I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   15 , N o.   1 ,  F e br ua r y   2026 , pp.  592 ~ 603   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 15 .i 1 .pp 592 - 603          592     Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   Pn e u m on i a c l ass i f i c at i on  f r om  c h e st   X - r ay s u si n g si gn i f i c an t   f e at u r e  s e l e c t i on  an d  m ac h i n e  l e ar n i n g       Y u gan d h ar  C h od agam , M an j u n at h a H ir e m at h   D e pa r t m e nt  of  C om put e r  S c i e nc e , C e nt r a l  C a m pus ,  C hr i s t  U ni ve r s i t y, B e nga l ur u, I ndi a         A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  A ug 22, 2025   R e vi s e d  D e c  27, 2025   A c c e pt e d  J a n 10, 2026       The  chest  X - ray   images  of  normal  lungs  differ  only   subtly  from  th ose  of  lungs  with  pneumonia,  making  image - based  diagnosis  highly  challe nging.  To  address  this  issue,  we   developed  a  machine   learning   (ML) - based,  lightweight,  end - to - end  Python  package  that  processes  ch est  X - ray   i mages,  implements  robust  feature   selection  methods,   and  classifies  the   image s  using  various  algorithms.  While  many  studies  have  focused  on  imp roving  classifi cation  accuracy  using  newer   methods ,  few  have   address ed  the  interpreta bility  of  the  extracte d  features  or  the   growing  comput ational  demands  of  complex  models.  We  used   four  publicly  available   datase ts  and  extracted  first - order,  textural,   and  transform - based   radiomic  features   to  test  our  package.  Features  were  selected   using  the  Shapley   additive  expla nations   (SHAP)   combined   with  recursive  feature  elimin ation   (RFE)   and  stability  selection  algorithms.  Our  final  solution  contains   a  method  that   ext racts  a  finite  set  of  features  identified   by  stability  selection   and  feeds  them   as   inputs  into  classical  ML   a lgorithms.  Our  model  achieve d  98%  accura cy  on  the  primary  dataset,  and  97%± 1,  96%± 2,  and   94%± 2%  accuracy  on   th e  other  three  datasets.  Our  approach  is  f ast,  self - contained ,   and  requires   o nly  an  ideal  set  of  features,  making  it  suitable  for  resource - constrain ed  c linical   environm ents.   K e y w o r d s :   F e a tu r e  s e le c ti on   M a c hi ne  l e a r ni ng   P ne um oni a   R a di om ic s   W a ve le t  f e a tu r e s   X - r a y   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   Y uga ndha r  C hoda ga m   D e pa r tm e nt  of  C om put e r  S c ie nc e , C e nt r a l  C a m pu s , C hr is t  U ni v e r s it y   B e nga lu r u, I ndi a   E m a il :  yuga ndha r .c h@ r e s .c hr is tu ni ve r s it y.i n       1.   I N T R O D U C T I O N   P ne um oni a   r e m a in s   one   of   th e   m os t  s e r io us   he a lt h  th r e a ts   w or ld w id e .  A c c or di ng  to   a   r e por t   publ is he d  by  th e   C e nt e r   f or   D is e a s e   C ont r ol   a nd   p r e ve nt io n  i n  2023,  pne um oni a   c l a im s   m or e   th a n   41,000  li ve s   e ve r y  ye a r   in   th e   U ni te d   S ta te s ,  a nd  th is   bur de n  c oul d   b e   he a vi e r   in   de ve lo pi ng  c ount r ie s   w it h   poor e r   m e di c a l  f a c il it ie s .   D is ti ngui s hi ng   a   he a lt hy  lu ng  f r om   one   w it h  pne um oni a   on   a   c he s t   X - r a y   is   of te n  m or e   di f f ic ul t  th a n  it   a ppe a r s ,  e ve n  f or   a   tr a in e d  pr a c ti ti one r .  F ig ur e   1  s how s   r e pr e s e nt a ti ve   c he s t   X - r a y   im a ge s   us e d  in   th is  s tu dy:   F ig ur e   1( a )   il lu s tr a te s   a   nor m a l  c a s e ,  w hi le  F ig ur e   1( b)   il lu s tr a te s   pne um oni a .  V is ua l  c lu e s   li ke   pa tc hy  opa c it ie s   or   f a in t  c on s ol id a ti ons   c a n  be   s ubt le   a nd   e a s y   to   m is s ,   e s p e c ia ll y  f or   le s s   e xpe r ie n c e d  r a di ol ogi s ts .  P a ti e nt s   w ho  vi s it   hos pi ta ls   w it h  li m it e d  r e s our c e s   f a c e   m a ny  hur dl e s   w he n  e nough  e xpe r ie nc e d   r a di ol ogi s ts   a r e   una va il a bl e .  A   r a di ol ogi s t  s houl d  ha ve   e no ugh  e xpe r ti s e   in   r e a di ng  c he s t  X - r a y s   a nd  id e nt if yi ng  a   pa th ol ogy  w i th   a n  a c c e pt a bl e   le ve l  of   c onf id e nc e .   T hi s   de pe nde nc y  on  e xpe r ie nc e d  r a di ol ogi s ts   c a n  be   m it ig a te d  th r ough  a ut om a te d  im a ge   di a gnos is   or   a s s is te d  di a gnos is .  D e e p  le a r ni ng  ( D L )   s ys te m s   ha ve   a lr e a dy  de m ons tr a te d  im pr e s s iv e   a c c ur a c y  in   m a ny   m e di c a l  im a gi ng  ta s ks .  H o w e ve r ,  th e y  of te n  r e ly   on   m a s s iv e ,  w e ll - a nnot a te d  da ta s e ts   a nd  pow e r f ul   ha r dw a r e   [ 1] ,  [ 2] .  A not he r   pr om is in g  s ol ut io n   is   to   c om bi ne   m a c hi ne   le a r ni ng  ( M L )   a lg or it hm s   w it h  r a di om ic s   m e th ods   to   a c c ur a te ly   c la s s if y  X - r a y   im a ge s   by  e xt r a c ti ng  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       P ne um oni a c la s s if ic at io n f r om  c he s t  x - r ay s  us in g  s ig ni fi c ant  f e at ur e  s e le c ti on …  ( Y ugandhar  C hodagam)   593   m e a s ur a bl e   a nd  unde r s ta nda bl e   f e a tu r e s ,  s uc h  a s   te xt ur e ,  s ha pe ,  a nd  tr a ns f or m .  S om e   pow e r f ul   M L   a lg or it hm s   c a n  le a r n  f r om   th e s e   in f o r m a ti ve   s e ts   of   de s c r ip to r s   a nd  a c hi e ve   r e li a bl e   pe r f or m a nc e   w it h  le s s   c om put a ti ona l  de m a nds   [ 2] .   T hi s   r e s e a r c h   a im s   t o  c om bi n e   th e  s tr e n gt h s   of   r a di om i c s   a n d M L   to   pi np oi nt   t he  m os t   di s c r im i na ti v e   f e a tu r e s  u s in g a dva nc e d f e a t ur e  s e le c ti on m e th od s . W e  pr opo s e  a  pr a c ti c a l , hi gh - p e r f or m in g p a c k a ge d s ol u ti on   f or   pne um o ni a   c la s s if i c a ti on  w it h  a   s y s te m a ti c   a ppr o a c h  a nd  e xt e n s iv e   e v a lu a ti on  a c r o s s   m ul ti pl e   d a ta s e t s .   V in od  e t  al .   [ 3]   r e por t  t ha t  t he ir   d e e p  C ovi x - N e t   c on vol ut io na l  n e ur a l  n e twor ks   ( C N N s )   obt a in s   p a tt e r n s   di r e c tl y f r om  t he  i m a ge  p ix e l s , a nd a   s e p a r a t e  pi p e li ne  f ir s t  e xt r a c ts  t e xt ur e   a nd w a v e le t  f e a tu r e s   a nd t h e n l e t s  a   r a ndom f or e s t  a l gor it hm  l e a r n f r om  t h os e  de s c r ip t or s .  