I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  A p r il 2 0 2 6 ,   p p .   1 6 1 3 ~ 1 6 2 2   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 2 . p p 1 6 1 3 - 1 6 2 2       1613     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Enha ncing  imba la nced data set  dia g no sis   using   cla ss - ba sed inpu t  ima g e comp o sitio n       Azz eddin e  H la li,  M a j id  B en  Ya k hlef ,   So ula im a n E l H a zz a t   En g i n e e r i n g   S c i e n c e s   P o l y d i s c i p l i n a r y   L a b o r a t o r y ,   F a c u l t y   o f   Ta z a ,   S i d i   M o h a me d   B e n   A b d e l l a h   U n i v e r s i t y   ( U S M B A ) ,   F e s,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   8 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   2 7 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Feb   6 ,   2 0 2 6       De e p   lea rn in g   m o d e ls   o ften   fa lt e r  wh e n   fa c e d   wi th   sm a ll ,   i m b a lan c e d   d a tas e ts  o r  d e g ra d e d   ima g e   q u a li ty ,   lea d in g   to   u n a c c e p tab ly   h ig h   fa lse   p re d ictio n   ra tes .   To   b ri d g e   th i s  g a p ,   we   in tr o d u c e   c las s - b a se d   ima g e   c o m p o siti o n .   T h is  tec h n i q u e   re fo rm u late s  train in g   i n p u ts  b y   f u sin g   m u lt ip le   in tra - c las s  ima g e s  in t o   u n iq u e   c o m p o si te  i n p u t  ima g e s   (C o Im g ).   By   c o n c e n tratin g   in f o rm a ti o n   d e n s it y   a n d   a m p li f y i n g   i n tra - c las s  v a rian c e ,   Co Im g   f o rc e s  th e   m o d e l   to   d is c e rn   su b tl e ,   n u a n c e d   d ise a se   p a tt e rn s  th a t   m ig h t  o t h e rwise   b e   lo st.  We  v a li d a ted   th is  a p p ro a c h   u si n g   t h e   o p ti c a l   c o h e re n c e   to m o g ra p h y   d a tas e t  fo r  ima g e - b a se d   d e e p   lea rn i n g   m e th o d s   (OCTDL),   a   c o ll e c ti o n   o f  se v e n   imb a lan c e d   re ti n a l  d ise a se   sc a n   c a teg o ries .   F ro m   th is,   we   e n g i n e e re d   Co - O CTDL:   a   p e rfe c tl y   b a lan c e d   v a ri a n t   wh e re   e a c h   train i n g   sa m p le  e x ists   a s  a   3 × 1   lay o u t   c o m p o site.   To   m e a su re   th e   imp a c t  o f  t h is  n e w  re p re se n tatio n ,   we   b e n c h m a rk e d   th e   o ri g in a l  d a tas e t   a g a in st  it s  c o m p o site  c o u n terp a rt  u sin g   a   VG G 1 6   a rc h it e c tu re .   P re c isio n   wa s   p a ra m o u n t.   We  m a in tain e d   i d e n t ic a l  h y p e r p a ra m e ters   a n d   m o d e l  stru c tu re s   a c ro ss   a ll   e x p e rime n ts  t o   e n s u re   a   rig o ro u s,  fa ir  c o m p a riso n .   T h e   re su lt s   we re   tran sfo rm a ti v e .   Wh il e   b a se li n e   d a tas e ts  stru g g led ,   th e   e n h a n c e d   Co - OCTDL  a c h iev e d   a   n e a r - p e rfe c t  F 1 - sc o re   o f  0 . 9 9 5   a n d   a n   AU C  o f  0 . 9 9 9 6 .   Th e   m e th o d   e ffe c ti v e l y   n e u tralize d   th e   risk s  o f  c las s  imb a lan c e .   It  d id n ' t  ju s t   imp ro v e   t h e   n u m b e rs;  it   re fin e d   t h e   d iag n o stic relia b il it y   o f  th e   m o d e l.   K ey w o r d s :   C las s   im b alan ce   Fals e  d iag n o s tic  m etr ics   L o w - q u ality   f ea t u r es   Me d ical  im ag e  an aly s is   R etin al   d is ea s e  cla s s if icatio n   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Azz ed d in e  Hlali   E n g in ee r in g   Scien ce s   Po ly d is cip lin ar y   L ab o r ato r y ,   Facu lty   o f   T az a   Sid i M o h am ed   B en   Ab d ella h   Un iv er s ity   ( USMBA)   Fes ,   Mo r o cc o   E m ail: a zz ed d in e. h lali@ u s m b a. ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   Dee p   lear n in g   m o d els  h av e  u n d o u b ted ly   b ee n   a  b r ea k th r o u g h   in   m ed ical  im ag e  an aly s is ,   b u t  th eir   d iag n o s tic  p r ec is io n   lar g ely   d ep en d s   o n   th e  q u an tity   an d   q u ality   o f   tr ain in g   d ata  [ 1 ] .   T h e  d o m ain   is   d ea lin g   with   two   ch allen g in g   is s u es,  wh ich   ar e  th e  u n b alan ce d   n u m b er   o f   class es ,   wh er e  th e  n u m b er   o f   p ath o lo g ical  ca s es  is   co n s id er ab ly   less   th an   th at  o f   h ea lth y   co n tr o ls   [ 2 ]   an d   th e  f ac t  th at  d if f er e n t  d is o r d er s   v is u all y   r esem b le  ea ch   o th er   v er y   clo s ely   [ 3 ] .   Su ch   p r o b lem s   o f t en   r esu lt  in   e r r o r s   i n   d iag n o s is   [ 4 ] .   T h e  r etin al   im ag in g   b r an ch   is   a  ty p ical  ex am p le  wh er e   th ese  d i f f icu l ties   ar e  m an if ested ,   an d   f o r   wh ich   ag e - r elate d   m ac u lar   d e g en er atio n   ( AM D)   an d   d iab etic  r etin o p ath y   ( DR )   s h ar e  a  co m m o n   h is to g r am   o f   th e  m o r p h o lo g ical  f ea tu r es  [ 5 ] ,   [ 6 ] .   T o   m itig ate  th ese  ch allen g es,  th e  r esear ch   co m m u n ity   h as  ex p lo r ed   s tr ateg ies  ac r o s s   th r e e  p r im ar y   d im en s io n s :  lo s s   m o d u latio n ,   d ata  au g m en tatio n ,   an d   a r ch it ec tu r al  in n o v atio n .   T o   a d d r ess   th e  im b alan ce ,   lo s s     re - weig h tin g   tec h n iq u es  h a v e  b ee n   wid ely   ad o p ted .   Ap p r o a ch es  s u ch   as  u n if ied   f o ca l  lo s s   [ 7 ] ,  class - b alan ce d   lo s s   [ 8 ] ,   an d   asy m m etr ic  lo s s   [ 9 ]   attem p t  to   m o d u late  th e   in f lu en ce   o f   ea s y   v er s u s   h ar d   ex am p les.  Mo r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 6 1 3 - 1 6 2 2   1614   r ec en tly ,   b atch - b alan ce d   f o ca l   lo s s   m itig ates  th e  in h er en t  cla s s   im b alan ce s   o f   m ed ical  d atasets   b y   p r io r itizin g   r ar e,   clin ically   s ig n if ican t  p ath o lo g ical  f ea tu r es to   s h a r p en   d i ag n o s tic  p r ec is io n   [ 1 0 ] .   I n   ad d itio n ,   ac ce s s   to   d atasets   h as  b ee n   e n h an ce d   n o t  o n l y   th r o u g h   d ata  a u g m e n tatio n   b u t  also   th r o u g h   d ata  s y n th esizin g .   I t  h as  b ee n   p r o v e n   th at  g en er ati v e  ad v er s ar ial  n etwo r k s   ( GANs)   ca n   b e  tr ain ed   v er y   ef f ec tiv ely   to   g en e r ate  m ed ical  lesi o n s   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   At  t h e  s am e  tim e,   tr a d itio n al  au g m en tatio n s   in s p ir ed   b y   th e   d o m ai n ,   lik e   Mix Up   an d   C u tMix   d id   b r in g   im p r o v em en t  t o   th e   m o d el   ca lib r atio n   [ 1 3 ] .   L ately ,     th e  f ield   o f   m e d ica l  im ag e  g en er atio n   h as  s ee n   th e  in t r o d u ctio n   o f   d if f u s io n   m o d els  ca p ab le  o f   g en er atin g     r ea lis tic - lo o k in g   s ca n s   [ 1 4 ] .    