally   to   th d en s s ig m o id - a ctiv ated   o u tp u t f o r   b in ar y   class if icatio n .           Fig u r 2 .   Hy b r id   C NN - L STM   ar ch itectu r e       3 . 4 .     T ra ini ng   a nd   ev a lua t io n str a t eg y   T h d ataset  is   s p lit  in to   7 0 tr ain in g   an d   3 0 test in g   p ar titi o n s .   Per f o r m a n ce   is   ev alu ated   u s in g   k ey   m etr ics  s u ch   as  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e,   R O C - AUC,  m ea n   s q u ar ed   er r o r   ( MSE ) ,   a n d   m ea n   ab s o lu te  er r o r   ( MA E ) .   I n   ad d itio n ,   c o n f u s io n   m at r ix   a n a ly s is   an d   R OC   cu r v es  a r p lo tted   to   v is u alize   class if icatio n   q u ality .   T r ain in g   lo s s   an d   ac cu r ac y   ar m o n ito r ed   o v er   ep o ch s   to   d et ec u n d er f itti n g   o r   o v er f itti n g .     3 . 5 .     Co m pa ra t iv a na ly s is   T o   v alid ate  th e   ef f ec tiv en es s   o f   th p r o p o s ed   DM O - C NN - L STM   f r am ewo r k ,   we  co n d u cte d   ex p er im en ts   co m p ar in g   its   p er f o r m an ce   ag ain s s ev er al   tr ad itio n al  m ac h in lear n in g   m o d els lo g is tic   r eg r ess io n ,   r a n d o m   f o r est ,   XG B o o s t an d   tr ad itio n al  d ee p   le ar n in g   m o d els  i n clu d in g   ML P,   C NN,   an d   L STM .   T h s am p r ep r o ce s s ed   d ata s et  was  u s ed   ac r o s s   all  m o d els  to   en s u r f air n ess .   T h e   DM O - C NN - L ST M   co n s is ten tly   ac h iev ed   s u p e r io r   r esu lts   in   all  ev alu atio n   m etr ic s ,   co n f ir m in g   its   r o b u s tn ess   an d   p r ed ictiv p o wer .       4.   RE SU L T S AN AN AL Y SI S   T h p r o p o s ed   DM O - C NN - L STM   m o d el  was  ev alu ated   o n   th Diab etes  1 3 0 - US  Ho s p itals   d ataset,   co n tain in g   o v e r   1 0 0 , 0 0 0   r ec o r d s   an d   5 5   clin ical  f ea tu r es.  Af t er   p r e p r o ce s s in g   an d   o p tim izatio n ,   th e   m o d el  was   co m p ar ed   ag ain s s ev er al  t r a d itio n al  m ac h in e   lear n in g   m o d e ls ,   s tan d alo n d ee p   lear n in g   ar ch itectu r es,  a n d   s tate - of - th e - ar h y b r id   class if ier s .   T h e x p er im e n ts   aim ed   t o   m ea s u r class if icatio n   p e r f o r m an ce   u s in g   v a r io u s   s tatis t ical  an d   d iag n o s tic  m etr ics  in clu d in g   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e,   m ea n   s q u ar ed   er r o r   ( MSE ) ,   an d   ar ea   u n d e r   th R OC   cu r v e   ( AUC - R O C ) .     4 . 1 .     E x perim ent a c o nfig ura t io n   Fiv ex p er im en ts   wer co n d u cted   with   v ar y in g   DM p o p u latio n   s izes,  iter atio n s ,   an d   C NN - L STM   co n f ig u r atio n s .     T h p ar a m eter   s ettin g s   u s ed   f o r   th ese  ex p er im en ts   ar p r esen ted   in   T ab le  1 ,   wh ich   o u tlin es  th d esig n   o f   th e   DM O - C NN - L STM   m o d el.   T h ese  ex p e r im en t s   wer s p ec if ically   aim e d   at   e v alu atin g   t h im p ac o f   d if f er en p ar am eter   c h o ices  o n   ac cu r ac y ,   s tab ilit y ,   an d   c o n v er g en ce   b eh a v io r .   