C N N s  l e a r n pa tt e r n s  f r om  r a w   pi xe l s , w he r e a s  r a di om i c s   m e th od s   e xt r a c t   te x tu r e   a n d  tr a ns f or m   f e a tu r e s ,   w hi c h   c a n   be   f e d  i nt o   M L   a lg or i th m s .  B ot h   th e s e   a ppr o a c h e s   ha ve   t he ir   s tr e ng th s   a nd  li m it a ti o ns .  A nd e r s o n  e t  al .   [ 4]   de s ig ne d  a   DL – ba s e d  s ys t e m   a nd  tr a in e d  it   o n    490,000  c h e s t   X - r a y s ,  a c hi e vi n g a n  a r e a  und e r  t h e  c ur ve  ( A U C )   of  0.976 f or  pa th ol ogy  de t e c ti o n a n d i m pr o ve d   a c c ur a c y  o n  u ns e e n   h e ld - out   d a ta s e t s .   V e r m a   e t   al .   [ 1]   u s e d   t r a ns f or m   f e a tu r e s   s u c h   a s   w a v e le ts   to   e x tr a c t   f e a tu r e s   s u c h  a s   e nt r o py  a nd  e ne r g y,  a c hi e vi ng   a n   a c c ur a c y   of   96.5%   u s in g  a   s upp or t  ve c to r   m a c hi ne   a lg or it hm ,   K h a tt a b  e t   al .  [ 5]   pr opo s e d  f oc a l  lo s s – tu n e d  I n c e pt io n  m o de l s ,  w hi c h   de m ons tr a te d  a n  ov e r a ll   a c c ur a c y  of   97.6 7%   w it h  r e c a ll   r a te s   a bove   96% .  R a bb a h  e t  al .   [ 6]   a dde d  th r e e   de n s e   l a y e r s   ov e r   th e     I nc e pt i on - v3 e xt r a c to r  w it h  a ppr oxi m a te l y 22.9 mi ll io n w e ig ht s   a nd r e por t e d a n a c c ur a c y of  97 .23%  f or  bi na r y  pne um o ni a   d e te c ti on.  E m pl oyi ng  h e te r o ge n e ou s   e n s e m bl e s ,   e f f ic ie nt - V G G 16  ne ur a l  ne t w or k  a c hi e ve d   99.46%   a c c ur a c y   on  th e   c o vi d - xr a y - 5k  be nc hm a r k  [ 7] ,  w hi le   J a g hda m   e t  al .   [ 8]   a c hi e v e d  a n  e v e n  hi ghe r   a c c ur a c y  of   99 .59%   b y  hyp e r - opt im i z in g   a n   e f f ic i e nt   D e n s e N e t  ba c kbon e .  S ur e ndr a   e t  al .   [ 9]   C X N e t  m ode l   de m on s tr a t e d  a n  a c c ur a c y  of   98% ,  w it h  a   96%   r e c a ll   r a te   f or   de te c ti ng  c or ona vi r us   di s e a s e   201 9  c a s e s   in   a   m ul ti c l a s s  c la s s if i c a ti on.   H ow e ve r ,  a   non – DL   a ppr oa c h   c a n  b e   e qu a ll y  e f f e c ti ve   in   m e d ic a l  im a ge   c la s s if ic a ti on.  Ö z c a n   [ 10]   l ig ht G B M   a lg or it hm ,   tr a in e d   on  ju s t  97   m ul ti s c a le   r a di om ic   f e a tu r e s ,  s ti ll   de li ve r e d  a n  a c c ur a c y,  s e ns it iv it y,   a nd  s pe c if ic it y  of   97.5,  97.5,  a nd  98.75% ,  r e s pe c ti ve ly .  G ua n  e t  al .   [ 11]   pr opos e d  th e   us e   of   a   c om pa c t  ha s h  la ye r   f or   e xt r a c ti ng  e m be ddi ngs   f r om   th e   D e n s e N e t - 121  ne two r k,  a c hi e vi ng  a n  a v e r a ge   pr e c is io n   of   0.84  f or   r e tr ie vi ng  pne um oni a   c a s e s .  P a l  e t  al .   [ 12]   de s ig ne d   a   hyb r id   C N N - tr a ns f or m e r   m ode l  th a t  yi e ld e d  a n  a c c ur a c y  of   95.14%   w he n  te s te d  on  th e   s a m e   th r e e - c la s s   be n c hm a r k.  T he s e   r e s ul ts   s how   th a t  w hi le   m ode r n  C N N s   or   C N N - vi s io n  tr a n s f or m e r   e ns e m bl e s   of te n  a c hi e ve   a c c ur a c ie s   of   98 - 99% ,  f e a tu r e s   id e nt if ie d  th r ough  s ta bi li ty   s e le c ti on   a nd  ot he r   c a r e f ul ly   c hos e n   r a di om ic   f e a tu r e s   c a n   m a tc h  th a t   pe r f or m a nc e   w it h  f a r   le s s   c om put a ti ona l  ove r he a d.           ( a )   ( b)     F ig ur e   1. R e pr e s e nt a ti ve  c he s t  X - r a y   s a m pl e s   of   ( a )  nor m a l  a nd ( b)  pne um oni a       2.   M E T H O D   R e s e a r c h e r s   w or ld w id e   ha ve   e xpe nde d  c on s id e r a bl e   e f f or ts   f or   tr a in in g  c om put e r s   to   de te c t  pne um oni a   a nd  ot he r   th or a c ic   di s e a s e s   di r e c tl y  f r om   X - r a y s  us in g  DL   a nd  M L   m e th ods .  W hi le   th e   pr og r e s s   ha s   be e n  e nc our a gi ng,  th e   f ol lo w in g  is s ue s   ha ve   pe r s is te d:   i )   m ode ls   tr a in e d  on  one   da ta s e t  do  not   a lwa ys   pe r f or m   w e ll   on  a not he r ;  ii )   th ous a nds   of   ove r la ppi ng  f e a t ur e s   c a n  m a s k  th e   tr ul y  us e f ul   s ig na ls ;  a nd     iii )   he a vyw e ig ht   a r c hi te c tu r e s   c a n   be   to o   s lo w   or  c os tl y  f or   e v e r yda y  c li ni c a l  us e . T o  a ddr e s s   th e s e   is s u e s , w e   de ve lo pe d  a   s e lf - c ont a in e d   pa c ka g e   th a t  c a n  f a c il it a te   th e   e x tr a c ti on  of   s ig ni f ic a nt   f e a tu r e s ,   e na bl in g   th e   c la s s if ic a ti on  of   c he s t  X - r a y s  a s   nor m a l  or   in di c a ti ve   of   pne um oni a   w it h  id e a l  a c c ur a c y   le ve ls .   T he   de s ig n e d  pa c ka ge  s houl d  id e a ll y  de m ons tr a te  s ta bl e  a nd  opt im a l  pe r f or m a nc e   a c r os s   m ul ti pl e   da ta s e ts , e ve n  in   s e tt in gs   w it h  li m it e d  c om put a ti ona l  r e s our c e s .  T he   m a in   a dva nt a g e s   of   th is   a ppr oa c h  a r e   th a t  it :  i )   e xpe di te s   im a ge - ba s e d  di a gnos is ,  ii )   r e li e s   on  ge ne r a l  c om put e r s   th a t  a r e   e a s il y  a va il a bl e ,  a nd  iii )   a s s is ts   be gi nne r   r a di ol ogi s ts /a nnot a to r s  w hi le  r e duc in g t he  bur de n on e xpe r t  r a d io lo gi s ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  15 , N o.  1 ,  F e br ua r y   20 26 :  592 - 603   594   F ir s t,   r a di om ic   de s c r ip to r s   w e r e   in it ia ll y  e xt r a c te d  us in g  th e   P yR a di om ic s   pa c ka g e   [ 13] ,  w hi c h  f ol lo w s   th e   im a ge   bi om a r ke r   s ta nda r di z a ti on  in it ia ti ve .  S ubs e que nt ly ,  th e   m os t  in f or m a ti ve   f e a tu r e s   w e r e   id e nt if ie d  a nd  r e ta in e d  by   a ppl yi ng  two   r ig or ous   f e a tu r e   s e le c ti on  te c hni que s   na m e ly ,   S ha pl e y  a ddi ti ve   e xpl a na ti on  ( S H A P )   c om bi ne d  w it h  r e c ur s iv e   f e a tu r e   e li m in a ti on  ( R F E )   a nd  s ta bi li ty   s e le c ti on.   