On   th e   ar ch itectu r al   f r o n t,   o n e  o f   th e   m eth o d s   is   th e   in teg r atio n   o f   c o n v o lu tio n al   n eu r al   n etwo r k s   ( C NNs)  with   tr an s f o r m er s ,   as  s ee n   f r o m   th e   ex am p les  o f   T r an s UNe t  [ 1 5 ]   an d   Swin - UNe t  [ 1 6 ] ;  o r   tr ai n in g   a   m o d el  o n   o n e  d o m ain   an d   th en   f in e - tu n in g   it  o n   an o th er   d o m ain   b y   u s in g   p r e - tr ain e d   b ac k b o n es  s u ch   as  R esNet - 50  [ 1 7 ]   an d   E f f icien t Net - B 3   [ 1 8 ] .   Ho wev er ,   s o m e   au th o r s   ar g u e  th at   tr an s f er   lear n in g   f r o m   th e   ty p ical  im ag e   d atasets   ( e. g . ,   I m ag eNe t)   m a y   n o t  b e  v er y   b en ef icial  in   th e  ca s e   o f   th e   m ed ical  d o m ain   [ 1 9 ] .  Ho wev er ,   th ese  m eth o d s   s till   h av e  lar g e  lim its .   R e - weig h tin g   th e  lo s s   m ay   ca u s e  th e  f ea tu r es'   d i s tr ib u tio n   to   b e  in co n s is ten t,  an d   th e  s y n th esis   o f   th e  im ag es  m ig h t  in tr o d u ce   n o n - r ea lis tic  ar tifa cts.  B esid es,  tech n iq u es  f o r   d ea lin g   with   in ter - class   s i m ilar ity ,   li k e  th e  u s e  o f   s eg m en tatio n   to   g u i d e  class if icatio n   [ 2 0 ]   o r   atten tio n - b ased   m o d els  [ 2 1 ]   r e q u ir e  a  la r g e  am o u n t o f   co m p u tatio n   an d   ar e  ex tr em ely   d e p en d e n t o n   th e  av ailab ilit y   an d   q u ality   o f   p ix el - le v el  an n o tatio n s   [ 2 2 ] .   Mo r e  im p o r tan tly ,   th e  m eth o d s   at  h an d   s tr u g g le  to   tell  o n e  ty p e  o f   d is ea s e  ap ar t f r o m   th e   o th e r   wh en   th e  r aw  im a g es e x h ib ited   d o   n o t  co n tain   a n y   s u b s tan tial  o r   clea r   f ea tu r es.   W e ,   t h e r e f o r e ,   p r o p o s e   a   s i m p le   y e t   e f f e c t i v e   m e t h o d   t o   b o t h   e n r i c h   a n d   i m p r o v e   t h e   s o l u t i o n s .   C la s s - b a s e d   i n p u t   i m a g e   c o m p o s i t i o n   ( C B - I m g C o m p )   is   a  t e c h n i q u e   t h a t   ess e n t i al l y   al t e r s   t h e  n a t u r e   o f   t h e   i n p u ts   d u r i n g   t r a i n i n g .   C B - I m g C o m p   d e p a r t s   f r o m   t h e   t r a d i t i o n al   a u g m e n t a t i o n s   o r   o v e r s a m p li n g   m e t h o d s .   I t  g o es  a b o u t   g e n e r a t i n g   s t r u c t u r e d   l ay o u t s   ( e . g . ,   3 × 1   g r i d s )   c al l e d   c o m p o s i t e   i n p u t   i m a g e s   ( C o - I m g )   b y   c o m b i n i n g   s e v e r a l   i m a g e s   f r o m   t h e   s a m e  c l a s s .   T h is   a p p r o a c h   h as   tw o   m a i n   f u n c t i o n s .   O n   t h e   o n e   h a n d ,   i t   w o r k s   a s   a  t a r g e t e d   a u g m e n t at i o n   m et h o d   t h a t  i s   c a p a b l e  o f   r e - b a la n c i n g   t h e   n u m b e r   o f   s a m p l es   i n   t h e   u n d e r - r e p r e s e n t e d   c l a s s es .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   i t  i s   a   v e r y   e f f e ct i v e   w a y   o f   m a k i n g   d i s c r i m i n a t i v e  s i g n a l s   m o r e   p r o m i n e n t   b y   m a x i m i z i n g   b o t h   c o n c e n t r at i o n   a n d   p h e n o t y p i c   v a r i a b i l it y   w i t h i n   i n d i v i d u a l   t r ai n i n g   s a m p l e s .   F e a t u r es   f r o m   v a r i o u s   i m a g es   w it h i n   a   c o m p o s i t e   a r e   m i x e d ,   l e a d i n g   t o   a   h i g h   d e g r e e   o f   f e a t u r e  d i v e r s i t y ,   w h i c h   is   i n s t r u m e n t al   i n   p r e v e n t i n g   t h e   o v e r - f i t t i n g   o n   m i n o r i t y   c l a s s e s   w it h o u t   a n y   l o s s   o f   s e m a n ti c   i n t e g r i t y .   O p ti c a l  c o h e r e n c e   t o m o g r a p h y   ( O C T )   i m a g e s   w il l   b e  u s e d   t o   s u b s ta n t i a t e  t h e   e x p e r i m e n t s   [ 2 3 ] .   A s   a  g o o d   p r o o f   o f   c o n c e p t ,   i t   is   s h o w n   t h a t   u s i n g   C B - I m g C o m p ,   c l as s i f i c a ti o n   e r r o r s   c a n   b e   s e r i o u s l y   l o w e r ed ,   t h u s   p r o v i d i n g   a   s t r o n g ,   y e t   l o w - c o m p l e x i t y   c h ec k b o a r d   f o r   t h e   p e r f o r m a n c e   g r o w t h   o n   s m a l l   a n d   i m b a l a n c e d   d a t a s et s .       2.   M E T H O D   2 . 1 .     Resea rc h desi g n a nd   da t a   a cquis it io n   T h e  r esear ch   was  m ain ly   f o c u s ed   o n   im p r o v i n g   d ee p   lear n in g   m o d els'   d iag n o s tic  p er f o r m an ce   b y   ad d r ess in g   th e  d r awb ac k s   o f   s m all,   im b alan ce d   d atasets   an d   lo w - q u ality   in p u ts   th r o u g h   a  n o v el  p r ep r o ce s s in g   tech n iq u e.   W e  ca m e  u p   with   C B - I m g C o m p   wh ich   is   a n   in p u t - lev el  m eth o d   th at  ch a n g es  t h e  tr ain in g   d ata   b y   co m b in in g   m u ltip le  im ag es  f r o m   th e  s am e  class   in to   u n if i ed   v is u al  s tr u ctu r es — Co - I m g .   Delib er ate  v is u al   co m p o s itio n s   d esig n ed   t o   p r e s er v e  class   s em an tics   wh ile  a m p lify in g   s tr u ct u r al  f ea tu r es.  W e  s o u r ce d   all  r aw  s am p les  d ir ec tly   f r o m   th e  p u b lic  o p tical  co h er en ce   to m o g r ap h y   d ataset  f o r   im ag e - b ased   d ee p   lear n in g   m eth o d s   ( OC T DL )   [ 2 3 ] .   T h is   d ataset  in clu d es  2 , 0 6 4   h ig h - r eso lu tio n   OC T   s ca n s   o f   th e  h u m a n   r etin a,   ca teg o r ized   in to   s ev en   d if f er e n t  d is ea s e  clas s es.  Du e  to   th e  s ig n if ican t  class   im b alan ce   o f   th e  d ataset,   it  was   u s ed   as th e  b aselin e  d ataset  f o r   o u r   e x p er im e n t.     2 . 2 .     Resea rc h pro ce du re s :   cla s s - ba s ed  in pu t   im a g e  co m p o s it io n   T h e  C B - I m g C o m p   p r o ce d u r e   was  ap p lied   to   in cr ea s e  th e   d iv er s ity   o f   d ata  an d   t h e  in f o r m atio n   d en s ity   p er   tr ai n in g   s am p le,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  1 .   T h e   p r o ce s s   in v o lv es  g en er atin g   C o - I m g s .   T h is   m eth o d   aim s   to   o b tain   th e  m o s t  r elev an t  in f o r m atio n   co n ten t  f r o m   e ac h   tr ain i n g   s am p le  [ 2 4 ] .   As  a  r esu lt,  th e  o r ig in al  d ataset  is   tr an s f o r m e d   in t o   a   n ew  o n e   n a m ed   C o - OC T DL ,   wh ich   is   m a d e  u p   o f   C o - I m g .   T h e   s ize  o f   th ese    Co - I m g   ca n   b e  c h an g e d ,   s o   th at  d if f er en t  m atr ix   co n f i g u r ati o n s   ( e. g . ,   3 × 1 ,   2 × 5 ,   4 ×2 )   ca n   b e  u s ed   d ep en d in g   o n   th e  m o d el  an d   th e  in itial d a taset.  Her e,   we  h av e  ch o s en   a  3 × 1   lay o u t p atter n   f o r   C o - I m g   cr ea tio n .     2 . 2 . 1 .   CB - I m g Co m p  f un ct io n def ini t io n   T h e  C B - I m g C o m p   f u n ctio n   o p er ates  o n   th r ee   co r e  v a r iab le s :  th e  d im en s io n al  lay o u t  o f   t h e  C o - I m g ,   th e  s o u r ce   d ataset,   an d   a  b o o lean   to g g le  f o r   i n tr a - co m p o s ite  im ag e  r ep etitio n .   