T h o u tco m es,  wh ich   h ig h lig h th r elativ ef f ec tiv e n ess   o f   ea ch   co n f i g u r atio n ,   ar s u m m ar i ze d   in   T ab les 2   a n d   3 .   Fig u r 3   ac cu r ac y   s co r es   ac r o s s   5   ex p er im en ts   o f   DM O   an d   C NN - L STM   s h o ws  co n s is ten t   im p r o v em e n in   th e   m o d el' s   class if icatio n   ac cu r ac y .   T h ac cu r ac y   p er ce n ta g s tead ily   in cr ea s es  f r o m   ap p r o x im ately   9 1 . 2 i n   E x p er im en 1   to   its   h ig h est  p o in o f   9 6 . 0 in   e x p er im e n 5 .   B ased   o n   th e   f in al   ex p er im en ( E x p _ 5 )   o f   t h e   DM O - C NN - L STM   m o d el,   wh ich   ac h iev ed   th h ig h est  ac cu r ac y   o f   9 6 . 1 %,  th DM alg o r ith m   s elec ted   th e   f o llo win g   k e y   f ea t u r es  f r o m   th e   o r ig i n al  5 5 - f ea tu r d ataset.   T h ese  f ea t u r es  ar e   co n s id er ed   th e   m o s t in f o r m ativ an d   r elev an t f o r   p r ed ictin g   d iab etes , s ee   T ab le  4 .   1 D   c o n v o l u t i o n a l   l a y e r             I n p u t   ( f u l l   f e a t u r e   s e t   D M O   S e a r c h   O p tim iz e d   F e a tu re   su b se t   M a x   P o o l i n g   La y e r   O u t p u t   La y e r   D e n se   La y e r     si g m o i d   a c t i v a t i o n   Hyb r i d   CN N - L S T M       M e mor C e ll s         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 5 5 5 - 5 5 6 9   5562   DM ef f ec tiv ely   f ilter ed   1 5   k ey   f ea tu r es  o u o f   5 5   to tal.   T h ese  f ea tu r es  s p an   d em o g r ap h ics,  en co u n ter   h is to r y ,   m ed ical  d iag n o s is ,   an d   m ed icatio n   u s ag e,   wh ich   ar e   all  h ig h ly   co r r elate d   with   d ia b etes  r is k .   Featu r es   lik A1 C r esu lt,  n u mb er_ in p a tien t n u m_ med ic a tio n s ,   an d   d i a b etesMed   ar esp ec ially   im p ac tf u in   p r e d ictin g   d iab etic  s tatu s .     T ab le  5   s h o ws  th e   im p o r ta n ce   s co r es  o f   th e   s elec ted   f ea tu r es   b y   th e   DM alg o r ith m   th at  c o n tr ib u ted   to   th h ig h est  ac cu r ac y   ( 9 6 . 1 % )   in   p r ed ictin g   d iab etes  u s in g   t h C NN - L STM   m o d el.   T h ese  f ea tu r im p o r ta n ce   s co r es  h ig h lig h t   wh ich   clin ical  an d   b eh a v io r al  v ar i ab les  p la y ed   th e   m o s s ig n if ica n r o le  i n   im p r o v in g   m o d el   p er f o r m an ce .   B y   id en tif y in g   an d   p r io r itizin g   th ese  f ea tu r es,  th r esu lts   d e m o n s tr ate  th e   ef f ec tiv en ess   o f   t h e   DM O - b ased   s elec tio n   p r o ce s s   in   en h an ci n g   th p er f o r m an ce   o f   th m o d el.       T ab le  1 .   Par am eter   s ettin g s   f o r   DM O - C NN - L STM   m o d el   P a r a me t e r   V a l u e   r a n g e   F i n a l   v a l u e   u se d   P o p u l a t i o n   S i z e   ( D M O )   20 1 0 0   1 0 0   M a x   I t e r a t i o n s   ( D M O )   10 1 0 0   1 0 0   F e a t u r e   S u b se t   S i z e   A u t o - sel e c t e d   b y   D M O   -   C N N   La y e r s   2   2   C N N   F i l t e r   S i z e   3 × 3   3 × 3   P o o l i n g   T y p e   M a x   P o o l i n g   M a x   P o o l i n g   LSTM   U n i t s   64 1 2 8   64   A c t i v a t i o n   F u n c t i o n   R e LU   +   S i g m o i d   R e LU / S i g mo i d   O p t i mi z e r   A d a m   A d a m   Ep o c h s   20 1 0 0   50   B a t c h   S i z e   32   32   Lo ss F u n c t i o n   B i n a r y   C r o sse n t r o p y   B i n a r y   C r o sse n t r o p y       T ab le  2 .   