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.  1 5 ,   No .   2 ,   A p r il 2 0 2 6 ,   p p .   1 6 0 5 ~ 1 6 1 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 0 5 - 1 6 1 2          1605       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Deep learni ng  ens embles  f o lung  c a ncer detectio in  t ho ra cic  CT sca ns lev erag ing  genera tive a dv ersa ria l net wo rk  t echno lo g y       B inee s h M o o zhi pp ura t h 1, 2 ,   J a y a pa nd ia n Na t a ra j a n 1   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   C H R I S U n i v e r si t y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   D a t a   S c i e n c e ,   J y o t h i   En g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   Th r i ssu r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 8 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   2 6 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Feb   6 ,   2 0 2 6       Eff e c ti v e   trea tme n o f   l u n g   c a n c e d e p e n d o n   e a rly   a n d   a c c u ra te  d e tec ti o n ,   wh ich   c o n t in u e to   b e   a   m a jo c a u se   o c a n c e r - re l a ted   fa talit ies   g lo b a ll y .   Co n v e n ti o n a d iag n o stic  tec h n i q u e a re   u se fu l,   b u t   th e ir   e ffica c y   in   h a n d li n g   larg e   a m o u n ts o th o ra c ic  c o m p u t e d   to m o g ra p h y   ( CT )   sc a n   d a ta i s l imited   b y   th e ir  ti m e - c o n s u m in g   n a tu re   a n d   su sc e p ti b il it y   to   h u m a n   e rro r.   T h e   re se a rc h   h e re   su g g e sts  a   n e d e e p   le a rn in g   m o d e t h a i n teg ra tes   g e n e ra ti v e   a d v e rsa rial  n e two r k (G AN s)  fo d a ta  imp r o v e m e n wi th   a   so p h isti c a ted   e n se m b le  a p p r o a c h   t o   c las sifica ti o n .   G AN a re   e m p lo y e d   t o   g e n e ra te  re a li stic  sy n th e ti c   CT  ima g e s,  a d d re ss in g   th e   c h a ll e n g e o li m it e d   d a tas e ts.  Th e   b a c k b o n e   o f   th e   p r o p o se d   a p p ro a c h   is  a   c o n se n su s - g u i d e d   a d a p ti v e   b len d in g   (CG AB)  e n se m b le  m o d e th a t   lea rn to   d y n a m ica ll y   c o m b in e   t h e   p re d ictio n o t h re e   to p - p e rfo rm i n g   c o n v o l u ti o n a n e u ra n e two rk s   (CNN s) Re sN e t - 1 5 2 ,   De n se Ne t - 1 6 9 ,   a n d   Eff icie n tNe t - B7 .   T h e   CG A m o d e l   imp ro v e p re d ictio n   a c c u ra c y   th r o u g h   m o d e c o n tri b u ti o n   we i g h ti n g   b a se d   o n   c o n fi d e n c e   s c o re a n d   in ter - m o d e c o n se n su s,   wh il e   a   c o n fli c t - re so lv in g   a u x il iary   d e c isio n   m o d e is  u se d .   Th e   a p p r o a c h   wa tes ted   u sin g   th e   l u n g   ima g e   d a tab a se   c o n so rti u m   a n d   th e   ima g e   d a tab a se   re so u rc e   in it iati v e   ( LIDC - IDRI )   d a tas e wit h   a   d e tec ti o n   ra te  o f   9 7 . 3 5 % ,   su r p a ss in g   sin g le - m o d e a n d   trad it io n a e n se m b le  m e th o d s.  Th e   c u r re n w o rk   p r o v i d e a   so li d   a n d   sc a lab le  a p p r o a c h   t o   lu n g   c a n c e d e tec ti o n   wit h   b e tt e g e n e ra li z a ti o n ,   in c re a se d   d iag n o stic c o n siste n c y ,   a n d   a p p li c a b il i ty   f o c li n ica u se .   K ey w o r d s :   Dee p   lear n in g   E n s em b le  lear n in g   Gen er ativ ad v e r s ar ial  n etwo r k s   L u n g   ca n ce r   d etec tio n   Me d ical  im ag in g   T h o r ac ic  co m p u ted   to m o g r ap h y   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J ay ap an d ian   Nata r ajan   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   C HR I ST  Un iv er s ity   B en g alu r u ,   I n d ia   E m ail:  jay ap an d ian . n @ ch r is tu n iv er s ity . in       1.   I NT RO D UCT I O N   Ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   is   tr an s f o r m in g   h ea lth ca r b y   en ab lin g   m o r ac c u r ate,   ef f i cien t,  an d   s ca lab le  d ec is io n - m ak in g   [ 1 ] AI   s y s tem s   ar g iv in g   ass is tan ce   in   d is ea s d iag n o s is ,   o u tco m p r ed ictio n ,   a n d   tr ea tm en t o p tim izatio n .   AI   im p r o v es v alu es in   r eso u r ce   r estricte d   en v ir o n m e n ts   th r o u g h   a u to m atin g   r ep etitiv e   task s ,   p r o ce s s in g   lar g e - s ca le  d ata  in   r ea tim e,   an d   im p r o v in g   d iag n o s tic  co n s is ten cy   [ 2 ] .   Of   th m an y   AI   tech n o lo g ies,  d ee p   lear n in g ,   an d   m o r s p ec if ically ,   co n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k s   ( C NNs),   is   th b est   tech n o lo g y   f o r   e x tr ac tin g   h ier ar ch ical  f ea tu r es  f r o m   v ar iet y   o f   m ed ical  d iag n o s tics   in clu d in g   ca r d i o v ascu lar   im ag in g ,   b r ain   tu m o r   d etec tio n ,   an d   d iab etic  r etin o p ath y   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   Patien ca r d ep en d s   p r im ar il y   o n   th ab ilit y   to   d iag n o s p atien t' s   co n d itio n   in   tim ely   m an n er .   C o n v en tio n al  im ag i n g   tech n iq u es  f o r   d ia g n o s is   ar e,   h o wev er ,   tim e - co n s u m in g ,   a r e   d ep en d e n o n   t h e   ex p er tis o f   th p er s o n   co n d u ctin g   th test ,   an d   ar s u b ject  to   h ig h   d eg r ee   o f   h u m an   v ar iab ilit y .   Sy s tem s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 6 0 5 - 1 6 1 2   1606   b ased   o n   C NN  tech n o lo g y   ad d r ess   th ese  is s u es  b y   au to m atica lly   in ter p r etin g   an d   d iag n o s in g   im ag es  an d   ar e   th er ef o r ess en tial to   r a d io lo g y   an d   p ath o lo g y   f o r   s eg m e n tatio n ,   class if icatio n ,   an d   p atter n   r ec o g n itio n   [ 5 ] .   L u n g   c an ce r   is   t h e   m o s t   co m m o n   ca u s e   o f   ca n ce r   d ea th s   d u e   t o   i ts   as y m p to m a tic   p r o g r e s s io n   a n d   m o s tl y   l at s t a g es   o f   d et ec ti o n   [ 6 ] .   I is   w ell   r ec o g n iz ed   t h at  th ea r l y   d ia g n o s is   o f   l u n g   ca n ce r   s i g n if ic an tl y   im p r o v es   a   p ati e n t' s   ch a n ce s   o f   s u r v i v a l.   T h o r a cic   c o m p u te d   t o m o g r a p h y   ( CT )   s ca n s   a r e   th u s u a l   m et h o d   f o r   th e   d e te cti o n   o f   l u n g   n o d u l es  [ 7 ] .   