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 .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 ,   p p .   2567 ~ 2 5 8 0   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 3 . p p 2 5 6 7 - 2 5 8 0           2567     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Dia g no sing  t uber culo sis  f ro m X - ra y  ima g ing  bas ed on  co ntras t  limited ada ptive   histo g ra m equa liz a tion       Ng uy en  T ro ng   Vinh 1 ,   L a m   T ha nh   H ien 1 ,   H a   M a nh   T o a n 2 ,   Do   Na ng   T o a n 2   1 F a c u l t y   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   La c   H o n g   U n i v e r si t y ,   B i e n   H o a ,   V i e t n a m   2 I n st i t u t e   o f   I n f o r ma t i o n   Te c h n o l o g y ,   V i e t n a m   A c a d e my   o f   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y ,   H a n o i ,   V i e t n a m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   2 2 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Feb   1 1 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma r   5 ,   2 0 2 6       Tu b e rc u l o sis  is  a   se rio u s  t h re a t,   a n d   o n e   o f  t h e   e ffe c ti v e   d a ta  ty p e s  f o r   d iag n o sin g   t u b e rc u l o sis is  c h e st X - ra y   d a ta.  In   t h is p a p e r,   we   h y p o th e siz e   th e   e ffe c t  o f  ima g e   e n h a n c e m e n t  o n   th e   e ffe c ti v e n e ss   o f  d e e p   lea rn in g   m o d e ls  i n   th e   p ro b lem   o f  d ia g n o sin g   p u lmo n a ry   tu b e rc u lo sis  fr o m   c h e st  X - ra y   ima g e s.  To   c larify   t h e   h y p o th e sis,  we   h a v e   d e sig n e d   a   d a ta  p ro c e ss in g   p r o c e ss   with   a n   ima g e   e n h a n c e m e n t  ste p   u si n g   th e   c o n tras t  li m it e d   a d a p ti v e   h isto g ra m   e q u a li z a ti o n   ( CLAHE )   tec h n iq u e   to   e n h a n c e   th e   q u a li ty   o f  i n p u t   c h e st  X - ra y   d a ta,  a n d   th e   e x p e rime n ts  we re   c o n d u c ted   wit h   a   sta n d a rd   d a tas e t  th a t  wa s   p u b li sh e d   o n   th e   Ka g g le  sy ste m .   Th e   e v a lu a ti o n   is  p e rfo rm e d   c o m p re h e n siv e l y   wit h   p o p u lar  c o n v o l u ti o n a l  n e u ra l   n e two r k   a rc h it e c tu re s ,   in c lu d in g   De n se Ne t2 0 1 ,   De n se N e t1 2 1 ,   Eff icie n tNe tB0 ,   a n d   M o b il e Ne tV2 ,   c o m p a re d   in   two   sc e n a ri o s  with   a n d   with o u t  th e   ima g e   e n h a n c e m e n t  ste p .   Ex p e rime n ts  h a v e   sh o w n   th a t  th e   ima g e   e n h a n c e m e n t  ste p   e ffe c ti v e ly   imp ro v e s  th e   c las sifica ti o n   p e rfo rm a n c e   o f  a ll   m o d e ls,  c lea rly   th ro u g h   imp o rtan t   sc o r e s  su c h   a s  a re a   u n d e r   c u r v e   ( AUC ) ,   a c c u ra c y ,   F 1 - sc o re ,   p re c isio n ,   a n d   re c a ll .   T h e   b e st  re s u lt   tes ted   is  t h e   Eff icie n tNe tB 0   m o d e l  wit h   0 . 9 2 5 9 2 6   a c c u ra c y   sc o re ,   0 . 9 7 0 7 3 2   AU C  sc o re ,   0 . 9 0 4 7 6 2   p re c isio n   sc o re ,   0 . 9 5   re c a ll   sc o re ,   a n d   0 . 9 2 6 8 2 9   F 1 - sc o re .   I n   a d d it i o n ,   q u a li tativ e   a n a ly sis   u sin g   g ra d ien t - we ig h ted   c las s  a c ti v a ti o n   m a p p in g   ( G ra d - CAM )   sh o ws   t h a t   th e   re su lt in g   m o d e ls  h a v e   sh o wn   a   fo c u s  o n   th e   l u n g   re g i o n ,   re fl e c ti n g   th e   in terp re tab il it y   a n d   s u it a b i li ty   fo r   ra d io l o g ist  e x p e rti se .   K ey w o r d s :   C h est X - r ay   Dee p   lear n in g   I m ag e  en h an ce m en t   Neu r al  n etwo r k   T u b er cu l o s is   d iag n o s is   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 :   Do   Nan g   T o a n   I n s titu te  o f   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,   Vietn a m   Aca d em y   o f   S cien ce   an d   T ec h n o lo g y   1 8   Ho an g   Qu o c  Viet,   C au   Gia y ,   Han o i1 0 0 7 2 ,   Vietn am   E m ail: d n to an @ io it.a c. v n       1.   I NT RO D UCT I O N   On e  o f   th e  m o s t  s er io u s   th r ea ts   to   h u m a n   h ea lth   is   tu b er cu lo s is ,   ca u s ed   b y   th e   b ac ter iu m   m y co b ac ter iu m   tu b er c u lo s is .   T u b er cu lo s is   r em ain s   o n e  o f   th e  lead in g   ca u s es  o f   d e ath   f r o m   in f ec tio u s   d is ea s es,  esp ec ially   in   d ev elo p in g   co u n tr ies.  Mo r e  s p ec if ic ally ,   r ep o r ts   o n   tu b e r cu lo s is   s h o w  th at  th er e  a r e   m o r e  th an   4 , 0 0 0   d ea th s   an d   ab o u t 3 0 , 0 0 0   n ew  ca s es e v er y   d a y ,   b ased   o n   d ata  r elea s ed   o n   W o r ld   T u b er cu lo s is   Day   2 0 2 2   [ 1 ] .   T r ea tm en t  o f   t u b er cu lo s is   d ep e n d s   lar g ely   o n   wh en   th e  d is ea s e  is   d etec ted .   Mo r e  s p ec if ically ,   m an y   d if f er en t   tu b er c u lo s is   tr ea tm en t  r e g im en s   h a v e  b ee n   p r o p o s ed   [ 2 ] ,   s u ch   as  th e  s ix - m o n th   o r     n in e - m o n th   r if am p in ,   is o n ia zid ,   p y r az i n am id e,   a n d   eth am b u to l  ( R I PE )   r e g im en   o r   th e  f o u r - m o n t h     r if ap en tin e - m o x if lo x ac in   r eg i m en .   E ar ly   d etec tio n   an d   ti m ely   tr ea tm en t  ar e  im p o r tan t  in   p r ev en tin g   th e   s p r ea d   o f   t u b er c u lo s is   an d   m in im izin g   its   p u b lic  h ea lth   c o n s e q u en ce s .   I n   t h e   m e d i c a l   p r a c t i c e   o f   d i a g n o s i n g   p u l m o n a r y   t u b e r c u l o s i s ,   c h e s t   X - r a y   i m a g es   a r e   a   c o m m o n   a n d   e f f e c t i v e   t y p e   o f   d a t a   f o r   d i a g n o s i s .   C h es t   X - r a y   d a t a   is   lo w - c o s t   a n d   h a s   t h e   a b i l i t y   to   r e f l e c t   a b n o r m a l   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 .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 5 6 7 - 2 5 8 0   2568   c h a r a c t e r is t i cs   o n   t h e   l u n g s ,   s o   i t   i s   wi d e l y   u s e d   f o r   s c r e e n i n g   p u l m o n a r y   t u b e r c u l o s i s .   H o w e v e r ,   t h e  i n t e r p r e t a ti o n   a n d   a n a l y s i s   o f   X - r a y   i m a g e s   r e q u i r e   h i g h   e x p e r t i s e .   T h is   r e q u i r e s   h i g h l y   t r a in e d   a n d   e x p e r i e n c e d   r a d i o l o g i s ts ,   w h i c h   is   al w a y s   a  s c a r c e  g r o u p   i n   t h e   m e d i c a l   te a m .   T h e r e f o r e ,   t h e r e   i s   a   n e ed   t o   a p p l y   c o m p u t e r   v i s i o n   a n d   a r t i f i c i a l   i n t e ll i g e n c e   t e c h n o l o g i es   t o   b u i l d   e f f e ct i v e   a u t o m a t e d   p u l m o n a r y   t u b e r c u l o s is   d i a g n o s is   s y s te m s .   T h i s   is   al s o   t h e   m o t i v a t i o n   f o r   a p p l y i n g   m a n y   t r a d i ti o n a l   m et h o d s ,   s u c h   as  r e s e a r c h   [ 3 ]   u s i n g   t r a d i t i o n a l   n e u r al   n e t w o r k   c o m b i n e d   w i t h   a  g e n et i c   al g o r it h m ,   r e s e a r c h   [ 4 ]   u s i n g   a n   id e n t i f i c a ti o n   t r e e   i n   t u b e r c u l o s is   d i a g n o s is   p r o b l e m s .   