A   s e t  of   im a ge s  w a s  r e a d i nt o m e m or y i n t he  G oogl e  C ol a b e nvi r onm e nt  a lo ng w it h t he  P yR a di om ic s  pa c ka g e . B e f or e   th e   f e a tu r e   e xt r a c ti on,  a ll   th e   im a ge s   w e r e   c onve r te d  in to   ne a r ly   r a w   r a s te r   da ta   ( nr r d )   f il e s .  A ppr oxi m a te l y   955  f e a tu r e s   w e r e   e xt r a c te d,  na m e ly ,  or ig in a l  s ta ti s ti c a l  f e a tu r e s   f r om   r a w   im a ge s   ( 95) ;  tr a ns f or m   f e a tu r e s   s uc h  a s   w a v e le t - lo w - pa s s ,  hi gh - pa s s   ( L H )   ( 86) ,  w a ve le t -   hi gh - pa s s ,  lo w - pa s s   ( H L )   ( 86) ,  w a ve le t - hi gh - pa s s ,   hi gh - pa s s   ( H H )   ( 86) ,  w a ve le t - lo w - pa s s   ( L L )   ( 86) ,  e xpone nt i a l  ( 86) ,  gr a di e nt   ( 86) ,  lo ga r i th m   ( 86) ,  s qua r e   ( 86) ,  s qua r e   r oot   ( 86) ,   a nd  lb p - 2d   ( 86) .   T he s e   e xt r a c te d  f e a tu r e s   w e r e   f e d  in to   a lg or it hm s   s uc h  a s   X G B oos t,   gr a di e nt   boos ti ng,  a nd  r a ndom  f or e s t  to   s e le c t  th e   f e a tu r e s   of   hi gh  im por ta nc e   a c r os s   two  da ta s e ts .  A   f lo w c ha r t  de pi c ti ng t he  c la s s if ic a ti on of  i m a ge s  u s in g S H A P  a n d R F E  i s  i ll us tr a te d i n F ig ur e  2.         F ig ur e   2.   F lo w c ha r t  of  i m a ge   c la s s if ic a ti on   us in g t he  S H A P  a n d R F E  m e th ods       T he   f our   da ta s e ts   u s e d  in   th is   s tu dy  w e r e   obt a in e d  f r om   th e   f ol lo w in g  s our c e s :  G ua ngz hou  W om e n  a nd  C hi ld r e n’ s   M e di c a l  C e nt e r   ( G W C M C ) ,  R a di ol ogy  A I   G r oup  ( R A I G ) ,  N a ti ona l  I ns ti tu te   of   G e ne r a l   M e di c a l  S c ie n c e s   ( N I G M S ) ,  a nd  J a ga nna th   U ni ve r s it y.  S H A P   c om bi ne d  w it h  R F E   e xhi bi te d   e xc e ll e nt   pe r f or m a nc e   in   id e nt if yi ng  th e   f e a tu r e s   f or   e a c h  da ta s e t  s e pa r a te ly .  A lt hough  th e   m ode ls   a c hi e ve d   s a ti s f a c to r y  c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y,  th e   e xt r a c te d  f e a tu r e   s e ts   a c r os s   a ll   th e   da ta s e ts   s ha r e d  onl y  30%   c om m on f e a tu r e s . S H A P  e xpl a in s  a  s in gl e  p r e di c ti on by s pl it ti n g t he  di f f e r e nc e  be twe e n t he  m ode l  out put  f o r   th a t  in s ta nc e ,  f ( x) ,  a nd  th e   m ode l’ s   e xpe c te d  out put ,  E ( f ( z ) ) ,  ove r   a   r e f e r e nc e   da ta s e t  [ 14] .  A lt hough  th e   S H A P   a nd  R F E   te c hni que s   yi e ld e d  good  a c c ur a c y   f or   e a c h   da ta s e t  ( G W C M C   98% ;  R A I G   98% ;  N I G M S   97% ;  J a ga nna th   94% ) ,  th e   S H A P   f e a tu r e s   va r ie d  a c r os s   da ta s e ts .  T he   num be r   of   c om m on  f e a tu r e s   w a s   lo w ,  a nd t he  S H A P  va lu e s  of  t he  f e a tu r e s  w e r e  t ie d t o t he  da ta s e t.   C onve r s e ly ,  th e   f lo w c ha r t  in   F ig ur e  3  a nd  th e   a lg or it hm   in   F ig ur e  4  a c hi e ve d  opt im a l  c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y  a nd  id e nt if ie d  f e a tu r e   s e ts   w it h  ove r   90%   c om m ona l it y  a c r os s   a ll   da ta s e ts .   O pt im a l  a c c ur a c y  w a s   a c hi e ve d  b e c a u s e   s ta bi li ty   s e l e c ti on  dr a w s   m a ny   boot s tr a p  s u bs e ts ,  f it s   a   s pa r s e   m ode l  on   e a c h,  a nd   ke e p s   onl y  th os e   va r ia bl e s   w hos e   s e le c ti on  f r e que nc y   e xc e e ds   a   u s e r - de f in e d  th r e s hol d,  w hi c h  w e   s e t  a s   20%   [ 15] .  T a bl e  1 pr e s e nt s  da ta  on t he  pe r c e nt a ge  of  c om m on f e a tu r e s  i d e nt if ie d a c r os s  t he  f our  da ta s e ts  us in g di f f e r e n t   e xt r a c ti on me th ods .   T he   m e th ods   u s e d  f or   f e a tu r e   e xt r a c ti on  a r e   de s c r ib e d  in   th e   f ol lo w in g  s ubs e c ti ons .  T o  ke e p  th e   doc um e nt   c onc is e ,   a ll   th e   f e a tu r e s   e xt r a c te d  u s in g  S H A P   c o m bi ne d  w it h  R F E   a r e   not   li s te d  he r e .  T hi s   i s   be c a us e  t h e y a r e  ge ne r a ll y a   s ubs e t  of  t he  f e a tu r e s   e xt r a c te d us i ng t he  s ta bi li ty  s e le c ti on a lg or it hm .           F ig ur e  3 .  I m a ge  c la s s if ic a ti on us in g s ta bi li ty  s e le c ti on   S t a r t  pyr a di om i c s   C onve r t  i m a ge s   c om bi ne d f r om  2  da t a s e t s  t o .nr r d f i l e s   E xt r a c t  ~ 1000  f e a t ur e s   F i r s t  or de r  a nd  W a ve le ts   S t a bi l i t y s e l e c t i on   I m a ge  c l a s s i f i c a t i on   S t a r t  pyr a di om i c s   C onve r t  i m a ge s  t o .nr r d f i l e s   E xt r a c t  ~ 1000 f e a t ur e s   F i r s t  or de r  a nd W a ve l e t     S H A P +R F E   I m a ge  c l a s s i f i c a t i on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       P ne um oni a c la s s if ic at io n f r om  c he s t  x - r ay s  us in g  s ig ni fi c ant  f e at ur e  s e le c ti on …  ( Y ugandhar  C hodagam)   595       F ig ur e  4. S ta bi li ty  s e le c ti on a lg or it hm       T a bl e   1.   C om pa r is on of  c om m on f e a tu r e  pe r c e nt a ge s   a c r os s  f ou r  da ta s e ts  us in g di f f e r e nt  m e th ods   M e t hod us e d   F e a t ur e  m a t c h pe r c e nt a ge  a c r os s  da t a s e t s  ( % )   C om m e nt s   S H A P +R F E   ~ 30   F e a t ur e s   c om m on  a c r o s s   t hr e e   da t a s e t s   w e nt  up t o 30%   S t a bi l i t y s e l e c t i on us i ng  l ogi s t i c  r e gr e s s i on   ~ 70   L ogi s t i c   r e gr e s s i on  i n  s t a bi l i t y  s e l e c t i on   ga ve  good r e s ul t s   S t a bi l i t y s e l e c t i on w i t h  X G B oos t   >90   X G B oos t   pr oduc e d   t he   b e s t   r e s ul t s   w he n   t he  s t a bi l i t y s e l e c t i on a l gor i t hm  w a s  u s e d       2.1.    S h ap le y ad d i t iv e  e xp la n at io n s  an d   r e c u r s iv e  f e at u r e  e li m in at io n   al gor it h m s   2.1.1.  S h ap le y ad d i t iv e  e xp la n at io n s   T he   S ha pl e y   f unc ti on  c a lc ul a t e s   a   va lu e   f or   e a c h  f e a tu r e   e xt r a c te d  f r om   e a c h  im a g e .  T hi s   va lu e   r e f le c ts   th e   im por ta nc e   of   th a t  pa r ti c ul a r   f e a tu r e   in   th e   ove r a ll   i m a ge   c la s s if ic a ti on.  