H o we v er ,   d u to   la r g e   n u m b er   o f   C T   s li ce s   a n d   v ar ia b il ities   o f   t h n o d u les ,   in t er p r et in g   t h e   C T   s c a n   is   a   t im e - co n s u m in g   t as k   wit h   a   h i g h   p o s s i b il it y   o f   m is t ak es.   Hen ce ,   r ese ar c h   o n   au t o m at e d   d ee p   le a r n in g - b ase d   d ia g n o s is   is   m er ite d .   So   f a r ,   C NNs   h av e   d em o n s t r at e d   g r ea ca p a b i lit y   i n   th o r ac ic   i m a g i n i n g ,   r e v e ali n g   s u b tle   f e at u r es   i n v is i b le   t o   c la s s ic  m e t h o d s   [ 8 ] .   Ho w e v e r ,   t h ch all e n g e   o f   t h e   lac k   o f   an n o ta te d   C T   d at ase ts   e x ac e r b ates   o v er f i tti n g   a n d   p o o r   m o d el   g e n e r al iz ati o n   [ 9 ] .   Un d e r u til iza ti o n   o f   m e d ic al   im a g i n g   d at asets   is   f o c u s e d   o n ,   i m p r o v i n g   d at aset   d i v er s i ty   t h r o u g h   g e n e r a ti v e   m o d els   a n d ,   m o r e   p r ec is el y ,   g e n e r a ti v a d v er s ar ial  n e tw o r k s   ( G ANs)   [ 1 0 ] [ 1 2 ] .   On   t h o n e   h a n d ,   o n e   s h o u l d   n o f o r g et   t h a t   GAN - g en er ate d   im ag es   m ig h t   i n t r o d u ce   ar t if ici al   a r t if ac ts   o r   b i ases   o f   s u b t le   f e at u r es   i n   c ase   o f   a   l ac k   o f   r i g o r o u s   v ali d ati o n ,   an d   th u s o f   l im i te d   p u b lic  d ata  li k l u n g   im a g d a ta b as c o n s o r t iu m   an d   i m a g d at ab ase   r es o u r ce   i n iti ati v ( L I DC - I DR I )   m a y   r es tr ict   e x t er n a g en er al izat io n   a cr o s s   d iv er s cli n i ca l   p o p u l ati o n s .     Nev er th eless ,   GAN - b ased   au g m en tatio n   h as  p r o v en   an   ef f ec tiv to o f o r   ex te n d in g   tr a in in g   d ata,   im p r o v in g   r o b u s tn ess ,   an d   e n h an cin g   p e r f o r m an ce   in   b o t h   lu n g   n o d u le  class if icatio n   an d   s eg m e n tatio n .   B ey o n d   th is s u es  o f   d ata  s ca r city ,   r elian ce   o n   s in g le  m o d els  r estricts  d iag n o s tic  r eliab ilit y .   E n s em b le  lear n in g   d ea ls   with   th e   ab o v is s u b y   co m b in in g   th e   o u tp u t s   o f   m u ltip le  m o d els  in   o r d er   to   r ed u ce   v a r ian ce   an d   b ias  wh ile  en h a n cin g   a cc u r ac y   [ 1 3 ] .   T h r esear c h e r s   ad o p t   n eu r al  n etwo r k   e n s em b les  to   ad d r ess     m o d el - s p ec if ic  b iases   an d   h e n ce   en h a n ce   d ia g n o s tic  co n f i d en ce   [ 1 4 ] .   Var io u s   s tate - of - th e - ar b ac k b o n es,  in clu d in g   R esNet,   Den s eNe t,  an d   E f f icien tNet,   p r o v i d c o m p lem en tar y   s tr en g th s .   R esNet - 1 5 2   with   r esid u al  lin k s   d ee p en s   f ea tu r lear n in g   [ 1 5 ] ,   wh ile  Den s eNe t - 1 6 9   en co u r a g es  f ea tu r r eu s b y   m ain tain in g   ef f icien t   g r ad ien t   f lo [ 1 6 ] .   E f f icien tNet - B 7   b alan ce s   d e p th ,   wid th ,   a n d   r eso l u tio n   a n d   th u s   ac h iev e s   to p   ac c u r ac y   at  a   r ea s o n ab le  co m p u tatio n al  co s [ 1 7 ] .   W eig h ted   av e r ag in g ,   s tack in g ,   an d   v o tin g   a r en s em b l tech n iq u es wh ich   f u r th er   p u s h   th p e r f o r m an ce   b o u n d ar ies  o n   th class if icatio n   o f   b r ea s ca n ce r ,   p n eu m o n ia,   C OVI D - 1 9 ,   an d   b r ain   tu m o r s   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   R ec en wo r k s   ten d   to   g o   to wa r d s   h y b r id   e n s em b les  th at  m er g C NNs  with   r ec u r r en t   n eu r a n etwo r k s   ( R NN s o r   t r an s f o r m e r s   f o r   ca p tu r in g   tem p o r al  an d   s p atial  in f o r m atio n .   Mo s r ec e n tly ,   t h e r is   tr en d   to war d   h ig h er   im ag f id elity   an d   r ich er   im ag v ar iatio n   b y   au g m en tatio n ,   in clu d in g   GANs,  v ar iatio n al  au to en c o d er s   ( VAE s ) ,   an d   d if f u s io n   m o d els  [ 2 0 ] [ 2 3 ] .   T h s u cc ess   o f   GAN - em b e d d ed   d ee p   m o d els  in   d if f er en t   ap p licatio n s   s tr en g th e n s   th p o wer   o f   th is   a u g m e n ted   g e n er ativ f r am ewo r k ,   esp ec iall y   in   th d o m ain   o f   m ed ical  im ag in g   [ 2 4 ] .   T h wo r k   p r o p o s es,  f o r   th f ir s tim e,   th co n s en s u s - g u id e d   ad ap tiv e   b len d i n g   ( C GAB)  f r am ewo r k   f o r   ea r ly - s tag lu n g   ca n ce r   p r ed ictio n n o v el  ad a p tiv e n s em b le  ar ch itectu r t h at  is   d esig n ed   to   en h an ce   r o b u s tn ess   an d   ac cu r ac y   in   th o r ac ic  C T   an aly s is .   Alg o r ith m ically ,   C GAB  s y n th esizes   th o u tp u ts   o f   m u ltip le  d ee p   C NNs,  n am ely   R esNet - 1 5 2 ,   Den s eNe t - 1 6 9 ,   an d   E f f icien tNet - B 7 ,   th r o u g h   a   h ie r ar ch ical  en s em b le   m ec h an is m   th at  ass ig n s   weig h ts   d y n am ically   b ased   o n   th e   co n f id en ce   o f   ea ch   m o d el  an d   th in ter - m o d e l   co n s en s u s .   Un lik th eir   class ical  s tatic  co u n ter p ar ts ,   C GA B   ch an g es  its   weig h tin g   o n   p er - s am p le  b asis ,   d am p en in g   th in f l u en ce   o f   t h u n ce r tain   p r ed ictio n s   wh il en h an cin g   th r eliab ilit y   o f   th f in al  d ec is io n s .   T h is   p r o ce s s   o f   ad ap tatio n   b y   lo o k in g   at  co n s en s u s   av o id s   o v er f itti n g   an d   in co n s is ten cy   o f   in d iv id u al  C NNs   in   class if y in g   lu n g   n o d u les  ef f ec tiv ely .   I m p r o v ed   p r ec is io n   an d   s tab ilit y   co m p ar ed   to   s tan d - alo n C NNs  an d   tr ad itio n al  en s em b les  wer o b s er v ed   u p o n   th v alid atio n   o f   L I DC - I DR I   [ 2 5 ] .   C GAB,  th er ef o r e,   o v er co m es   lim itatio n s   in   b o th   d ata  a n d   v ar iab ilit y   in   f o r ec asts ,   h e n ce   p r o v id in g   s ca lab le  an d   in ter p r eta b le  AI   f r am ewo r k   f o r   tr u ly   d ep en d ab le  d etec tio n   o f   l u n g   c an ce r   u s in g   C T   im ag in g .       2.   M E T H O D   T h is   p ap er   p r o p o s es a n   en d - to - en d   lu n g   ca n ce r   d etec tio n   f r a m ewo r k   b y   in teg r atin g   GAN - d r iv en   d ata   au g m en tatio n   with   th e   C GAB  en s em b le.   