In   ( 1 )   f o r m alize s   th is   r elatio n s h ip .   B y   ex p licitly   d ef in in g   th ese  p ar am eter s ,   we   r eg u late  th e  ar ch itectu r al  c o m p o s itio n   o f   ea ch   tr ain in g   s am p le   to   e n s u r e  m a x im u m   d ata  d i v er s ity   with o u t r ed u n d a n t o v e r lap .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   imb a l a n ce d   d a ta s e t d ia g n o s is   u s in g   cla s s - b a s ed   in p u t ima g e  co mp o s itio n   ( A z z ed d in e  Hla li )   1615   ( , , ) = {   |   =  ( 1 , … ,  ; ) , = 1 , … , ,  ∈ , =  ( ) , ∈ ,  ≠          = 0 , = 1 , … , ,    = 1 , … , }   ( 1 )     W h er e    is   th e  s ize  o f   th e  C o - I m g   o f   class   c   in   th e  n ew  d atas et,   L   is   th e  lay o u t  ( e. g . ,   3 ×1 ) ,   D   is   th e  o r ig in al   d ataset,   ∈ { 0 , 1 }   in d icate s   th e  r ep etitio n   f lag ,   a n d   ⊆   is   th e  s et  o f   s am p les f r o m   class   c .           Fig u r e  1 .   Sy n th esizin g   in tr a - cl ass   s am p les in to   h ig h - d en s ity   co m p o s ite  tr ain in g   in p u ts       2 . 2 . 2 .   CB - I m g Co m p  f un ct io n a lg o rit hm   W e  d esig n   a  p r ec is e  alg o r ith m ic  p ip elin e  to   ass em b le  th e  co m p o s ite  im ag e  d ata s et — clea n ,   r ep ea tab le,   an d   tig h tly   co n tr o l led   f r o m   s tar t  to   f i n is h .   I n s tea d   o f   r an d o m   a g g r e g atio n ,   t h e  m eth o d   b u ild s   ea ch   co m p o s ite  im ag e  f r o m   class - s p ec if ic  s am p les  u s in g   f ix ed   s p atial  d im en s io n s ,   wh ile  e x p licitly   m an ag in g   wh eth er   im a g es  m ay   r ea p p ea r   ac r o s s   co m b in atio n s   o r   r em a in   u n i q u e.   Alg o r ith m   1   e n co d es  th is   lo g ic  i n   th e   CB - I m g C o m p   f u n ctio n ,   wh er e  class - wi s e  im ag e  s elec tio n   a n d   s tr u ctu r ed   co m p o s itio n   co n v er g e  in to   a  s in g le   g en er atio n   f lo w  th at  p r o d u ce s   th e  en r ich ed   d ataset  D final .     Alg o r ith m   1 .   CB - I m g C o m p   f u n ctio n   Input:  Dataset D, dimensions m × n, repetition flag r  ∈   {0,1}   Output:  Enriched dataset D final   1: Initialize D final   ←  ∅   {Empty list for CoImg}   2: k ← m × n {Number of images per CoImg}   3:  for   each class c  ∈   D  do   4:     N c   ← |D c | {Number of images in class c}   5:      if   r = 1  then   6:          Combinations c   ← generate_multicombinations(D c , k) {with repetition}   7:      else   8:         Combinations c   ← generate_combinations(D c , k) {without repetition}   9:      end if   10:     for   each combination W  ∈   Combinations c   do   11:         CoImg ←  create_CoImg(W, m, n)   12:         D final   ← D final   ∪   {CoImg}   13:     end for   14:  end for   15: return D final     Help er   f u n ctio n s :   i)   Gen er ate  co m b in atio n s   ( with o u t r ep etitio n )   function   generate_combinations( S, k )   return   all size - k  subsets of  S  (no  repetition)   ii)   Gen er ate  m u lti - co m b in atio n s   ( with   r ep etitio n )   function   generate_multicombinations(S, k)   return   all size - k multisets from S (with repetition)   iii)   C r ea te  co m p o s ite  im ag e  C o I m g   function   create_CoImg(W, m, n)   CoImg ← initialize_grid(m, n)   for   i   = 1 to m  do      for   j = 1 to n  do        CoImg[i, j] ← W [(i  -   1) · n + j]   end forend for   return   CoImg   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 6 1 3 - 1 6 2 2   1616   T h e  s ch em a  as  s h o wn   i n   Fig u r e  2 ,   o u tlin es  th e  p r o ce s s   o f   cr ea tin g   a  n ew  d ataset  r e p r esen tatio n   th r o u g h   th e   C B - I m g C o m p   f u n ctio n .   I t   h as  led   to   th e   g e n er ati o n   o f   a   f r esh   d ata  c o llectio n   w h er e  ev e r y   p ictu r e   is   a  b len d   o f   th r ee   p ictu r es  f r o m   th e  r aw  d ataset.   E ac h   co m p o s ite  im ag e  is   th er ef o r e  a  f u s io n   o f   m u ltip le  elem en ts   an d   tr an s f er s   m o r e   s o u r ce   s ig n als  at  a   tim e,   r esu ltin g   in   a   m u c h   s tr o n g er   f ea tu r e   s ig n al  th a n   a n y   o f   th e  o r ig in al  s in g le  im a g es.  Fig u r e  3   p r esen ts   a  f ew  in s tan ce s   o f   im ag es f r o m   th is   n ew  d ata  co llectio n .           Fig u r e  2 .   R ed ef in i n g   tr ain i n g   i n p u ts   th r o u g h   class - b ased   im a g e  s y n th esis           Fig u r e  3 .  Co - OC DT L   AM D  an d   R VO  class es  ex am p les       2 . 3 .    P er f ec t   ba la ncing   cla s s   re presenta t io n   T h e  d ataset  u n d er g o es  co m b i n ato r ial  ex p an s io n   a f ter   co m p o s ite - im ag e  g en e r atio n   is   ap p lied .   Mo s t  im p o r tan tly ,   th e  n u m b e r   o f   i n f o r m ativ e  s am p les  in   th e  m in o r ity   class   in cr ea s es  s ig n if i ca n tly ,   th u s   it  g ets  b etter   r ep r es en ted .   T h e  r ea s o n   b eh in d   th is   is   th at  we  co n s id er   it  as  th e  b aselin e  an d   all  o th er   class es  m u s t  b e  alig n ed   with   it.     2 . 3 . 1 .   B a la ncing   ba s ed  o n t he  m ino rit y   cl a s s   Fo r   th e  m ajo r ity   o f   class es,  we  en f o r ce   s tr ict  n o n - r e u s e  d u r in g   co m p o s itio n .   E ac h   im a g e  ap p ea r s  o n ce .   No   r ep etitio n ;  th is   way ,   th e  n u m b er   o f   co m p o s ites   o f   th ese  class e s   i s   n atu r ally   ca p p ed ,   wh ile  th e  m o s t   im p o r tan t in f o r m atio n   in   ea c h   co m p o s ite  is   p r eser v ed .   T o   b alan ce   class es,  we  s et  a  t ar g et  n u m b er   o f   c o m p o s ites   ( T ) ,   wh ich   c o r r esp o n d s   to   t h e  am o u n t  o f   ex p an s io n   ac h iev ed   f o r   th e  m in o r ity   class .   C o m p o s ites   f o r   th e  r est  o f   th e  class es  ar e   p r o d u ce d   u n d e r   th e  f o llo win g   p r in cip le:   i)   W e  en f o r ce   a  s tr ict  "n o - r e p etitio n "  p o licy   with in   ea ch   C o I m g   co m p o s ite  to   en s u r e  ev er y   tr ain in g   s am p le   p r esen ts   a  u n iq u e   v is u al  co n te x t.  Ho wev er ,   d ata  s ca r city   o cc asio n ally   d is r u p ts   th is .   ii)   Sh o u ld   a  m ajo r ity   class   f ail  t o   r ea ch   th e  tar g et   T   u n d er   th ese  r ig id   co n s tr ain ts ,   we  b r id g e  th e  g a p   b y   in teg r atin g   th e  r e m ain in g   a v ai lab le  s ca n s ,   s u b jecte d   to   lig h t   g eo m etr ic  an d   p h o to m etr ic  a u g m en tatio n s   lik e  s u b tle  r o tatio n s ,   tr a n s latio n s ,   o r   co n tr ast  s h if ts ,   to   c o m p lete  th e  lay o u t.  T h is   b ala n ce   b etwe en   r aw  d ata  in teg r ity   an d   s y n th etic  v a r iety .   