I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 26 ,   p p .   2410 ~ 2 4 2 2   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 3 . p p 2 4 1 0 - 2 4 2 2           2410     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Ens uring  ef fect iv e ce rv ica l cance r  disea ses  diag no sis  sy stem  using   ensem ble  m a chine learning  m o del       O luwa t o bi Ak inl a de 1 ,   J a f a r   Abdo lla hi 2 ,   M is a n P a ul E t ch ie 3 ,  Su nd a y   Adeo la   Aj a g be 4 , 5 ,  O luwa s ey i  O m o t a y o   Ala bi 6 ,   B a m bo   Ay o   Adey a nju 7   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 ,   B i r mi n g h a m  C i t y   U n i v e r si t y ,   B i r mi n g h a m ,  U n i t e d   K i n g d o m   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,  F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   C e n t r a l   Te h r a n   B r a n c h ,   I sl a mi c   A z a d   U n i v e r si t y ,   Te h r a n ,   I r a n   3 S c h o o l   o f   I n f o r ma t i c s,  C o mp u t i n g   a n d   C y b e r   S y s t e ms,   N o r t h e r n   A r i z o n a   U n i v e r s i t y ,   F l a g st a f f ,   U n i t e d   S t a t e s   4 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 ,   U n i v e r s i t y   o f   Z u l u l a n d ,   R i c h a r d s  B a y ,   S o u t h   A f r i c a   5 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   A b i o l a   A j i m o b i   Te c h n i c a l   U n i v e r si t y ,   I b a d a n ,   N i g e r i a   6 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   L e a d   C i t y   U n i v e r si t y ,   I b a d a n ,   N i g e r i a   7 I n t e r n a t i o n a l   B u s i n e ss Sc h o o l ,   U n i v e r si t y   o f   Li n c o l n ,   L i n c o l n ,   U n i t e d   K i n g d o m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   22 ,  2 0 2 4   R ev is ed   Mar   3 ,  2 0 2 6   Acc ep ted   Ap r   22 ,  2 0 2 6       Wo rld wi d e ,   c e rv ica l   c a n c e r  is  a   m a jo r  p u b li c   h e a lt h   c o n c e rn ,   a n d   e a rly   d e tec ti o n   is  e ss e n ti a l  fo r  su c c e ss fu l  m a n a g e m e n t  a n d   trea tme n t.   En se m b le  m a c h in e   lea rn in g   (M L)  h a s  e m e r g e d   a s  a   p ro m isin g   a p p ro a c h   f o r  imp ro v i n g   th e   a c c u ra c y   a n d   re li a b il it y   o f   c e rv ica l  c a n c e r  d iag n o sis  sy ste m s.  T h is  stu d y   e v a lu a ted   t h e   p e rf o rm a n c e   o f  v a rio u s  e n se m b le  M L  m o d e ls  fo r  c e rv ica l  c a n c e r  d iag n o sis  u sin g   a   larg e   d a tas e t  o f  c e rv ica l  c e ll   ima g e s.  T h e   p e rfo rm a n c e   o f  d iffere n t  e n se m b l e   m o d e ls   wa s  c o m p a re d ,   i n c lu d in g   ra n d o m   fo re st   (R F) ,   g ra d ie n t  b o o sti n g   ( G B) ,   a n d   sta c k in g ,   with   c o n v e n ti o n a l  M L  m o d e ls,  su c h   a s  lo g isti c   re g re ss io n   a n d   s u p p o rt  v e c to r  m a c h in e   (S VM).   Th e   b a g g i n g   e n se m b le m o d e l  d e v e lo p e d   re p o rte d   train i n g   o f  0 . 9 9 1 6 6 7 ,   0 . 8 2 7 5 8 6 ,   1 . 0 ,   a n d   0 . 9 0 5 6 6   fo r  a c c u ra c y ,   p re c isio n ,   re c a ll ,   a n d   F - m e a su re   (F 1 - sc o re ) ,   re sp e c ti v e ly .   F u rt h e rm o re ,   t h e   in terp re tab il it y   o f   e n se m b le  m o d e ls  wa s  in v e stig a te d   u si n g   fe a tu re   imp o rtan c e   a n d   p a rti a l  d e p e n d e n c e   p lo ts.  Th e   in terp re tab il it y   a n a ly sis  re v e a led   th a t  e n se m b le  m o d e ls  c a n   p r o v i d e   v a lu a b le  in sig h ts  in t o   th e   k e y   fe a tu re s  a n d   fa c to rs  th a t  c o n t rib u te  to   c e rv i c a l  c a n c e r   d iag n o sis.  I n   c o n c l u sio n ,   th e   f in d i n g s   su g g e st  t h a t  e n se m b le   M L  is   a   p ro m isin g   a p p ro a c h   fo r   d e v e l o p in g   a c c u ra te  a n d   re li a b le  c e rv ica l  c a n c e r  d iag n o sis sy ste m s a n d   imp ro v i n g   th e   in ter p re tab il it y   o f  t h e se   m o d e l s.   K ey w o r d s :   C er v ical  ca n ce r   Dee p   lear n in g   Diag n o s is   E n s em b le  m o d els   Ma ch in e  lear n in g   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 :   Olu wasey i  Om o tay o   Alab i   Dep ar tm en t o f   Me ch an ical  E n g in ee r in g ,   L ea d   C ity   Un iv er s it y   T o ll - Gate   Ar ea ,   Of f   Ob a  Otu d ek o   Av en u e,   I b ad an ,   Nig er ia   E m ail: a lab i.o lu wasey i@ lcu . ed u . n g         1.   I NT RO D UCT I O N    Ma n y   s tu d ies  h av e   em p lo y ed   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   te ch n iq u es  as   to o ls   to   s o lv e  h ea lth ca r e - r elate d   is s u es,  p ar ticu lar ly ,   a n d   th e   p er f o r m an c e  h as  b ee n   s o   en co u r ag in g .   Am o n g   th ese  s tu d ies  was  h ea r t   d is ea s e  p r ed ictio n   u s in g   in ter n et  o f   th in g s   ( I o T ) - en a b led   m ac h in e  lear n in g   ( ML )   [ 1 ] .  T h e   a u t o m a t e d   d i a g n o s is   o f   i n f e c t i o u s   d i s ea s es   u s i n g   t h e   I o T - e n a b l e d   A I   m o d e l  h a s   o f f e r e d   s u s t a i n a b l e  p r o g n o s i s   a n d   r e d u c e d   d i a g n o s is   e r r o r s   s i g n i f i c a n t l y   w i t h   i m p r o v e d   a c c u r a c y   [ 2 ] .  T h e  in teg r atio n   o f   I o T - e n ab led   AI   ap p licatio n s   im p r o v es   h ea lth ca r e  d eliv er y   in   v ar i o u s   way s .   Alth o u g h   th e  class ical  d ee p   lear n in g   ( DL )   tech n iq u e s   o f   AI   in   ex is ten ce   f o cu s   o n   a u to m atic  d is ea s e  d iag n o s is   s y s tem s   wh er e  p ar am eter   s ettin g ,   s u ch   as  lear n in g   r ate  s elec tio n   an d   weig h t  m an ag em e n t ,   ar e  m aj o r   co n ce r n s   [ 3 ] – [ 5 ] .   