I n   2 0 1 7 ,   L a k h a n i   a n d   S u n d a r a m   [ 5 ]   u s e d   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   m o d e l s   s u c h   a s   A l e x N e t   a n d   G o o g l eNe t   t o   c la s s i f y   t u b e r c u l o s is   o n   ch e s t   X - r a y ,   a c h i e v i n g   h i g h   a c cu r a c y .   T h e   a u t h o r s   u s e d   f o u r   d e - i d e n t i f i e d   d a t as e ts ,   a n d   a c h i e v e d   t h e  b e s t  a r e a  u n d e r   c u r v e   ( A UC )   s c o r e   w ith   0 . 9 9   a l s o   i n   2 0 1 7 ,   R a j p u r k a r   e t   a l .  [ 6 ]   p r e s e n t e d   t h e   C h e X N e t   m o d e l .   C h eX N et   i s   a   D e n s eN e t 1 2 1   m o d e l   f o r   d e t e c t i n g   p n e u m o n i a   f r o m   c h e s t   X - r a y   d a t a   l e a r n e d   o n   t h e   C h e s t X - r a y 1 4 ,   t h e   d a ta s e t   c o n t ai n i n g   o v e r   1 0 0 , 0 0 0   i m a g e s .   T h e   a u t h o r s   n o t e d   t h a t   t h e   p r o p o s e d   m o d e l  o u t p e r f o r m e d   h u m a n   r a d i o l o g i s ts   i n   d et e c ti n g   p n e u m o n i a   f r o m   c h e s t r a d i o g r a p h s   w i t h   t h e  F 1   m et r i c .   Ne x t ,   i n   2 0 1 7 ,   H o o d a   e t   a l .  [ 7 ]   p u b l i s h e d   a  s t u d y   p r o p o s i n g   a   d e e p   l e a r n i n g - b a s ed   t u b e r c u l o s is   d e te c t i o n   s y s t e m .   I n   t h e   s t u d y ,   t h e   a u t h o r s   u s e d   a  n e u r a l   n e tw o r k   c o n s is ti n g   o f   s e v e n   c o n v o l u t i o n al  l a y e r s   a n d   t h r e e   f u l l y   c o n n e c te d   l a y e r s .   E x p e r i m e n ts   s h o w ed   t h a t   t h e   b e s t   ca s e   ac h i e v e d   0 . 8 2 0 9   f o r   v a l i d a t i o n   a c c u r a c y   a n d   0 . 9 4 7 3   f o r   o v e r a l l   a c c u r a c y .   I n   2 0 1 8 ,   R a j p u r k a r   e t   a l .  [ 8 ]   c o m p a r e d   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   t h e  C h e X Ne t   m o d e l   wi t h   h u m an   r a d i o l o g i s ts   i n   d i a g n o s i n g   a   v a r i e t y   o f   p a t h o l o g i es   o n   c h e s t   r a d i o g r a p h s .   R a d i o l o g is ts   h a v e   a n   a v e r a g e   ex p e r i e n c e   o f   t w e l v e   y e a r s ,   a n d   t h r e e   s e n i o r   r a d i o l o g y   r e s i d e n ts .   T h e y   c a m e   f r o m   t h r e e   d i f f e r e n t   a c a d e m ic   i n s t i t u t i o n s .   I n   2 0 2 0 ,   C h a n d r a   e t   a l .  [ 9 ]   a p p l i e d   a   h i e r a r c h i c a l   f ea t u r e   e x t r a c t i o n   m e t h o d   t o   d e t e c t  p u l m o n a r y   t u b e r c u l o s i s   a b n o r m a li t i es   i n   c h es t   X - r a y   i m a g e s ,   t h r o u g h   w h i c h   t h e   a u t h o r s   i m p r o v e d   t h e  a c c u r a c y   o f   t h e   d i a g n o s t i c   s y s te m .   I n   t h e   e x p e r i m e n t ,   t h e   a u t h o r s   a c h i e v e d   a n   a c c u r a c y   o f   a p p r o x i m a t e l y   0 . 9 5 6   a n d   a n   A UC   o f   a p p r o x i m a t e l y   0 . 9 5   o n   t h e   M o n t g o m e r y   d a t as e t ,   a n d   s i m il a r l y   0 . 9 9 4   a n d   0 . 9 9   o n   t h e   S h e n z h e n   d a t a s et .   I n   2 0 1 9 ,   P a s a   e t   a l .  [ 1 0 ]   p r o p o s e d   a   s i m p l e   n e t w o r k   t o   d i a g n o s e   t u b e r c u l o s is   f a s t e r .   I n   t h e   e x p e r i m e n t ,   t h e   a u t h o r s   al s o   d is c u s s e d   t h a t   t h e i r   a r c h i te c t u r e   c a n   p r es e r v e   t h e   a c c u r a c y   s c o r e   v e r s u s   p r e v i o u s   s t u d i e s .   I n   t h a t  y e a r ,   M e r a j   e t  a l .   [ 1 1 ]   a l s o   p r e s e n t e d   r es e a r c h   u s i n g   f o u r   d i f f e r e n t   c o n v o l u t i o n a l   n eu r a l   n e t w o r k s   w i t h   M o n t g o m e r y   a n d   S h e n z h e n   d a t a s et s   t o   d ia g n o s e   t u b e r c u l o s is   e f f e c ti v e l y .   I n   2 0 2 3 ,   T o a n   e t   a l   [ 1 2 ]     p u b l i s h e d   t h e i r   w o r k   d e s i g n i n g   s e v e r a l   t r ai n i n g   s t r a t e g i es   wi t h   s e v e r al   m o d e l s .   T h ei r   s t u d y   a i m e d   t o   e v a l u a te  a n d   d i s c u s s   t u b e r c u l o s is   d i a g n o s i s   i n   V i et n a m e s e   d a t a ,   as   w el l   a s   t h e   i m p a ct   o f   V i et n a m e s e  d a t a   w it h   a   t r a n s f e r   l e a r n i n g   a p p r o a c h .     I n   2 0 2 2 ,   W o n g   et  a l .   [ 1 3 ]   i n tr o d u ce d   a  s elf - atten tio n   n et wo r k   s p ec if ically   d esig n e d   f o r   d etec tin g   p u lm o n a r y   t u b er c u lo s is .   T h e  a u th o r s   also   c o n d u cted   a n   e x p l ain ab ilit y   ev alu atio n .   T h e  s tu d y   u s ed   ch est  X‑ r a y   d ata  f r o m   m u ltip le  co u n tr ies  an d   th e   ex p e r im en tal  r esu lts   s h o wed   th at  th e  m o d el  ac h ie v ed   an   ac cu r ac y   o f   9 9 . 8 6 %.   I n   2 0 2 4 ,   Vin h   et  a l .   [ 1 4 ]   f o c u s ed   o n   th e   p r o b lem   o f   au t o m atic  d ia g n o s is   o f   p u l m o n ar y   tu b e r cu lo s is   in   th e  co n tex t  o f   Vietn am .   T h e  au th o r s   b u ilt  a  cu s to m   c o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   co m b in ed   with   a  h ea t - m ap   p r ed ictiv e  v is u aliza tio n   m ec h an is m .   T h e  s tu d y   u s ed   a  lar g e  X - r a y   d ataset  o f   Vietn a m ese  p atien ts   an d   th e   ex p er im en tal  r esu lts   r ec o r d e d   th at  th eir   m o d el  ac h ie v ed   b o th   s en s itiv ity   s co r e  an d   s p ec if icity   s co r e  o n   th e   test   s et  ab o v e  0 . 9 ,   an d   th e  h i g h l ig h ted   r eg io n s   in   th e  h ea t - m ap   wer e  s im ilar   to   th e  s y m p to m s   an n o tated   b y   d o cto r s .   I n   2 0 2 4 ,   Patel  et  a l .   [ 1 5 ]   s tu d ie d   th e  p r o b lem   o f   s cr ee n in g   f o r   p u lm o n ar y   t u b er cu lo s is   f r o m   X - r ay   im ag es  b y   p r o p o s in g   a  s elf - s u p er v is ed   lear n in g   n etwo r k   w ith   th e  ab ilit y   to   ex p lain ,   to   r ed u ce   th e  co s t  an d   d if f icu lty   i n   d ata  co llectio n .   T h e  r esu lts   in d icate d   th at   th eir   s y s tem   ac h iev ed   9 8 . 1 4 %  ac c u r ac y   s co r e ,   th e r eb y   s tr en g th en in g   th e  p o ten tial  f o r   p r ac tical  ap p licatio n   in   co m m u n ity   tu b er cu l o s is   s c r ee n in g .   I n   2 0 2 4 ,     B is ta  et  a l .   [ 1 6 ]   f o cu s ed   o n   t h e  p r o b lem   o f   d etec tin g   p u lm o n ar y   tu b e r cu lo s is   f r o m   X - r a y   im ag es  u s in g   t h e  YOL Ov 7   ar ch itectu r e  co m b i n ed   with   a  c o n v o lu tio n al   n e u r al  n etwo r k .   T h e   s tu d y   was  co n d u cted   o n   th e   T B X1 1 K  d ataset,   an d   th e   r e s u lts   s h o wed   th at  th e  s y s tem   ac h iev ed   m ap   o f   0 . 5 8 7 .   I n   2 0 2 4 ,   K o tei  an d   T h ir u n a v u k ar asu   [ 1 7 ]   s tu d ied   th e  p r o b lem   o f   au to m atic  d ia g n o s is   o f   tu b er c u lo s is   b y   p r o p o s in g   a   co m b in ed   m o d el.   T h e  s tu d y   u s es  th e   T B X1 1 K  d ataset  an d   t h e  ex p e r im en tal  r esu lts   s h o w  th at   th e  m o d el   ac h iev es  9 9 . 