I t  is   th e   a ve r a ge   m a r gi na l  c ont r ib ut io n of  a  f e a tu r e  a c r os s  a ll  pos s ib le   c om bi na ti ons .     ϕ ( , ) = ∑ | | ! ( | | − | | − 1 ) ! | | ! ⊆ ∖ { } ( ( ∪ { } ) − ( ) )   ( 1)     W he r e   f   de not e s  t he  M L  m ode l;   x   de not e s  t he  i ns ta nc e  f or  w hi c h w e  w a nt  t o e xpl a in  t he  pr e di c ti on;   S   de not e s   a  f e a tu r e  s ubs e t;   f x ( S )  de not e s  t he  pr e di c ti on f or  i ns ta nc e   x   us in g only t he   S   f e a tu r e s ;   a nd  ϕ i   de not e s  t he  S H A P   va lu e   f or   f e a tu r e   I ;   ( ( ∪ { } ) − ( ) )   r e pr e s e nt s   th e   m a r gi na l  c ont r ib ut io n  of   f e a t ur e   i   w he n  it   is  a dde d  to   th e   s ubs e t  S ;   a nd  | | ! ( | | − | | − 1 ) ! / | | !   de not e s   th e   w e ig ht in g  f a c to r   f or   th e   num be r   of   w a ys   s ubs e t  S   c a n   be  f or m e d, e ns ur in g a ve r a ge  c ont r ib ut io n ove r  a ll  pos s ib le  s ub s e ts .     2.1.2.  R e c u r s iv e   f e at u r e  e li m in at io n   R F E  i s  a  f e a tu r e  s e le c ti on a lg or it hm  t ha t  a im s  t o i de nt if y  th e  m os t  im por ta nt  f e a tu r e s  f or  a  pr e di c ti ve   m ode l  by  r e m ovi ng  th e   le a s t  im por ta nt   f e a tu r e s   r e c ur s iv e ly .   T r a in   th e   m ode l  a s   f ol lo w s :  tr a in   a   m ode l  us in g   a ll  t he  da ta s e t  f e a tu r e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  15 , N o.  1 ,  F e br ua r y   20 26 :  592 - 603   596   ( ) =  ( ( ) , )   ( 2)     W he r e   X ( t )   de not e s  t he  f e a tu r e  m a tr ix  a t  it e r a ti on  t , a nd  M ( t )   de not e s  t he  t r a in e d m ode l  a t  it e r a ti on  t .   R a nk  f e a tu r e s :   c om put e   th e   im por ta nc e   of   e a c h  f e a tu r e   in   th e   tr a in e d  m ode l  M ( t ) .   L e t  ω ( t )   ϵ  ℝ p   be   th e   ve c to r   of   f e a tu r e  i m por ta nc e  or  c oe f f ic ie nt s .     ω ( ) =    ( ( ) )   ( 3)     E li m in a ti ng  th e   le a s t  im por ta nt   f e a tu r e :  f e a tu r e   w it h  th e   s m a ll e s t  im por ta nc e   s c or e   is   id e nt if ie d  a nd   r e m ove d  f r om  t he  f e a tu r e  s e t.     j ( t ) = arg m in ( ω j ( t ) )   ( 4)     2.2.    S t ab il it y s e le c t io n   T he   pr oc e s s   of   pne um oni a   c la s s if ic a ti on  us in g  th e   s ta bi li ty   s e le c ti on  a lg or it hm   is   de pi c te d  in     F ig ur e   3.  T he   w or kf lo w   is   a lm os t  id e nt ic a l  to   th a t  a s s oc ia te d  w it h  th e   S H A P + R F E   m e th od  e xc e pt   it   in vol ve s   two  da ta s e ts — G W C M C   a nd  a   K a ggl e   da ta s e t — a nd  th e   a l gor it hm   to   s e le c t  th e   s ig ni f ic a nt   f e a tu r e s   is   c ha nge d,  de not e d  in   bl ue   c ol or .   A   de ta il e d  f lo w c ha r t  de s c r ib in g  th e   s ta bi li ty   s e le c ti on  a lg or it hm   is   il lu s tr a te d   in   F ig ur e   4.  T he   a lg or it hm   w or ks   by  r e pe a te dl y  tr a in in g  a n  M L   c la s s if ie r   on  r a ndom  da ta   s ubs e ts .  W e   us e d   th e   lo gi s ti c   r e gr e s s io n  a nd  X G B oos t  a lg or it hm s   a nd  t r a c ke d  how   of te n   e a c h  f e a tu r e   w a s   id e nt if ie d  a s   im por ta nt .  T hi s   he lp s   id e nt if y  f e a tu r e s   th a t  c on s is te nt ly   c ont r i but e   to   c la s s if ic a ti on  a c r os s   di f f e r e nt   s a m pl e s .   T he   f e a tu r e s   e xt r a c t e d  us in g   th e   X G B oos t  a lg or it hm   w e r e   f o und  to   f a c il it a te   th e   c la s s if ic a ti on  of   im a ge s   a c r os s   a ll   f our   da ta s e ts   a s   s how n  in   T a bl e   2.  T hi s   m e th od  he lp s   s e le c t  s ta bl e   f e a tu r e s   a c r os s   m a ny  it e r a ti ons ,   in c r e a s in g  th e   r obus tn e s s   of   th e   m ode l  w hi le   r e duc in g  ove r f i tt in g.  T he   a lg or it hm   pr e s e nt e d  in   F ig u r e   4   is   e xpl a in e d  a s   A lg or it hm  1.       T a bl e  2. L is t  of  f e a tu r e s  i de nt if ie d t hr ough s ta bi li ty  s e le c ti on   N o.   F e a t ur e  na m e   N o.   F e a t ur e  na m e   1   w a ve l e t - L H _gl c m _C l us t e r T e nde nc y   13   w a ve l e t - H H _gl c m _I dn   2   w a ve l e t - H H _gl r l m _R unE nt r opy   14   w a ve l e t - H H _gl c m _I dm n   3   w a ve l e t - L H _gl r l m _S hor t R unE m pha s i s   15   w a ve l e t - H H _gl c m _I dm   4   w a ve l e t - L H _gl r l m _R unE nt r opy   16   w a ve l e t - H H _gl c m _I m c 1   5   w a ve l e t - L H _gl c m _S um E nt r opy   17   w a ve l e t - H H _gl c m _I m c 2   6   w a ve l e t - H H _gl r l m _R unL e ngt hN onU ni f or m i t yN or m a l i z e d   18   w a ve l e t - L H _gl c m _I d   7   w a ve l e t - L H _gl r l m _R unL e ngt hN onU ni f or m i t yN or m a l i z e d   19   w a ve l e t - L H _gl c m _I dn   8   w a ve l e t - L H _s t d   20   w a ve l e t - L H _gl c m _I dm n   9   w a ve l e t - H H _e ne r gy   21   w a ve l e t - L H _gl c m _I dm   10   w a ve l e t - H H _s t d   22   w a ve l e t - L H _gl c m _I m c 1   11   w a ve l e t - H H _m e a n   23   w a ve l e t - L H _gl c m _I m c 2   12   w a ve l e t - H H _gl c m _I d           A lg or it hm  1.   S ta bi li ty  s e le c ti on   i)   I nput :  s ta r t  w it h t he  m e r ge d da ta s e ts  X  ( f e a tu r e s )  a nd y ( la be l s ) .   ii)   S ubs a m pl in g:   a   r a ndom ha lf  of  t he  da ta s e t  ( s e t  to  50% )  i s  s e le c t e d f or  e a c h i te r a ti on.   iii)   M ode l  tr a in in g:   a n   M L   m ode l  ( X G B oos t)   is   tr a in e d  on   th e   s ub s a m pl e   w it h  f ix e d  pa r a m e te r s     ( e .g., 50 r ounds , de pt h 3) .   iv )   F e a tu r e  i m por ta nc e :  a f te r  t r a in in g, t he  m ode l  f e a tu r e s  a r e  c ol le c te d.   v)   T hr e s hol di ng:   a   lo c a l  th r e s hol d i s  c om put e d ( s e t  a t  20%  of  t he   m a xi m um  i m por ta nc e  i n t hi s  s tu dy) .   vi )   B in a r y  m a s k:   a   bi na r y  ve c to r   is   c r e a te d  th a t  e va lu a te s   a   s e le c t e d  f e a tu r e   a s   1  if   it   e xc e e d s   th e   th r e s hol d  a nd 0 othe r w is e .   