T h is   p r o ce s s   g u ar an tees  th at   all  class es  ev en tu ally   h it  th e   s am e  g o al,   h en ce   a  p e r f ec tly   b alan ce d   d ata  s et  is   o b tain ed   wh ile  th e   co n ten t  r e m ain s   in f o r m ativ e  a n d   d iv er s e,   as  s h o wn   in   T ab le  1 ,   wh er e  ea ch   d is ea s e  class   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   imb a l a n ce d   d a ta s e t d ia g n o s is   u s in g   cla s s - b a s ed   in p u t ima g e  co mp o s itio n   ( A z z ed d in e  Hla li )   1617   ( e. g . ,   AM D   an d   d iab etic  m ac u lar   ed em a  ( DM E ) )   is   eith er   ex p an d ed   o r   r ed u ce d   u p   to   n o n - r ep etitiv e  co m p o s ites   o r   a  s lig h t in cr ea s e .       T ab le  1 .   Dis tr ib u tio n   o f   g en er ated   s am p les ac r o s s   r etin al  d is ea s e  class e s   D i sea s e   c l a ss   R a w   s c a n s   C o I mg   N e w   r e p r e se n t a t i o n   o f   d a t a se t   A g e - r e l a t e d   ma c u l a r   d e g e n e r a t i o n   1 , 2 3 1   3 1 0 , 1 4 4 , 295   M a j o r i t y   c l a ss e s.   Ex p a n d / r e d u c e   u p   t o   T( 1 , 5 4 0 )   D i a b e t i c   mac u l a r   e d e ma   1 4 7   5 1 8 , 6 6 5   Ep i r e t i n a l   m e m b r a n e   ( E R M )   1 5 5   6 0 8 , 6 8 5   N o r mal   3 3 2   6 , 0 4 4 , 0 6 0   R e t i n a l   v e i n   o c c l u si o n   ( R V O )   1 0 1   1 6 6 , 6 5 0   V i t r e o ma c u l a r   i n t e r f a c e   d i sea se  ( V I D )   76   70 , 300   R e t i n a l   a r t e r y   o c c l u s i o n   ( R A O )   22   1 , 5 4 0   M i n o r i t y   c l a ss.  M i n i ma l   n u m b e r   o f   sa mp l e s (T   =1 , 5 4 0 ) .   To t a l   2 , 0 6 4   3 1 7 , 5 5 4 , 195   10 , 7 8 0   ( T× 7 )       2 . 3 . 2 .   M ino rit y - cla s s - driv en  ba la ncing   a lg o rit hm   C las s   im b alan ce   d is to r ts   lear n in g ,   esp ec ially   wh en   co m p o s ite  d ata  am p lifie s   th e  d o m in an ce   o f   alr ea d y   o v e r r ep r esen te d   class e s .   Naiv e  co m p o s ite  g en er atio n   d o es e x ac tly   th at:  it m u ltip lies   wh at  is   ab u n d an t,   s tar v es  wh at  is   r ar e,   an d   tr ai n s   th e  m o d el  o n   a  s k ewe d   r e ality   th at  lo o k s   s tatis tically   r ich   b u t  s em a n tically   p o o r .   Alg o r ith m   2   b r ea k s   th is   p atter n   b y   en f o r cin g   a  s tr ict  eq u ilib r iu m :  i t  f ix es  th e  n u m b e r   o f   co m p o s ites   p er   class   u s in g   f ea s ib le  k - co m b in atio n s ,   n o t  co n v en ien ce   o r   av ailab ilit y ,   f o r cin g   th e  d ataset  to   g r o w  s y m m etr ically   r ath er   th a n   o r g an ically .   T h is   s tr ateg y   p r eser v es  class   d iv er s ity   b y   r eta in in g   ev er y   s ca n ,   av o id in g   th e  d ata   lo s s   ty p icall y   r eq u ir e d   f o r   p a r ity .   Fig u r e  4   illu s tr ates  th e  r esu ltin g   C o - OC T DL   alig n m en t,  a  p er f ec tly   b ala n ce d   d ataset.     Alg o r ith m   2 .   B alan ce d   co - d ataset  g en er atio n   Input : A dataset D with N classes, where class i has N i   images; CoImg size k   Output : A  balanced dataset where each class has T images (CoImg)   1: Use the procedure defined in Algorithm 1 as a CBCFunction   2: T ← min i=1,…,N   (  )   {Baseline: minimum possible k - combinations across classes}   3:  for   each class C with N c   ← |C|  do   4:     M ←  (  )    {Total unique k - combinations in class C}   5:      if   M > T  then   6:         CBCFunction(k, D, 0) {Generate without intra - composite repetition}   7:      else   8:                   CB CF un ct io n( k ,  D,   1)   {G en er at e  al l  un i qu e  co mp os it es ;  if   T  is   n ot           re ac he d ,   complete with  slight augmentation}   9:      end if   10:    Store the resulting T composite candidates (Co - Img) for class C   11:  end for   12: Merge all class - specific T composite sets into the final balanced dataset   13: return Final balanced dataset           Fig u r e  4 .   B en ch m ar k in g  b asel in e  p er f o r m an ce   a g ain s t th e  b a lan ce d   Co - OC T DL   v ar ian t     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 6 1 3 - 1 6 2 2   1618   2 . 4 .    E x perim ent a l  s et up   a nd   t esting     T o   v alid ate  C B - I m g C o m p ,   we  co n s tr u cted   a  r ig o r o u s   co m p ar ativ e  f r am ewo r k .   W e  s tr ip p ed   awa y   co n f o u n d in g   v ar iab les.  T h is   c o n tr o l   g u ar an tees  th at   o b s er v ed   p e r f o r m an ce   g ain s   s tem   s o lely   f r o m   s u p er io r   d ata  r ep r esen tatio n ,   n o t  f r o m   a r ch itectu r al  q u ir k s   o r   tr ai n in g   an o m alies.     2 . 4 . 1 .   I m plem ent a t i o n f ra m e wo rk   T o   g u ar an tee  co m p u tatio n al  r ep r o d u cib ilit y ,   we  im p lem en ted   th e  p ip elin e  u s in g   Py T o r ch   with in   th e   Kag g le  en v ir o n m e n t.  W e  o p tim ized   th e  c o n f ig u r atio n   to   p r o ce s s   h ig h - r eso lu tio n   co m p o s ite  im ag es  ef f icien tly .   C r u cially ,   we  m ain tain ed   s tr ict  alg o r ith m ic  co n s is ten cy   th r o u g h o u t th e  v alid ati o n   p r o ce s s .     2 . 4 . 2 .   Da t a s et   c o nfig ura t io n   T o   m ea s u r e  th e  s p ec if ic  i m p ac t o f   o u r   ap p r o ac h ,   we  co m p ar e d   two   d is tin ct  d ataset  co n f ig u r atio n s :   i)   B aselin e  co n f ig u r atio n :   we  u t ilized   th e  r aw  OC T DL   d atase t  [ 2 3 ] .   C o m p r is in g   2 , 0 6 4   OC T   s ca n s   ac r o s s   s ev en   im b alan ce d   class es,  th is   s et  is   u n m o d if ied .   W e  ap p lied   n o   b alan cin g   tech n iq u e s .   I t  f u n ctio n s   s tr ictly   as a   co n tr o l b en c h m ar k .   ii)   E x p er im en tal   co n f ig u r atio n   ( C o - OC T DL ) :  th e  p r o p o s ed   d ataset  g e n er ated   v ia  t h e  C B - I m g C o m p   alg o r ith m .   T h is   co n f i g u r atio n   co m p r is es  1 0 , 7 8 0   co m p o s i te  im ag es,  s tr u ctu r ed   i n   a  3 ×1   lay o u t.   As  d etailed   in   s u b - s ec tio n   2 . 3 ,   th i s   d ataset  i s   p er f ec tly   b alan ce d ,   with   ea ch   o f   th e  s ev en   class es  n o r m alize d   to   a  tar g et  co u n t o f   T   =1 , 5 4 0   s am p les.     2 . 4 . 3 .   M o del a rc hite ct ure  a nd   t ra ini ng   T o   en s u r e   a   v a l i d   c o m p ar i s o n ,   t h e  s a m e   V G G1 6   n e t w o r k   wa s   u s e d   f o r   b o t h   d a ta s e t  c o n f i g u r a t io n s .   T h i s   a r ch i t e c tu r e   w a s   ch o s e n   to   b e   i n   l i n e  w i t h   t h e   m e t h o d   u s e d   i n   th e   o r ig i n a l   O C T D L   d a t a s e t   b e n c h m a r k   [ 2 3 ] ,   th u s   m a k in g   i t   a  c o n s i s t e n t   b a s e l i n e   f o r   ev a l u a t i o n .   E a c h   o f   t h e   m o d e l s   w a s   t r a i n ed   w i t h   th e   s a m e   s e t   o f   h y p e r p a r am e t e r s   to   r e m a i n   t h e   o n l y   v a r i ab l e   f o r   th e   ch a n g in g   in p u t   d a t a  c o n f i g u r a t io n   ( 2 4 4   a s   i n p u t   s i z e ,   1 0 0   ep o ch s ,   6 4   b a t ch   s i z e ,   A d am   a s   o p t im i z a t i o n   a lg o r i th m ,   0 . 0 0 0 3   a s   l e a r n in g   r a t e,   an d   c r o s s   e n tr o p y   a s   l o s s   f u n c t io n ) .     2 . 4 . 4 .   