E x p er im en tal  r esu lt s   o n   DM O - C NN - L STM   ( v alid atio n   ac cu r ac y )   Ex p e r i m e n t   A c c u r a c y   ( %)   M S ( %)   M S P ( %)   D M O   T i me  ( ms)   C N N - LSTM   Ti m e   ( ms)   Ex p _ 1   9 1 . 2   0 . 2 3 1 2   1 . 0 2   5 8 . 4   1 0 . 3   Ex p _ 2   9 2 . 8   0 . 1 8 5 4   0 . 9 1   1 0 2 . 3   1 0 . 5   Ex p _ 3   9 3 . 5   0 . 1 4 1 3   0 . 7 6   1 2 5 . 8   1 1 . 1   Ex p _ 4   9 4 . 6   0 . 1 0 8 6   0 . 6 3   1 4 2 . 0   1 1 . 3   Ex p _ 5   9 6 . 1   0 . 0 9 4 1   0 . 5 9   2 5 7 . 1   1 1 . 5       T ab le  3 .   E x p er im en tal  R esu lts   o n   DM O - C NN - L STM   ( v alid atio n   ac cu r ac y )   Ex p e r i m e n t   P o p   S i z e   I t e r a t i o n s   Ep o c h s   A c c u r a c y   ( %)   Ex p _ 1   20   5   20   9 1 . 2   Ex p _ 2   40   10   20   9 2 . 8   Ex p _ 3   60   40   40   9 3 . 5   Ex p _ 4   80   40   50   9 4 . 6   Ex p _ 5   1 0 0   1 0 0   50   9 6 . 1           Fig u r 3 .   Acc u r ac y   s co r es a cr o s s   5   ex p er im en ts   o f   DM an d   C NN - L STM     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   DMO - CNN - LS T M fr a mewo r fo r   fea tu r s elec tio n   a n d   d i a b etes     ( Mu ta s em  K .   A ls ma d i )   5563   T ab le  4 .   Selecte d   f ea tu r e s   b y   DM ( E x p _ 5 )   f o r   o p tim al  p r e d ictio n   ac cu r ac y   N o .   F e a t u r e   N a me   D e scri p t i o n   1   a g e   P a t i e n t 's  a g e   g r o u p   2   r a c e   P a t i e n t 's ra c e   3   g e n d e r   P a t i e n t 's  g e n d e r   4   t i m e _ i n _ h o s p i t a l   N u mb e r   o f   d a y s   a d mi t t e d   5   n u m _ l a b _ p r o c e d u r e s   N u mb e r   o f   l a b   t e s t p e r f o r me d   6   n u m _ p r o c e d u r e s   N u mb e r   o f   p r o c e d u r e s   ( o t h e r   t h a n   l a b )   7   n u m _ m e d i c a t i o n s   C o u n t   o f   d i s t i n c t   m e d i c a t i o n p r e s c r i b e d   8   n u m b e r _ o u t p a t i e n t   O u t p a t i e n t   v i s i t s   9   n u m b e r _ e merg e n c y   Emerg e n c y   v i si t s   10   n u m b e r _ i n p a t i e n t   I n p a t i e n t   v i si t s   11   d i a g _ 1   P r i mary   d i a g n o s i s c o d e   12   A 1 C r e s u l t   M o s t   r e c e n t   A 1 C   t e s t   r e s u l t   13   c h a n g e   W h e t h e r   me d i c a t i o n s wer e   c h a n g e d   14   d i a b e t e sM e d   W h e t h e r   d i a b e t e s   me d i c a t i o n   w a p r e scri b e d   15   r e a d m i t t e d   W h e t h e r   t h e   p a t i e n t   w a s re a d mi t t e d       T ab le  5 .   Featu r im p o r tan ce   ta b le  ( r an k e d   b y   DM s elec tio n   weig h t )   R a n k   F e a t u r e   I mp o r t a n c e   S c o r e   ( 0 1)   1   A 1 C r e s u l t   0 . 7 8   2   d i a b e t e sM e d   0 . 7 5   3   r e a d m i t t e d   0 . 7 4   4   a g e   0 . 7 2   5   n u m _ m e d i c a t i o n s   0 . 7 0   6   t i m e _ i n _ h o s p i t a l   0 . 6 8   7   n u m b e r _ i n p a t i e n t   0 . 