3 8 % a cc u r ac y .   W e  also   in clu d e  a  co m p a r ativ e  tab le  o f   tu b er cu lo s is   d etec tio n   m eth o d s   th at  co n s is ts   o f   b o th   tr ad itio n al  im ag e  p r o ce s s in g   a n d   C NN - b ased   m o d els.  T h e  d etails ar e  in   T ab le  1 .   I n   g e n er al,   d etec tin g   p u lm o n ar y   tu b er cu lo s is   lesi o n s   o n   X - r ay   im a g es  is   ch allen g i n g .   On   th e  o n e   h an d ,   th is   co m es  f r o m   th e  i m ag e  f ea tu r es  th at  ar e  o f ten   n o t  r ea lly   clea r ,   s o m etim es  with   a  m ild   lev el  o f   d am ag e,   a n d   ca n   b e  m i x ed   wit h   an ato m ical  s tr u ctu r es  s u ch   a s   r ib s ,   h ea r t,  o r   b lo o d   v ess els.  On   th e  o th e r   h an d ,   th e  q u ality   o f   X - r ay   im ag es  in   p r ac tice  ca n   b e  af f ec ted   b y   d i f f er en t  s h o o tin g   co n d itio n s   d u e  to   d if f er en ce s   in   eq u ip m en t   as  well  as  th e  way   th e  tech n ician   co n tr o ls   it.  T h is   lead s   to   ce r tain   v ar iatio n s   r elate d   to   im a g e   q u ality ,   s u ch   as  th e  lev el   o f   co n tr ast  b etwe en   d am a g ed   ar ea s   an d   h ea lth y   l u n g   tis s u e.   All  o f   t h e  ab o v e   p r o b lem s   lead   to   ce r tain   d if f ic u lties   f o r   d ee p   lear n in g   m o d els  wh en   r ec o g n izin g   ab n o r m alities .   Acc o r d in g ly ,   a  f ea s ib le  s o lu tio n   to   th is   p r o b lem   is   to   i m p r o v e  im a g e  q u a lity   b ased   o n   lo c al  co n tr ast  en h an ce m en t,   th er eb y   clar if y in g   th e  d etails  in   th e  im ag e.   W ith   th at  g o al,   th e  r esear ch   team   f o cu s ed   o n   ap p ly in g   t h e  co n tr ast  lim ited   ad ap tiv e  h is to g r am   eq u aliza tio n   ( C L AHE )   tech n iq u e,   wh ic h   h elp s   in cr ea s e  th e  d is cr im in atio n   in   lo w - co n tr ast   X - r ay   r eg i o n s   wh ile  tr y in g   n o t  to   ca u s e  n o is e  am p lific atio n   in   h ig h - c o n tr ast  r eg io n s .   T h is   is   ex p ec ted   to   h el p   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       Dia g n o s in g   tu b ercu lo s is   fr o m  X - r a y  ima g in g   b a s ed   o n   co n tr a s t limited   a d a p tive  …  ( N g u ye n   Tr o n g   V in h )   2569   im p r o v e  th e  class if icatio n   p er f o r m an ce   in   th e  p r o b lem   o f   d ia g n o s in g   p u l m o n ar y   tu b er c u lo s is   o n   ch est X - r ay s .   I n   th is   r esear c h   co n tex t,   C L AHE - b ased   p r ep r o ce s s in g   h elp s   im p r o v e  th e   p e r f o r m an ce   o f   c o n v o lu ti o n al  n eu r al  n etwo r k   m o d els wh en   an aly zi n g   ch est X - r ay   im ag es.  C L AHE   h elp s   to   clar if y   th e  s tr u ctu r a l d etails in   th e  lu n g   r eg io n   t h at  m ay   b e  o b s cu r ed   b y   n o is e  o r   u n e v en   b r ig h t n ess .   As  a  r esu lt,  p ath o lo g ica l  f ea tu r es  s u ch   as   tu b er cu lo s is   lesi o n s ,   n o d u les,  o r   lu n g   tis s u e  ab n o r m alities   b ec o m e  m o r e  p r o m in en t  an d   ar e  ea s ily   r ec o g n ized   b y   th e   co n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k   m o d el.   C o m p ar e d   with   p r e p r o ce s s in g   b ased   o n   g lo b al  h is to g r a m   eq u aliza tio n ,   C L AHE   b alan ce s   an d   r etain s   m o r e  im p o r tan t  lo ca l  f ea tu r es.  At  th e  s am e  tim e,   u n lik e     ed g e - en h an cin g   p r e p r o ce s s in g   th at  em p h asizes  th e  b o u n d a r y ,   C L AHE   p r o v i d es  m o r e   d etai led   in f o r m atio n   o n   th e  en tire   lu n g   tex tu r e   to   h elp   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k   m o d els.   Ou r   s tu d y   is   s et  in   th e  co n te x t  o f   d ev elo p in g   a n   ef f ec tiv e   d ee p   lear n in g   s o lu tio n   f o r   d iag n o s in g   p u lm o n a r y   tu b e r cu lo s is   f r o m   ch est  X - r ay   d ata.   I n   th e  s tu d y ,   we  will  ev alu ate  th e  r o le  o f   im ag e  en h an ce m en t,   an d   s p ec if ically   C L AHE ,   in   b o o s tin g   th e  d iag n o s tic  q u ality   o f   d ee p   lear n in g   m o d els.  T o   co n d u ct  a  co m p r eh e n s iv e  ev al u atio n ,   w e  will  co m p a r e  th e   p e r f o r m a n ce   o f   f o u r   p o p u lar   d ee p   lea r n in g   ar ch itectu r es,  in clu d in g   Den s eNe t2 0 1 ,   De n s eNe t1 2 1 ,   E f f icien tNetB 0 ,   an d   Mo b ileNetV2 ,   o n   th e   t ask   o f   class if y in g   p u lm o n a r y   tu b er cu lo s is   f r o m   ch est  X - r ay s ,   in   two   s ce n ar io s :  with   an d   with o u t  im ag e  en h a n ce m en t.  T h e  m ain   co n tr ib u tio n s   o f   o u r   r esear ch   in clu d e:  i)   p r o p o s in g   a   s im p le  an d   e f f icien t  p r o ce s s in g   p r o ce d u r e  th at   ca n   b e   ea s ily   in teg r ated   in to   tu b e r cu lo s is   d iag n o s is   s u p p o r t  s y s tem s   u s in g   ch est  X - r ay   im ag es ;  ii)  clar if y in g   th e  h y p o th esis   o f   im ag e   q u ality   e n h an ce m e n t  th r o u g h   ev alu atin g   th e  class if icatio n   p e r f o r m an ce   o n   f o u r   d if f er en t   p o p u lar   d ee p   lear n in g   m o d els,  n am ely   Den s eNe t2 0 1 ,   Den s eNe t1 2 1 ,   E f f icien tNetB 0 ,   an d   Mo b ileNetV2 ;  an d   iii)  d is cu s s in g   th e  q u alitativ e  ev alu atio n   th r o u g h   g r ad ien t - weig h ted   class   ac tiv atio n   m a p p i n g   ( Gr a d - C AM )   o f   th e  co n ce n tr atio n   r e g io n s   o f   d ee p   lear n in g   m o d els wh e n   ap p ly in g   th e  p r o p o s ed   m eth o d .       T ab le  1 .   So m e  t u b er c u lo s is   d iag n o s is   s tu d ies   A u t h o r s   Y e a r   M o d e l   El v e r e n   a n d   Y u mu ş a k   [ 3 ]   2 0 1 1   Tr a d i t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   a n d   g e n e t i c   a l g o r i t h m   D o n g a r d i v e   e t   a l .  [ 4 ]   2 0 1 1   I d e n t i f i c a t i o n   t r e e   La k h a n i   a n d   S u n d a r a m  [ 5 ]   2 0 1 7   A l e x N e t   a n d   G o o g l e N e t   R a j p u r k a r   e t   a l .  [ 6 ]   2 0 1 7   C h e X N e t   H o o d a   e t   a l .  [ 7 ]   2 0 1 7   A   sp e c i f i c   C N N   R a j p u r k a r   e t   a l .  [ 8 ]   2 0 1 8   C h e X N e X t   C h a n d r a   e t   a l .   [ 9 ]   2 0 2 0   H i e r a r c h i c a l   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   sc h e m e   P a sa  e t   a l .  [ 1 0 ]   2 0 1 9   A   si m p l e   C N N   M e r a j   e t   a l .  [ 1 1 ]   2 0 1 9   G o o g l e N e t ,  R e sN e t 5 0 ,   V G G - 1 6 ,   a n d   V G G - 19.   To a n   e t   a l .  [ 1 2 ]   2 0 2 3   R e sN e t 5 0 ,   R e sN e t 3 4 ,   A l e x N e t ,   a n d   D e n s e N e t 1 2 1   W o n g   e t   a l .  [ 1 3 ]   2 0 2 2   TB N e t   V i n h   e t   a l .  [ 1 4 ]   2 0 2 4   A   c u s t o m C N N   P a t e l   e t   a l .  [ 1 5 ]   2 0 2 4   A   sel f - su p e r v i s e d   l e a r n i n g   n e t w o r k   B i s t a   e t   a l .  [ 1 6 ]   2 0 2 4   Y O LO v 7   K o t e i   e t   a l .  [ 1 7 ]   2 0 2 4   D a t a   e f f i c i e n t   i m a g e   t r a n sf o r mer   a n d   R e sN e t 16       2.   M E T H O D   2 . 1 .     