T h e   wo r k f lo w,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e   1 ,   co n s is ts   o f   d ee p   co n v o l u tio n al  g en e r ativ ad v e r s ar ial  n etwo r k   ( DC GAN ) - d r iv en   s y n th etic  d ata  g en e r atio n ,   f ea tu r es  ex tr ac ted   u s in g   R esNet - 1 5 2 ,   Den s eNe t - 1 6 9 ,   a n d   E f f icien tNet - B 7 ,   an d   ad ap tiv e n s em b le  f u s io n   th at  in co r p o r ates   au x iliar y   co n f lict  r eso lu tio n   an d   g r ad ie n t - weig h ted   class   ac tiv atio n   m ap p in g   ( Gr ad - C AM ) b ased   in ter p r etab ilit y .   Af ter   th at,   t h s u g g ested   m et h o d   was  test ed   o n   th a n n o tated   L I DC - I DR I   th o r ac ic  C T   d ataset,   an d   it su cc ess f u lly   id e n tifie d   lu n g   n o d u les.     2 . 1 .     G AN - ba s ed  da t a   a ug m e nta t io n   T o   ad d r ess   d ataset  s ca r city   an d   class   im b alan ce   in   th L I DC - I DR I   co llectio n ,   im ag au g m en tatio n   was  p er f o r m ed   with   DC GA [ 2 6 ] .   C o m p ar e d   to   o th er   g en er ativ m o d els,  s u ch   as  c o n d itio n al  g en er ati v e   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       Dee p   lea r n in g   en s emb les fo r   lu n g   ca n ce r   d etec tio n   in   th o r a c ic  C T sca n s     ( B in ee s h   Mo o z h ip p u r a th )   1607   ad v er s ar ial  n etwo r k s   ( cGA Ns)  [ 2 7 ]   f o r   lab el  co n d itio n ed   s y n th esis ,   C y cleG AN s   [ 2 8 ]   f o r   d o m ain   tr an s latio n ,   an d   Sty leGAN s   [ 2 9 ]   f o r   h ig h - f id elity   g en er ati o n ,   DC GAN  p r esen ted   g o o d   t r ad e - o f f   b etwe en   im ag q u ality   an d   co m p u tatio n al  ef f icien c y   f o r   g en er atin g   s y n th etic  lu n g   n o d u les.  T h is   n etwo r k   was  co m p o s ed   o f   f o u r   co n v o l u tio n al  lay e r s   with   l ea k y   r ec tifie d   lin ea r   u n it   ( R eL U) ,   f o u r   tr a n s p o s ed   c o n v o lu tio n a lay er s   with   b atch   n o r m aliza tio n   an d   R eL ac tiv atio n   in   th g en e r ato r ,   a n d   f in al  s ig m o id   ac tiv atio n   in   th d is cr im in ato r .   E v er y   lay er   was  in itialized   wi th   Xav ier .   Usi n g   th Ad am   o p tim izer ,   th n etwo r k   was  tr ain ed   f o r   2 0 0   ep o ch s   with   b atch   s ize  o f   6 4 ,   β₁=0 . 5 ,   β₂=0 . 9 9 9 ,   a n d   a   lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 2 .   Sp ec tr al  n o r m a lizatio n ,   o n e - s id e d   lab el  s m o o th in g ,   alo n g   with   g r ad ie n p e n alties,  was  ad o p ted   to   im p r o v e   s tab ilit y   an d   p r ev en t   m o d co llap s in g .   Sy n t h etic  im ag es   r ea ch ed   an   Fré ch et  in ce p tio n   d is tan ce   ( FID )   o f   1 7 . 6 ,   wh ile  t - d is tr ib u ted   s to ch asti n eig h b o r   em b ed d i n g   ( t - SNE)   v is u aliza tio n s   co n f ir m ed   s ig n i f ican o v er lap   with   r ea im ag es  in   laten s p ac e,   in d icativ o f   r ea l is tic  v ar iab ilit y .   T h ese  s am p les  b alan ce d   u n d er r e p r esen ted   n o d u le  class es  in   th au g m en ted   s et  D′,  in cr ea s in g   t h r o b u s tn ess   an d   g en e r aliza tio n   ab ilit y   o f   th d o wn s tr ea m   C GA B   en s em b le.     = { ( , ) } = 1   ( 1 )     W h er D   is   th o r ig in al  d ataset,     d en o tes  th C T   im ag es,    d en o tes  th co r r esp o n d in g   lab els,  an d   M   d en o tes s y n th etic  s am p les.            Fig u r 1 .   Ov e r v iew  o f   th C GAB - b ased   lu n g   ca n ce r   d etec ti o n   p ip elin e       2 . 2 .     CG AB   ens em ble   T h is   s tu d y   s h o ws  C GA B   as   n ew  m eth o d   f o r   en s em b le  m o d elin g .   I n   C GAB,  m o d el  co n f id en ce   an d   in ter - m o d el  ag r e em en ar u s ed   f o r   p r ed ictio n s ,   wh ich   g u a r an tees  r o b u s tn ess   an d   p r ec is io n   o n   p er - s am p le   b asis .   T h is   m eth o d   o v er c o m es  s o m o f   th e   m ajo r   p r o b lem s   in   e n s em b le  lear n in g ,   s u ch   as   co n f lictin g   p r ed ictio n s   an d   b alan cin g   th co n tr ib u tio n   o f   ea ch   m o d el.     T h C GAB f r am ewo r k   is   h av i n g   th f o llo win g   k ey   co m p o n e n ts :   i)   Mo d el - s p ec if ic  c o n f id e n ce   s c o r es:  ea ch   b ase  m o d el,   d en o te d   as  ( )   wh er e   = 1 , 2 , 3   ( r ep r esen tin g   R esNet - 1 5 2 ,   Den s eNe t - 1 6 9 ,   an d   E f f icien tNet - B 7 ) ,   o u tp u ts   clas s   p r ed ictio n   ̂   alo n g   with   co n f id en ce   s co r e.   T h e   co n f i d en ce   s co r e,    ( ) ,   is   d er iv ed   f r o m   th s o f tm a x   p r o b a b ilit y   o f   th e   p r ed icted   class   ( | )   an d   th e   en tr o p y   o f   th e   o u tp u t d is tr ib u tio n .      ( ) = (   ) ( ) ( )   ( 2 )     W h er =   ( | )   an d     iter ates o v er   all  p o s s ib le  class e s .   ii)   C o n s en s u s   m ea s u r em en t:  th lev el  o f   ag r ee m en b etwe e n   th b ase  m o d els  is   q u an tifie d   u s in g   co n s en s u s   s co r e,   ( ) ,   wh ich   m ea s u r es h o m an y   m o d els p r ed ict   th s am class   as in   ( 3 ) .     ( ) =                                  ( 3 )     h ig h er   c o n s en s u s   in d icate s   s tr o n g er   ag r ee m e n t a m o n g   th m o d els.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 6 0 5 - 1 6 1 2   1608   iii)   Ad ap tiv b len d in g th p r ed i ctio n s   f r o m   th b ase  m o d els  ar co m b in ed   ad a p tiv ely ,   with   ea ch   m o d el   weig h ted   b y   its   co n f i d en ce   s c o r an d   th c o n s en s u s   s co r e.   F o r   g iv en   s am p le  ,   th weig h t   o f   m o d el  m ( ) ,   is   co m p u ted .     ( ) = ( ) ( ) ( ) ( ) 3 = 1   ( 4 )     T h is   en s u r es  th at   m o d els  with   h ig h er   co n f id en ce   an d   s tr o n g er   ag r ee m e n c o n tr ib u te   m o r to   th e   f in a l   p r ed ictio n .   iv )   Div er s ity   r eg u lar izatio n to   av o id   o v e r - r elian ce   o n   a n y   s in g le  m o d el,   d iv er s ity   r eg u lar izatio n   ter m   is   in tr o d u ce d   d u r in g   tr ain in g   to   m ax im ize  v ar iab ilit y   am o n g   th m o d els’  p r ed ictio n s .   