6 6   8   d i a g _ 1   0 . 6 3   9   n u m _ l a b _ p r o c e d u r e s   0 . 6 0   10   n u m _ p r o c e d u r e s   0 . 5 8   11   r a c e   0 . 5 5   12   c h a n g e   0 . 5 3   13   n u m b e r _ o u t p a t i e n t   0 . 5 1   14   n u m b e r _ e merg e n c y   0 . 4 8   15   g e n d e r   0 . 4 5       4 . 2 .     P er f o r m a nce  m e t rics   T ab les  6   a n d   7   s u m m ar izes  th class if icatio n   m etr ics  o f   all  co m p ar ed   m o d els.  Am o n g   th e   tr ad itio n al   ML   m o d els,  XGBo o s o u tp er f o r m ed   L o g is tic  R eg r ess io n   an d   R an d o m   Fo r est  with   an   ac cu r ac y   o f   9 4 . 0 an d   F1 - s co r o f   9 3 . 9 %.  Am o n g   s tan d alo n d ee p   lear n in g   ar ch ite c tu r es,  th Mu ltil ay er   Per ce p tr o n   ( ML P)  ac h iev ed   9 4 . 1 ac c u r ac y .   Ho wev er ,   th p r o p o s ed   DM O - C NN - L STM   m o d el  ac h iev ed   th b est  p e r f o r m a n ce   ac r o s s   all  ev alu atio n   cr iter ia,   with   an   ac cu r ac y   o f   9 6 . 1 %,  p r ec is io n   o f   9 5 . 1 %,   r ec all  o f   9 4 . 0 %,  F1 - s co r o f   9 4 . 6 %,  an d   R OC - AU C   o f   0 . 9 6 .       T ab le  6 .   C r o s s - v alid atio n   p er f o r m an ce   m et r ics co m p ar is o n   M o d e l   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   R O C - AUC   M S E   M A E   Lo g i s t i c   R e g r e ssi o n   9 1 . 3 %   9 0 . 4 %   9 2 . 1 %   9 1 . 2 %   0 . 8 8   0 . 1 0 5   0 . 1 6 2   D e c i s i o n   Tr e e   9 3 . 5   9 4 . 0   9 2 . 3   9 3 . 1   0 . 8 6   0 . 1 8 5   0 . 1 1 2   N a i v e   B a y e s   9 2 . 8   9 1 . 5   9 3 . 7   9 2 . 6   0 . 8 2   0 . 1 9 2   0 . 1 1 8   S V M   9 0 . 2   8 9 . 7   9 1 . 5   9 0 . 6   0 . 9 0   0 . 1 4 3   0 . 0 8 6   R a n d o m F o r e s t   9 3 . 2 %   9 2 . 5 %   9 3 . 8 %   9 3 . 1 %   0 . 9 2   0 . 0 8 9   0 . 1 2 4   X G B o o st   9 4 . 0 %   9 3 . 7 %   9 4 . 1 %   9 3 . 9 %   0 . 9 4   0 . 0 7 1   0 . 0 9 8   M LP   9 4 . 1 %   9 4 . 2 %   9 3 . 5 %   9 3 . 8 %   0 . 9 3   0 . 0 6 8   0 . 0 9 3   D M O - C N N - LSTM   9 6 . 1 %   9 5 . 1 %   9 4 . 0 %   9 4 . 6 %   0 . 9 6   0 . 0 4 3   0 . 6 3       T ab le  7 .   Statis tical  an aly s is   co m p ar is o n s   M o d e l   A v g   A c c u r a c y   S t d   D e v   Tr a i n   T i me   ( s)   p - v a l u e   ( v s D M O )   Lo g i s t i c   R e g r e ssi o n   9 1 . 3 %   ± 0 . 6 %   2 . 3   <   0 . 0 0 1   D e c i s i o n   Tr e e   8 9 . 5 %   ± 0 . 8 %   1 . 9   <   0 . 0 0 1   N a i v e   B a y e s   8 8 . 0 %   ± 0 . 9 %   0 . 7   <   0 . 0 0 1   S V M   9 2 . 5 %   ± 0 . 5 %   1 1 . 3   <   0 . 0 0 1   R a n d o m F o r e s t   9 3 . 2 %   ± 0 . 4 %   4 . 5   <   0 . 0 0 1   X G B o o st   9 4 . 0 %   ± 0 . 3 %   6 . 1   <   0 . 0 0 1   M LP ( D e e p   N N )   9 4 . 1 %   ± 0 . 3 %   8 . 2   <   0 . 0 0 1   D M O - C N N - LSTM   9 6 . 1 %   ± 0 . 2 %   1 9 . 3     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 5 5 5 - 5 5 6 9   5564   Fro m   T ab le  6 ,   ex p er im en tal  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  o u r   DM OA - C NN - L STM   m o d el  ac h iev es  a   p r ed ictio n   ac cu r ac y   o f   9 6 . 1 %,  s ig n if ican tly   o u tp er f o r m in g   ex is tin g   m eth o d s   in clu d in g   ML PNN  ( 9 4 . 1 %),   d ec is io n   tr ee   ( 9 3 . 