vi i)   R e pe a t:   t hi s   pr oc e s s   is   r e p e a te d  f or   m ul ti pl e   it e r a ti ons   ( e .g.,   100  ti m e s ) ,  a nd  a ll   bi na r y  ve c to r s   a r e   a c c um ul a te d.   vi ii )   F in a l  s e le c ti on:   t he   s e le c ti on  f r e que nc y  f o r   e a c h  f e a tu r e   is   c om put e d,  a nd  th os e   th a t  c ons is te nt ly   a ppe a r   a r e  r a nke d a nd s e le c te d.     T a bl e   2  pr e s e nt s   a   li s t   of   23  di s c r im in a ti ve   f e a tu r e s   ( out   of   th e   to p  30)   id e nt if ie d  us in g  th e   s ta bi li ty   s e le c ti on  a lg or it hm .  T h e   f ir s t  s e v e n  f e a tu r e s   a r e   in di c a to r s   of   th e   di s or de r   or   s pr e a d   in   th e   w a ve le t  s ub - ba nd s .  T he   ne xt   f our   f e a tu r e s   a r e   r e la te d  to   th e   id e nt if ic a ti on  o f   s tr o ng  e dge s   in   th e   in f e c te d  f ie ld .  R e c ogni z in g  a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       P ne um oni a c la s s if ic at io n f r om  c he s t  x - r ay s  us in g  s ig ni fi c ant  f e at ur e  s e le c ti on …  ( Y ugandhar  C hodagam)   597   pa tt e r n,  w e   lo oke d  f or   ot he r   de s c r ip to r s   th a t  f ol lo w   th e   s a m e   m a th e m a ti c a l  pr in c ip le s   but   w e r e   not   in c lu de d  in   th e   or ig in a l   li s t  o f   955  f e a tu r e s .  T hi s   w a s   ne c e s s a r y  be c a u s e   th e   a c c ur a c y  of   im a ge   c la s s if ic a ti on  in   th e   J a ga nna th  da ta s e t  w a s  j us t  a r ound 91% .    T he r e f or e ,  w e   s y s te m a ti c a ll y  s e a r c he d  f or   a ddi ti ona l  f e a tu r e s   t o  im pr ove   th e   c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y.  W e   f ound  th a t  G r a di e nt _e nt r opy_me a n  is   s im il a r   to   ot he r   e nt r opy  m e a s ur e s ,  e xc e pt   th a t  it   is   c a lc ul a te d  ove r   th e   S obe l  gr a di e nt   m a gni tu de   hi s to gr a m .  I n  a ddi ti on,  S obe l_ e dge _m e a n  c a pt ur e s   th e   a ve r a ge   gr a di e nt   m a gni tu de ,  w he r e a s   F r a ngi _m e a n  e m pha s i z e s   e lo nga te d  r id ge - li ke   s tr uc tu r e s .  I nc or por a ti ng   G r a di e nt _e nt r opy_me a n  a nd  F r a ngi _m e a n  in to   ou r   m ode l  in c r e a s e d  th e   a c c ur a c y  of   im a ge   c la s s if ic a ti on  in   th e   J a ga nna th   da ta s e t  to   94% .   E xc e pt   f or   G r a di e nt _e nt r opy_m e a n,  S obe l_ e dge _m e a n,  a nd  F r a ngi _m e a n,  a ll   th e   s e le c te d  f e a tu r e s   a r e   c a lc ul a te d  a f te r   pe r f or m in g   w a ve le t  tr a ns f or m a ti on.  T he   w a ve le t  f e a tu r e s   a r e   s pe c if ic a ll y  f r om   th e   L H   a nd  H H   s ub - ba nd s   a nd  pr im a r il y  f r om   two  ty pe s   of   te xt ur e s :  gr a y   le ve l  c o - oc c ur r e nc e  m a tr ix  a nd gr a y l e ve l  r un l e ngt h m a tr ix .   U s in g  t - di s tr ib ut e d  s to c ha s ti c   ne ig hbor   e m be ddi ng,  w e   p r oj e c te d  th e   to p  w a ve le t  f e a tu r e s   f r om   th e   G W C M C   da ta s e t  in to   a   two - di m e ns io na l   s pa c e   a s   pr e s e nt e d   i n  F ig ur e   5.  T h e   bl ue   a nd  r e d   poi nt s   r e pr e s e nt   c he s t  X - r a ys   be lo ngi ng  to   th e   nor m a l  a nd  pne um oni a   c a te gor ie s ,  r e s pe c ti ve ly .  W e   c a n  c le a r ly   obs e r ve   th a t   th e  s e le c te d f e a tu r e s  r obus tl y c a pt ur e  t he  di s c r im in a ti ve  s tr uc tu r e .           F ig ur e  5.   T - di s tr ib ut e d s to c ha s ti c  ne ig hbor  e m be ddi ng pr oj e c ti o n of  t he  t op w a ve le t  f e a tu r e s       2.3.    F e at u r e  u n d e r s t an d in g   A nom a li e s   or   le s io ns   a r e   ty pi c a ll y  lo c a li z e d  in   m e di c a l  im a g e s ,  a nd  te c hni c ia ns ,  r a di ol ogi s ts ,  a nd  phys ic ia ns   f oc us   on  th os e   r e gi ons   to   id e nt if y  pa th ol og ic a l  bi o m a r ke r s .  S e ve r a l  te c hni que s   a r e   e m pl oye d  in   m a c hi ne   vi s io n – ba s e d  di a gnos ti c s ,  s u c h  a s   f a s t  f our ie r   tr a ns f or m s ,  G a bor   f il te r s ,  a nd  w a ve le t  tr a ns f or m s .  W a ve le t  tr a ns f or m s   a r e   th e   m os t  w id e ly   a dopt e d  be c a us e   th e y  c a pt ur e   bot h  f r e que nc y  a nd   s pa ti a l   in f or m a ti on,  w he r e a s   f a s t  f ou r ie r   t r a ns f or m s   c a pt ur e   onl y   th e   gl oba l  f r e que nc y  c ont e nt   by   de c om pos in g  s ig na ls  i nt o s in e  a nd  c os in e   c om pone nt s   [ 16] , [ 17] .   F ir s t - or de r   s ta ti s ti c s   e xt r a c te d  f r om   th e   r a w   pi xe ls   of   a n   im a ge   do  not   pr ovi de   th e   d e ta il e d  in f or m a ti on  r e qui r e d  f or   im a ge   c la s s if ic a ti on  be c a us e   th e y  la c k  s pa ti a l  a nd  f r e que nc y  c ont e xt s .  R a w   pi xe ls   a r e   f la t  di s tr ib ut io ns   of   in te n s it ie s   a nd  f ir s t - or de r   s ta ti s ti c s   on  s uc h  a   di s tr ib ut io n  ig nor e   e dge s ,  te xt ur e s ,  a nd   f in e - s c a le   pa tt e r ns ,  f e a tu r e s   th a t  a r e   c r it ic a l  f or   m e di c a l  im a ge - ba s e d  di a gno s is .  I s ol a ti ng  th e   f in e   e dg e s ,   te xt ur e s ,  or   s ubt le   va r ia ti ons   in   pi xe l  in te ns it y  is   ke y  to   de te c ti ng  a ny  a bnor m a li ti e s   or   pa th ol ogi e s   in   a n   im a ge .  W a ve le ts   de c om pos e   th e   im a ge   in to   a   s e t  o f   s ub - ba nds   us in g  w a ve le ts   or   w a ve - li ke   os c il la ti ons .  V a r io us   f r e que nc ie s   a nd  or ie nt a ti ons   a r e   c a pt ur e d  by  e a c h  s ub - ba nd,  a nd  s om e   of   th e s e   d e ta il s   m a y  c a pt ur e   th e   obs e r ve d   s ig na l   [ 18] .  T he   im a ge   i s   f ir s t  de c om pos e d   a lo ng  r ow s   a nd  th e n  a lo ng   c ol um ns ,  pr oduc in g   f our   s ub - ba nds :  L L ,  w hi c h  c a pt ur e s   th e   c oa r s e   s tr uc tu r e   of   th e   im a g e ;  L H ,  w hi c h  c a pt ur e s   th e   ve r ti c a l  e dge s ;  H L ,   w hi c h  c a pt ur e s   th e   hor iz ont a l  e dge s ;  a nd  H H ,  w hi c h  c a pt ur e s   th e   di a gona l  e dge s   a nd  noi s e .  T he   lo w - pa s s   f il te r s   r e m ove   hi gh - f r e que nc y  de ta il s  s uc h a s  e dge s   a nd  noi s e , w he r e a s   th e   hi gh - pa s s   f il te r s   e m pha s iz e  e dge s ,   bounda r ie s , a nd f in e  de ta il s  by r e m ovi ng t he  l ow - f r e que nc y, s m oot h ba c kgr ound.     2.4.    