Me an w h ile,   lim ited   atten tio n   is   p aid   to   th e  asp ec t  o f   m an ag em en t  u s in g   au t o m ate d   d ev ices  th at  in teg r ated   en s em b led   DL - b ased   s y s tem s   an d   I o T   co m p u tin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n s u r in g   effec tive  ce r vica l c a n ce r   d is ea s es d ia g n o s is   s yste m  u s in g   …  ( Olu w a to b i A kin l a d e )   2411   m o d els  f o r   r ea l - tim e  d is ea s e  d iag n o s is .   T h e  tech n o lo g ies ’   in h er en t  ad v a n tag es  in   th e  in teg r atio n   o f   an   en s em b led   DL - b ased   s y s tem   an d   I o T   co m p u tin g   h av e  m u c h   p o wer   t o   d iag n o s e  m an y   d is ea s es  at  a  tim e  an d   aid   in   th e  m a n ag em en t  o f   d is ea s e   d iag n o s is   o f   d is ea s es.  T h er ef o r e ,   th is   r esear ch   aim s   t o   ev alu ate   en s em b le   ML - b ased   s y s tem s   f o r   ce r v ica l c an ce r   d is ea s e  d iag n o s is .   Sp ec if ic  o b jectiv es a r e  to :   −   T o   s im u late  th e  r is k   f ac to r s   o f   ce r v ical  ca n ce r   d is ea s es u s in g   en s em b le  ML - b ased   m o d els.   −   T o   ev alu ate  th e  en s em b le  ML - b ased   m o d els  u s in g   v a r io u s   s tate - of - th e - ar t  m etr ics  lik e  ac cu r ac y ,   tr ain in g   tim e,   s en s itiv ity ,   s p ec if icity ,   r ec all,   F - m ea s u r e  ( F1 - s co r e ) ,   a n d   p r ec is io n .   T h is   p ap er   is   s tr u ctu r ed   as  f o llo ws.  Sectio n   2   d elin ea tes  th e   liter atu r e  r ev iew  p er tin en t  to   th is   s tu d y .   Sectio n   3   d elin ea tes  th e  m eth o d o lo g y ,   s ch em atic  f r am ew o r k ,   an d   d ata  p r ep ar atio n   o f   th e  s am p le  d ataset,   an d   elu cid ates  th e  d iag n o s is   m o d el,   p ar am eter s ,   a n d   m etr ics .   S ec tio n   4  p r esen ted   an d   a n aly ze d   th e  r esu lt  ex p er im en tatio n .   Sectio n   5   d e lin ea tes  th e  co n clu s io n   an d   p r o s p ec tiv e  en d ea v o r s   in   co m b a tin g   ce r v ical  ca n ce r   b y   en s em b le  ML   m eth o d o lo g i es.       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   T h e  f o u r th   m o s t  p r ev ale n t  d is ea s e  am o n g   wo m e n   wo r ld wid e,   ce r v ical   ca n ce r   is   a   s ig n if ic an t  ca u s e  o f   illn ess   an d   m o r tality .   Sy s t em s   f o r   d iag n o s in g   ce r v ical  ca n ce r   h a v e  b ee n   d e v elo p e d   u s in g   a  lo t   o f   ML   ap p r o ac h es.  T h e  ac cu r ac y   o f   c er v ical  ca n ce r   d iag n o s is   h as im p r o v e d   b ec a u s e  o f   th e  u s e  o f   en s em b le  ML .   R ec en t  s tu d ies  o n   en s em b le  ML   f o r   ce r v ical  ca n ce r   d i ag n o s is   s y s tem s   wer e  r ev iewe d   in   th e  liter atu r e.   Nu m er o u s   s tu d ies  h av e  d em o n s tr ated   th at  ML   ca n   in cr ea s e  th e  p r ec is io n   o f   s y s tem s   u s ed   to   d iag n o s e  ce r v ical  ca n ce r .   Fo r   in s tan ce ,  Ad e k u n le   et  a l.   [ 6 ]   cr ea ted   an   en s em b le  m o d el   b ased   o n   r an d o m   f o r est   ( R F)   an d   g r a d ien t  b o o s tin g   ( GB )   tech n iq u es,  wh ic h   h ad   a  9 4 . 6 %  ac cu r ac y   r ate.   T h e  ac cu r ac y   o f   a n   en s em b le  m o d el  s tu d ied ,   wh ich   co m b in ed   d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,  RF ,   an d   s u p p o r t  v ec t o r   m ac h in e  ( SVM)   tech n iq u es,  was  9 5 . 5 %.  An   e n s em b le  m o d el  b ased   o n   th e  ad ap tiv e  b o o s tin g   ( Ad aBo o s t ) ,  DT ,   an d   K - n ea r est  n eig h b o r s ’   alg o r ith m s   was  cr e ated   [ 7 ]   an d   ac h iev ed   a  9 2 . 1 %  ac cu r ac y   r ate.   Ad d itio n ally ,   s o m e  s tu d ies  h av e  lo o k ed   in to   th e   ap p licatio n   o f   en s em b le   m o d els  b ased   o n   DL   f o r   ce r v ical   ca n ce r   d iag n o s is   s y s tem s .   Fo r   in s tan ce ,   B ah ath iq   et  a l.   [ 8 ]   cr ea ted   an   en s em b le  m o d el  b as ed   o n   a  co m b in atio n   o f   r ec u r r en t  n eu r al  n etwo r k   ( R NN)   an d   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( C NN)   alg o r ith m s ,   an d   it  ac h iev ed   a  9 8 . 4 %  ac cu r ac y   r ate.   T h e   au th o r   also   e x p lo r e  r ec en t d e v elo p m en ts   in   ML - b ased   ce r v ic al  ca n ce r   d iag n o s is   s y s tem s   in   a  r ev iew  s tu d y .     T h e  r ev iew   em p h asizes  en s em b le  ML ' s   p o ten tial  to   in c r ea s e  th e  p r ec is io n   o f   ce r v i ca l  ca n ce r   d iag n o s is .   T h e  ar ticle  also   g i v es  an   o v er v iew  o f   th e  p er f o r m an ce   o f   s ev er al  en s em b le  m o d els  cr ea ted   f o r   ce r v ical  ca n ce r   d iag n o s is .   B a h ath iq   et  a l.   [ 8 ]   h a v e  also   wr itten   a  r ev iew  ar ticle  th at  f o cu s es  o n   th e  u s e  o f   en s em b le  ML   f o r   th e   class if icatio n   o f   ce r v ical  ca n ce r   ce ll s .   T h e  p ap er   o f f er s   a   th o r o u g h   e x am in atio n   o f   m u ltip le  en s em b le   m o d els  c r ea ted   f o r   th e   d etec tio n   o f   ce r v ical  ca n ce r ,   alo n g   with   p er f o r m an ce   in d icato r s .   T h e  p a p er   also   d is cu s s es  th e  d if f ic u lties   in   cr ea tin g   e n s em b le  m o d els  a n d   o f f er s   p o s s ib le  s o lu tio n s .     C asalla s   et  a l   [ 9 ]   c o n d u cted   a  th o r o u g h   s tu d y   a n d   m eta - a n aly s is   to   ass ess   th e  ef f ec tiv e n ess   o f   s ev er al   ML   m o d els,  in clu d in g   en s em b le  m o d els,  f o r   ce r v ical  ca n ce r   d iag n o s is .   T h e  a n al y s is ,   w h i ch   lo o k e d   a t  2 6   p ap e r s   on   en s em b l e  m o d els  p er f o r m e d   b ette r   i n   t er m s   o f   ac cu r ac y   an d   s en s i ti v it y   th a n   o t h e r   ML   m o d els.   