Da t a s et   I n   th is   r esear ch ,   we  u s ed   th e  Pu lm o n ar y   ch est  X - r ay   ab n o r m alities   d atase t  [ 1 8 ]   p u b licly   a v ailab le  o n   th e  Kag g le   p latf o r m .   T h e  d ata s et  was  b u ilt  b ased   o n   d ata   f r o m   Mo n tg o m e r y   C o u n ty   an d   Sh en zh en   Ho s p ital.  T h is   d ataset  was  b u ilt  as  o n e  o f   th e  e f f o r ts   to   s er v e  th e   r esear ch   o n   class if y in g   tu b er cu lo s is   f r o m   ch est  X - r a y   d ata.   T h e   im ag e   d ataset  c o n s is t s   o f   8 0 0   im ag es,   o f   wh i ch   6 6 2   im ag es  ar e  f r o m   th e   Sh en zh e n   s et  a n d     1 3 8   im a g es  ar e  f r o m   th e  M o n tg o m e r y   s et.   B esid es,  th e  lab el  d is tr ib u tio n   in   t h e  Sh e n zh en   s et  in clu d es     3 2 6   n o r m al  im ag es  a n d   3 3 6   tu b er c u lo s is   im ag es.  T h e   lab el  d is tr ib u tio n   in   t h e  Mo n tg o m er y   s et  in clu d es     8 0   n o r m al  im ag es a n d   5 8   tu b e r cu lo s is   im ag es.  T h e  lab el  d is t r ib u tio n   is   illu s tr ated   in   Fig u r e   1 .           Fig u r e  1 .   T h e  lab el  d is tr ib u tio n   in   d atasets   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 .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 5 6 7 - 2 5 8 0   2570   2 . 2 .     M o dels   Nex t,  E f f icien tNet   [ 1 9 ]   was  p r o p o s ed   as  a   f am ily   o f   co n v o lu tio n al   n eu r al  n etwo r k s   w ith   n o tab le   im p r o v em e n ts .   Den s eNe t   is   a   well - k n o w n   d ee p   n eu r al   n et wo r k   i n tr o d u ce d   b y   Hu an g   et   a l .   [ 2 0 ]   i n   2 0 1 7 .   I n   th e  wo r k ,   th e  a u th o r s   p r esen t ed   a  d esig n   in   wh ic h   ea ch   lay er   is   d ir ec tly   lin k ed   to   p r e v io u s   lay er s .   T h u s ,   th e  in p u t o f   ea ch   lay er   will in clu d e  n o t o n ly   th e  o u t p u t o f   its   d ir ec t p r ev io u s   lay er ,   b u t a ls o   th e  o u tp u ts   f r o m   o th e r   p r ev io u s   lay er s ,   as  d escr ib ed   in   Fig u r e  2 .   T h is   is   a  d esig n   th at  aim s   to   r eu s e  f ea tu r es  an d   h an d le  g r a d ien t  v an is h in g .   I n   th is   s tu d y ,   we  u s e  two   v er s io n s   o f   De n s eNe t ,   in clu d in g   Den s eNe t1 2 1 ,   a n d   D en s eNe t2 0 1 .           Fig u r e  2 .   A  5 - lay er   d en s e  b lo c k   [ 2 0 ]       I n   th is   s tu d y ,   we   u s e  th e   E f f i cien tNetB 0   v er s io n ,   wh ic h   is   a  b asic  v er s io n   an d   d o es  n o t  r eq u ir e  to o   m an y   r eso u r ce s .   An o th e r   ca s e   we  u s ed   is   Mo b ileNet   [ 2 1 ] .   T h is   is   a  lig h tweig h t  C NN  m o d el  f am ily   d esig n e d   with   m o b ile  d e v ices  in   m in d .   T h e  d esig n   u s es  th e  d ep t h - wis e  s ep ar ab le  co n v o lu ti o n s   m ec h an is m   as  d escr ib ed   in   Fig u r e  3 ,   wh ich   allo ws f o r   r ed u ce d   co m p u tatio n s   an d   p ar a m eter   co u n ts   wh ile  m ain tain in g   a  ce r tain   lev el  o f   p er f o r m an ce .   T h e  v er s io n   we  t ested   in   th is   s tu d y   is   Mo b ileNetV2 .           Fig u r e  3 .   Dep t h - wis e  s ep ar ab l e  co n v o lu tio n s   [ 2 1 ]       2 . 3 .     T he  da t a   pro ce s s ing   pro ce du re   Ou r   d ata  p r e p r o ce s s in g   p ip eli n e  is   d escr ib ed   in   Fig u r e  4 .   First,  th e  im ag e  is   r ea d   as  a  g r ay s ca le  im ag e.   T h e   im ag e   d ata  is   th e n   n o r m alize d   to   th e  p ix el  v al u e s   in   th e  r a n g e   [ 0 ,   1 ]   b y   d iv i d in g   th e   p ix el  v alu es  b y   2 5 5 .   Nex t,   th e  im ag e   is   r esized   ac co r d i n g   to   a   p r e d eter m in ed   p ar a m eter .   Fin ally ,   th e   im ag e  is   r ef o r m atted   to   b e  c o m p atib le   with   th e  f o u r - d im e n s io n al  ten s o r   in p u t   [ 1 ,   1 ,   h eig h t,  wid th ]   o f   th e   d e ep   lear n in g   lib r a r y .   Usu ally ,   in   th e  p r ep r o ce s s in g   p r o ce s s ,   s o m e  is s u es  ca n   b e   co n s id er ed   s u ch   as  lu n g   s eg m en tatio n   o r   n o is 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       Dia g n o s in g   tu b ercu lo s is   fr o m  X - r a y  ima g in g   b a s ed   o n   co n tr a s t limited   a d a p tive  …  ( N g u ye n   Tr o n g   V in h )   2571   r ed u ctio n .   I n   th is   s tu d y ,   d ata   n o r m aliza tio n   h as  s u p p o r te d   n o is e  r ed u ctio n ,   wh ich   h elp s   to   im p r o v e   im ag e  q u ality   an d   s u p p o r t th e  m o d el  to   lear n   m o r e  ef f ec tiv el y .   Af ter   lo ad in g   th e  im a g e,   th e  n ex t  s tep   is   to   p er f o r m   co n t r a s t  en h an ce m en t.  T h e  tech n iq u e  u s ed   in   th is   s tep   is   C L AHE   [ 2 2 ] .   T h is   en h an ce s   th e  lo ca l  c o n tr ast   in   im ag es,  th e r eb y   m ak in g   t h e  d etails  in   ch est    X - r ay   d ata,   f o r   ex am p le  in   th e   lu n g   r eg i o n s ,   clea r er .   T h is   tr a n s f o r m atio n   is   p er f o r m e d   d ir e ctly   o n   th e  g r a p h ics  p r o ce s s in g   u n it ( GPU )   with   th e  h elp   o f   f u n ctio n s   in   th e  Ko r n ia  lib r ar y   [ 2 3 ] .           Fig u r e  4 .   T h e  d ata  p r ep r o ce s s in g   p ip elin e       Nex t,  th e  im ag e  will  b e  p ass ed   th r o u g h   a  d ata  a u g m en tat io n   tr an s f o r m atio n   s tep   to   en h an ce   th e   d iv er s ity   o f   th e  in p u t  im ag e  f o r   th e  tr ain in g   p h ase  o f   t h e  d ee p   lear n in g   m o d el.   Sp ec if ically ,   th e  im ag e  will  b e   ap p lied   with   r a n d o m   tr an s f o r m atio n s   in clu d in g   h o r izo n tal  f lip p in g ,   r an d o m   lef t - r i g h t  r o ta tio n ,   r an d o m   s lig h t   tr an s latio n   in   b o th   h o r izo n tal  an d   v e r tical  d ir ec tio n s ,   an d   r a n d o m   b r ig h tn ess   ch an g e .   T h e s e  tr an s f o r m atio n s   ar e  p er f o r m e d   n o n - u n if o r m ly   f o r   ea c h   im ag e   in   e ac h   b atch ,   an d   th e   en tire   p ip elin e  is   e x ec u ted   o n   th e   GPU  to   in cr ea s e  p r o ce s s in g   s p ee d .   Fi n ally ,   p ix el  v al u e  is   n o r m aliz ed   u s in g   m ea n   an d   s tan d a r d   d ev iatio n   ca lcu lated   f r o m   I m a g eNe t.  T h is   is   a  co m m o n   n o r m aliza tio n   s tep   wh en   f ee d in g   im ag es in to   n eu r al  n et wo r k s .   T h e  co n te n t   is   also   s h o wn   in   p s eu d o co d e  i n   Alg o r ith m   1 .   Usi n g   th ese  tr an s f o r m atio n s   is   ex p ec ted   to   h elp   th e  m o d el  lear n   m o r e  g en er al  f ea tu r es  an d   im p r o v e  its   ab ilit y   to   r esis t  o v er f itti n g .   I n   th e  e x p er im en t,   in   o r d er   to   d em o n s tr ate   th e  h y p o th esis   o f   th e  r o le  o f   i m ag e  en h an ce m e n t,  th e   ch est  X - r ay   d ata   p r o ce s s in g   alg o r ith m   was  d esig n ed   to   en ab le  o r   d is ab le  co n tr ast  en h an ce m en t  with   C L AHE .   T h u s ,   in   th e  e x p er im en ts ,   we  will  p er f o r m   two   o p tio n s   o f   d ata  p r o ce s s in g : w ith   o r   wit h o u t u s in g   th e  co n tr ast en h an c em en t step .     