T h is   e n s u r es  th at  th en s em b le  lev er ag es th c o m p l em en tar y   s tr en g t h s   o f   all  b ase  m o d els.   v)   Fin al  p r ed ictio n th en s em b l p r ed ictio n   ̂   is   ca lcu lated   as  weig h ted   co m b in atio n   o f   t h p r ed ictio n s   f r o m   th e   b ase  m o d els .     ̂ = ( ) ̂ 3 = 1   ( 5 )     W h er ( )   is   th weig h t a s s ig n ed   to   th m th   m o d el.     T h C GAB  f r am ewo r k ' s   tr ain in g   p r o ce d u r was  d esig n e d   t o   g u a r an tee  d ep en d ab le  a n d   s tr o n g   p er f o r m an ce .   T h m er g e d   d ataset  was  s ep ar ated   in to   tr ain in g ,   v alid atio n ,   an d   test in g   s u b s ets  wh ile  p r eser v in g   class   b alan ce   af ter   th GAN - b ased   au g m en t atio n   p r ev i o u s ly   d is cu s s ed .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Co m pu t a t io na l c o s t   a nd   infe re nce  t im e   E f f icien cy   was  m ea s u r ed   wit h   T esla  T 4   GPU  ( 1 5   GB ) .   T h C GAB  ap p r o ac h   p r o ce s s ed   ea ch     C T   s ca n   in   0 . 8 3   s ec o n d s ,   u s in g   2 . 3   GB   o f   m em o r y ,   s ig n if ic an tly   o u tp e r f o r m in g   tr a n s f o r m er - b ased   m eth o d s ,   wh ich   tak o v er   1 . 5   s ec o n d s   with   m o r th an   4   GB   o f   m em o r y .   T h is   ef f icien cy   co u p led   with   ac cu r ac y   s u g g ests   g r ea t su itab ilit y   f o r   r ea l - tim clin ical  ap p licatio n s .     3 . 2 .     Co m pa riso n wit h sta t e - of - t he - a r t   mo dels   Fo r   b en c h m ar k i n g   t h C GAB  f r am ewo r k ,   v a r io u s   C NN  ar ch itectu r es,  i n clu d in g   Den s eNe t - 1 2 1 ,   Go o g L eNe t,  E f f icien tNet - B 7 ,   Alex Net,   an d   R esNet - 1 5 2 ,   with   t r an s f o r m er - b ased   m o d els  lik v is io n   tr an s f o r m er   ( ViT ) - B /1 6   an d   s win   tr an s f o r m er ,   wer ev alu ated   in   co m p ar is o n   to   ad v an ce d   s elf - s u p er v is ed   ( Mo C o - v 3   R esNet - 1 5 2 )   an d   h y b r id   C NN - R NN  ap p r o ac h es.  I n   s u m m ar y ,   as p r o v i d ed   b y   T ab les 1   an d   2 ,   ViT ,   an d   s win   r ea c h ed   c o m p ar a b l r ec all  o f   9 8 . 1 2 a n d   9 8 . 0 5 %,  r esp ec tiv ely ,   w h ile  C GAB  o u tp er f o r m ed   all  b en ch m ar k s ,   with   9 7 . 3 5 ac cu r ac y ,   9 8 . 4 6 F1 - s co r e ,   a n d   0 . 9 8 5   r ec eiv e r   o p er atin g   ch ar ac ter is tic  ( R OC ) - ar ea   u n d e r   th cu r v ( AUC) .   Me an wh ile,   C GAB  ex h ib ited   h ig h er   co m p u tatio n al  ef f icie n cy ,   r eq u ir in g   o n ly   0 . 8 3   s   p er   s ca n   a n d   2 . 3   GB   p ea k   GPU  m em o r y ,   s u b s tan tially   lo wer   th an   th at  o f   m o r th a n   1 . 5   s   an d   g r ea te r   th an   4   GB   o f   t r an s f o r m er - b ased   m o d els.  Ov er all,   C GA B   r ea ch ed   th b est  b alan ce   b etwe en   p r ed ictiv e   p er f o r m an ce   an d   ef f icien cy ,   f u r th er   u n d er lin in g   its   p o ten tial  as  a   clin ically   d ep lo y ab le  s y s tem .   Alth o u g h   cu r r en v alid atio n   is   lim ited   to   L I DC - I DR I   an d   p a r tially   n ati o n al  lu n g   s cr ee n in g   tr ial  ( NL S T )   d atasets ,   s tr o n g   g en er aliza b ilit y   o f   C GAB  to   o th er   C T   d atasets - f o r   ex am p l e,   lu n g   n o d u le  a n aly s is   2 0 1 6   ( L UNA1 6 )   an d   t h e   ca n ce r   im ag i n g   a r ch iv e   ( T C I A ) ,   ca n   b i n f er r e d   f r o m   th ad ap tiv weig h tin g   m ec h an is m   o f   C GAB,  wh ich   wo u ld   war r an f u r th er   in v esti g atio n   in   m u lti - ce n ter   s tu d ies.   Fig u r es  2   an d   3   d ep ict  co m p ar ativ p er f o r m an ce   tr en d s ,   with   Fig u r 2   s h o win g   C GAB’s  s u p er io r   ac cu r ac y   a n d   p r ec is io n ,   a n d   Fig u r 3   co n f ir m in g   its   h ig h e r   r ec all  an d   r e d u ce d   f alse n eg ati v es.       T ab le  1 .   B en ch m a r k in g   o f   C G AB   ag ain s t state - of - th e - ar t m o d els   M o d e l   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l     ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   R O C - AUC   S p e c i f i c i t y   ( %)   S e n s i t i v i t y   ( %)   I n f e r e n c e   t i me   ( s/ sca n )   G P U   memo r y   ( G B )   D e n seN e t - 1 2 1   9 6 . 2 3   9 6 . 6 3   9 6 . 2 4   9 6 . 4 3   0 . 9 7 1   9 5 . 9 8   9 6 . 2 4   0 . 6 2   1 . 8   R e sN e t - 152   9 7 . 1 9   9 8 . 3 1   9 7 . 2 9   9 7 . 7 9   0 . 9 7 8   9 6 . 9 5   9 7 . 2 9   0 . 7 2   2 . 0   Ef f i c i e n t N e t - B7   9 6 . 9 5   9 8 . 0 5   9 6 . 8 1   9 7 . 4 2   0 . 9 7 6   9 6 . 7   9 6 . 8 1   0 . 8 8   2 . 4   G o o g L e N e t   9 6 . 5 1   9 7 . 1 2   9 6 . 3   9 6 . 7   0 . 9 7   9 5 . 9   9 6 . 3   0 . 5 5   1 . 6   A l e x N e t   9 4 . 8 7   9 5 . 2 5   9 4 . 5 6   9 4 . 9   0 . 9 6 1   9 4 . 1 2   9 4 . 5 6   0 . 4   1 . 3   V i T - B / 1 6   9 7 . 0 5   9 8 . 1   9 8 . 1 2   9 8 . 1 1   0 . 9 8 1   9 6 . 8 3   9 8 . 1 2   1 . 5 2   4 . 5   S w i n   t r a n sf o r mer   9 7 . 1 2   9 8 . 2   9 8 . 0 5   9 8 . 1 2   0 . 9 8 2   9 6 . 9 5   9 8 . 0 5   1 . 4 7   4 . 2   C N N R N N   h y b r i d   9 6 . 8 9   9 7 . 8 8   9 6 . 7 5   9 7 . 3 1   0 . 9 7 4   9 6 . 2   9 6 . 7 5   1 . 1   3 . 1   M o C o - v 3 + R e sN e t - 152   9 7 . 0 2   9 8 . 1 5   9 7 . 8 5   98   0 . 9 8   9 6 . 7 7   9 7 . 8 5   1 . 0 8   3 . 0   C G A B   ( p r o p o s e d )   9 7 . 3 5   9 8 . 7 3   9 8 . 2   9 8 . 4 6   0 . 9 8 5   9 7 . 1   9 8 . 2   0 . 8 3   2 . 3   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       Dee p   lea r n in g   en s emb les fo r   lu n g   ca n ce r   d etec tio n   in   th o r a c ic  C T sca n s     ( B in ee s h   Mo o z h ip p u r a th )   1609   T ab le  2 .   C o m p a r is o n   o f   en s e m b le  f r am ewo r k s   f o r   lu n g   ca n ce r   d etec tio n   S t u d y   D a t a s e t   A r c h i t e c t u r e / G A N   v a r i a n t   K e y   m e t r i c s/ c o n t r i b u t i o n   En se mb l e   d e e p   l e a r n i n g   f o r   r i s k   st r a t i f i c a t i o n   o f   i n v a si v e   l u n g   a d e n o c a r c i n o ma   [ 3 0 ] .   Th i n - sl i c e   C ( mu l t i c e n t e r )   M u l t i - v i e w   3 D   C N N   e n s e mb l e   A c c u r a c y   =   9 5 . 2 % ,   A U C   = 0 . 9 7 2   D e e p   l e a r n i n g   e n sem b l e   2 D   C N N   f o r   l u n g   c a n c e r   d e t e c t i o n   [ 3 1 ] .   