T h e   w o r k   a ls o   h i g h li g h ts   th e   n ee d   f o r   a d d iti o n al   s t u d y   to   c r ea t e  tr u s tw o r t h y   e n s e m b le   m o d e ls   f o r   t h er ap e u tic   u s a g e .   T h e   s ta te  o f   M L - b ase d   ce r v ic al   c an ce r   d iag n o s is   s y s te m s   is   co v er ed   i n   a   r ev iew ,   wit h   a n   e m p h as is   o n   th e  a p p lic ati o n   o f   en s em b l e   m o d els .   T h e   s t u d y   r e p o r te d   v a r i o u s   en s em b l e   m o d els   cr ea t e d   f o r   d ia g n o s i n g   ce r v ica l   ca n ce r   a n d   th e ir   e f f e cti v e n ess   m ea s u r es .   T h e   r e v ie w  als o   h i g h li g h ts   th e   p o te n ti al   o f   DL - b as ed   e n s em b le   m o d els  f o r   im p r o v i n g   t h e   ac c u r ac y   o f   c er v ic al  ca n c e r   d ia g n o s is .   T h e   u s e  o f   e n s e m b le  ML   f o r   t h e   d ete cti o n   a n d   d ia g n o s i s   o f   c e r v ica l  ca n c er   i n   l o w - r eso u r c e  s etti n g s   is   t h e  s u b je ct   o f   a n o t h e r   r ev iew   s t u d y   [ 1 0 ] .   T h e  ar ticle  g av e  a n   in v esti g a tiv e  r ep o r t  o f   s ev er al  en s em b le  m o d els  cr ea ted   f o r   ce r v ical  ca n ce r   d iag n o s is   an d   h o w  well  th ey   wo r k   in   lo w - r eso u r ce   en v ir o n m en ts .   T h e  p ap er   also   co v e r s   th e  d if f icu lties   o f   d ev elo p in g   an d   im p lem en tin g   en s em b le  m o d els  in   lo w - r eso u r ce   e n v ir o n m en ts .   S y s tem atic  r ev iew  an d     m eta - an aly s is   ass es s es  th e  ef f icac y   o f   s ev e r al  ML   m o d els,  in clu d in g   en s em b le  m o d els,  f o r   ce r v ical  ca n ce r   d etec tio n   [ 1 1 ] .   T h e  r esear c h ,   wh ich   in clu d ed   2 1   ex p e r im e n ts ,   co n clu d ed   th at  e n s em b le   m o d els  p er f o r m ed   b etter   in   ter m s   o f   ac cu r ac y   a n d   s en s itiv ity   th an   o th e r   ML   m o d els.  T h e  ar ticle  also   i d e n tifie s   th e  n ee d   f o r   f u r th er   r esear ch   to   d ev elo p   r o b u s t  an d   r eliab le  en s em b le  m o d els  f o r   clin ical  u s e.   T h e   a p p li ca ti o n   o f   e n s e m b le   ML   f o r   t h e  ea r l y   d e te cti o n   o f   ce r v i ca l   c an ce r   is   th e  s u b j ec t   o f   a   r ev iew   p a p e r   [ 1 2 ] .   T h e  p ap er   r e p o r ted   th e   n u m er o u s   en s em b le  m o d els  th at  h av e  b ee n   cr ea ted   f o r   d iag n o s in g   ce r v ical  ca n ce r   as  well   as  th eir   p er f o r m an ce   m ea s u r es.  T h e  p o s s ib ilit y   o f   en s em b le   m o d els f o r   i d en tify in g   p r ec an ce r o u s   l esio n s   an d   l o wer in g   ce r v ical  ca n ce r   in cid en ce   is   a ls o   co v er ed   in   t h e  ar ticle.   T h e  im p o r ta n ce   o f   en s em b le   ML   in   en h an cin g   th e   in ter p r etab ilit y   a n d   e x p lain ab i lity   o f   ce r v ical  ca n ce r   d iag n o s is   s y s tem s   wa s   co v er ed   b y   Kau s h ik   et  a l.   [ 1 3 ] .  T h e  ar ticle  g av e  a   g e n er al  o v er v iew  o f   th e   in ter p r etab ilit y   o f   s ev er al  e n s em b le  m o d e ls   cr ea ted   f o r   th e   d etec tio n   o f   ce r v ical  ca n ce r .   T h e  r e v iew  also   an al y ze s   th e  d if f icu lties   with   en s em b le   m o d els'   in ter p r etab ilit y   an d   o f f er s   alter n ativ e  r e m ed ie 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.  15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 26 :   2 4 1 0 - 2 4 2 2   2412   T h e  VGG1 9   ( tr an s f er   lear n in g   o r   T L )   m o d el   an d   co lp o s co p y   en s em b le  n etwo r k   ( C YE NE T )   wer e   th e  two   DL   C NN  ar ch itectu r es  s u g g ested   in   th e  r esear ch   to   u s e  co lp o s co p y   p ictu r es  to   d iag n o s e  ce r v ical   ca n ce r   [ 1 4 ] .   VGG1 9   was  u s ed   as  a  TL   f o r   th e  s tu d ies  in   th e  C NN  ar ch itectu r e.   A  u n iq u e  m o d el  ca lled   C YE NE T   was  d ev elo p ed   to   a u to m atica lly   id en tif y   ce r v ical  ca n ce r s   u s in g   co lp o s co p y   im a g es.  T h e  ac c u r ac y ,   s p ec if icity ,   an d   s en s itiv ity   o f   th e  d ev elo p ed   m o d el  wer e  a s s es s ed .   T h e  class if icatio n   ac cu r ac y   f o r   VGG1 9   was  7 3 . 3 %.  T h e  o u tco m es  f o r   VGG1 9   ( T L )   wer e  p r e d o m in an tly   f av o r a b le.   T h e  k a p p a  s c o r e  o f   th e  VGG1 9   m o d el  in d icate s   th at  it   is   class if ied   with in   th e   m o d er ate  r a n g e.   T h e   ex p er im e n tal  r esu lts   in d icate d   th at  t h e  p r o p o s ed   C YE NE T   h ad   h i g h   s en s itiv ity ,   s p ec if icity ,   an d   k ap p a  v alu es  o f   9 2 . 4 %,  9 6 . 2 %,  an d   8 8 %,  r esp ec tiv ely .   T h e  class if icatio n   ac c u r ac y   o f   C YE NE T   m o d el  h as  r is en   to   9 2 . 3 %,  r ep r esen tin g   a  1 9 %  im p r o v em e n t o v e r   VGG1 9   ( T L )   m o d el.   T h e  s tu d y   p r esen ted   a n   in g e n io u s   ap p r o ac h   f o r   em p lo y in g   ML   alg o r ith m s   to   f o r ec ast   ce r v ical  ca n ce r .   T h e  p r o p o s ed   r esear ch   m eth o d o l o g y   co m p r is es  f o u r   s tag es:  d ataset  ex am in atio n ,   d ata  p r e - p r o ce s s in g ,   p r ed ictiv e  m o d el  s elec tio n   ( PMS) ,   an d   p s eu d o - c o d e  d ev el o p m en t.  T h e  PMS sectio n   r ec o r d s   ex p er im en ts   with   v ar io u s   estab lis h ed   ML   ap p r o ac h es,  in clu d in g   DT s ,   lo g is tic  r eg r ess io n ,   SVM s ,   K - n ea r est  n eig h b o r s   alg o r ith m s ,   RF ,   an d   XGBo o s t .   I n   th e  co n te x t  o f   ce r v ical  ca n ce r   p r ed ictio n ,   th e  R F,  DT ,   Ad aBo o s t ,   an d   GB   alg o r ith m s   g et  th e  h i g h est  class if icatio n   s co r e  o f   1 0 0 %.  