Alg o r ith m   1 .   T h e  d ata  p r o ce s s in g   p r o ce d u r e   Input:  image  file path file_path   Output:  image  tensor img_tensor   Process:   1 :   gray_image = load_gray_image(file_path)   2 :   img_tensor = convert_tensor(gray_image)   3 :   normalize_0_1(img_tensor)   4 :   resize(img_tensor)   5 :   enhance_contrast(img_tensor)   6 :   augment_transform(img_tensor)   7 :   resize(img_tensor)   8 :   normalize_mean_stddev(img_tensor)     2 . 4 .     E x perim ent   c o nfig ura t i o n   I n   th is   s tu d y ,   C L AHE   was  s et  with   clip L im it a s   2   an d   tileGr i d Size  as 8 ×8 .   T h is   en s u r es th at  th e  ce lls   ar e  s m all  en o u g h   to   h i g h lig h t  th e  lu n g   tex tu r e  d etails  an d   ab n o r m al  ar ea s ,   b u t  s till   m ain tain   th e  co n tin u ity   o f   th e  lu n g   tis s u e  with o u t  tear i n g   it  to o   m u ch .   T h e  clip L im it  v alu e  o f   2   h elp s   to   av o id   o v er - e n h an cin g   th e   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 .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 5 6 7 - 2 5 8 0   2572   co n tr ast,  wh ich   ca n   ca u s e  an   i m b alan ce   b etwe en   lig h t  a n d   d ar k   ar ea s   an d   m a k e  th e  im ag e   lo o k   ar tific ial  an d   u n n atu r al.   T h er ef o r e,   s ettin g   th ese  p ar am eter s   co n tr ib u tes  to   s u p p o r tin g   th e  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   m o d el  to   lear n   an d   r ec o g n ize  m o r e  ac cu r ately .   I n   th is   r esear ch ,   p r ep r o ce s s ed   ch est  X - r ay   d ata  is   f e d   in to   m o d els  to   p er f o r m   p u lm o n ar y   tu b er cu lo s is   d iag n o s is   class if icat io n .   As  s h o wn   in   Fig u r e  5 ,   th e  p r o ce s s   in clu d es  two   o p tio n s   A  an d   B .   Op tio n   A  u s es  th e   o r ig in al  im ag e   with o u t  c o n tr a s t  en h an ce m en t  a n d   o p tio n   B   u s es  th e  im ag e  th at  h as  b ee n   co n tr ast  en h a n ce d   u s in g   th e  C L AHE   m eth o d .   I t a llo ws  u s   to   ass ess   th e  ef f ec tiv en ess   an d   v alid ate   o u r   r esear ch   h y p o th esis   o n   t h e  ef f ec t  o f   c o n tr ast  en h an ce m en t  u s in g   th e   C L AHE   m eth o d   o n   th e  p u lm o n ar y   tu b er cu lo s is   r ec o g n itio n   p er f o r m an ce   o f   m o d els.           Fig u r e  5 .   T h e  tr ain in g   wo r k f lo w       I n   th e   ex p e r im en t,   th e  s ele cted   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k   m o d els  in clu d e  Den s eNe t1 2 1 ,   Den s eNe t2 0 1 ,   E f f icien tNetB 0 ,   an d   Mo b ileNetV2 .   T h ese  ar e  all  p o p u lar   ar c h itectu r es  in   im ag e  r ec o g n itio n   p r o b lem s   a n d   a r e  s u itab le  f o r   m ed ical  a p p licatio n s .   T h e  ex p er im en tal  r esu lts   ar e  ex p ec ted   to   s h o w   th at  in teg r atin g   co n tr ast  en h an ce m en t  u s in g   th e  C L AHE   m eth o d   ca n   im p r o v e  t h e  p u lm o n ar y   tu b er cu lo s is   r ec o g n itio n   p e r f o r m an ce   o f   d e ep   lear n i n g   m o d els   b y   h ig h lig h tin g   th e  tex tu r e  r eg io n s   in   th e  lu n g s .   I n   ad d itio n ,   th e  v alid atio n   o n   m an y   d if f er e n t  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ar ch itectu r es  h elp s   co n f ir m   th e  s ca lab ilit y   an d   s tab ilit y   o f   o u r   p r o p o s ed   m eth o d   in   th e  p ap e r ,   cr ea tin g   a  b asis   f o r   p r ac tical  ap p licatio n   in   p u lm o n ar y   tu b er cu lo s is   d iag n o s is   s u p p o r t   s y s tem s   f r o m   ch est X - r ay   im a g e  d ata.   Du r in g   th e  tr ai n in g   o f   th e   class if icatio n   m o d el,   we  p er f o r m   two   s tep s   f o r   tr a n s f er   lear n in g .   W e  u s e  a   p r e - tr ain ed   m o d el  with   I m ag eNe t  p r o v id ed   in   th e  Py T o r c h   lib r ar y   [ 2 4 ] .   W e  r ep lace   th e  last   cla s s if ica tio n   lay er   to   s u it  o u r   p r o b lem .   I n   th e  f ir s t  two   e p o ch s ,   o n ly   t h e  last   p ar t   o f   th e   m o d el  is   tr ain ed ,   w h ile  th e   r em ain in g   lay er s   r etain   th eir   i n itial  weig h ts .   Fro m   th e  th ir d   ep o ch ,   th e  en tire   m o d el  is   tr ain ed ,   allo win g   all   m o d el  p ar a m eter s   to   b e  u p d ate d   ev er y   ep o c h .   I n   ter m s   o f   o p tim izatio n ,   a r c h itectu r es  ar e  t r ain ed   u s in g   t h e  cr o s s - en tr o p y   lo s s   f u n ctio n   co m b in ed   with   th e  Ad am   alg o r ith m   [ 2 5 ] .   T h e  lear n in g   r ate  is   ad ju s ted   u s in g   th e  o n e  cy cle  m ec h an is m   [ 2 6 ] .   T h is   s ettin g   is   ex p ec ted   to   h elp   th e  lear n i n g   r ate  ch a n g e  r ea s o n ab ly   d u r in g   th e  tr ai n in g   p r o ce s s ,   av o id   f allin g   in to   l o ca l   ex tr em es,  an d   h elp   t h e  m o d el  co n v er g e  f aster .   I n   a d d itio n ,   tr ain i n g   is   also   s u p p o r te d   b y   th e  g r ad ien t   ac cu m u latio n   tech n iq u e,   wh ic h   h elp s   th e  m o d el  tr ain   m o r e  e f f icien tly   u n d er   lim ited   GPU  m em o r y   c o n d itio n s .   I n   th is   s tu d y ,   to   ev alu ate  th e  tr ain in g   r esu lts   o f   th e  d ee p   lear n in g   m o d el  f o r   class if y in g   tu b er cu lo s is   f r o m   ch est  X - r ay   im ag es,  we  u s ed   th e  m o d el  p er f o r m an ce   ev alu atio n   in d ex es,  in clu d i n g   AUC,  ac cu r ac y ,    F1 - s co r e ,  p r ec is io n ,   an d   r ec a ll .   I n   a d d itio n ,   to   b etter   u n d er s tan d   h o w   th e  m o d el  m ak es  p r ed ictio n s ,   th e     Gr ad - C AM   tech n iq u e  [ 2 7 ]   h e lp s   g en er ate  h ea tm ap s   f r o m   t h e  X - r ay   im ag es.  Gr a d - C AM   will  ca lcu late  th e  g r ad ien t  o f   th e  last   class if icati o n   lay er   o n   th e  s p atial  f ea tu r e  asp ec t  to   d eter m in e  th e  p r o b a b ilit y   m ap   to   ass ess   th e  m o d el' s   co n ce n tr atio n   o n   th e  im ag e.   I n   th is   s tu d y ,   Gr ad - C AM   h ea tm ap s   ca n   h elp   u s   ch ec k   wh eth er   th e   m o d el  r ea lly   p ay s   atten tio n   to   th e  lu n g   r eg io n s   o r   lesi o n s   th at  ar e  ch ar ac ter is tic  o f   tu b er cu lo s is ,   th er eb y   in cr ea s in g   r eliab ilit y   an d   aim i n g   to   s u p p o r t c lin ical  v alid 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       Dia g n o s in g   tu b ercu lo s is   fr o m  X - r a y  ima g in g   b a s ed   o n   co n tr a s t limited   a d a p tive  …  ( N g u ye n   Tr o n g   V in h )   2573   3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h is   s ec tio n   illu s tr ates  th e   ex p er im en tal  r esu lts   o f   f o u r   m o d els,  in clu d in g   De n s eNe t1 2 1 ,   Den s eNe t2 0 1 ,   Mo b ileNetV2 ,   an d   E f f icien tNetB 0 ,   tr ain ed   with   two   d if f er en t  tr ain in g   s ce n ar io s ,   with   o r   with o u t c o n tr ast en h an ce m e n t.   W e  ca ll  th e  o p tio n   with o u t c o n tr ast en h an ce m en t o p tio n   A  an d   th e  o p tio n   with   co n tr ast en h an ce m en t o p tio n   B .   