F e at u r e  e xp la n at io n   B u i l d i ng   o n  t he   ob s e r v a t io n s   m e n t i o ne d   a b o ve ,  w e   c r e a te d   a   P y t h o n  pa c ka g e   t o  e x t r a c t  o n l y  t he   2 6   a f o r e m e n t i o ne d  f e a tu r e s   f r o m   t he   i m a ge s   a n d  c la s s i f y  t h e   i m a g e s   us i n g  t h e   X G B oo s t  a l g o r i t h m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  15 , N o.  1 ,  F e br ua r y   20 26 :  592 - 603   598   ( F i g u r e   4 ) .   O t he r   a l g o r i th m s   s u c h   a s   r a n d o m   f o r e s t   w e r e   a l s o   t e s t e d ,   b u t   X G B oo s t   pe r f o r m e d   s l i g ht l y   b e t t e r .  T h i s   m i r r o r s   t h e   f i n d i n gs   i n   l un g   d is e a s e   i m a g i ng  s t u di e s   w he r e   X G B o os t   a c h ie v e d   h i gh e r   a c c u r a c y   a n d  b e tt e r   o v e r a l l  p e r f o r m a n c e   m e t r i c s   t h a n   r a n d om   f o r e s t  [ 1 9 ] .   P n e um o w a v e   p a c ka g e   e x t r a c ts   t h e   2 6  f e a t u r e s   a f te r   m i n i m a l   p r e p r oc e s s in g   o f   im a ge s   a n d  a l s o   do e s   t he   c la s s i f ic a t i on   o f   i m a ge s   a n d  t h e   f l o w c ha r t   i s   d e p i c te d   i n   F i g u r e  6 .           F ig ur e  6.  P ne um ow a ve  pa c ka ge  us e d t o e xt r a c t  26 f e a tu r e s  a nd  pe r f or m  i m a ge  c la s s if ic a ti on       S om e   of  t he  s ig ni f ic a nt  f e a tu r e s  a r e  de s c r ib e d  a s  f ol lo w s :   i)   w a ve le t - L H _gl c m _C lu s te r T e nd e nc y:   c lu s t e r   te nde nc y  qu a nt if ie s   th e   e xt e nt   to   w hi c h   a   pa ir   of   pi xe l s   w it h s im il a r  i nt e ns it ie s  gr oup toge th e r  i n a  s m a ll  r e gi on a t  a  s p e c if ic  di s ta nc e  a nd or ie nt a ti on.          = ∑ ∑ (   +   − − ) 2   =   1   =   1 ( , )   ( 5)     W he r e     de not e s   th e   m e a n   gr a y - le ve l  of   th e   s ub - ba nd ,  ( , )   de not e s   nor m a li z e d   gr a y - le ve l    co - oc c ur r e nc e   m a tr ix   va lu e ,  a nd  μ , μ   de not e s   m e a n  gr a y - le ve l  of   th e   r e f e r e nc e   pi xe ls ,  ne ig hbor   pi xe ls   r e s pe c ti ve ly .   ii)   w a ve le t - H H _gl r lm _R unE nt r opy:   e nt r opy  is   a   m e a s ur e   of   th e   unpr e di c ta bi li ty   or   r a ndomne s s   of   a   s ys te m .  R un  e nt r opy  d e s c r ib e s   th e   di s tr ib ut io n  of   r uns   f or   s e que nc e s   of   c ons e c ut iv e   pi x e ls   w it h   th e   s a m e   in te ns it y.  T hi s   is   u s e f ul   f or   de te c ti ng  r e gi ons   w it h  di s to r ti on,  w hi c h  m ig ht   in di c a te   a   pa th ol ogy.   T he  s e n s it iv it y of  w a ve le t - L H _gl r lm _R unE nt r opy s hi f ts  t ow a r d  hor iz ont a l  s tr uc tu r e s .          = − ∑ ∑ ( , )   =   1 ( , )   =   1   ( 6)     W he r e     de not e s   num be r   of   gr a y  le ve l s   a f te r   you  qua nt iz e   th e   i m a ge ,    de not e s   m a xi m um   r un  le ngt h   a nd  ( , )   de not e s  t he  pr oba bi li ty  of  e nc ount e r in g a  r un of  l e ngt h j  a t  gr a y - le ve l  .   iii)   w a ve le t - L H _gl r lm _S hor tR unE m pha s is   ( S R E ) :   S R E   id e nt if ie s   f in e - gr a in e d  te xt ur e   pa tt e r ns ,  s uc h  a s   m ic r ot e xt ur a l  c ha nge s  a nd s ubt le   e dge s , by  a s s ig ni ng highe r  w e ig ht s  t o s hor te r  r uns .     ℎ       ℎ = 1 ∑ ∑ ( , ) 2   =   1   =   1   ( 7)     W he r e     de not e s  numbe r  of  gr a y l e ve ls  a f te r  you qua nt iz e  t he  i m a ge ,    de not e s  m a xi m um  r un l e ngt h ,  a nd  2   de not e s  s qu a r e d r un l e ngt h i n t he  de nom in a to r , gi vi ng s hor t  r uns  a  l a r ge r  w e ig ht  t ha n l ong r uns .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       P ne um oni a c la s s if ic at io n f r om  c he s t  x - r ay s  us in g  s ig ni fi c ant  f e at ur e  s e le c ti on …  ( Y ugandhar  C hodagam)   599   iv )   w a ve le t - L H _gl c m _S um E nt r opy:   s um   e nt r opy  is   s im il a r   to   r un  e nt r opy  e xc e pt   th a t  it   is   th e   s um   of     gr a y - le ve l  va lu e s  of  ne ig hbor in g pi xe ls , w hi c h c a pt ur e s  t h e  t e xt ur e  c om pl e xi ty  i n t he  i m a ge .          = − ∑   +   ( ) 2   =   2   +   ( )   ( 8)     W he r e     de not e s   num be r   of   gr a y  le ve ls   a f te r   you  qua nt iz e   th e   im a ge ,  a nd    +   ( )   de not e s   s um   di s tr ib ut io n of  t he   G L C M .   v)   w a ve le t - H H _gl r lm _R unL e ngt hN onU ni f or m it yN or m a li z e d   ( R L N U N ) :   r un  le ngt h  non - uni f or m it y   nor m a li z e d  m e a s ur e s   th e   va r ia ti on  in   th e   le ngt h s   of   pi xe l   r uns   in   a n  im a ge .   I t  te ll s   us   w he th e r   th e   r uns   ( i. e .,  s e que nc e s   of   pi xe ls   w it h  th e   s a m e   in te n s it y)   a r e   m os tl y  of   th e   s a m e   le ngt h  or   s pr e a d  a c r os s   di f f e r e nt   le ngt hs .  T he   w a ve le t - L H _gl r lm _R unL e ngt hN onU ni f or m it yN or m a li z e d  f e a tu r e   c a pt ur e s   th e   s a m e  m e a s ur e m e nt  f or  t he  L H  s ub - ba nd.     = 1 ∑ ( ∑ ( , )   =   1 ) 2   =   1   ( 9)     W he r e     de not e s  numbe r  of  gr a y l e ve ls  a f te r  you qua nt iz e  t he  i m a ge ,    de not e s  m a xi m um  r un l e ngt h ,  a nd  ( , )   de not e s  t he  pr oba bi li ty  of  e nc ount e r in g a  r un of  l e ngt h j  a t  gr a y - le ve l  .   vi )   w a ve le t - L H _s td   ( S T D ) :   S T D   qua nt if ie s   how   w id e ly   pi xe l  va lu e s   de vi a te   f r om   th e   m e a n,  m a ki ng  i t   s e ns it iv e  t o l oc a l  va r ia ti ons  i n br ig ht ne s s  a nd t e xt ur e .     σ = √ 1 ∑ ( − μ ) 2   =  1   ( 10)     W he r e   σ   de not e s   s ta nda r d de vi a ti on ,    de not e s  t he  i th   obs e r va ti on i n t he  s a m pl e , a nd  μ   de not e s  a ve r a g e .   vi i)   w a ve le t - H H _e ne r gy:   e ne r gy s e r ve s  a s   a n   in di c a to r   of   th e   pr e s e nc e   a nd  m a gni tu de   of   de t a il e d  s tr uc tu r e s ,   s uc h a s  f in e  e dg e s ,  s pe c kl e  noi s e , or  t e xt ur a l  pa tt e r ns .       = ∑ 2   =   1   ( 11)     W he r e   N  de not e s  t he  t ot a l  num b e r  of  s a m pl e s , a nd    de not e s  t he   i th   obs e r va ti on i n t he  s a m pl e .   