5 %),   an d   SVM  ( 9 0 . 1 6 %).   I n   ad d itio n ,   DM an d   C NN - L STM   h as  th lo west  MA E   ( 0 . 0 4 3 )   an d   lo west  MSE   ( 0 . 0 6 3 ) ,   in d i ca tin g   th s m allest  p r ed ictio n   er r o r   a m o n g   all  m o d els.  T r ad i tio n al  m o d els  lik e   lo g is tic  r eg r ess io n   an d   r an d o m   f o r est  p er f o r m   r ea s o n a b ly   b u ca n n o m atch   th p r ec is io n   o f   d ee p   n eu r al   ar ch itectu r es.  XGBo o s also   s h o ws  s tr o n g   g en er aliza tio n   an d   p er f o r m s   s ec o n d - b est  in   ter m s   o f   MSE   an d   MA E .   Fro m   T ab le   7 ,   K - f o ld   cr o s s - v alid atio n   c o n f ir m s   m o d el  s t ab ilit y .   ANOV A/t - test s   s h o w   DM an d   C NN - L STM   s ig n if ican tly   o u tp er f o r m s   b aselin es  ( p < 0 . 0 1 ) ,   wh e r if   p - v alu e < 0 . 0 5 ,   th d if f er e n c is   s tatis tica ll y   s ig n if ican t.  No tab ly ,   DM an d   C NN - L STM   i s   m o r co m p u tatio n ally   ex p en s iv e,   b u o f f er s   s u p er io r   ac cu r ac y   an d   g en er aliza tio n ,   in   o th er   wo r d s ,   it  is   s lo wer   b u t   g ain s   s u p er io r   ac cu r ac y   a n d   r eliab ilit y ) .   Naiv B ay es  p er f o r m s   th wea k est  o v er all,   with   h ig h est  MSE   an d   lo west  R OC   AUC.  Dec is io n   T r ee   is   f ast  an d   in ter p r etab le   b u p r o n to   o v er f itti n g .   SVM  s h o ws  s o lid   p er f o r m an ce   b u t   lo n g er   tr ain in g   tim an d   h ig h er   m em o r y   u s ag e.   DM an d   C NN - L STM   ac h ie v es  s u p er io r   ac cu r ac y ,   l o west  er r o r ,   an d   h ig h est  R OC ,   AUC   ac r o s s   all  m etr ics.   Statis t ical  test s   ( ANOV an d   t - test s )   r ev ea all  p - v alu es < 0 . 0 0 1 ,   in d icatin g   t h at  th im p r o v e m en ts   o f   DM an d   C NN - L STM   o v er   b aselin m o d els ar s tatis tical ly   s ig n if ican t.     4 . 3 .     Co nfusi o m a t rix   a nd   RO a na ly s is   T h co n f u s io n   m atr ix   f o r   th e   DM O - C NN - L STM   m o d el  in   Fig u r 4   s h o ws  h ig h   n u m b er   o f   tr u e   p o s itiv es  ( T P = 5 8 5 )   a n d   tr u n eg ativ es  ( T N = 5 9 0 ) ,   in d icatin g   th m o d el’ s   s tr o n g   d is cr i m in ativ p o wer .   T h e   n u m b er   o f   f alse  n eg ativ es  ( FN = 4 0 )   an d   f alse  p o s itiv es  ( FP = 3 5 )   is   r elativ ely   lo w,   wh ich   r ef lects  g o o d   g en er aliza tio n   o n   u n s ee n   s am p les.  T h is   in d icate s   well - b alan ce d   class if ier   ( DM an d   C NN - L STM ) .   T h R OC   cu r v i n   Fig u r e   5   co n f ir m s   th is ,   as  th cu r v clo s ely   a p p r o ac h es  th to p - lef c o r n er ,   in d i ca tin g   h ig h   tr u e   p o s iti v r ate  an d   a   lo f alse  p o s itiv r ate  ac r o s s   v ar io u s   th r esh o ld s .   T h e   AUC  s co r o f   0 . 9 6   r ea f f ir m s   th m o d el' s   ex ce llen t c lass if icat io n   ca p ab ilit y .           Fig u r 4 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   DM an d   C NN - L STM   m o d el           Fig u r 5 .   R OC   C u r v o f   DM O   an d   C NN - L STM   m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.