T h e  SVM  h as  b ee n   f o u n d   to   ac h iev e  9 9 %  ac cu r ac y .   T h e  co m p u tatio n al  co m p lex ity   o f   co n v en tio n al  ML   m eth o d s   is   ass e s s ed   to   m ea s u r e  th e  m o d els'   ef f icac y   [ 1 5 ] .       3.   M E T H O D   T h is   s tu d y   u s ed   a  f r am ewo r k   p r esen ted   in   Fig u r e  1 .   T h e  f r am ewo r k   d escr ib es  th e  c a n c er   d ataset   co llectio n   an d   s o u r ce ,   th e   d ata  p r ep r o ce s s in g ,   th e   en s em b le  ML   m o d els  b u ild in g ,   an d   th e   p er f o r m an c e   ev alu atio n   f o r   th e  d e v elo p e d   m o d el .   T h is   s tu d y   estab lis h es  an   ev o lu tio n ar y   e n s em b le  lear n in g   s y s tem   u tili zin g   s tack in g   to   p r ed ict  v ar io u s   ty p es  o f   illn ess es.  B ef o r e  an aly s is ,   th e  d ata  wer e   s an itized ,   an d   m is s in g   v alu es a n d   o u tlier s   wer e  id en ti f ied   an d   r ep lace d   with   m ed ian   v alu es.             Fig u r e.   1 .   Sch e m atic  o f   th e   m o d el   p r o p o s ed   f r am ewo r k       3 . 1 .    Da t a s et   3 . 1 . 1 .   Ris k   f a c t o rs c er v ica l c a ncer   da t a   s et   info r m a t io n   T h e  d ataset  o f   ty p e  2   ce r v ic al  ca n ce r   with   7 6 8   r ec o r d s   a n d   n in e   u s ef u l  f ac to r s   was  u s ed   in   th is   in v esti g atio n   f r o m   h ttp s ://ar ch iv e. ics.u ci. ed u /m l/d atasets /C er v ical+ ca n ce r +%2 8 R is k +F ac to r s %2 9 .   T ab le   1   co m p r is es  o f   th e  d escr ip tio n   o f   th e  r is k   f ac to r s   o f   ce r v ical  c an ce r   d ataset  in f o r m atio n   an d   T ab le  2   in clu d es  a  lis t  o f   th ese  f ea tu r es  an d   th e   a ttrib u tes  o f   th e  d ataset.   2 0 %  o f   th e  d ata  is   u s ed   f o r   test in g ,   wh ile  8 0 %  is   u s ed   f o r   tr ain in g .   T h e  d ata  was  g ath er ed   in   C ar ac as,  Ven ez u ela  at  th e  Ho s p ital  Un iv er s itar io   d e  C ar ac as .   T h e   co llectio n   co n tain s   d em o g r ap h ic  in f o r m atio n ,   r o u tin es,  an d   p r io r   m ed ical  r ec o r d s   f o r   8 5 8   p eo p le.   Sev e r al   p atien ts   d ec lin ed   to   r e p ly   to   s o m e  o f   th e  q u esti o n s   o u t  o f   r es p ec t f o r   t h eir   p r i v ac y   [ 1 6 ] .       T ab l e   1 .   Descr ip tio n   o f   th e   r is k   f ac to r s   ce r v ical  ca n ce r   d ataset  in f o r m atio n   R i s k   f a c t o r s c e r v i c a l   c a n c e r   d a t a   s e t   D a t a s e t   S a mp l e   s i z e   F e a t u r e   s i z e   i n c l u d i n g   c l a ss   l a b e l   C l a s ses   P r e sen c e   o f   a   mi ssi n g   a t t r i b u t e   P r e sen c e   o f   mi ssi n g   n o i sy   R i s k   f a c t o r   o f   c e r v i c a l   c a n c e r   d a t a set   8 5 8   36   2   Y e s   Y e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n s u r in g   effec tive  ce r vica l c a n ce r   d is ea s es d ia g n o s is   s yste m  u s in g   …  ( Olu w a to b i A kin l a d e )   2413   T ab le   2 .   T h e  attr ib u te  o f   th e  c er v ical  ca n ce r   d ataset   R o w   F e a t u r e   Ty p e   A t t r i b u t e   c h a r a c t e r i st i c s   1   A g e   i n t   a g e   2   N u mb e r   o f   se x u a l   p a r t n e r s   i n t     3   F i r st   s e x u a l   i n t e r c o u r se   i n t     4   N u m  o f   p r e g n a n c i e s   i n t     5   S mo k e s   b o o l     6   S mo k e s ( y e a r s)   b o o l   y e a r s   7   S mo k e s ( p a c k s / y e a r )   b o o l   p a c k s / y e a r   8   H o r mo n a l   co n t r a c e p t i v e s   b o o l     9   H o r mo n a l   c o n t r a c e p t i v e s ( y e a r s)   i n t   y e a r s   10   I U D   b o o l     11   I U D   ( y e a r s)   i n t   y e a r s   12   S TD s   b o o l     13   S TD s (n u mb e r )   i n t   n u m b e r   14   S TD s:   c o n d y l o m a t o si s   b o o l     15   S TD s:   c e r v i c a l   c o n d y l o ma t o s i s   b o o l     16   S TD s:   v a g i n a l   c o n d y l o m a t o si s   b o o l     17   S TD s:   v u l v o - p e r i n e a l   c o n d y l o ma t o s i s   b o o l     18   S TD s:   s y p h i l i s   b o o l     19   S TD s:   p e l v i c   i n f l a mm a t o r y   d i se a se   b o o l     20   S TD s:   g e n i t a l   h e r p e s   b o o l     21   S TD s:   m o l l u s c u m c o n t a g i o s u m   b o o l     22   S TD s:   A I D S   b o o l     23   S TD s:   H I V   b o o l     24   S TD s:   H e p a t i t i s   B   b o o l     25   S TD s:   H P V   b o o l     26   S TD s:   nu m b e r   o f   d i a g n o ses   i n t     27   S TD s:   ti me   si n c e   f i r s t   d i a g n o si s   i n t     28   S TD s:   t i me   si n c e   l a st   d i a g n o s i s   i n t     29   D x :   c a n c e r   b o o l     30   D x :   C I N   b o o l     31   D x :   H P V   b o o l     32   Dx   b o o l     33   H i n se l ma n n :   t a r g e t   v a r i a b l e   b o o l     34   S c h i l l e r :   t a r g e t   v a r i a b l e   b o o l     35   C y t o l o g y :   t a r g e t   v a r i a b l e   b o o l     36   B i o p s y :   t a r g e t   v a r i a b l e   b o o l         3 . 1 . 2 .   At t ribute   info rma t io n   T h e  ce r v ical  ca n ce r   d ataset  p r esen ts   a  s tr u ctu r ed   c o llectio n   o f   p atien t - le v el  clin ical,   b e h a v io r al,   an d   d iag n o s tic  attr ib u tes  d esig n ed   to   s u p p o r t  p r e d ictiv e  m o d elin g .   I t  in clu d es  a  m ix   o f   in teg er   an d   b o o lea n   v ar iab les  ca p tu r in g   d em o g r a p h ics  ( e. g . ,   ag e) ,   r e p r o d u cti v e  h is to r y   ( e. g . ,   p r eg n a n cies) ,   life s ty le  f ac to r s     ( e. g . ,   s m o k in g   h ab its ) ,   co n tr ac ep tiv e  u s e,   an d   d etailed   s ex u ally   tr an s m itted   d is ea s e  ( STD)   in d icato r s .   Ad d itio n ally ,   tem p o r al  f ea tu r es  s u ch   as  y ea r s   o f   ex p o s u r e  an d   tim e  s in ce   d iag n o s is   en r i ch   th e  d ataset.   