vi ii )   w a ve le t - H H _m e a n:   m e a n  pr ovi de s   in f or m a ti on  a bout   th e   o ve r a ll   br ig ht ne s s   or   s ig na l   le ve l  in   th e   di a gona l  te xt ur e  r e gi ons .     μ   =   1 ∑   =   1   ( 12)     W he r e   μ   de ont e s  t he   a ve r a ge   a nd    de not e s  t he  i th   obs e r va ti on i n t he  s a m pl e .   ix )   gr a di e nt _e nt r opy_me a n   ( G E M ) :   G E M   c a pt ur e s   th e   unpr e di c t a bi li ty   of   gr a di e nt   c ha nge s   in   th e   im a ge .  C he s t  X - r a y s  of   lu ngs   w it h  pne um oni a   pr e s e nt   di s or de r e d  te x tu r e s   a nd  une ve n  tr a ns it io ns ,  w hi c h  a r e   de te c te d w e ll  by t hi s  f e a tu r e .      = 1 ⁄ · ∑ ( − ∑ ᵢ ( ) · 2 ( ᵢ ( ) ) )   =   1   ( 13)     W he r e   N   d e not e s   th e   to ta l  num b e r   of   ne ig hbor hoods   ov e r   w hi c h  e nt r opy  is   a ve r a ge d   a nd  ᵢ ( )   de not e s   nor m a li z e d hi s to gr a m  bi n .       3.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   T he   G W C M C   da ta s e t  w a s   our   pr im a r y  da ta s e t  f or   im a ge   c la s s if ic a ti on  a s   s how n  in   T a bl e   3.  W e   na m e d  th e   pa c ka g e   w e   d e s ig ne d  a s   P ne um ow a ve .   P ne um ow a ve   in c lu de d  m in im a l  pr e pr oc e s s in g  of   da ta   ( im a ge s   w e r e   r e s iz e d  to   224× 224  a nd  pi xe l  in te ns it ie s   w e r e   no r m a li z e d) ,  e xt r a c ti on  of   26  f e a tu r e s   ( ba s e d  on  th e   f e a tu r e s   id e nt if ie d  by   th e   s ta bi li ty   s e l e c ti on  a lg or it hm   a nd  m or e ) ,  m ode l  bui ld in g  ( X G B oos t  w it h  m a x_de pt h:  6, l e a r ni ng_r a te :  0.05, n_e s ti m a to r s :  300) , a nd t e s ti ng. T he  pa c ka g e  a c hi e ve d a n  a c c ur a c y of  98%   a nd  a  s e ns it iv it y  of   99%   on  th e   G W C M C   d a ta s e t.   T h e   to p  11   o f   th e   26  f e a tu r e s   li s te d   in  T a bl e   2   w e r e   us e d   in   th e  m ode l.   R e s e a r c h e r s   ha ve   w id e ly   u s e d  th e   G W C M C   da t a s e t  f or   pne um oni a   de te c ti on.  T he   de e p  C N N   m ode l   bui lt   by  T a ng  e t  al .   [ 20]   de m ons tr a te d   a n  a c c ur a c y  of   94.6 4% ,  s e ns it iv it y  of   96.5 % ,  a nd  s pe c if ic it y  o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol .  15 , N o.  1 ,  F e br ua r y   20 26 :  592 - 603   600   92.86% .  W a ng  e t  al .   [ 21]   e s ta bl is h e d  a   D L   pi pe li ne   th a t   a c h ie ve d  a n  A U C   in   th e   r a nge   of   0.94 – 0.98  f or   pne um oni a   c la s s if ic a ti on.  P r a ka s h  e t  al .   [ 22]   pr opos e d  tr a n s f e r   le a r ni ng  w it h  s ta c ke d  C N N s ,  a c hi e vi ng  96.15%   a c c ur a c y,  97.90%   pr e c is io n,  a nd  95.90%   r e c a ll .  G upt a   e t  al .   [ 23]   us e d  ne ur a l  a r c hi te c tu r e   s e a r c h  a nd   r e por te d  a   good  A U C   of   0.976,  but   th e ir   a ppr oa c h  r e qui r e d   hi gh  c om put a ti ona l  e f f or t.   S ha ti   e t  al .   [ 24 ]   c om bi ne d  w a ve le t s ,  gr a y  le ve l   c o - oc c ur r e nc e   m a tr ix ,  a nd   k - ne a r e s t  ne ig hbor s   to   a c hi e ve   a   hi gh  A U C   a nd   a n  a c c ur a c y  of   ne a r ly   99% ;  how e ve r ,  th e y   us e d  a   ve r y  c om pl e x  m ode l.   S in gh  e t  a l.   [ 25 ]   a ppl ie d  vi s io n   tr a ns f or m e r s ,  a c hi e vi ng  a   hi gh  a c c ur a c y  of   97.61%   a nd  a n  A U C   of   0.96.  R a gha w   e t  al .  [ 26]   us e d  di la te d   c onvolut io n  a nd  tr a ns f or m e r s ,  obt a in in g  a n   a c c ur a c y   of   9 2.87% ,  pr e c is io n  of   91.72% ,  a nd  r e c a ll   of   a ppr oxi m a te ly   91.59% .  H ow e ve r ,  bot h  th e s e   a ppr oa c h e s   w e r e   c om pl e x  a nd  c om put a ti ona ll y  in te ns iv e .  O ur   ow n  D L   m ode l  ba s e d  on  D e n s e N e t - 121  yi e ld e d  a n  a c c ur a c y   o f   98.2%   w it h  m in im a l  pr e pr oc e s s in g,  r unni ng  f or  a ppr oxi m a te ly  8 hour s  on a  C P U - ba s e d s ys te m .       T a bl e  3. D a ta s e ts  u s e d i n t hi s   s tu dy   D a t a s e t   S our c e   I m a ge   c ount   C om pi l e d by   G W C M C   G ua ngz hou W om e n a nd  C hi l dr e n’ s   M e di c a l  C e nt e r , G ua ng z hou, C hi na   5,856   D a ni e l   e t  al . ;   ht t ps : / / da t a .m e nde l e y.c om / da t a s e t s / r s c bj br 9s j / 2  ht t ps : / / w w w .c e l l .c om / c e l l / f ul l t e xt / S 0092 - 8674( 18) 30154 - 5   R A I G   I t a l i a n  S oc i e t y  of   M e di c a l   a nd  I nt e r ve nt i ona l  R a di ol ogy ( S I R M )   2,998   R a di ol ogy A I  G r oup, Q a t a r  U ni ve r s i t y a nd t he  U ni ve r s i t y of   D ha ka  a l ong w i t h c ol l a bor a t or s  f r om  P a ki s t a n a nd M a l a y s i a   a nd s om e  m e di c a l  doc t or s ;   ht t ps : / / da t a .ni a i d.ni h.gov/ r e s our c e s ? i d=f i gs ha r e _14151854   ht t ps : / / w w w .ka ggl e .c om / da t a s e t s / t a w s i f ur r a hm a n/ c ovi d19 - r a di ogr a phy - da t a ba s e ( I t a l i a n -   S I R M )   N I G M S   N I G M S / N I H   ( N a t i ona l   I ns t i t ut e   of   G e ne r a l   M e di c a l   S c i e nc e s )   ( ht t ps : / / w w w .m e dr xi v.or g/ c ont e nt / 10.1101/ 2020.05.09.20096560v2)   240   N a t ur e  a nd S c i e nt i f i c  R e por t s ;   ht t ps : / / gi t hub.c om / a bz a r ga r / C O V I D - C l a s s i f i e r   J a ga nna t h  U ni ve r s i t y   V a r i ous  hos pi t a l s  i n B a ngl a de s h   2,050   ht t ps : / / da t a .m e nde l e y.c om / da t a s e t s / m 4s 2j n3c s b/ 1       W he n t he  t op 11  f e a tu r e s  l is te d i n T a bl e  2 w e r e  us e d, P ne um o w a ve   a c hi e ve d a n a c c ur a c y of  98%  on   th e  G W C M C  a nd R A I G  da ta s e ts  a nd 96%  on t he  N I G M S  da ta s e t.  T he  pe r f or m a nc e  i s  i ll us tr a te d i n c onf us io n  m a tr ic e s   a s   s how n  in   F ig ur e   7.   T he   a c c ur a c y  of   im a ge   c la s s if ic a ti on  in   th e   N I G M S   da ta s e t  im pr ove d  to   98%   w he n  w a ve le t - H H _gl c m _I dn  a nd  w a ve le t - L H _gl r lm _gr a yl e v e lNonUnif or m it yN or m a li z e d  w e r e   a dde d  a s   f e a tu r e s .  S im il a r ly ,  th e   c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y  in   th e   J a g a nna th   da ta s e t  in c r e a s e d  up  to   94%   w he n  G r a di e nt _e nt r opy_me a n  a nd  F r a ngi _m e a n  w e r e   a dde d   to   th e   to p  11  f e a tu r e s .   