E v a lua t io n m e t rics   W e  q u an tifie d   d iag n o s tic  r elia b ilit y   u s in g   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all ,   F1 - s co r e ,   an d   AUC.  On   to p   o f   th at,   f o r   b o th   r u n s ,   co n f u s io n   m atr ices  wer e  cr ea t ed   with   th e  in ten tio n   o f   v is u alizin g   class - s p ec if ic  m is class if icatio n s   an d   e v alu at in g   th e   d e g r ee   to   w h ich   i n ter - class   co n f u s io n   was  r ed u ce d .   Fig u r e  5   s h o ws  t h e  co m p lete  ex p er im en tal   p r o ce d u r e,   f r o m   in itial  d ata  in p u t   an d   C o - OC T DL   cr ea tio n ,   t h r o u g h   t o   VGG - 1 6  tr ain in g   an d   co m p ar is o n   ev al u atio n .           Fig u r e  5 .   E x p er im e n t  wo r k f lo w  s ch em a  f o r   C B - I m g C o m p   v alid atio n       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Resul t s   As  in d icate d   in   T ab le   2 ,   t h e  m o d el  tr ain e d   o n   C o - OC T DL   d ata  r ea ch es  n ea r - p e r f ec t  p e r f o r m an ce ,   with   ac cu r ac y   clim b in g   to   9 9 . 7 0 %  an d   th e  F1 - s co r e  s tab ilizin g   at  0 . 9 9 7 ,   a  m ar g in   t h at  d e cisi v ely   s ep ar ates  it   f r o m   th e  b aselin e  m o d el,   w h ich   r em ai n s   co n s tr ain e d   at   8 5 . 9 %  ac cu r ac y   an d   0 . 8 6 9   F1 - s co r e .   T h is   g a p   is   n o t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   imb a l a n ce d   d a ta s e t d ia g n o s is   u s in g   cla s s - b a s ed   in p u t ima g e  co mp o s itio n   ( A z z ed d in e  Hla li )   1619   co s m etic,   it  r ef lects  a  s tr u ctu r al  im p r o v e m en t  in   r e p r esen t atio n   lear n in g ,   wh er e  C o - OC T DL   r esh ap es  th e  f ea tu r e  s p ac e  r ath er   th a n   m e r ely   in cr ea s in g   s am p le  v o lu m e.   T h e  m o s t  tellin g   s h if t  ap p ea r s   in   th e  AUC,    wh ich   r is es  f r o m   0 . 9 7 7   to   0 . 9 9 9 6 ,   s ig n alin g   an   al m o s t  id ea l  s ep ar atio n   b o u n d ar y   b etw ee n   r etin al  d is ea s e   ca teg o r ies.  I n   p r ac tical  ter m s ,   th e  m o d el   n o   lo n g er   ap p r o x im ates  class   d is tin ctio n s ;  it  r eso lv es  th em   with   n ea r - d eter m i n is tic  p r ec is io n .       T ab le  2 .   C o m p a r ativ e  an aly s is   o f   th e  p r o p o s ed   f r a m ewo r k   a g ain s t th e  b aselin e   M e t h o d   A c c u r a c y   F1 - sc o r e   AUC   P r e c i s i o n   R e c a l l   B a se l i n e   ( V G G 1 6 - O C TD L)   0 . 8 5 9   0 . 8 6 9   0 . 9 7 7   0 . 8 8 8   0 . 8 5 9   CB - I mg C o mp   ( V G G 1 6 - Co - O C TD L)   0 . 9 9 7 0 3 2   0 . 9 9 7 0 3 6   0 . 9 9 9 6 4 3   0 . 9 9 7 0 7 9   0 . 9 9 7 0 3 2       3 . 1 . 1 .   Ana ly s is   o f   m is cla s s if ica t io n e rr o rs   Fig u r e  6   s h o ws  th e   c o m p a r ativ e  an aly s is   o f   co n f u s io n   m at r ices .   T h e  b aselin e  m o d el ,   as   s h o wn   i n   Fig u r e  6 ( a)   [ 2 3 ]   s h o ws  th e  s p r ea d   o f   m is class if icatio n s ,   es p ec ially   am o n g   class es  th at  ar e  s u p p o s ed ly   m o s t   s im ilar ;  f o r   ex am p le,   th e  co n f u s io n   b etwe en   R AO  an d   R V O  is   s h o wn ,   as  wel l  as  co n f u s io n   b etwe en   AM D  an d   n o r m al  ( NO)   class es.  B y   co m p ar is o n ,   th e  m o d el   with   o u r   C B - I m g C o m p   m eth o d ,   as  s h o wn   in   Fig u r e   6 ( b )   h as  a  n ea r ly   p e r f ec t  d ia g o n al   p atter n   r e p r esen tin g   a  tr e m e n d o u s   d ec r ea s e  in   m is tak es.  Pra ctica lly ,   th e  f alse  p r ed ictio n s   wer e  k ep t  to   n e g lig ib le  o u tlier s ,   o n ly   a  f ew  ca s es  l ik e  DM E   wr o n g ly   id en tifie d   as  R AO     ( 5   s am p les)  an d   E R M  as  R V O  ( 2   s am p les)  h en ce ,   th e  m eth o d ' s   s u cc es s   in   s o lv in g   th e  b aselin e's  lim ita tio n   o f   f ea tu r e  am b i g u ity   is   th er eb y   c er tifie d .         ( a)       ( b )     Fig u r e  6 .   C o m p a r ativ e  an aly s i s   o f   co n f u s io n   m atr ices f o r   ( a)   th e  b aselin e  m o d el  a n d   ( b )   th e  p r o p o s ed     CB - I m g C o m p   ap p r o a ch   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 6 1 3 - 1 6 2 2   1620   3 . 1 . 2 .   Adv a nta g es o f   t he  new  da t a s et   W e  co m b in e  s ev er al   im ag es  o f   th e  s am e  class   th at  b elo n g   to   d if f er e n t  s am p les  th r o u g h   m e r g in g   an d   th u s   in   t h is   way ,   th e  s am p les  t h at  wer e  in itially   n o t  as  s tr o n g   b ec o m e  s tr en g th en ed   b y   th e  s tr o n g   o n es  an d   th e   n ew  r esu ltin g   co m p o s ites   th at  h av e  a  l o t  o f   f ea tu r es  d r asti ca lly   im p r o v e  th e  tr ai n in g   p r o ce s s .   T h is   m eth o d   ess en tially   o v er co m es  th e  p r o b lem s   o f   h av in g   a  s m all  n u m b er   o f   d ata,   o r   l o w - q u ality   im a g es,  an d   at  th e  s am e  tim e,   it g iv es th e  m o d el  a  p o w er f u l in p u t th at  r esu lts   in   b ette r   g en er aliza tio n .   i)   B alan ce d   class es  o f   d ataset:  by  s ettin g   ev er y   class   to   a  f ix ed   tar g et  co u n t  ( T ) ,   th e  d ataset  h as  b ee n   m ad e   p er f ec tly   b alan ce d ,   th is   way   m ajo r ity - class   b ias  is   co m p letely   r em o v ed ,   an d   d iv er s e  c o n ten t  is   s til l   p r eser v ed   as c an   b e  s ee n   clea r ly   in   ( T ab le  1 ) .   ii)   E n h an cin g   v ar iab ilit y : e ac h   Co - I m g   f u s es m u ltip le  im ag es t o   co n s o lid ate  r elev an t v is u al  cu es a n d   en r ich   in f o r m ativ e  co n ten t,  en ab lin g   th e  m o d el  to   ex tr ac t  s tr o n g er ,   m o r e  g en er aliza b le  f ea tu r es  f o r   im p r o v ed   lear n in g .   Fig u r e  3   d is p lay s   ex am p le  co m p o s ite  im ag es  f o r   t h e  AM D  an d   R VO  cla s s e s   w ith in   th e  n ew  d ataset  r ep r esen tatio n .     3 . 2 .    Dis cus s io n   T h e  VGG1 6   p er f o r m an c e  o n   C o - OC T DL   u p en d s   th e  cu r r en t  f ix atio n   o n   co m p le x   ar c h itectu r al  m o d if icatio n s .   I n p u t - lev el  o p tim izatio n   p r o v es  its elf   to   b e  th e  s u p er io r   s tr ateg y .   Stan d ar d   a u g m en tatio n   o f te n   f ails   to   b r id g e  th e   s em an tic  g ap   b etwe en   m in o r ity   an d   m aj o r ity   class es.  C B - Img C o m p   s u cc ee d s .   I t  d o es  n o t   s im p ly   r ep licate  d ata;  it  c o n s tr u cts  s em an tically   d en s e  r e p r esen tatio n s .   T h ese  f o r ce   t h e  n etwo r k   to   lear n   r o b u s t  class   m ar k er s   r ath e r   th an   b ac k g r o u n d   n o is e.   T h is   p r ec is io n   er a d icate s   m is clas s if icatio n   b etwe en   clin ically   m ir r o r in g   p ath o lo g ie s ,   s p ec if ically   R AO  an d   R VO.   Ou r   co m p o s ite  ap p r o ac h   p r eser v es  f in e - g r ain ed   v ascu la r   d etails  o f te n   o b liter ated   b y   s tan d ar d     d o wn - s am p lin g .   