T h u s ,   o p tio n   B   is   an   im p r o v em en t o v er   o p tio n   A.     3 . 1 .     Cho o s ing   pa ra m et er s   o f   co ntr a s t   enha ncem ent   T o   s u p p o r t  th e  r o b u s tn ess   o f   p ar am eter   c h o ice,   we  co n d u ct  s o m e  p r elim in a r y   ex p e r im en ts   to   ev alu ate  s o m e  p a r am eter   c h o i ce s .   Sp ec if ically ,   with   r ef er e n ce   to   th e  s tu d y   [ 2 8 ] ,   s o m e  p ar am eter   ch o ices  ar e   co n d u cte d   in clu d i n g   ( clip L i m it   = 2 ,   tileGr id Size   =   4 ×4 ) ,   ( c lip L im it   = 2 ,   tileGr id Size   = 8 × 8 ) ,   ( clip L im it   =   4 ,   tileGr id Size   = 1 6 ×1 6 ) ,   a n d   ( cli p L im it   = 1 0 ,   tileGr id Size   = 3 2 ×3 2 ) .   Fo r   ea c h   p ar a m eter   ch o i ce ,   we  will  co n d u ct   ex p er im en ts   with   f o u r   m o d el s ,   in clu d in g   Den s eNe t1 2 1 ,   D en s eNe t2 0 1 ,   Mo b ileNetV2 ,   an d   E f f icien tNetB 0 .  Fo r   ea ch   p ar am eter   s elec tio n   ca s e,   we  av er ag e  th e  s co r es  f o r   ac cu r ac y ,   AUC,  F1 - s co r e ,  p r ec is io n ,   an d   r ec al l   ac r o s s   all  f o u r   m o d els.  Deta ils   ar e  s h o wn   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   T h e  av er a g e  p er f o r m an ce   o f   p ar am eter   c h o ices   ( c l i p L i mi t ,   t i l e G r i d S i z e )   A c c u r a c y   AUC   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   ( 2 ,   4 × 4 )   0 . 8 8 2 7 1 6   0 . 9 6 1 8 9   0 . 8 9 6 4 6 9   0 . 8 7 5   0 . 8 8 1 5 0 5   ( 2 ,   8 × 8 )   0 . 9 1 3 5 8   0 . 9 7 6 0 6 7   0 . 9 2 5 2 1 7   0 . 9   0 . 9 1 0 9 2 3   ( 4 ,   1 6 × 1 6 )   0 . 8 7 6 5 4 3   0 . 9 3 4 7 5 6   0 . 8 8 0 2 9 5   0 . 8 6 8 7 5   0 . 8 7 4 1 6 9   ( 1 0 ,   3 2 × 3 2 )   0 . 8 7 6 5 4 3   0 . 9 4 7 5 6 1   0 . 8 7 1 9 5 1   0 . 8 8 1 2 5   0 . 8 7 6 0 0 5       Fro m   T ab le  2 ,   we  ca n   s ee   th at  th e  av er ag e  s co r es  o f   th e  ca s e  o f   ch o o s in g   p ar am eter s   clip L im it  as  2   an d   tileGr id Size  as   8 × 8   h av e  a  ce r tain   s u p er io r ity .   Sp ec i f ically ,   th e  a v er ag e   AUC  v a lu e  o f   th e  ca s e   o f   ch o o s in g   p ar am eter s   clip L im i t  as   2   an d   tileGr id Size  as   8 ×8   r ea ch es  th e   h ig h est  p o s itio n   with   a  v alu e  o f   0 . 9 7 6 0 6 7 ,   th e  av er ag e  AUC  v alu es  o f   th e  o th er   ca s es  a r e  all  s lig h tly   lo wer   wi th   0 . 9 6 1 8 9   o f   th e  ca s e    clip L im it   = 2   an d   tileGr id Size   = 4 ×4 ,   0 . 9 3 4 7 5 6   o f   t h e  ca s e  clip L im it   =   4   an d   tileGr id Size   = 1 6 ×1 6 ,   0 . 9 4 7 5 6 1   o f   th e  ca s e  clip L im it   = 1 0   an d   tileGr id Size   = 3 2 ×3 2 .   C o n s id er in g   an o th e r   m etr ic  ca s e,   th e  av er ag e  p r ec is io n   v alu e  o f   th e  ca s e  with   p ar a m eter   s elec tio n   clip L im it   = 2   an d   tileGr id Size   = 8 ×8   r ea ch ed   t h e  h ig h est  p o s itio n   with   th e  v al u e  o f   0 . 9 2 5 2 1 7 ,   t h e  av er a g e  p r ec is io n   v alu es  o f   th e   o th er   s elec tio n   ca s es  we r e  all  s lig h tly   lo wer   with   0 . 8 9 6 4 6 9   o f   th e  ca s e  with   clip L im it   = 2   an d   tileGr id Size   = 4 ×4 ,   0 . 8 8 0 2 9 5   o f   t h e  ca s e  with   clip L im it   = 4  an d   tileGr id Size   = 1 6 ×1 6 ,   0 . 8 7 1 9 5 1   o f   th e  ca s e  with   clip L im it   = 1 0   an d   tileGr id Siz e   = 3 2 ×3 2 .   T h u s ,     b ased   o n   th e   p r elim in a r y   test in g   to   ev alu ate  s o m e  p ar a m eter   ch o ices,  th e  ch o ice  with   clip L im it   = 2   an d     tileGr id Size   = 8 ×8   ac h ie v ed   th e  h ig h est  test   s co r e.   T h is   is   also   co n s is ten t  with   th e   p ar am eter   s elec tio n   co n s id er atio n s   p r esen ted   ab o v e.     3 . 2 .     Q ua ntit a t iv e  c o m pa riso n bet wee n t ra ini ng   wit h a nd   wit ho ut  co ntr a s t   enha ncem ent   Fig u r e  6   clea r ly   d em o n s tr at es  th at  th e  tr ain in g   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B   b r in g s   co n s is ten t  an d   s u b s tan tial  im p r o v em en ts   th r o u g h   all  k ey   p e r f o r m an ce   m etr i cs  co m p ar ed   to   th e  tr ain in g   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B .   Sp ec ially ,   th e  av er a g e  ac c u r ac y   in c r ea s es  f r o m   0 . 8 8 5 8 0 2   to   0 . 9 1 3 5 8 0 ,   wh ile  th e   av er ag e  AUC  im p r o v es   f r o m   0 . 9 5 0 7 6 2   to   0 . 9 7 6 0 6 7 ,   p o in tin g   o u t  a  co m p r eh e n s iv ely   en h an ce d   ca p ab ilit y   t o   class if y   b etwe en   n o r m al   an d   tu b er cu lo s is   d ata.   Fu r th e r m o r e,   th e  a v er ag e   p r ec is io n   in cr ea s es  f r o m   0 . 8 7 7 2 5 0   to   0 . 9 2 5 2 1 7 ,   an d   th e   av er ag e  r ec all  im p r o v es  f r o m   0 . 8 9 3 7 5   to   0 . 9 .   T h is   d escr ib es  th at  th e  tr ain in g   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B   n o t  o n ly   r ed u ce s   f alse  p o s itiv es  b u t  also   m in im izes  f alse  n eg ativ es.  T h is   is   im p o r tan t  b ec au s e  m i s s in g   a  r ea l  ca s e  o f   tu b er cu lo s is   ca n   ca u s e  s er io u s   p u b lic  h ea lth   co n s eq u en ce s .   T h e  r is e  in   F1 - s co r e  f r o m   0 . 8 8 5 3 3 2   to   0 . 9 1 0 9 2 3   h elp s   u s   co n f ir m   th at  m o d els  tr ain ed   u n d e r   th e  tr ain in g   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B   ca n   ac h iev e  a  m o r e  b alan ce d   p er f o r m an ce ,   n o t  r e q u ir in g   a  t r ad e - o f f   b etwe en   s en s itiv ity   a n d   s p ec if icity .   I t  also   r e f lects  o u r   h y p o t h esis   f o r   o u r   p r o p o s ed   s tu d y .   W e  co n tin u e  to   s ee   th e   av er a g e  p e r f o r m an ce   m etr ics  r e g ar d i n g   t r u e  p o s itiv e,   f alse   n eg ativ e,   tr u e   n eg ativ e ,   an d   f a ls e  p o s itiv e  b etwe en   m o d els tr ain ed   u s in g   o p tio n s   A  an d   B   in   Fig u r e  7 .   I n   Fig u r e  7 ,   th e  av er a g e  p er f o r m an ce   m etr ics  f r o m   m o d el s   tr ain ed   u s in g   o p tio n   B   s h o w  s lig h tly   b etter   p er f o r m an ce   th an   o p tio n   A  ac r o s s   all  s co r es,  in clu d i n g   tr u e  p o s itiv e,   f alse  n eg ativ e ,   tr u e  n e g ativ e,   an d   f alse  p o s itiv e.   T h er ef o r e,   it   clea r ly   d em o n s tr ates  th at  o p tio n   B   b r i n g s   m o r e  ac cu r ac y   in   d is tin g u is h in g   b etwe en   tu b er c u lo s is   an d   n o r m al  s am p les.  Sp ec if ically ,   th e  av er ag e  s co r e  o f   tr u e  p o s itiv e  r ate  in cr ea s ed   s lig h tly   f r o m   4 4 . 1 %  to   4 4 . 4 %,  an d   th e   av e r ag e  s co r e   o f   f alse  n eg ativ e  r ate  d ec r ea s ed   f r o m   5 . 2 %  to   4 . 9 %.  T h ese  s co r es  in d icate   th at  th e  m o d els  in   o p tio n   B   wer e  b etter   at  d etec tin g   r ea l  tu b er cu lo s is   ca s e s .   On   th e  o th er   h an d ,   th e   av er a g e  s co r e   o f   f alse  p o s itiv e  r ate  d ec r ea s e d   f r o m   6 . 2 %  to   3 . 7 %,  wh ile  t h e  av er a g e  s co r e   o f   tr u e  n eg ativ e  r ate  in cr ea s ed   f r o m   4 4 . 4 %  to   4 6 . 