LU N A 1 6   En se mb l e   o f   2 D   C N N s   A c c u r a c y   = 9 4 . 8 %,   sen s i t i v i t y   = 9 3 . 6 % ,   sp e c i f i c i t y   = 9 5 . 1 %   En se mb l e   o f   C N N   mo d e l f o r   l u n g   n o d u l e   d e t e c t i o n   [ 3 2 ] .   LI D C - I D R I   H y b r i d   C N N   e n s e mb l e   A c c u r a c y   = 9 6 . 1 %,   A U C   = 0 . 9 7 5   C i ma g e s   G A N - b a s e d   a u g m e n t a t i o n   w i t h   A d a I N   f o r   l u n g   n o d u l e d e t e c t i o n   [ 3 3 ] .   LU N A 1 6   ( p u l mo n a r y   n o d u l e s)   c G A N + A d a I N   P u l m o n a r y   n o d u l e d e t e c t i o n   i s   i mp r o v e d ;   t h e   a u g me n t a t i o n   e f f e c t   i v a l i d a t e d   q u a n t i t a t i v e l y   Lu n g   c a n c e r   C T   i m a g e   g e n e r a t i o n   f r o a   f r e e - f o r s k e t c h   u si n g   st y l e - b a se d   p i x 2 p i x   f o r   d a t a   a u g me n t a t i o n   [ 3 4 ] .   P r i v a t e   C T + l e si o n   sk e t c h e s   S t y l e P i x 2 p i x   ( p i x 2 p i x + S t y l e G A N   st y l e   b l o c k s)   I mp r o v e d   d i v e r si t y   o f   l e si o n   sh a p e s ;   e f f e c t i v e   d a t a   a u g me n t a t i o n   d e mo n s t r a t e d   C G A B   ( t h i s wo r k ) .   LI D C - I D R I + G A N   a u g me n t a t i o n   ( p r o p o s e d )   R e sN e t - 1 5 2 + D e n s e N e t - 1 6 9 + Ef f i c i e n t N e t - B 7 + C G A B   b l e n d i n g   B e t t e r   g e n e r a l i z a t i o n   a n d   r o b u st n e s a r e   s h o w n   t h r o u g h   h i g h e r   me t r i c s.  A c c u r a c y   9 7 . 3 5 % ,   p r e c i si o n   9 8 . 7 3 % ,   r e c a l l   9 8 . 2 0           Fig u r 2 .   C o m p a r is o n   o f   ac cu r ac y   an d   p r ec is io n   ac r o s s   m o d e ls           Fig u r 3 .   C o m p a r is o n   o f   r ec al l a cr o s s   m o d els   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 6 0 5 - 1 6 1 2   1610   3 . 3 .     Abla t io n study :   im pa c t   o f   G AN  a ug m ent a t io n a nd   s t a t is t ica l sig nifica nce   T o   s ee   h o GAN - b ased   au g m en tatio n   s h if ted   p er f o r m a n c e,   we  co m p ar ed   t h C GAB  en s em b le  th at  was  tr ain ed   o n ly   o n   th o r ig i n al  L I DC - I DR I   d ata  to   th s a m s etu p ,   b u th is   tim tr ain ed   o n   an   au g m en ted   d ataset  D ' ,   in clu d in g   th C T   s ca n s   g en er ated   b y   DC GA N.   Fro m   T ab le  3 ,   we  o b s er v th at  au g m en tatio n   b o o s ted   all   th p er f o r m an ce   m etr ics:   ac cu r ac y   in cr ea s ed   f r o m   9 5 . 9 1 to   9 7 . 3 5 %,  R OC - AUC  in cr ea s ed   f r o m   0 . 9 7 1   to   0 . 9 8 3 ,   an d   F1 - s co r f r o m   9 6 . 5 2 to   9 8 . 4 6 %.  Fiv e - f o ld   cr o s s - v alid atio n   co m b in ed   with   t - test s   co n f ir m e d   th at  g ain s   ar s tatis tically   s ig n if ican ( p   <0 . 0 1 )   an d   ar n o lik el y   d u to   r an d o m   f l u ctu atio n .   Mo r eo v er ,   au g m en tatio n   im p r o v ed   s en s itiv ity   to   m in o r ity   le s io n   ty p es  an d   h elp ed   b alan ce   class es,  im p r o v in g   g en er aliza tio n .   Fu r th e r ,   t - SNE  v is u aliza tio n s   in d icate d   th at  s y n th etic  s am p les  ex p an d ed   th laten f ea tu r s p ac with o u lo s in g   alig n m e n with   r ea d ata.   I n   n u ts h el l,  GAN  au g m en tatio n   s ig n if ic an tly   s tr en g th e n ed   th r o b u s tn ess   an d   r eliab ilit y   o f   th C GAB en s em b le  f r o m   b o th   q u a n titativ an d   s tatis tical  s tan d p o in ts .       T ab le  3 .   Ab latio n   s tu d y   r esu lt s   M o d e l   s e t u p   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   R O C - AUC   p - v a l u e   ( v s.   w i t h o u t   G A N )   C G A B   ( w i t h o u t   GAN  a u g me n t a t i o n )   9 5 . 9 1   9 7 . 0 4   9 6 . 2 2   9 6 . 5 2   0 . 9 7 1     C G A B   ( w i t h   GAN  a u g me n t a t i o n )   9 7 . 3 5   9 8 . 7 3   9 8 . 2   9 8 . 4 6   0 . 9 8 3   <   0 . 0 1       3 . 4 .     T heo re t ica c o ntr ibu t io n   T h C GAB  s y s tem   g o es  b ey o n d   s tatic  en s em b le  lea r n in g   liter atu r th at  u s es  weig h ted   v o tin g   o r   m ajo r ity   r u les.  W ith   th ca lib r atio n   o f   c o n f id e n ce ,   th f r a m ewo r k   in teg r ates  th en tr o p y - ad ju s ted   S o f t M ax   s co r es,  co n s en s u s   m o d elin g   t h at  q u an tifie s   in ter - m o d el  ag r ee m en u s in g   f o r m al  c o n s en s u s   s co r e,   an d   th en   th r eso lu tio n   o f   co n f lictin g   ac tio n s   th r o u g h   an   a u x iliar y   d ec is io n   m o d el  wh en   co n s e n s u s   is   wea k .   T h is   d esig n   f alls   with in   B ay esian   e n s em b le  p r in ci p les,  b u t   with   an   en h a n ce m en t   o f   ad ap tab ilit y   o n   p er   s am p le.   Un lik class ical  en s em b les  th at  o p tim ize  g lo b al  weig h t,  C GA B   em p lo y s   co n tex tu all y   d y n a m ic  ad h esio n   b len d in g   a p p r o ac h .   T h is   p o s it io n s   C GA B   as  s y s tem   f o r   lu n g   ca n ce r   d etec tio n ,   b u m o r e   im p o r tan tly ,   as  an   en s em b le  ar ch itectu r th at  c an   b ap p lied   t o   o th er   d o m ain s   s u ch   as  p ath o lo g y ,   r em o te  s en s in g ,   an d   au to n o m o u s   d r iv i n g .     3 . 5 .     E x pla ina bil it y   a nd   i nte rpre t a bil it y   T h ac ce p tan ce   o f   a n   AI - ass is ted   d iag n o s is   is   m ea s u r ed   th r o u g h   in ter p r etab ilit y ,   wh ich   i s   ess en tial   f o r   clin ical  ju d g m en ts .   T h s tu d y ,   in v o l v in g   Gr ad - C AM ,   h el p ed   to   f ea tu r k ey   ar ea s   in   th o r ac ic  C T   s ca n s   th at   in f lu en ce d   m o d el  p r e d ictio n s .   Gen er atio n   o f   s tab le  an d   clin i ca lly   p r o v e n   atten tio n   p atter n s   is   th r esu lt  o f   th C GA B   f r am ewo r k ,   w h ich   will im p r o v e   th u n d er s tan d in g   o f   r ad io lo g is ts .       4.   CO NCLU SI O N   T h C GAB  en s em b le  f r am ewo r k ,   e n h an ce d   b y   GAN - b ased   s y n th etic  au g m e n tatio n ,   is   th r esu lt  o f   th is   s tu d y   f o r   th i d en tific a tio n   o f   lu n g   ca n ce r   in   th o r ac ic  C T   s ca n s .   