B y   s tab ilizin g   th e  tr ain in g   d is tr ib u tio n ,   we  p r o v id e  a  c o n cr ete  b lu e p r in t  f o r   d ata - s ca r ce   en v ir o n m en ts .   T h e   leap   f r o m   0 . 8 5 9   to   0 . 9 9 7   ac c u r ac y   is   n o t  ju s t  a  s tatis tica l  g ain .   I t  m ar k s   a  d ef in itiv e   tr an s itio n   f r o m   ex p er im e n tal  u n ce r tain ty   to   clin ical  u tili ty .     3 . 2 . 1 .   Clini ca l r elev a nce  a nd   im pa ct   On e  o f   th e  way s   C B - I m g C o m p   in cr ea s es  th e  tr u s two r th in ess   o f   d iag n o s tics   ( wh ich   m ed ic al  AI   tr u s t  d ep en d s   o n )   is   b y   g r ea tly   cu ttin g   d o wn   o n   th e  n u m b er   o f   f alse  p o s itiv e  an d   f alse  n eg ativ e  r esu lts .   T h e   en h an ce d   p r ec is io n   an d   r ec all  im p ly   th at  th e  m o d el  is   q u ite  s tu r d y .   Hen ce ,   it  is   ca p ab le   o f   s af ely   m in im izin g   er r o r   r ates ,   wh ich   is   o f   u tm o s t im p o r tan ce   f o r   p atien ts '   s af ety   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .     3 . 2 . 2 .   I m pli ca t io ns   o f   f ind ing s   Ad d r ess in g   s m all  an d   im b ala n ce d   d atasets :  cr u cially ,   t h e  t ec h n iq u e   th r iv es  o n   s m all,   u n b alan ce d   d atasets .   Fu n ctio n in g   as  a  s e m an tic  au g m en tatio n   [ 2 7 ]   m e th o d ,   C B - I m g C o m p   b alan ce s   class e s   d ir ec tly   at     th e  in p u t   lev el.   T h is   s tr ateg y   o u tp er f o r m s   s tan d ar d   al g o r ith m ic  f ix es  lik e  weig h ted   lo s s   f u n ctio n s .     B y   s u p p ly in g   h ig h - f id elity ,   f e atu r e - r ich   ex am p les,  we   ac h ie v e  s tab le  tr ain in g   an d   s u p e r io r   g en e r aliza tio n   f o r   th e  m in o r ity   class .   Min im izin g   f alse  d iag n o s tic  r esu lts :  clin ical  u tili ty   r eq u ir es  m in im izin g   d iag n o s tic  er r o r s   [ 2 6 ] .   B y   s h ar p en in g   p ath o lo g ical  r ep r e s en tatio n s ,   we  en ab led   th e  m o d el  to   ac h ie v e  s u p er io r   d is cr im in ativ e  p o wer .   T h is   r ed u ctio n   in   u n ce r tain ty   is   p iv o tal.   I t  s u b s tan tiates  r ea l - wo r ld   d e p lo y m e n t,  s tr ictly   lim itin g   th e  r is k s   o f   m is s ed   d iag n o s es o r   u n n ec ess ar y   tr ea tm en ts .       4.   CO NCLU SI O N   W e   b y p a s s ed   t h e  c o n s t r a in t s   o f   s m a l l,   i m b a l a n c e d   m e d i c a l  d a t a s e t s   b y   i n tr o d u c i n g   C B - I m g C o m p .   T h i s   m e th o d   s y n th e s i z e s   in f o r m a t io n - d en s e ,   b a l an c ed   t r a in i n g   s a m p l e s .   T h e  i m p a c t   w a s   d i s t i n c t .     U s i n g   s t an d ar d   V G G 1 6   ar c h i t e c t u r e  o n   th e  O C T D L   d a t as e t ,   w e   a c h i ev ed   9 9 . 7 %   ac cu r a cy   an d   0 . 9 9 9 6   A U C .   W e   d e l i b e r a t e ly   p r i o r i ti z e d   i n p u t   o p t im i z a t i o n   o v e r   a r c h i t ec t u r a l   c o m p l ex i t y .   T h es e   r e s u l t s   c o n f i r m     t h a t   r e f in i n g   d a t a   r e p r e s e n ta ti o n   i s   a   p o t en t ,   m o d e l - a g n o s t i c   a l t e r n a t iv e   to   en g in e er i n g   h e av y   n e t wo r k s .     O u r   ap p r o a c h   e s t a b l i s h e s   a   v i ab l e   p a th   f o r   d ep l o y in g   r o b u s t   AI   in   d a t a - s ca r c e   e n v i r o n m e n t s .     F u t u r e   in v e s t i g a t io n s   w i l l   ex t e n d   b ey o n d   O C T   i m a g er y .   W e   i n t en d   to   v a l id a t e   g e n er a l i z ab i l i t y   o n     m a g n e t i c   r e s o n an c e   i m a g in g   ( M R I )   a n d   h i s to p a th o lo g y   a n d   a s s e s s   i n t e g r a t io n   w i th   e m er g i n g   T r a n s f o r m e r - b a s e d   a r ch i t e c tu r e s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   imb a l a n ce d   d a ta s e t d ia g n o s is   u s in g   cla s s - b a s ed   in p u t ima g e  co mp o s itio n   ( A z z ed d in e  Hla li )   1621   AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m e  o f   Aut h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Azz ed d in e  Hlali   ✓   ✓   ✓     ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓         Ma jid   B en   Yak h lef     ✓     ✓     ✓     ✓     ✓     ✓   ✓     So u laim an   E l H az za t     ✓     ✓     ✓         ✓             C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y    T h e  d ata  th at  s u p p o r ts   th e  f i n d in g s   o f   th is   s tu d y   a r e  o p e n ly   a v ailab le  in   Kag g le.   –   T h e  ex p e r im en tal  d ataset  is   ac ce s s ib le  at  h ttp s ://w ww. k ag g le. co m /d atasets /azd in eh /c - d ataset - 2025   –   T h e  b aselin e  d ata s et  ( OC T DL )   is   av ailab le  at   h ttp s ://www. k ag g le. co m /d atasets /o r v ile/o ctd l - o p tical - co h er en ce - to m o g r ap h y - d atase t       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   J.   W i l l e m i n k   e t   a l . ,   “ P r e p a r i n g   m e d i c a l   i m a g i n g   d a t a   f o r   ma c h i n e   l e a r n i n g , ”   R a d i o l o g y ,   v o l .   2 9 5 ,   n o .   1 ,   p p .   4 – 1 5 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 8 / r a d i o l . 2 0 2 0 1 9 2 2 2 4 .   [ 2 ]   J.  M .   Jo h n so n   a n d   T .   M .   K h o s h g o f t a a r ,   “ S u r v e y   o n   d e e p   l e a r n i n g   w i t h   c l a ss   i mb a l a n c e , ”   J o u r n a l   o f   Bi g   D a t a ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,     D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 5 3 7 - 0 1 9 - 0 1 9 2 - 5.   [ 3 ]   J.  Z h a n g ,   Y .   X i e ,   Q .   W u ,   a n d   Y .   X i a ,   “ M e d i c a l   i ma g e   c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   s y n e r g i c   d e e p   l e a r n i n g , ”   Me d i c a l   I m a g e   A n a l y s i s ,    v o l .   5 4 ,   p p .   1 0 – 1 9 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m e d i a . 2 0 1 9 . 0 2 . 0 1 0 .   [ 4 ]   S .   M .   A n w a r ,   M .   M a j i d ,   A .   Q a y y u m ,   M .   A w a i s,   M .   A l n o w a mi ,   a n d   M .   K .   K h a n ,   “ M e d i c a l   i ma g e   a n a l y si s  u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s :   a   r e v i e w , ”   J o u r n a l   o f   M e d i c a l   S y st e m s ,   v o l .   4 2 ,   n o .   1 1 ,   N o v .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 9 1 6 - 0 1 8 - 1 0 8 8 - 1.   [ 5 ]   J.  M o r a n o ,   Á .   S .   H e r v e l l a ,   J .   R o u c o ,   J.  N o v o ,   J.  I .   F . - V i g o ,   a n d   M .   O r t e g a ,   “ I mp r o v i n g   A M D   d i a g n o s i s  b y   t h e   s i m u l t a n e o u s  i d e n t i f i c a t i o n   o f   a ss o c i a t e d   r e t i n a l   l e s i o n s , ”   i n   I m a g e   A n a l y si s   a n d   Pr o c e ssi n g   –   I C I A P  2 0 2 2 ,   S p r i n g e r ,   C h a m ,   2 0 2 2 ,   p p .   1 4 8 – 1 5 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 031 - 0 6 4 2 7 - 2 _ 1 3 .   [ 6 ]   H .   G h e b r e c h r i s t o s,  G .   A l a g h b a n d ,   a n d   R .   Y .   H w a n g ,   “ R e t i N e t   —   f e a t u r e   e x t r a c t o r   f o r   l e a r n i n g   p a t t e r n s  o f   d i a b e t i c   r e t i n o p a t h y   a n d   a g e - r e l a t e d   ma c u l a r   d e g e n e r a t i o n   f r o m  p u b l i c l y   a v a i l a b l e   d a t a s e t s, ”   i n   2 0 1 7   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t a t i o n a l   S c i e n c e   a n d   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   ( C S C I ) ,   D e c .   2 0 1 7 ,   p p .   1 6 4 3 – 1 6 4 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C S C I . 2 0 1 7 . 2 8 6 .   [ 7 ]   M .   Y e u n g ,   E.   S a l a ,   C . - B .   S c h ö n l i e b ,   a n d   L.   R u n d o ,   “ U n i f i e d   f o c a l   l o ss:   g e n e r a l i si n g   d i c e   a n d   c r o ss e n t r o p y - b a s e d   l o ss e s t o   h a n d l e   c l a ss  i m b a l a n c e d   me d i c a l   i m a g e   seg m e n t a t i o n , ”   C o m p u t e r i ze d   M e d i c a l   I m a g i n g   a n d   G ra p h i c s ,   v o l .   9 5 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p m e d i ma g . 2 0 2 1 . 1 0 2 0 2 6 .   [ 8 ]   Y .   C u i ,   M .   J i a ,   T . - Y .   Li n ,   Y .   S o n g ,   a n d   S .   B e l o n g i e ,   “ C l a ss - b a l a n c e d   l o ss  b a se d   o n   e f f e c t i v e   n u m b e r   o f   sa mp l e s,”   i n   2 0 1 9   I EEE/ C VF   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   Vi si o n   a n d   Pa t t e rn   Re c o g n i t i o n ,   J u n .   2 0 1 9 ,   p p .   9 2 6 0 – 9 2 6 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 9 . 0 0 9 4 9 .   [ 9 ]   T.   R i d n i k   e t   a l . ,   “ A sy mm e t r i c   l o ss  f o r   m u l t i - l a b e l   c l a ssi f i c a t i o n , ”   i n   2 0 2 1   I EE E/ C VF   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e r   Vi si o n   ( I C C V) ,   O c t .   2 0 2 1 ,   p p .   8 2 – 91 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C V 4 8 9 2 2 . 2 0 2 1 . 0 0 0 1 5 .   [ 1 0 ]   T.   H u a n g   e t   a l . ,   “ M a s k e d   d i st i l l a t i o n   w i t h   r e c e p t i v e   t o k e n s, ”   i n   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   L e a rn i n g   Re p res e n t a t i o n s     ( I C L R  2 0 2 3 ) ,   2 0 2 3 .   [ 1 1 ]   M .   F . - A d a r ,   I .   D i a ma n t ,   E.   K l a n g ,   M .   A mi t a i ,   J.   G o l d b e r g e r ,   a n d   H .   G r e e n s p a n ,   “ G A N - b a s e d   s y n t h e t i c   me d i c a l   i m a g e   a u g me n t a t i o n   f o r   i n c r e a se d   C N N   p e r f o r ma n c e   i n   l i v e r   l e si o n   c l a ss i f i c a t i o n , ”   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   3 2 1 ,   p p .   3 2 1 – 3 3 1 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m. 2 0 1 8 . 0 9 . 0 1 3 .   [ 1 2 ]   M .   N .   F e k r i ,   A .   M .   G h o s h ,   a n d   K .   G r o l i n g e r ,   “ G e n e r a t i n g   e n e r g y   d a t a   f o r   mac h i n e   l e a r n i n g   w i t h   r e c u r r e n t   g e n e r a t i v e   a d v e r sar i a l  n e t w o r k s,”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 3 0 1 0 1 3 0 .   [ 1 3 ]   A .   R a o ,   J . - Y .   Le e ,   a n d   O .   A a l a mi ,   “ S t u d y i n g   t h e   i m p a c t   o f   a u g me n t a t i o n s o n   me d i c a l   c o n f i d e n c e   c a l i b r a t i o n , ”   i n   2 0 2 3   I EEE / C VF   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e r  Vi s i o n   W o rks h o p s  ( I C C V W) ,   O c t .   2 0 2 3 ,   p p .   2 4 5 4 – 2 4 6 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C V W 6 0 7 9 3 . 2 0 2 3 . 0 0 2 6 0 .   [ 1 4 ]   S .   P a n   e t   a l . ,   “ S y n t h e t i c   C T  g e n e r a t i o n   f r o m  M R I   u s i n g   3 D   t r a n sf o r m e r ‐ b a se d   d e n o i si n g   d i f f u s i o n   m o d e l , ”   Me d i c a l   P h y si c s ,    v o l .   5 1 ,   n o .   4 ,   p p .   2 5 3 8 – 2 5 4 8 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / mp . 1 6 8 4 7 .   [ 1 5 ]   J.  C h e n   e t   a l . ,   “ Tr a n sU N e t :   t r a n sf o r mers   ma k e   st r o n g   e n c o d e r s   f o r   m e d i c a l   i ma g e   s e g me n t a t i o n , ”   2 0 2 1 ,   a r X i v :   2 1 0 2 . 0 4 3 0 6 .   [ 1 6 ]   H .   C a o   e t   a l . ,   “ S w i n - U n e t :   U n e t - l i k e   p u r e   t r a n sf o r mer   f o r   me d i c a l   i m a g e   s e g m e n t a t i o n , ”   i n   C o m p u t e r   V i si o n   –   EC C V   2 0 2 2   Wo r k sh o p s ,   2 0 2 3 ,   p p .   2 0 5 – 2 1 8 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 1 - 2 5 0 6 6 - 8 _ 9 .   [ 1 7 ]   E.   H a ss a n   e t   a l . ,   “ E n h a n c e d   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   f o r   c l a ssi f i c a t i o n   o f   r e t i n a l   o p t i c a l   c o h e r e n c e   t o m o g r a p h y   i mag e s,”   S e n so rs ,    v o l .   2 3 ,   n o .   1 2 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 1 2 5 3 9 3 .   [ 1 8 ]   N .   J.   B i l a l   a n d   R .   Z .   Y o u s i f ,   “ N e u t r o so p h i c - i n s p i r e d   d a t a   a u g me n t a t i o n   a n d   m u l t i - a r c h i t e c t u r e   e n s e mb l e   m o d e l   f o r   r o b u st   r e t i n a l   d i s e a se   c l a ss i f i c a t i o n , ”   E n g i n e e ri n g   R e se a rc h   E x p r e ss ,   v o l .   7 ,   n o .   3 ,   S e p .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 2 6 3 1 - 8 6 9 5 / a d f c 2 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il 2 0 2 6 :  1 6 1 3 - 1 6 2 2   1622   [ 1 9 ]   M .   R a g h u ,   C .   Z h a n g ,   J.  K l e i n b e r g ,   a n d   S .   B e n g i o ,   “ Tr a n sf u si o n :   u n d e r st a n d i n g   t r a n sf e r   l e a r n i n g   f o r   me d i c a l   i ma g i n g , ”   i n   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   3 3 rd   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   N e u ra l   I n f o rm a t i o n   P ro c e ssi n g   S y st e m s ,   2 0 1 9 ,   p p .   3 3 4 7 – 3 3 5 7 .   [ 2 0 ]   W .   Li   e t   a l . ,   “ I n t e r p r e t a b l e   d e t e c t i o n   o f   d i a b e t i c   r e t i n o p a t h y ,   r e t i n a l   v e i n   o c c l u si o n ,   a g e - r e l a t e d   mac u l a r   d e g e n e r a t i o n ,   a n d   o t h e r   f u n d u s c o n d i t i o n s, ”   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   2 ,   J a n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o s t i c s 1 4 0 2 0 1 2 1 .   [ 2 1 ]   Z.   Li   e t   a l . ,   “ A   d e e p - l e a r n i n g   p i p e l i n e   f o r   t h e   d i a g n o s i s  a n d   g r a d i n g   o f   c o mm o n   b l i n d i n g   o p h t h a l mi c   d i se a ses  b a s e d   o n   l e si o n - f o c u se d   c l a ss i f i c a t i o n   mo d e l , ”   Fr o n t i e rs i n   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   7 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f r a i . 2 0 2 4 . 1 4 4 4 1 3 6 .   [ 2 2 ]   M .   D r i b a n ,   A .   Y a n ,   A .   S e l v a m,  J.  O n g ,   K .   K .   V u p p a r a b o i n a ,   a n d   J .   