9 %.  T h ese  s co r es  in d icate   th at  th e  m o d els  in   o p tio n   B   wer e   b etter   at  d is tin g u is h in g   b etw ee n   tu b er cu l o s is   an d   n o r m al  im ag es.  Alth o u g h   th e  im p r o v em en ts   ar e  s lig h t,  u s in g   o p tio n   B   is   g en er ally   p r ef er r ed .   T h is   is   b ec au s e  it  s h o ws  co m p r eh e n s iv e  im p r o v e m en t,  r ed u cin g   b o th   f alse a lar m s   an d   m is s ed   d etec tio n 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 .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 5 6 7 - 2 5 8 0   2574       Fig u r e  6 .   Av e r ag e  p e r f o r m an c e  m etr ics b etwe en   m o d els tr ai n ed   u s in g   o p tio n s   A  an d   B           Fig u r e  7 .   Av e r ag e  s co r es o f   tr u e  p o s itiv e,   f alse n eg ativ e ,   tr u e  n eg ativ e,   a n d   f alse p o s itiv e  b etwe en   m o d els  tr ain ed   u s in g   o p tio n s   A  an d   B       3 . 3 .     Ana ly s is   G ra d - CAM hea t m a ps   o f   t he  t ra ini ng   s t ra t e g y   us ing   o ptio n B   W e  co n s id er   th e  Gr ad - C AM   h ea tm ap s   o f   s o m e  co r r ec tly   r e co g n ized   ca s es  b y   d ee p   lea r n i n g   m o d els  tr ain ed   with   th e   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B   in   Fig u r e  8 .   I n   w h ich ,   th e   f ir s t  lin e  b elo n g s   t o   th e  E f f icien tNetB 0   m o d el,   th e  s ec o n d   lin e  b elo n g s   to   th e  Den s eNe t2 0 1   m o d el,   th e  th ir d   lin e  b elo n g s   to   th e  Den s eNe t1 2 1   m o d el,   an d   th e  f o u r th   lin e  is   th e  r esu l ts   o f   th e  Mo b ileNetV2   m o d el.   T h e  an aly s is   o f   th e  o b tain ed   Gr ad - C AM   s h o ws  th at  d ee p   lear n i n g   m o d els  d ia g n o s in g   th ese  co r r ec tly   r ec o g n ized   ca s es  o f ten   f o cu s   o n   t h e  lu n g   ar ea ,   th at  is ,   th e  an ato m ical  ar ea   d ir ec tly   r elate d   to   p u lm o n ar y   tu b er cu l o s is .   T h is   r ef lects  th at  th e  d ee p   lear n in g   m o d els  h av e  lear n ed   im a g e  f ea tu r es  t h at  ar e  r elate d   to   th e  s em an ti cs  o f   p u lm o n a r y   tu b e r cu lo s is .   T h is   co n tr ib u tes  to   s tr en g th en in g   th e  ex p lain ab ilit y   an d   clin ical  p lau s ib ilit y   o f   th e  m o d el  an d   s u p p o r tin g   ex p er t s   in   ev alu atin g   th e  m o d el  r esu lts .           Fig u r e  8 .   Gr a d - C AM   v is u aliza tio n   f r o m   m o d els tr ain ed   u s in g   o p tio n   B   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       Dia g n o s in g   tu b ercu lo s is   fr o m  X - r a y  ima g in g   b a s ed   o n   co n tr a s t limited   a d a p tive  …  ( N g u ye n   Tr o n g   V in h )   2575   3 . 4 .     Q ua ntit a t iv e  c o m pa riso n a m o ng   m o dels   Nex t,  we  wo u ld   s ee   th e  q u an titativ e  d iag n o s tic  p er f o r m a n ce   m etr ics.  All  s co r es we r e  as s es s ed   o n   th e  Pu lm o n ar y   ch est  X - r ay   ab n o r m alities   d ataset,   a  lab eled   t u b er cu lo s is   d ataset  b u ilt  b ased   o n   d ata  f r o m   th e   Sh en zh en   d ataset  an d   th e  M o n tg o m er y   d ataset.   T ab le  3   s h o ws  th e  av er ag e  p e r f o r m an ce   o f   th e  m o d els  in   th e  ex p er im en t,   with   th e   av er a g e   ac cu r ac y   s co r e,   th e   av er ag e   AUC  s co r e,   th e   av er a g e  F1 - s co r e,   th e   av er a g e   p r ec is io n   s co r e,   a n d   th e  a v er a g e  r ec all  s co r e.     T ab le  3   s h o ws  th at  E f f icien t NetB0   h as  th e  b est  o v er all  p e r f o r m a n ce .   E f f icien tNetB 0   r ea ch es  s o m e  h ig h est  s co r es.  T h e   av er a g e  ac cu r ac y   r ea ch es  0 . 9 1 3 5 8 0   with   0 . 9 0 1 2 3 5   in   th e  ca s e  with o u t  C L AHE - b ased   co n tr ast  p r e p r o ce s s in g   a n d   0 . 9 2 5 9 2 6   in   th e  ca s e  with   C L AHE - b ased   co n tr ast  p r e p r o ce s s in g ,   s o   u s in g   C L AHE   o u tp er f o r m s   0 . 0 2 4 6 9 1 .   T h e  a v er ag e  F1 - s co r e  r ea ch es  0 . 9 1 3 4 1 5   with   0 . 9   i n   th e  ca s e  with o u t   C L AHE - b ased   co n tr ast  p r ep r o ce s s in g   an d   0 . 9 2 6 8 2 9   in   th e   ca s e  with   C L AHE - b ased   co n tr ast  p r ep r o ce s s in g ,   s o   u s in g   C L AHE   o u tp er f o r m s   0 . 0 2 6 8 2 9 .   T h e  a v er ag e   r ec all  r ea ch es  0 . 9 2 5   with   0 . 9   i n   th e   ca s e  with o u t   C L AHE - b ased   co n tr ast  p r ep r o ce s s in g   an d   0 . 9 5   in   th e  ca s e  with   C L AHE - b ased   co n tr as t  p r ep r o ce s s in g ,   s o   u s in g   C L AHE   o u tp er f o r m s   0 . 0 5 .   T h ey   in d icate   a  h ig h er   ab i lity   to   co r r ec tly   d iag n o s e  tu b er cu lo s is   ca s es  th an   th e  o th er   ar ch itectu r es  in   th is   s tu d y .   Mo b ileNetV2   s tan d s   o u t  with   th e  h ig h est  av er ag e  AUC  o f   0 . 9 7 3 1 7 1   an d   th e  h ig h est  av e r ag e  p r ec is io n   o f   0 . 9 2 5 7 7 ,   in d icatin g   th at  t h is   m o d el  is   p ar ticu la r ly   s tr o n g   in   r ed u ci n g   f alse  p o s itiv es.  T h e  AUC  in cr ea s es  f r o m   0 . 9 6 4 0 2 4   to   0 . 9 8 2 3 1 7 ,   an d   t h e  p r ec is io n   in c r ea s es  f r o m   0 . 8 8 0 9 5 2   to   0 . 9 7 0 5 8 8   with   C L AHE - b ased   co n tr ast  p r e p r o ce s s in g .   Me an wh ile,   Den s eNe t2 0 1   h as  th e  l o west  p er f o r m a n ce   in   th is   s tu d y ,   in d icatin g   a   lo wer   class if icatio n   ab ilit y   th a n   th e  o t h er   m o d els,  an d   th is   m ay   b e   f r o m   th e   r estricte d   d ataset.   Ov er all,   E f f icien tNetB 0   is   th e  m o s t p r o m in en t m o d el  am o n g   o u r   ex p er i m en ts .         T ab le  3 .   T h e  av er a g e  p er f o r m an ce   o f   th e   m o d els   M o d e l   A c c u r a c y   AUC   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   Ef f i c i e n t N e t B 0   0 . 9 1 3 5 8   0 . 9 6 7 3 7 8   0 . 9 0 2 3 8 1   0 . 9 2 5   0 . 9 1 3 4 1 5   D e n seN e t 2 0 1   0 . 8 8 2 7 1 6   0 . 9 6 1 8 9   0 . 8 8 6 5 3 8   0 . 8 7 5   0 . 8 8 0 6 9 6   D e n seN e t 1 2 1   0 . 9 0 1 2 3 5   0 . 9 5 1 2 2   0 . 8 9 0 2 4 4   0 . 9 1 2 5   0 . 9 0 1 2 3 5   M o b i l e N e t V 2   0 . 9 0 1 2 3 5   0 . 9 7 3 1 7 1   0 . 9 2 5 7 7   0 . 8 7 5   0 . 8 9 7 1 6 5       E s s en tially ,   th e  m o d els  all   ac h iev ed   f air ly   g o o d   a v er ag e   s co r es.  I t  ca n   b e  p a r tly   e x p lain ed   b y   h o w  s p ec if ic  ar ch itectu r al  f ea tu r es   r elate   to   tu b er c u lo s is   im ag e  ch ar ac ter is tics .   E f f icien tNet,   with   its   co m p o u n d   s ca lin g   s tr ateg y ,   ca n   h elp   ex p l o it  s u b tle  f ea tu r es  s u c h   as  lesi o n   tex tu r e  in   th e  lu n g   r eg io n .   B esid es,  Den s eNe t   u tili ze s   f ea tu r e  r eu s e  m ec h an i s m s   th r o u g h   d e n s e  co n n ec ti o n s ,   wh ich   m ay   b e  g o o d   f o r   i d e n tify in g   t h e  lesi o n s '  ch ar ac ter is tics   an d   co n tr ast d is tr ib u tio n .   Alth o u g h   all  th e  test ed   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   m o d els  p er f o r m e d   well  in   d etec tin g   p u lm o n ar y   tu b er cu lo s is   o n   ch est  X - r ay   d ata,   E f f icien tNetB 0   o u tp e r f o r m e d   s o m e  o th er   m o d els   in   th e  r esear ch   ex p er im en ts .   