T h is   m o d el  attain ed   s u p er io r   p er f o r m an ce   m ea s u r es  b y   u s in g   DC GAN - g en er ated   C T   im ag es,  wh ich   ad d r ess ed   th p r o b lem s   o f   d ata   s ca r city   an d   m o d el  o v er f itti n g   an d   p r ed ictio n s   f r o m   R esNet - 1 5 2 ,   Den s eNe t - 1 6 9 ,   an d   E f f icien tNet - B 7   wer b len d ed   o n   th L I DC - I DR I   d ataset.   Ab latio n   s tu d ies  s h o w   co n s is ten g ain s   o v er   s in g le  C NN  ar ch itectu r es   an d   tr a d itio n al  weig h te d   en s e m b les.  B ias  m ay   b e   in tr o d u ce d   b ec a u s o f   GAN  g en er ated   im ag es.  Stab ilit y   in   th tr ain in g   p r o ce s s   is   ch all en g e.   E x p a n s io n   o f   test in g   ac r o s s   b r o ad er   p o p u latio n   is   r eq u ir ed   f o r   ex ter n a l   v alid atio n ,   o th er   th an   NL ST  d ataset.   Fu tu r e n h an ce m en ts   ca n   b f o cu s ed   o n   d ata   d iv e r s ity   u s in g   m o d els   s u ch   as  Sty leGAN ,   d if f u s io n   m o d els,  c GANs  an d   in te g r atin g   t r a n s f o r m er - b ased   h y b r id s .   Dev elo p in g   ex p lain ab le  en s em b le  s tr ateg i es  will  h elp   f o r   im p r o v in g   clin ical  tr u s an d   th d e p lo y m e n t o f   r ea l - tim clin ical  p ip elin es.  T h ese  im p r o v em e n ts   o n   th f r am ewo r k   will  m ak C GAB   cr o s s - d o m ain   to o ac r o s s   m ed ical   im ag in g   an d   b e y o n d .       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 .       AUTHO 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 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 .     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       Dee p   lea r n in g   en s emb les fo r   lu n g   ca n ce r   d etec tio n   in   th o r a c ic  C T sca n s     ( B in ee s h   Mo o z h ip p u r a th )   1611   Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   B in ee s h   Mo o zh ip p u r ath                               J ay ap an d ian   Nata r ajan                                 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 d ata   th at  s u p p o r t   th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   av ailab l f r o m   co r r esp o n d in g   au th o r ,   [ J N] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   D a v e   a n d   N .   P a t e l ,   A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   i n   h e a l t h c a r e   a n d   e d u c a t i o n ,   Bri t i s h   D e n t a l   J o u r n a l ,   v o l .   2 3 4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   7 6 1 7 6 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 4 1 5 - 0 2 3 - 5 8 4 5 - 2.   [ 2 ]   Y .   A .   F a h i m,   I .   W .   H a sa n i ,   S .   K a b b a ,   a n d   W .   M .   R a g a b ,   A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   i n   h e a l t h c a r e   a n d   m e d i c i n e :   c l i n i c a l   a p p l i c a t i o n s ,   t h e r a p e u t i c   a d v a n c e s,   a n d   f u t u r e   p e r s p e c t i v e s ,   E u ro p e a n   J o u r n a l   o f   Me d i c a l   Re s e a r c h ,   v o l .   30 ,   p p .   1 21 ,   2 0 2 5   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 0 0 1 - 025 - 0 3 1 9 6 - w .   [ 3 ]   H .   Y u ,   L .   T.   Y a n g ,   Q .   Zh a n g ,   D .   A r mstro n g ,   a n d   M .   J.  D e e n ,   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 f o r   me d i c a l   i m a g e   a n a l y si s :   st a t e - of - t h e - a r t ,   c o mp a r i s o n s ,   i m p r o v e me n t   a n d   p e r sp e c t i v e s,   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   4 4 4 ,   p p .   9 2 1 1 0 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m. 2 0 2 0 . 0 4 . 1 5 7 .   [ 4 ]   A .   S .   P a n a y i d e e t   a l . ,   A I   i n   me d i c a l   i ma g i n g   i n f o r ma t i c s:   c u r r e n t   c h a l l e n g e s   a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n s,   I EE J o u r n a l   o f   B i o m e d i c a l   a n d   H e a l t h   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   2 4 ,   n o .   7 ,   p p .   1 8 3 7 1 8 5 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J B H I . 2 0 2 0 . 2 9 9 1 0 4 3 .   [ 5 ]   S .   H u a n g ,   J.   Y a n g ,   N .   S h e n ,   Q .   X u ,   a n d   Q .   Z h a o ,   A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   i n   l u n g   c a n c e r   d i a g n o s i a n d   p r o g n o si s :   c u r r e n t   a p p l i c a t i o n   a n d   f u t u r e   p e r s p e c t i v e ,   S e m i n a rs   i n   C a n c e r B i o l o g y ,   v o l .   8 9 ,   p p .   3 0 3 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . sem c a n c e r . 2 0 2 3 . 0 1 . 0 0 6 .   [ 6 ]   G .   Zh a n g   e t   a l . ,   A u t o m a t i c   n o d u l e   d e t e c t i o n   f o r   l u n g   c a n c e r   i n   C i ma g e s :   a   r e v i e w ,   C o m p u t e rs  i n   Bi o l o g y   a n d   M e d i c i n e   v o l .   1 0 3 ,   p p .   2 8 7 3 0 0 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p b i o m e d . 2 0 1 8 . 1 0 . 0 3 3 .   [ 7 ]   S .   F .   A h m e d   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   mo d e l l i n g   t e c h n i q u e s :   c u r r e n t   p r o g r e ss,  a p p l i c a t i o n s,   a d v a n t a g e s ,   a n d   c h a l l e n g e s,”   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   Re v i e w ,   v o l .   5 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 3 5 2 1 1 3 6 1 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 0 2 3 - 1 0 4 6 6 - 8.   [ 8 ]   I .   G o o d f e l l o w   e t   a l . ,   G e n e r a t i v e   a d v e r sari a l   n e t w o r k s,”   C o m m u n i c a t i o n o f   t h e   AC M ,   v o l .   6 3 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 3 9 1 4 4 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 4 2 2 6 2 2 .   [ 9 ]   V .   S o r i n ,   Y .   B a r a s h ,   E .   K o n e n ,   a n d   E.   K l a n g ,   C r e a t i n g   a r t i f i c i a l   i m a g e f o r   r a d i o l o g y   a p p l i c a t i o n s   u s i n g   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 ( G A N s)     a   s y s t e m a t i c   r e v i e w ,   A c a d e m i c   Ra d i o l o g y ,   v o l .   2 7 ,   n o .   8 ,   p p .   1 1 7 5 1 1 8 5 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a c r a . 2 0 1 9 . 1 2 . 0 2 4 .   [ 1 0 ]   M .   A .   G a n a i e ,   M .   H u ,   A .   K .   M a l i k ,   M .   Ta n v e e r ,   a n d   P .   N .   