T h e   o u tco m e  v a r iab les  ar e  r ep r esen ted   b y   f o u r   b in ar y   tar g ets — Hin s elm an n ,   Sch iller ,   C y to lo g y ,   an d   B io p s y — p r o v id i n g   m u ltip le  p er s p ec tiv e s   f o r   ce r v ical  ca n ce r   d etec tio n   an d   class if icatio n   task s .     3 . 2 .    Da t a   prepro ce s s ing   T h e  in v esti g atio n   o f   s u b s tan tial  h ea lth ca r e  d atab ases   m a y   b e  in ter esti n g   u s in g   th e   k n o wled g e   d is co v er y   i n   d ata b ase s   ( KDD)   ap p r o ac h .   B ec au s e  it  in f lu en c es  th e  q u ality   o f   t h e  o u tco m es   p r o d u ce d   b y   d ata   m in in g   tec h n iq u es,   d ata  p r e - p r o ce s s in g ,   wh ich   tak es  u p   ar o u n d   8 0 %   o f   t h e  to tal  p r o ject   tim e,   is   a  s ig n if ica n t  s tep   in   th e   KDD  p r o ce s s .   T o   p r ep ar e  t h e  d ata  f o r   an   ML   m o d el  to   ac ce p t,   d ata  p r ep r o ce s s in g   is   ess en tial.  I t   is   en s u r ed   th at  th e  m o d el  o n ly   l ea r n s   f r o m   tr ain in g   d ata  an d   th at  test in g   d ata  i s   u s ed   to   ev alu ate  th e  m o d el' s   p er f o r m an ce .   As  a  r esu lt,  tr ai n in g   an d   test   d ata  wer e  s ep ar ated   f r o m   th e  d ataset  th at  was  u s ed .   7 0 %  o f   th e  d ataset  is   m ad e  u p   o f   tr ain in g   d ata,   wh ile  th e  r em ain in g   3 0 %  is   s p lit   b etwe en   test   an d   v alid atio n   d ata.   T h e  d ata  was  in itially   f u lly   s cr am b led   [ 1 7 ] .   Pre p r o ce s s in g   th e  d ata  is   th e  in itial  s tag e  in   cr ea tin g   an   ML   m o d el.   R ea l - wo r ld   d ata  is   f r eq u en tly   in ex ac t  in   ter m s   o f   attr ib u te  v alu es  an d   tr en d s ,   in co m p lete ,   in co n s is ten t,  an d   in ac cu r ate  ( in clu d in g   er r o r s   o r   o u tlier s ) .   T h is   is   wh er e  d ata  p r ep ar atio n   co m es  in to   p lay :  it  o r g an izes,  clea n s ,   an d   f o r m ats  th e  r aw  d ata  s o   th at  ML   m o d els  ca n   u s e  it.  T h e  d ata  m u s t  b e  p r o p er l y   p r ep a r e d   to   g en er ate  b etter   r esu lts   f r o m   th e  m o d el  u s ed   i n   ML   ap p licatio n s .   So m e  ML   m o d els  n ee d   th e  d ata  in   a  ce r tain   f o r m at,   s o   n u ll   v alu es  f r o m   th e  in itial  r aw  d at a  s et  m u s t  b e  p r o ce s s ed   b ef o r e  th e  alg o r ith m   ca n   b e  ap p lied   [ 1 8 ] .   T h e  way   th e   d ata  s et  is   o r g an ized   s h o u ld   also   b e  tak en   in to   ac co u n t  in   o r d er   t o   r u n   v ar io u s   ML   a n d   DL   alg o r ith m s   s im u ltan eo u s ly   an d   s elec t th e  b est o f   th em .   T h e  p r ep r o ce s s in g   m eth o d s   u s ed   in   th is   ar ticle   ar e  as f o llo ws:   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.  15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 26 :   2 4 1 0 - 2 4 2 2   2414   −   Han d lin g   n u ll  v alu es:  th er e  ar e  a  f ew  n u ll  v alu es  in   e v er y   r e al - wo r ld   d ataset.   No   m o d el  ca n   m an ag e  n u ll   o r   n o t a   n u m b er   ( Na N)   v ar ia b les o n   its   o wn ,   wh eth er   th e  is s u e  is   o n e  o f   class if icatio n ,   r eg r ess io n ,   o r   an y   o th er   k in d ,   s o   we  m u s t in ter v e n e.   −   Stan d ar d izatio n :  in   th e   p r ep r o ce s s in g   p r o ce s s ,   th is   is   a  cr itical  s tep .   I n   ML ,   d ata  ar e  s t an d ar d ized   b y   ch an g in g   th em   s o   th at  t h e  m ea n   is   0   an d   t h e  s tan d ar d   d ev iati o n   is   1 .     3 . 3 .     B uil din g   a nd   t ra ini ng   t he  ens em b le  m a chine le a rni ng   m o del   T o   f o r ec ast  d if f er en t   ty p es  o f   s ick n ess ,   th is   r esear ch   d ev el o p s   an   ev o lu tio n a r y   en s em b le  lear n in g   s y s tem   b ased   o n   s tack in g .   Prio r   to   lear n in g ,   th e  d ata  was  clea n ed ,   an d   th e  m is s in g   v alu es   an d   o u tlier s   wer e  lo ca ted   an d   im p u ted   with   th e   m ed ian   v alu es.  I n   o r d e r   t o   m a x i m iz e  cl ass if ic ati o n   ac cu r ac y   wh ile   r e d u ci n g   en s em b l e  co m p le x i ty ,   b ase  le ar n e r   s el ec ti o n   em p l o y s   a  v ar i ety   o f   m ac h i n e - l ea r n i n g   o p ti m iz ati o n   t ec h n i q u es .   W h e n   it   co m es   to   m o d el   c o m b i n at io n ,   t h e   p r e m is e   lea r n e r s '   p r e d ic ti o n s   ar e   c o m b i n ed   u s i n g   a   m et a - class if ie r   k n o w n   as   b a g g in g ,   b o o s ti n g ,   a n d   A d aB o o s t .   T a b l e  3   p r es e n ts   t h e   h y p e r p a r a m et e r   t u n i n g   M L   al g o r it h m s   u s ed .       T ab le  3 .  Hy p er p ar a m eter   tu n i n g   ML   alg o r ith m s   Te c h n i q u e   H y p e r p a r a me t e r   B a g g i n g   p a r a m e t e r s =   { 'ma x _ sam p l e s ':   [ 0 . 7 ,   0 . 8 ,   0 . 9 ,   1 ] ,       'max _ f e a t u r e s':   [ 0 . 7 ,   0 . 8 ,   0 . 9 ,   1 ] ,     'n _ e st i ma t o r s' :   [ 1 0 ,   2 0 ,   3 0 ,   4 0 ,   5 0 ] ,       }   B o o st i n g   c r i t e r i o n = 'f r i e d ma n _ mse',   i n i t = N o n e ,   l e a r n i n g _ r a t e   = 0 . 1 ,   l o ss=' d e v i a n c e ',   m a x _ d e p t h   = 3 ,   max _ f e a t u r e s=N o n e ,   ma x _ l e a f _ n o d e s = N o n e ,   mi n _ i mp u r i t y _ s p l i t   = 1 e - 0 7 ,   mi n _ sam p l e s_ l e a f = 1 ,   mi n _ sa mp l e s _ s p l i t   = 2 ,   m i n _ w e i g h t _ f r a c t i o n _ l e a f   = 0 . 0 ,   n _ e st i ma t o r s   = 1 0 0 ,   p r e so r t = 'a u t o ',   r a n d o m _ s t a t e = N o n e ,   S u b s a m p l e   = 1 . 0 ,   v e r b o se   = 0 ,   w a r m _ s t a r t = F a l se ,   b a s e _ e st i ma t o r = d c l f   A d a B o o st   n _ e st i ma t o r s   = 5 0 ,   l e a r n i n g _ r a t e   = 0 . 