T h is   d if f er en ce   ca n   b e  p ar tly   ex p lain ed   b y   th e  E f f icien tNet  ar ch itectu r e,   in   wh ich   th e   s im u ltan eo u s   b alan ce   b etwe e n   d ep t h ,   wid th ,   an d   r eso lu tio n   h elp s   th e   m o d el   lear n   b etter .   On   th e  o t h er   h an d ,   d ee p er   m o d els  s u c h   as  Den s e Net2 0 1   m a y   n o t b e  o p tim al  b e ca u s e  o f   th e  lar g e  n u m b er   o f   p ar am eter s ,   an d   h e r e  th e  test   d ataset   is   n o t  lar g e  in   s ize.   I n   ad d itio n ,   th e  d ata s et  u s ed   was   g en er ated   f r o m   two   d ata  s o u r ce s ,   Mo n tg o m er y   C o u n ty   a n d   S h en zh en   Ho s p ital.  I n   th eo r y ,   th is   also   m ak es  d ata   p r e p r o ce s s in g   u s ef u l  in   im p r o v in g   th e  d if f er e n t im ag e  q u ality   b etwe en   th e   d atasets .   W e  tak e  a  clo s er   l o o k   at  th e   E f f icien tNetB 0   m o d el  with   th e  tr ain in g   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B   as   s h o wn   in   Fig u r e  9 ,   with   th e  co n f u s io n   m atr i x   o n   th e  lef t  s id e  ( Fig u r e  9 ( a) )   an d   th e  R OC   cu r v e  o n   th e  r ig h t   s id e  ( Fig u r e  9 ( b ) ) .   T h e  c o n f u s io n   m atr ix   p o in ts   o u t  th e   d et ailed   v alu es  with   th e  tr u e   p o s itiv e  o f   3 8 ,   th e  tr u e  n eg ativ es  o f   3 7 ,   th e  f alse  p o s itiv es  o f   4 ,   an d   th e   f alse  n e g ativ es  o f   2 .   Fro m   th er e,   m a n y   m etr ics  s u ch   as  ac cu r ac y ,   F1 - s co r e,   p r ec is io n ,   an d   r ec all  ca n   b e  ca lcu lated .   B asical ly ,   th e  m o d el  g iv es  h ig h   an d   b alan ce d   p er f o r m an ce .   O n   th e  o n e  h an d ,   th e  o v er all  class if icatio n   ac c u r ac y   is   q u ite  g o o d   with   a  v al u e  o f   0 . 9 2 5 9 2 6 .   On   th e  o th er   h an d ,   th e  F1 - s co r e  o f   0 . 9 2 6 8 2 9   s h o ws  th e  b alan ce   in   th e  d iag n o s tic  ab ilit y   o f   th e  m o d el.   Mo r e   s p ec if ically ,   th e  r ec all  s co r e  o f   0 . 9 5   s h o ws a  lo w  r ate  o f   m is s in g   ca s es th at  ar e  ac tu ally   tu b e r cu lo s is ,   wh ile  th e   p r ec is io n   s co r e  o f   0 . 9 0 4 7 6 2   s h o ws th e  ac cu r ac y   i n   th e  r a n g e  o f   ca s es c lass if ied   as tu b er cu lo s is .     Fro m   th e  R OC   cu r v e  o n   th e   r ig h t  s id e  s h o wn   in   Fig u r e   9 ,   it  is   s ee n   th at  th e  m o d el  ac h iev ed   0 . 9 7 0 7 3 2   AUC  s co r e.   T h is   m ea n s   th e  m o d el   ac h iev e d   a   g o o d   a b ilit y   to   d is cr im in ate   b et wee n   ch est  X - r ay s   with   an d   with o u t  tu b e r cu lo s is .   T h e  h ig h   R OC   cu r v e,   alo n g   with   th e  AUC  v alu e  q u ite  clo s e  to   1 ,   s h o ws  a  g o o d   p er f o r m a n ce   o v er   th e   en tire   r an g e  o f   class if icatio n   th r esh o ld s .   T h is   ca n   b e   b e n ef icial  wh en ,   i n     r ea l - wo r ld   ap p licatio n s ,   it m ay   b e  n ec ess ar y   to   ad ju s t th e  th r esh o ld s .   Fro m   th e  ev alu atio n s   in   th e  s co p e  o f   th is   s tu d y ,   th e  E f f icien tNetB 0   m o d el  with   th e  tr ain in g   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B   is   a  g o o d   ch o ice  in   f u r th e r   r esear c h   o r   en ter in g   th e  im p lem en tatio n   o f   p r ac tical  m ed ical  ap p licatio n 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 .   3 ,   J u n e  2 0 2 6 :   2 5 6 7 - 2 5 8 0   2576     ( a)       ( b )     Fig u r e  9 .   E f f icien tNetB 0   m o d el  with   th e  tr ain in g   s tr ateg y   u s in g   o p tio n   B   f o r   ( a)   co n f u s io n   m atr ix   an d     ( b )   r ec eiv e r   o p er atin g   c h ar ac te r is tic  ( R O C )   cu r v e        T h is   r esu lt  is   s im ilar   to   an o th er   s tu d y   t h at  also   u s ed   C L AHE   f o r   p r ep r o ce s s in g   [ 2 9 ] .   T h e  au th o r s   u s ed   E f f icien tNetV2   to   d etec t p u lm o n a r y   tu b er cu l o s is   in   a  s im u lated   em er g en cy   d ep a r tm e n t  en v ir o n m en t   an d   ac h iev ed   an   AUC  o f   0 . 8 7 8 .   W h en   ass es s ed   o n   ex ter n al  d a ta,   th e  s y s tem   m ain tain ed   s tab le  p er f o r m an ce   with   AUC  o f   0 . 8 3 8   o n   th e  Mo n t g o m er y   s et  an d   0 . 8 0 6   o n   th e  Sh en zh en   s et.   C o m p ar e d   t o   o u r   s tu d y ,   b o th   d em o n s tr ate  th e   p o ten tial  o f   ap p ly in g   im ag e   p r e p r o ce s s in g   to   th e   p e r f o r m an ce   o f   d ee p   lear n in g   m o d els  in   p u lm o n a r y   tu b er cu lo s is   d etec t io n ,   an d   h er e  it is   C L AHE - b ased   p r ep r o ce s s in g .   B esid es  th ese  r e s u lts ,   we  al s o   au g m en t  with   ad d itio n al   r elev an t  r ec en t  s tu d ies  th a t  r ep o r ted   im p r o v em e n ts   with   C L AHE .   B esid es  th ese  r esu lts ,   we  also   au g m en t  with   ad d itio n al  r ele v an t  r ec en t  s tu d ies  th at  r ep o r ted   im p r o v em en ts   w ith   C L AHE .   I n   s tu d y   [ 2 8 ] ,   th e   au th o r s   p r esen te d   th eir   wo r k   o n   ey e  d etec tio n   in   th er m al  im ag es th at  u s ed   C L A HE   to   im p r o v e  p er f o r m a n ce .   Acc o r d in g   to   th e  p a p er ,   wh en   ex p er im en tin g   with   m o d els,  th e  a u th o r s   r ea c h ed   a n   av er a g e  o f   p r ec is io n   as  0 . 9 9 0 2 5 0   in   th e   ca s e  o f   r aw  th er m al  im ag es  o f   h u m an   f ac es.  B esid es,  th e  au th o r s   r e ac h ed   an   av er a g e  o f   p r ec is io n   as  0 . 9 9 8 0 0 0   i n   th e   ca s e  o f   C L AHE - en h an ce d   th er m al  im ag es.  T h er ef o r e,   ap p ly in g   im ag e  en h an ce m en t  wi th   C L AHE   im p r o v ed   th e  av er ag e  p r ec is io n   s co r e  o f   th e   m o d els  b y   0 . 0 0 7 7 5 0 .   I n   s tu d y   [ 3 0 ] ,   th e  a u th o r s   ap p lie d   im ag e   q u ality   en h an ce m e n t w ith   C L AHE   to   th e   p r o b lem   o f   b r ea s t c an ce r   d iag n o s is   f r o m   m am m o g r am   im ag es.  T h e  au th o r s   u s ed   th e  m o d e l b ased   o n   VGG - 1 6   an d   ex p er im en ted   o n   a  to tal  o f   1 , 4 5 9   m am m o g r am s .   W h e n   test in g   in   th e   ca s e  o f   r aw  im ag es  with   ar tef ac t   r em o v al,   th e  a u th o r s   ac h iev e d   8 8 . 4 5 %  o f   th e  test   ac cu r ac y   an d   8 8 . 6 2 %  o f   t h e  F1 - s co r e.   W h en   ap p ly in g   C L AHE   o n ce ,   th e  au th o r s   ac h iev ed   9 4 . 6 3 %  o f   th e  test   ac cu r ac y   an d   9 4 . 7 4 %  o f   th e  F 1 - s co r e,   an d   wh en   ap p ly in g   C L AHE   twice,   th e   au th o r s   ac h iev ed   9 5 . 2 1 %  o f   th e  test   ac cu r ac y   an d   9 3 . 2 8 %  o f   th e   F1 - s co r e.   T h er ef o r e,   ap p ly in g   im a g e  en h an ce m en t  with   C L AHE   im p r o v ed   t h e  test   ac cu r ac y   b y   a  m ax im u m   o f   6 . 7 6 %   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.