S u g a n t h a n ,   E n s e mb l e   d e e p   l e a r n i n g :   a   r e v i e w ,   E n g i n e e r i n g   Ap p l i c a t i o n o f   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   1 1 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g a p p a i . 2 0 2 2 . 1 0 5 1 5 1 .   [ 1 1 ]   O .   S a g i   a n d   L.   R o k a c h ,   E n sem b l e   l e a r n i n g :   a   su r v e y ,   WIR Es  D a t a   Mi n i n g   a n d   K n o w l e d g e   D i s c o v e r y ,   v o l .   8 ,   n o .   4 ,   2 0 1 8 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / w i d m. 1 2 4 9 .   [ 1 2 ]   M .   K .   P a n d a ,   B .   N .   S u b u d h i ,   T.   V e e r a k u m a r ,   a n d   V .   Ja k h e t i y a ,   M o d i f i e d   R e sN e t - 1 5 2   n e t w o r k   w i t h   h y b r i d   p y r a mi d a l   p o o l i n g   f o r   l o c a l   c h a n g e   d e t e c t i o n ,   I E EE  T ra n s a c t i o n o n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 5 9 9 1 6 1 2 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA I . 2 0 2 3 . 3 2 9 9 9 0 3 .   [ 1 3 ]   P .   P .   D a l v i ,   D .   R .   E d l a ,   a n d   B .   R .   P u r u sh o t h a ma,   D i a g n o s i s o f   c o r o n a v i r u d i se a se   f r o m   c h e s t   X - r a y   i ma g e s   u si n g   D e n seN e t - 169  a r c h i t e c t u r e ,   S N   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   4 ,   n o .   3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 2 9 7 9 - 0 2 2 - 0 1 6 2 7 - 7.   [ 1 4 ]   M .   La t h a ,   P .   S .   K u mar ,   R .   R .   C h a n d r i k a ,   T.   R .   M a h e s h ,   V .   V .   K u mar ,   a n d   S .   G u l u w a d i ,   R e v o l u t i o n i z i n g   b r e a s t   u l t r a s o u n d   d i a g n o st i c w i t h   Ef f i c i e n t N e t - B 7   a n d   e x p l a i n a b l e   A I ,   BM C   M e d i c a l   I m a g i n g ,   v o l .   2 4 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s1 2 8 8 0 - 024 - 0 1 4 0 4 - 3.   [ 1 5 ]   S .   M o t a m e d ,   P .   R o g a l l a ,   a n d   F .   K h a l v a t i ,   D a t a   a u g m e n t a t i o n   u si n g   g e n e r a t i v e   a d v e r s a r i a l   n e t w o r k s   ( G A N s)   f o r   G A N - b a se d   d e t e c t i o n   o f   p n e u mo n i a   a n d   C O V I D - 1 9   i n   c h e s t   X - r a y   i ma g e s ,   I n f o rm a t i c i n   M e d i c i n e   U n l o c k e d ,   v o l .   2 7 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i mu . 2 0 2 1 . 1 0 0 7 7 9 .   [ 1 6 ]   W .   L.   B i   e t   a l . ,   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 a n c e r   i ma g i n g :   c l i n i c a l   c h a l l e n g e a n d   a p p l i c a t i o n s ,   C A:   C a n c e J o u rn a l   f o r   C l i n i c i a n s ,   v o l .   6 9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 7 1 5 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 2 2 / c a a c . 2 1 5 5 2 .   [ 1 7 ]   V i j a y a l a x mi ,   M .   F a t a h i ,   a n d   O .   S p e c k ,   M a g n e t i c   r e s o n a n c e   i ma g i n g   ( M R I ) :   a   r e v i e w   o f   g e n e t i c   d a ma g e   i n v e st i g a t i o n s ,   Mu t a t i o n   R e se a rc h / Re v i e w i n   M u t a t i o n   Re s e a rc h ,   v o l .   7 6 4 ,   p p .   5 1 6 3 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . mr r e v . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 0 2 .   [ 1 8 ]   M .   K a y a   a n d   Y .   Ç .   - K a y a ,   A   n o v e l   e n sem b l e   l e a r n i n g   f r a m e w o r k   b a sed   o n   a   g e n e t i c   a l g o r i t h m   f o r   t h e   c l a ss i f i c a t i o n   o f   p n e u mo n i a ,   E n g i n e e r i n g   A p p l i c a t i o n s o f   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   1 3 3 ,   2 0 2 4 d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g a p p a i . 2 0 2 4 . 1 0 8 4 9 4 .   [ 1 9 ]   J.  N a i d o o ,   S .   C .   S h e l m e r d i n e ,   C .   F .   U .   - C h a r c a p e ,   a n d   A .   S .   S o d h 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   p a e d i a t r i c   t u b e r c u l o si s ,   Pe d i a t ri c   Ra d i o l o g y ,   v o l .   5 3 ,   n o .   9 ,   p p .   1 7 3 3 1 7 4 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 2 4 7 - 023 - 0 5 6 0 6 - 9.   [ 2 0 ]   A .   S .   Lu n d e r v o l d   a n d   A .   L u n d e r v o l d ,   A n   o v e r v i e w   o f   d e e p   l e a r n i n g   i n   me d i c a l   i m a g i n g   f o c u si n g   o n   M R I ,   Z e i t sc h ri f t   f ü r   Me d i z i n i sc h e   Ph y si k ,   v o l .   2 9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 2 1 2 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . z e m e d i . 2 0 1 8 . 1 1 . 0 0 2 .   [ 2 1 ]   S .   K u m a r ,   H .   K u mar,   G .   K u m a r ,   S .   P .   S i n g h ,   A .   B i j a l w a n ,   a n d   M .   D i w a k a r ,   A   me t h o d i c a l   e x p l o r a t i o n   o f   i m a g i n g   mo d a l i t i e s   f r o d a t a s e t   t o   d e t e c t i o n   t h r o u g h   m a c h i n e   l e a r n i n g   p a r a d i g ms   i n   p r o m i n e n t   l u n g   d i sea se   d i a g n o s i s:   a   r e v i e w ,   B MC   Me d i c a l   I m a g i n g ,   v o l .   2 4 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 1 2 8 8 0 - 0 2 4 - 0 1 1 9 2 - w.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 1 6 0 5 - 1 6 1 2   1612   [ 2 2 ]   A .   K e b a i l i ,   J.   L .   - La h o r g u e ,   a n d   S .   R u a n ,   D e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s   f o r   d a t a   a u g m e n t a t i o n   i n   m e d i c a l   i ma g i n g :   a   r e v i e w ,   J o u rn a l   o f   I m a g i n g ,   v o l .   9 ,   n o .   4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j i ma g i n g 9 0 4 0 0 8 1 .   [ 2 3 ]   C. - H .   Li n ,   C . - J.   L i n ,   Y . - C .   L i ,   a n d   S . - H .   W a n g ,   U si n g   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   a n d   p a r a met e r   o p t i m i z a t i o n   o f   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 f o r   l u n g   t u m o r   c l a ss i f i c a t i o n ,   Ap p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 1 0 2 0 4 8 0 .   [ 2 4 ]   S .   I sl a e t   a l . ,   G e n e r a t i v e   a d v e r sari a l   n e t w o r k s   ( G A N s)   i n   m e d i c a l   i m a g i n g :   a d v a n c e m e n t s,   a p p l i c a t i o n a n d   c h a l l e n g e s ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   3 5 7 2 8 3 5 7 5 3 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 7 0 8 4 8 .   [ 2 5 ]   S .   G .   A r ma t o   I I I   e t   a l . ,   D a t a   f r o m   t h e   l u n g   i m a g e   d a t a b a s e   c o n s o r t i u m   ( L I D C )   a n d   i ma g e   d a t a b a s e   r e so u r c e   i n i t i a t i v e   ( I D R I ) :   a   c o m p l e t e d   r e f e r e n c e   d a t a b a s e   o f   l u n g   n o d u l e s   o n   C T   sc a n s,   T h e   C a n c e r   I m a g i n g   Arc h i v e ,   2 0 1 5 ,     d o i :   1 0 . 7 9 3 7 / K 9 / TC I A . 2 0 1 5 . LO 9 Q L 9 S X .   [ 2 6 ]   M .   A h a r o n u   a n d   L.   K .   R a m a sam y ,   A n   i n t e l l i g e n t   g e n e r a t i v e   a d v e r sari a l   n e t w o r k   m u l t i s t a g e   l u n g   c a n c e r   d e t e c t i o n   a n d   s u b t y p e s   c l a ss i f i c a t i o n ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   M a c h i n e   L e a rn i n g   a n d   C y b e rn e t i c s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   5 6 ,   p p .   3 8 1 9 3 8 4 2 ,   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 0 4 2 - 024 - 0 2 4 8 4 - x.   [ 2 7 ]   T. - K .   Li n   e t   a l . ,   D a ma g e   sce n a r i o   p r e d i c t i o n   f o r   c o n c r e t e   b r i d g e   c o l u m n u si n g   d e e p   g e n e r a t i v e   n e t w o r k s ,   S t ru c t u ra l   C o n t r o l   a n d   H e a l t h   Mo n i t o ri n g ,   v o l .   2 0 2 4 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 4 / 5 5 2 6 5 3 7 .   [ 2 8 ]   J.  L e e   a n d   R .   M .   N i sh i k a w a ,   I mp r o v i n g   l e s i o n   d e t e c t i o n   i n   mamm o g r a m b y   l e v e r a g i n g   a   C y c l e - GAN - b a se d   l e si o n   r e mo v e r ,   Bre a s t   C a n c e Re se a r c h ,   v o l .   2 6 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 1 3 0 5 8 - 0 2 4 - 0 1 7 7 7 - x.   [ 2 9 ]   A .   M e l n i k   e t   a l . ,   F a c e   g e n e r a t i o n   a n d   e d i t i n g   w i t h   S t y l e G A N :   a   s u r v e y ,   I EEE  T r a n sa c t i o n s   o n   P a t t e r n   A n a l y si a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   4 6 ,   n o .   5 ,   p p .   3 5 5 7 3 5 7 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPA M I . 2 0 2 4 . 3 3 5 0 0 0 4 .   [ 3 0 ]   J.  Z h o u   e t   a l . ,   A n   e n s e mb l e   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   f o r   r i s k   st r a t i f i c a t i o n   o f   i n v a si v e   l u n g   a d e n o c a r c i n o m a   u s i n g   t h i n - s l i c e   C T ,   N PJ   D i g i t a l   M e d i c i n e ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 7 4 6 - 0 2 3 - 0 0 8 6 6 - z.   [ 3 1 ]   A .   A .   S h a h ,   H .   A .   M .   M a l i k ,   A .   M u h a mm a d ,   A .   A l o u r a n i ,   a n d   Z.   A .   B u t t ,   D e e p   l e a r n i n g   e n sem b l e   2 D   C N N   a p p r o a c h   t o w a r d s   t h e   d e t e c t i o n   o f   l u n g   c a n c e r ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 3 - 2 9 6 5 6 - z.   [ 3 2 ]   N .   G a u t a m,   A .   B a s u ,   a n d   R .   S a r k a r ,   Lu n g   c a n c e r   d e t e c t i o n   f r o m   t h o r a c i c   C s c a n s   u s i n g   a n   e n s e m b l e   o f   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l s,   N e u ra l   C o m p u t i n g   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 6 ,   n o .   5 ,   p p .   2 4 5 9 2 4 7 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 5 2 1 - 0 2 3 - 0 9 1 3 0 - 7.   [ 3 3 ]   M .   K r y u c h k o v ,   N .   K h a n z h i n a ,   I .   O smak o v ,   a n d   P .   U l y a n o v ,   C i ma g e G A N - b a se d   a u g m e n t a t i o n   w i t h   A d a I N   f o r   l u n g   n o d u l e s   d e t e c t i o n ,   i n   T h i r t e e n t h   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   M a c h i n e   V i si o n ,   2 0 2 1 .   d o i :   1 0 . 1 1 1 7 / 1 2 . 2 5 8 7 9 4 0 .   [ 3 4 ]   R .   T o d a ,   A .   Te r a m o t o ,   M .   K o n d o ,   K .   I ma i z u m i ,   K .   S a i t o ,   a n d   H .   F u j i t a ,   L u n g   c a n c e r   C i ma g e   g e n e r a t i o n   f r o a   f r e e - f o r m s k e t c h   u si n g   s t y l e - b a s e d   p i x 2 p i x   f o r   d a t a   a u g me n t a t i o n ,   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 022 - 16861 - 5.       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Bin e e sh  Mo o z h ip p u r a t h           is  c u rre n tl y   p u rsu in g   a   P h . D .   i n   t h e   De p a rtme n o f   Co m p u ter   S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g   a CHRIST   Un i v e rsity ,   Be n g a lu ru ,   f o c u sin g   o n   c a n c e r   p re d ictio n   u si n g   m e tab o lo m ics   a n d   m a c h in e   lea rn i n g .   He   c o m p let e d   h is  M . E .   (Co m p u ter  a n d   Co m m u n ica ti o n fro m   An n a   U n iv e rsit y ,   Tam il   Na d u ,   i n   2 0 1 1 .   He   h o ld a   Ba c h e lo o f   Tec h n o l o g y   (B. Tec h . d e g re e   in   In fo rm a ti o n   Tec h n o lo g y   fro m   th e   Co c h in   Un i v e rsity   o f   S c ien c e   a n d   Tec h n o lo g y ,   Ke ra la,  in   2 0 0 6 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   m a c h in e   lea rn i n g ,   g ra p h   n e u ra n e two rk s,   a n d   m e tab o lo m ics .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   b in e e sh . m @re s.c h ristu n i v e rsity . i n .         J a y a p a n d ia n   Na t a r a ja n           is  c u rre n tl y   wo r k in g   a a n   a ss o c iat e   p ro fe ss o r   in   t h e   De p a rtme n o C o m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g   a CHRIST   Un i v e rsity ,   Be n g a lu r u .   He   h a s   re c e iv e d   h is  P h . D .   fro m   An n a   Un iv e rsity ,   Ch e n n a i.   He   is  a n   a c ti v e   li fe   m e m b e o IS T E.   He   i s   c u rre n tl y   d o i n g   h is   re se a rc h   i n   th e   fiel d   o f   c lo u d   c o m p u ti n g .   I n   h is  1 6   y e a rs  o f   tea c h in g   e x p e rien c e   a n d   o n e   y e a o f   in d u s try   e x p e rien c e .   His  re se a rc h   in ter e sts  a re   g rid   c o m p u ti n g   a n d   c lo u d   c o m p u ti n g .   He   h a p u b li sh e d   in   4   b o o k   c h a p ters ,   3 5   i n tern a ti o n a jo u rn a a rti c les ,   a n d     6 5   i n tern a ti o n a a n d   n a ti o n a c o n fe re n c e s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   jay a p a n d ia n . n @c h ristu n iv e rsit y . i n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.