5 ,   a l g o r i t h m='S A M M E. R ' ,   r a n d o m _ s t a t e   =1       T h e  s ev er al  class if ier s   th at  m ak e  u p   an   en s em b le  lear n in g   s y s tem   ar e  wh at  d eter m in e  its   s u cc ess .   I t   is   im p o s s ib le  to   f ix   a  p o ten tial  er r o r   if   all  class if ier s   p r o d u ce   th e  s am e  r esu lts .   T h ey   ar e  th er ef o r e  m o r e  p r o n e   to   m ak e   v ar i o u s   m is tak es  o n   v ar io u s   s am p les.   I f   ea ch   class if ier   ex h i b its   a  d i f f er en t   er r o r ,   y o u   ca n   co m b in e   th em   s tr ateg ically   to   lo wer   t h e  o v er all  e r r o r .   A  b r o ad   s e t  o f   class if ier s   is   th er ef o r e  r eq u ir ed .   T h er e  a r e  n u m er o u s   way s   to   attain   th is   d iv er s ity ,   as  s h o wn   in   Fig u r e  2   [ 1 9 ] :   i)   t r ain   class if ier s   u s in g   a  v ar iety   o f   tr ain in g   d atasets ,   ii)  u s e  s ev er al  class if ier s '   v ar io u s   tr ain in g   s ettin g s ,   an d   iii)  m ak e  u s e  o f   s ev er al  class if ier s .           Fig u r e  2 .   Pro p er   m et h o d s   o f   e n s em b le  lear n in g       Ma n ag er s   to d ay   d is r eg ar d   th em   o win g   to   a  lack   o f   in f o r m a tio n   ab o u t  h o w  to   u s e  th e  v ar io u s   d ata  av ailab le  to   u s .   O n   th e   o t h er   h an d ,   i f   th ese   o s ten s ib ly   u n im p o r tan t   f ac ts   ar e   d elib er ate ly   s av ed   an d   later   m in ed ,   it  will  p r o d u ce   a   wea lth   o f   k n o wled g e  an d   aid   in   m a n ag er ial  d ec is io n s .   T h is   s tu d y   em p lo y s   s tatis tical   an d   p r o b ab ilis tic  m eth o d s   o n   th e  d ataset,   alo n g   with   p r ep r o ce s s in g   to   elim in ate  r ed u n d an t  an d   m is s in g   d ata,   to   ex tr ac t  f ea tu r es  ex h i b itin g   g r ea ter   v ar ian ce   i n   d iab etes  c o m p licatio n s .   A  g en etic  alg o r ith m ,   in   co n j u n ctio n   with   lo g is tic  r eg r ess io n   a n d   RF ,   is   u tili ze d   to   i d en tify   th e  o p tim al  f ea tu r es  f o r   ac c u r ate  d iag n o s is   o f   th e  tar g et   class   [ 1 9 ] .   Fig u r e  3   s h o ws th e  p r o p o s ed   f lo wch ar t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n s u r in g   effec tive  ce r vica l c a n ce r   d is ea s es d ia g n o s is   s yste m  u s in g   …  ( Olu w a to b i A kin l a d e )   2415       Fig u r e  3 .   Su g g ested   f lo wch a r t       3 . 4 .     P er f o r m a nce  m e a s urin g   a t t ribute s   Py th o n   was  th e  p r o g r am m in g   lan g u ag e  u tili ze d   f o r   th e  s tu d y ' s   co d in g ,   wh ile  J u p y ter   No teb o o k   was   u s ed   f o r   im p lem en tatio n .   T h e  m o d el  with   t h e  h ig h est  d e g r ee   o f   p r ed ictab ilit y   was  ch o s en   o u t  o f   all   th e  m o d els  [ 1 7 ] .   T ab le  4   p r esen ts   th e  co n f u s io n   m atr ix   f o r   t h e  m o d el  ev alu atio n .   T h e  ter m s   f alse  n eg ativ e  ( FN)   an d   f alse  p o s itiv e  ( FP )   d en o te  th e  q u an tity   o f   f alse   n eg ativ e  an d   f alse   p o s i tiv e  s am p les,  r esp ec tiv ely .   T h e  n u m b e r   o f   g e n u in e  n e g ativ e  o r   tr u e  p o s itiv e  s am p les  is   also   r ep r esen ted   b y   th e   t r u e   n eg ativ e   ( T N)   an d   t r u e   p o s itiv e  ( T P)   v a r iab les.  Sen s itiv ity   g au g es  h o w   m a n y   co r r ec tly   s tated   p o s itiv es  th er e  ar e.   Ad d itio n ally ,   Sp ec if icity   g au g es  h o w  ac cu r ately   n eg ativ es  ar e  d is cr im in ated   ag ain s t.  A r ea   u n d er   th e  cu r v e  ( AUC)   is   a  m etr ic  u s ed   to   m ea s u r e  th e  ef f ec tiv en ess   o f   a  class if ier .   T h e  F - m ea s u r e  ( F1 - s co r e )   also   d em o n s tr ated   th e  b in ar y   m o d el' s   ac cu r ac y .   Ad d itio n ally ,   th e  F1 - s co r e   was u s ed   to   est im ate  th e  ef f icien c y   to   test   f o r   co n s is ten cy   an d   v ar iety   [ 1 7 ] .   Du e   to   th e  n u m er o u s   e v alu atin g   th e   co r r ec tn ess   o f   m u lti - class   alg o r ith m s   n ee d s   s o p h is ticated   m eth o d o lo g ies  d u e  t o   th e  s ize  an d   v ar iety   o f   th e  d atasets   test ed ,   th e  r an g e  o f   tech n iq u es  u s ed ,   an d   th e  f ea t u r es  o f   th e  d ata  s et,   wh ich   in clu d es  b alan ce d   an d   u n b alan c ed   d ata.   Acc u r ac y ,   s en s itiv ity ,   an d   p r ess u r e  ar e  ju s t  a  f ew  o f   th e  c h ar ac ter is tics   u s ed   to   g au g e  h o w  well   th ese  alg o r ith m s     f u n ctio n   [ 1 8 ] .   User s   ca n   ass es s   h o w  s u cc ess f u lly   a  d ev elo p ed   class if icatio n   m o d el  an aly ze s   tex tu al  m ater ial  b y   u n d er s tan d in g   t h ese  in d icato r s .   T r ad itio n ally ,   th e  s o le  f u n d am en tal  cr iter io n   o f   ev alu at io n   an d   g e n er alit y   r ep o r ted   in   th e  f ield   o f   m u lti - class   p r o b lem s   is   th e  ac cu r a cy   d er iv e d   f r o m   th e   class if icatio n   [ 1 8 ]   with   th e   f o llo win g   d e f in itio n :  a d d itio n a lly ,   in v er s e  m ea s u r em en t is ex p lain ed .   I n   th is   s ec tio n ,   we' ll g o   th r o u g h   s o m e  o f   th e  m o s t u s ed   m etr ics f o r   ev al u atin g   m o d els.       T ab le  4 .  C o n f u s io n   m atr ix   C o n f u s i o n   ma t r i x   a c t u a l   c l a ss   C l a s si f i e d   a s :   n e g a t i ve   C l a s si f i e d   a s :   p o s i t i v e   N e g a t i v e   TN   FP   P o si t i v e   FN   TP       3 . 4 . 1 .   M et rics f o r  cla s s if ica t io n   T h ese  f o u r   o u tco m es  ar e  c o m m o n l y   p lo tted   o n   a  co n f u s io n   m atr ix .   T h e  s ce n ar i o   o f   b in ar y   ca teg o r izatio n   is   s h o wn   in   t h e  co n f u s io n   m atr ix   b elo w.   