W e   tr ie d  to   in c or por a te   f e w   im a ge   pr e pr oc e s s in g  te c hni que s ,  in c lu di ng  de noi s in g,  c ont r a s t - li m it e d  a da pt iv e   hi s to gr a m   e qua li z a ti on     ( a  t e c hni que  us e d t o e nha nc e  l oc a l  im a ge  c ont r a s t) , a nd O ts u  th r e s hol di ng. How e ve r , t he y r e s ul te d i n  r e duc e d  pe r f or m a nc e  be c a us e  t he s e  m e th ods  m ig ht  i na dve r te nt ly  r e m ove  t he  r e le va nt  de ta il s  or  s e gm e nt s . I n a ny c a s e ,  th e   r e duc e d  a c c ur a c y   obs e r ve d   in   th e   J a ga nna th   da ta s e t  c a n  be   pa r tl y  a tt r ib ut e d  to   th e   in f e r io r   im a ge   qua li ty ,  a n a s pe c t  e xa m in e d i n de ta il  i n t he  f ol lo w in g s e c ti on.     3.1.   Q u al it y of  i m age s   T he   a c c ur a c y  of   im a g e   c la s s if ic a ti on  de p e nds   h e a vi ly   on  th e   qua li ty   of   im a ge s .   I m a ge s   f r om   th e   G W C M C ,  R A I G ,  a nd  N I G M S   da ta s e ts   ha d  be tt e r   qua li ty   th a n   th os e   f r om   th e   J a ga nna th   da ta s e t.   T he   m e a n   he ig ht   of   im a ge s   f r om   th e   J a ga nna th   da ta s e t  w a s   299  pi xe ls ,   w he r e a s   th a t  of   im a ge s   f r om   th e   ot he r   th r e e   da ta s e ts   r a nge d  f r om   820  to   1,472  pi xe ls .   S im il a r ly ,  th e   w id th   of   im a ge s   f r om   th e   J a ga nna th   da t a s e t  w a s     299 pixe ls ,   w he r e a s  t h a t  of  i m a ge s  f r om  t he  ot he r  t hr e e  da ta s e ts  r a nge d f r om  1,039 to 1,686 pi xe ls .    T he   m e a n   s iz e   of   im a g e s   f r om   th e   J a ga nna th   da t a s e t  w a s   10  kB ,  w he r e a s   th a t  of   im a ge s   f r om   th e   ot he r   th r e e   da ta s e ts   r a nge d   f r om   81  to   538  kB .   T h e   T e ne ng r a d  s ha r pne s s   of   im a ge s   f r om   th e   G W C M C ,   R A I G ,  a nd  N I G M S   da ta s e ts   w a s   0.77,  0.96,   a nd  0.84,   r e s p e c ti ve ly ,  in di c a ti ng  a   good  b a la nc e   be twe e n   im a ge s   in   th e   nor m a l  a nd   pne um oni a   c a t e gor ie s .  T he   T e ne ng r a d  s ha r pne s s   of   im a ge s   f r om   th e   J a ga nna th   da ta s e t  w a s   a s   lo w  a s   0.29,  in di c a ti ng   th a t  nor m a l  im a g e s   f r om  t hi s   da ta s e t  w e r e   m uc h   le s s   s h a r p  th a n   im a ge s   of   lu ngs   w it h  pne um oni a .  T hi s   im ba la n c e   c oul d  be   r e s pons ib le   f or   th e   poor   c la s s if ic a ti on  pe r f or m a nc e ,  a s   a ls o note d by P ol la to u a nd F e r r a nt e   [ 27] .     3.2.   P n e u m on ia  c la s s if ic at io n  p e r f or m an c e  of  p n e u m ow ave   p ac k age   T he   f e a tu r e s   id e nt if ie d  us in g  th e   s ta bi li ty   s e le c ti on  a lg or it hm   li s te d  in   T a bl e   2  w e r e   e xt r a c te d  f or   im a ge s   in   th r e e   ot he r   da ta s e ts   us in g  th e   d e ve lo pe d  P ne um ow a ve   pa c ka ge .   T a bl e   4  pr e s e nt s   th e   da t a   on  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       P ne um oni a c la s s if ic at io n f r om  c he s t  x - r ay s  us in g  s ig ni fi c ant  f e at ur e  s e le c ti on …  ( Y ugandhar  C hodagam)   601   c ount   of   im a ge s ,  a c c ur a c y,  s e n s it iv it y,  s pe c if ic it y,  a nd  A U C   in   th e   f in a l  da ta s e t s .  I n  a ddi ti on  to   th is ,  pe r f or m a nc e   of   our   m ode l  is   e it he r   c om pa r a bl e   to   or ,  in   s om e   c a s e s ,  e ve n  b e tt e r   th a n  th e   m os t  a dv a nc e d  DL   a r c hi te c tu r e s  m e nt io ne d i n t he  r e s ul ts   s e c ti on f or   pne um oni a   c la s s if ic a ti on on the  G W C M C  da t a s e t.           ( a )     ( b)         ( c )   ( d)     F ig ur e  7. C onf us io n m a tr ic e s  of  ( a )  G W C M C , ( b)  R A I G ,  ( c )  N I G M S , a nd ( d)  J a ga nna th       T a bl e   4.   V a r io us  d a ta s e t s  a nd c la s s if ic a ti on r e s ul ts   D a t a s e t   T r a i n ( n)   T e s t  ( n)   T ot a l   A c c ur a c y   S e ns i t i vi t y   S pe c i f i c i t y   AUC   G W C M C   4684   1172   5856   0.98   0.99   0.94   0.99   R A I G   2398   600   2998   0.98   0.98   0.97   0.99   N I G M S   192   48   240   0.96   0.93   1   0.98   J a ga nna t h   1640   410   2050   0.94   0.96   0.92   0.98       4.   C O N C L U S I O N   T hi s   s tu dy  de m ons tr a te s   th a t  th e   e xt r a c ti on  a nd  s e le c ti on  of   a   s im pl e   s e t  of   c us to m   f e a tu r e s   c om bi ne d  w it h  c la s s ic a l  M L   m e th ods   c a n  de li ve r   a   c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y  c om pa r a bl e   to   th a t  obt a in e d  us in g  de e p  ne ur a l  ne twor ks .  T hi s   s tu dy  e xt r a c te d  f ir s t - or de r   s ta ti s ti c s ,  te xt ur e ,  a nd  w a ve l e t  m e a s ur e s   f r om   e a c h    X - r a y   im a ge .  T w o   s e l e c to r s   w e r e   te s t e d,  a nd   s ta bi li ty   s e le c ti o n  pa ir e d  w it h  X G B oos t  pr ove d   to   be   th e   be s t  f e a tu r e   e xt r a c ti on  m e th od.  S ta bi li ty   s e le c ti on  id e nt if ie d  11  f e a tu r e s   th a t  w e r e   s uf f ic ie nt   a c r os s   a ll   f our   da ta s e ts   a nd  de li ve r e d  a c c ur a c ie s   of   98% ,  98% ,  96% ,  a nd  94%   on  th e   G W C M C ,  R A I G ,  N I G M S ,  a nd  J a ga nna th   da ta s e ts ,  r e s p e c ti ve ly .  M ode l  tr a in in g  w a s   c om pl e te d  in   unde r   a   m in ut e   on  s ta nda r d  ha r dw a r e ,  a nd   in f e r e nc e   r e qui r e d  no  m or e   th a n  13  va r ia bl e s .  T hi s   a ppr oa c h  is   s ui ta bl e   f or   s c e na r io s   w he r e   r e s our c e s   a r e   s e ve r e ly   li m it e d  a nd  he a vy  m ode l s   a r e   e xpe n s iv e   to   hos t.   T he   r e s ul ts   w e r e   s im il a r   to   th os e   of   r e c e nt   s tu di e s   th a t  c om bi ne d  c la s s ic a l   te xt ur e   c ue s   w it h  M L   in s te a d  of   a   f ul l  de e p  ne twor k.  T hi s   a ppr oa c h  c a n   be   e xt e nd e d  to  m ul ti c la s s  c la s s if ic a ti on t ha t  in vol ve s  ba c t e r ia l,  vi r a l,  a nd c or ona vi r us  di s e a s e  2019 im a ge  c la s s e s  or  bi na r y  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.