C h h a b l a n i ,   “ A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   i n   c h o r i o r e t i n a l   p a t h o l o g y   t h r o u g h   f u n d o s c o p y :   a   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Re t i n a   a n d   V i t r e o u s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   A p r .   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 9 4 2 - 024 - 0 0 5 54 - 4.   [ 2 3 ]   M .   K u l y a b i n   e t   a l . ,   “ O C TD L :   o p t i c a l   c o h e r e n c e   t o m o g r a p h y   d a t a s e t   f o r   i mag e - b a se d   d e e p   l e a r n i n g   me t h o d s,”   S c i e n t i f i c   D a t a ,    v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 7 - 0 2 4 - 0 3 1 8 2 - 7.   [ 2 4 ]   Y .   G u o ,   Y .   G a o ,   a n d   D .   S h e n ,   “ D e f o r ma b l e   M R   p r o st a t e   s e g m e n t a t i o n   v i a   d e e p   f e a t u r e   l e a r n i n g   a n d   s p a r se   p a t c h   mat c h i n g , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   M e d i c a l   I m a g i n g ,   v o l .   3 5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 7 7 – 1 0 8 9 ,   A p r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TM I . 2 0 1 5 . 2 5 0 8 2 8 0 .   [ 2 5 ]   S .   C h a t i o ,   N .   A .   A n sa h ,   D .   A .   A w u n i ,   A .   O d u r o ,   a n d   P .   O .   A n sah ,   “ C o mm u n i t y   a c c e p t a b i l i t y   o f   sea s o n a l   mal a r i a   c h e mo p r e v e n t i o n   o f   m o r b i d i t y   a n d   m o r t a l i t y   i n   y o u n g   c h i l d r e n :   a   q u a l i t a t i v e   st u d y   i n   t h e   u p p e r   W e s t   R e g i o n   o f   G h a n a , ”   PLO S   O N E ,   v o l .   1 4 ,   n o .   5 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 1 6 4 8 6 .   [ 2 6 ]   E.   J.  T o p o l ,   “ H i g h - p e r f o r ma n c e   me d i c i n e :   t h e   c o n v e r g e n c e   o f   h u ma n   a n d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e , ”   N a t u re  Me d i c i n e ,   v o l .   2 5 ,   n o .   1 ,   p p .   4 4 – 5 6 ,   Ja n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 1 - 0 1 8 - 0 3 0 0 - 7.   [ 2 7 ]   Y .   Z h u ,   X .   C a i ,   X .   W a n g ,   X .   C h e n ,   Z .   F u ,   a n d   Y .   Y a o ,   “ B S D A :   B a y e s i a n   r a n d o m  se ma n t i c   d a t a   a u g me n t a t i o n   f o r   med i c a l   i m a g e   c l a ss i f i c a t i o n , ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 4 ,   n o .   2 3 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 4 2 3 7 5 1 1 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Az z e d d in e   H la li           a   P h . D.   stu d e n t  in   In tell ig e n t   S y ste m s  a n d   Bio m e d ica l  In fo rm a ti c s ,  h e   is   a   M a ste r’s  in   In telli g e n t   a n d   M o b il e   S y ste m s  fro m   S id i   M o h a m e d   Be n   Ab d e ll a h   Un i v e rsity   (2 0 2 1 ).   Hi s  re se a rc h   targ e ts  th e   in ters e c ti o n   o f   AI  a n d   h e a lt h c a re ,   sp e c ifi c a ll y   e x a m in in g   b io m e d i c a l  ima g in g   a n d   e lec tro n ic  h e a lt h   re c o rd s.  P re v io u sly ,   h e   d e p lo y e d   d e e p   lea rn in g   m o d e ls  f o r  COV ID - 1 9   p n e u m o n ia  sc re e n in g   u sin g   ra d io lo g ica l  d a ta.   His d o c to ra l  wo rk   n o w aim s to   e n g in e e r  in telli g e n t  so l u ti o n s fo r  m a ss iv e   h e a lt h c a re   d a tas e ts t o   sh a rp e n   d ia g n o stic  a c c u ra c y   a n d   a u t o m a te  c li n ica l  d e c isio n s .   F o r  t h is  stu d y ,   h e   led   c o n c e p tu a li z a ti o n   a n d   m e th o d o lo g y .   He   d e v e lo p e d   t h e   so ftwa re   f ra m e wo rk ,   v a li d a ti o n ,   a n d   in v e stig a t io n ,   m a n a g e d   d a ta  c u ra ti o n ,   a n d   a u th o re d   t h e   o rig i n a l  d ra ft.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t:   a z z e d d in e . h lali@ u sm b a . a c . m a .         Ma jid   Be n   Ya k h lef          h o l d in g   a  Do c t o ra te  fr o m   t h e   F a c u lt y   o f  S c ien c e s  a t   S i d i  M o h a m e d   Be n   Ab d e ll a h   U n iv e rsity   (US M BA),  c u rre n tl y ,   h e   se rv e s  a s  a   p ro fe ss o r  o f   Co m p u ter  S c ien c e   a t  th e   F a c u lt y   o f  M u lt id isc ip li n a ry   S t u d ies   i n   Taz a .   He   is  a   p e rm a n e n t  m e m b e r  o f  th e   E n g i n e e rin g   S c ien c e s P o ly d i sc ip li n a ry   Lab o ra to r y .   His res e a rc h   c re a t e s a   n e x u s   b e twe e n   c o m p u ter  e n g i n e e rin g ,   a u to m a ti o n   sy ste m s,  a n d   a rti fici a l  in telli g e n c e ,   sp e c ifi c a ll y   in v e stig a t in g   i n telli g e n t  d e c isio n - m a k in g   tec h n o lo g ies .   He   e n g i n e e rs  AI - b a se d   so lu ti o n s  fo r   c o m p lex ,   re a l - wo rl d   a p p l ica ti o n s.  Be y o n d   th e o re ti c a l  in q u ir y ,   h is   fo c u se s  o n   a d v a n c e d   c o m p u tati o n a l   m e th o d s  a n d   in tel li g e n t   c o n tro l   sy ste m s.   He   b a lan c e s  th e se   sc h o larl y   p u rs u it s   with   th e   ri g o r o u s  m e n t o rsh i p   o f  stu d e n ts,   a c ti v e ly   d riv in g   in n o v a ti o n   wit h in   e n g i n e e rin g   sc ien c e s  wh il e   in teg ra ti n g   e m e rg in g   tec h n o l o g ies   i n to   m o d e r n   c o m p u tati o n a l  fra m e wo rk s .     He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  m a j id . b e n y a k h lef@u sm b a . a c . m a .         S o u l a im a n   El  H a z z a t          e a r n in g   h is  P h . D.  i n   C o m p u ter  S c ien c e   fro m   S id i  M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsity   i n   2 0 1 8 ,   c u rre n tl y ,   h e   se rv e s  a s  a   p ro fe ss o r   a t  t h e   P o ly d isc ip l in a ry   F a c u lt y   o f   Taz a .   A  c o re   m e m b e r  o f  th e   E n g i n e e rin g   S c ien c e s   P o ly d isc ip l in a ry   Lab o ra t o ry ,   h e   d riv e s  re se a rc h   in   a rti f icia l  i n telli g e n c e   a n d   a d v a n c e d   in tera c ti v e   tec h n o l o g ies .   His  f o c u s  is  s h a rp .   It   sp a n s   c o m p u ter  v isio n ,   d e e p   lea rn in g ,   a n d   imm e rsiv e   e n v iro n m e n ts  l ik e   V R  a n d   AR.  Cru c iall y ,   h e   in v e s ti g a tes   d e e p fa k e   d e tec ti o n ,   e n g in e e rin g   in n o v a ti v e   m e th o d s   t o   i d e n ti f y   m a n i p u late d   m e d ia  a n d   b o lster  d ig it a l   se c u rit y .   F o r   th is  sp e c ifi c   stu d y ,   h e   v a li d a ted   a n d   in terp re ted   th e   e x p e rime n tal  re su lt s.  He   e n su re d   sc ien ti fic   rig o r  b y   re v iew i n g   a n d   re fin i n g   th e   fin a l  m a n u sc rip t .   Be y o n d   t e c h n ica l  a n a ly sis,  h is  ro le   e x ten d e d   to   h ig h - lev e l  s u p e rv isi o n   a n d   p r o jec t  a d m in istratio n ,   i n c lu d in g   t h e   a c q u isi ti o n   o f   n e c e ss a ry   re so u rc e s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  so u laim a n . e lh a z z a t@u sm b a . a c . m a .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.