T h is   m atr ix   wo u ld   b e  co n s tr u cted   af ter   m ak in g   p r ed ictio n s   b ased   o n   y o u r   te s t  d ata  an d   d esig n atin g   ea c h   p r ed ictio n   as  o n e  o f   th e  f o u r   lik ely   o u tco m es  m en tio n ed   ab o v e   [ 1 7 ] .   T h e  th r ee   p r im ar y   m etr ics  u s ed   to   ass ess   a  class if icatio n   m o d el  ar e   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   an d   r ec all.   −   Acc u r ac y :  ac cu r ac y   i s   m ea s u r ed   as  a  p r o p o r tio n   o f   co r r e ctly   p r ed icted   v alu es  f o r   th e   test   d ata.   I t' s   s im p le  to   ca lcu late  [ 3 ]   b y   d iv i d in g   th e  n u m b er   o f   ac cu r ate  p r ed ictio n s   b y   t h e  to tal  f o r ec asts .         =       ( 1 )     −   Pre cisi o n   is   d ef in ed   as  t h e  p er ce n tag e  o f   r elev a n t  ex am p les  am o n g   all  th e  ex a m p les  ex p ec ted   to   b el o n g   to   a  s p ec if ic  class   [ 2 0 ] .         =   +     ( 2 )     −   R ec all  is   d ef in ed   as  th e   p er c en tag e  o f   e x am p les  p r ed icted   to   b elo n g   to   a   class   d iv id ed   b y   th e   to ta l   n u m b er   o f   e x am p les th at  ac tu a lly   b elo n g   to   th e  class   [ 2 0 ] .       =   +    ( 3 )   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.  15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 26 :   2 4 1 0 - 2 4 2 2   2416   −   Sp ec if icity   is   n eg ativ e  in cid en ce s   ar e  ex p r ess ed   as  a  s h ar e  o f   all  ac tu ally   n eg ativ e  in cid en ts .   T h er ef o r e ,   th e  to tal  n u m b e r   o f   n eg ativ e   ex am p les  i n   th e   co llectio n   i s   r ep r esen ted   b y   th e   n u m er a to r   ( T N+ FP ) .   Similar   to   r ec o llectio n ,   b u t  with   an   em p h asis   o n   n eg ativ e  o cc u r r en ce s .   Ho w  m a n y   h ea lth y   p atien ts ,   f o r   in s tan ce ,   wer e  in f o r m ed   th e y   d id n ' t  h av e   ca n ce r   wh en   t h ey   ac tu ally   d id ?  I t  is   an   e x am in atio n   t o   d eter m in e  h o w  d is tin ct  th e  cla s s if icatio n s   ar e  [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .       = TN T N+ F P   ( 4 )     −   F1 - s co r e  is   h ar m o n io u s ,   r ec all   an d   p r ec is io n   a r e  eq u al.   B ec a u s e  th is   co m p o n en t  weig h s   b o th ,   th e  g r ea ter   th e  F1 - s co r e,   th e   b etter .   As  y o u   ca n   s ee ,   a  lo w   n u m er ato r   d r am atica lly   lo wer s   t h e  u ltima te  F1 - s co r e.   A   m o d el  th er ef o r e  p er f o r m s   well  in   th e  F1 - s co r e  if   th e  an ticip a ted   p o s itiv es  ar e  in d ee d   p o s itiv e  ( p r ec is io n )   an d   if   it  d o es  n o t  o v e r lo o k   p o s itiv es  an d   f o r ec ast  th em   n eg ativ ely   ( r ec all)   [ 2 3 ] – [ 2 5 ] .   T h e  J u p y ter   No teb o o k   p latf o r m ' s   An ac o n d a  en v ir o n m e n t  an d   th e  Py th o n   p r o g r a m m in g   lan g u ag e,   v er s io n   3 . 1 0 ,   wer e   u s ed   to   c r ea te  th is   ar ticle.   T h e  im p lem e n tatio n   d etails  ar e  p r esen ted   in   th e   s o f twar e   r e q u ir em en ts   as   s h o wn   in   T ab le  5 .       T ab le  5 .  So f twar e  r eq u ir e m en t s   D i st r i b u t i o n   A n a c o n d a   n a v i g a t o r   a n d   G o o g l e   C o l a b   P a c k a g e s   M a t p l o t l i b ,   N u mP y ,   P a n d a s ,   S c i - I T  l e a r n   La n g u a g e   P y t h o n   3 . 1 0   I D E   Ju p y t e r   N o t e b o o k   ( G o o g l e   C o l a b )       4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   4 . 1 .     Ris k   f a ct o rs c er v ica l c a ncer   da t a   s et   info rma t io n   I n   o r d e r   t o   e x p l o r e   t h e  r i s k   f ac t o r   o f   t h e   ce r v i c a l  c a n c e r   d ata s e t  a c q u i r e d ,   i n i t i al   d a t a  e x p lo r a t i o n   w as   done ,   a n d   t h e   d e t a i ls   a r e   n u m b e r   o f   t r a i n i n g   d a t a: 6 0 0 ,   n u m b e r   o f   t e s t  d a t a : 2 5 8 ,   t r a i n :   ( 6 0 0 ,   3 5 ) ,   t e s t :  ( 2 5 8 ,   3 5 ) ,   ( 6 0 0 ,   3 5 ) ,   ( 2 5 8 ,   3 5 ) .   Fig u r e  4   s h o ws  th e  im p o r tan t  f ea tu r e  b ased   o n   th e  b a g g in g   alg o r ith m   f o r   r is k   f ac to r s   s elec tio n   o f   th e  ce r v ical  ca n ce r   d ataset ,   a n d   Fig u r e   5   s h o ws  th e  o v er lap p ed   a n d   5 - f o ld   co n f u s io n   m atr ix   r esu lts   o f   th e  two - class   class i f icatio n   task   b ag g i n g   alg o r ith m s .   T ab le  6   is   th e  tr ain in g   an d   test   p er f o r m a n ce   r esu lts   o f   th e  b ag g in g   e n s em b l e  m o d el.   T h e  co n f u s io n   m atr ices  h av e   b ee n   u s ed   to   f o r ec ast  th e  r e s u lts   o f   th e  m o d els  th at  co r r e late  to   th e   ac tu al  v alu es  to   e v alu ate  th e  ef f ec tiv en ess   o f   d if f er en t   ML   m o d els.  T h e   p r o p o r tio n   o f   d ataset  in s tan ce s   th at  m o d els  ac cu r ately   p r e d icted   wh ile  attem p tin g   to   class if y   th em   is   s h o wn   i n   th e   co n f u s io n   m atr ices.  Fo u r   alter n ativ e  o u tco m es  f r o m   th e  p r ed ictio n   m eth o d   ar e  d esi g n ated   as  T N,   FN,  FP ,   an d   T P.  T h e  co n f u s io n   m atr ices  ar e  also   u s ed   to   co n s tr u ct  o th er   k ey   m ea s u r em e n ts   o r   in d icato r s ,   s u ch   as  p r ec is io n ,   r ec all,   an d     F1 -   s co r e.   T ab le  7   is   th e  tr ain i n g   an d   test   p er f o r m an ce   r esu lt s   o f   th e  b ag g in g   alg o r ith m .           Fig u r e  4 .   I m p o r tan t f ea tu r es  b ased   o n   th e  b ag g in g   alg o r ith m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n s u r in g   effec tive  ce r vica l c a n ce r   d is ea s es d ia g n o s is   s yste m  u s in g   …  ( Olu w a to b i A kin l a d e )   2417       F i g u r e   5 .   O v e r l a p p e d   a n d   5 - f o l d   c o n f u s i o n   m a t r i x   r e s u lt s   o f   t h e   t w o - c l as s   c l as s i f i c a ti o n   t a s k   b a g g i n g   a l g o r i t h m s       T ab le  6 .   T r ai n in g   a n d   test   p er f o r m an ce   r esu lts   o f   b ag g in g   e n s em b le  m o d el   O p e r a t i o n   A c c u r a c y   R e c a l l   P r e c i s i o n   F1 - sc o r e   Tr a i n i n g   p e r f o r ma n c e   0 . 9 9 1 6 6 7   0 . 8 2 7 5 8 6   1 . 0   0 . 9 0 5 6 6   Te st i n g   p e r f o r ma n c e   0 . 9 3 0 2 3 3   0 . 1 3 3 3 3 3   0 . 2 8 5 7 1 4   0 . 1 8 1 8 1 8       C las s if icatio n   r ep o r t  b ased   o n   class if ied   ca s es   is   s p ec if ied   in   th e  b o x   b elo w,   alo n g   with   th e  co r r esp o n d in g   class if ier s '  p er f o r m an ce   o v er   ac cu r ac y ,   p r e cisi o n ,   F1 - s co r e ,   r ec all,   an d   r ec eiv er   o p er atin g   ch ar ac ter is tic   ( R OC )   v alu es.  T h e  r esu lts   in d icate   th at  th e  b ag g in g   m o d el  is   th e  m o s t  a cc u r ate.   T h er e f o r e,   co m p ar ed   to   o th e r   class if ier s ,   th e  b ag g i n g   ML   class if ier   c an   p r ed ict  th e   lik elih o o d   o f   d is ea s e  with   g r ea ter   ac cu r ac y .   T h e  R OC   ar ea   o f   class if icatio n   m eth o d s   is   s h o wn   in   Fig u r e  6 .   T h e  illn ess   d atase t w ith   th e  attr ib u te s   is   u s ed   in   th is   r esear c h   to   ev alu ate  th e  b a g g in g   alg o r ith m .   I t  ca n   b e   o b s er v e d   th at,   with   9 8 . 6 6 %  ac cu r ac y ,   9 4 %  p r ec is io n ,   9 9 %  r ec all,   a n d   9 6 %  F1 - s co r e,   th e   b ag g in g   class if ier   p er f o r m s   th e   b est.   9 6 %  F1 - s co r e  af ter   th e  b ag g in g   m eth o d ,   9 9 %   ac c u r ac y ,   9 4 % p r ec is io n ,   9 9 % r e ca ll.  T h e  ca p ac ity   o f   t h e  v a r io u s   ML   alg o r ith m s   to   d iag n o s e  tr u e  p o s itiv e  r ate  ( T PR )   v s .   f alse  p o s itiv e  r ate  ( F P R )   is   r ep r esen ted   g r ap h ically   b y   th e  R OC   cu r v e.   T h e  AUC,  wh ich   r ep r esen ts   t h e  r ec eiv er   o p e r atin g   cu r v e' s   p r o b a b ilit y   s h ap e,   is   u s ed   to   ass es s   h o w  well  th e   class es  ca n   b e  d is tin g u is h ed   f r o m   o n e  a n o th e r .   T h e  r esu lts   o f   s ev er al  class if icatio n   m o d e ls   f o r   d eter m in in g   wh eth er   a  p atien t  h as  d iab ete s   o r   n o t  ar e  s h o wn   in   t h e  R OC   cu r v e.   I n   ter m s   o f   R OC   an d   AUC  f o r   ca n ce r   illn ess   p r ed ictio n ,   class if ier s   lik e  GB ,   n aiv e  B ay es  ( NB ) ,   SVM,   an d   DT   o u tp er f o r m   o t h er   class if ier s .   T h e   test in g   d ata  s et  v er if ied   th e  tr a in ed   m o d els'   p r ed ictio n   p er f o r m an ce .       T ab le  7 .   T r ai n in g   a n d   test   p er f o r m an ce   r esu lts   o f   b ag g in g   al g o r ith m   Tr a i n i n g   a c c u r a c y   Te st i n g   a c c u r a c y   TP   FP   FN   TN   R O C   A U C   sco r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   s u p p o r t   0   1   0   1   0   1   9 9 . 1 6   9 3 . 0 2   2 4 1   2   13   2   4 9 . 5 8   9 4 . 0   0 . 0 0   9 9 . 0   0 . 0 0   9 7 . 0   0 . 0 0           Fig u r e  6 .   T h e  R OC   cu r v e  f o r   t h e  b ag g in g   m o d el     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.  15 ,   No .   3 ,  J u n e   20 26 :   2 4 1 0 - 2 4 2 2   2418   4 . 2 .     B o o s t ing   C lass if ic ati o n   r e p o r t   b ase d   o n   class if i e d   c ases   is   s p e ci f i ed   i n   t h e   b o x   b el o w,   a lo n g   wit h   th e   co r r es p o n d i n g   cl ass i f ie r s '   p e r f o r m a n ce   o v e r   ac cu r ac y ,   p r ec i s io n ,   F 1 - s c o r e ,   r ec a ll,   a n d   R OC   v al u es.   R es u l ts   in d ic at e  t h at   t h e  b o o s ti n g   m o d el  h as  th e  g r ea t est  ac cu r ac y .   I n   co m p a r is o n   t o   o t h e r   class i f i er s ,   t h e  b o o s ti n g   ML  class i f i er   c an   p r e d i ct  th e  l i k el ih o o d   o f   d is e ase  w it h   g r e ate r   ac c u r a cy .   T h e  ill n ess   d a tas et  w it h   t h e   af o r e m e n ti o n e d   a ttr ib u t es   is   u s e d   i n   t h is   r ese a r c h   t o   e v al u at e   t h e   b a g g i n g   te ch n i q u e .   Fig u r e   7   d ep icts   th e   o v e r la p p e d   a n d   5 - f o ld   c o n f u s io n   m at r i x   r esu lts   o f   t h e   tw o - class   c lass i f i ca t io n   t ask ,   b o o s t in g   al g o r it h m s   th e   co n f u s io n   m a tr i x   f o r   t h e  b o o s tin g   m et h o d .   T h e  R OC   r e g i o n   o f   cl ass i f ic ati o n   m et h o d s   R O C   f o r   t h e  b o o s t in g   m o d el  is   s h o w n   i n   Fi g u r e  8 ,   an d   T a b l e  8   p r es e n ts   tr ai n i n g   an d   tes t  p e r f o r m a n c e  r es u l ts   o f   t h e   b o o s ti n g   m o d el .             Fig u r e  7 .   Ov e r lap p ed   an d   5 - f o ld   co n f u s io n   m atr ix   r esu lts   o f   th e  two - class   class if icatio n   task   b o o s tin g   alg o r ith m s     Fig u r e  8 .   T h e  R OC   cu r v e  f o r   t h e  b o o s tin g   m o d el       T ab le  8 .   T r ai n in g   a n d   test   p er f o r m an ce   r esu lts   o f   b o o s tin g   m o d el   Tr a i n i n g   a c c u r a c y   Te st i n g   a c c u r a c y   TP   FP   FN   TN   R O C   A U C   sc o r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   s u p p o r t   9 8 . 2 2   9 6 . 4 5   5 7 1   0   10   19   9 8 . 3 3   9 8 . 2 7   1 0 0   9 9 . 1 3       4 . 3 .     Ada B o o s t   I n   th is   s tu d y ,   th e  b o o s tin g   class if ier   wo r k s   b est,  with   9 8 %  a cc u r ac y ,   9 4 %  p r ec is io n ,   9 9 %  r ec all,   an d   9 6 %  F1 - s co r e.   W ith   9 8 %  ac cu r ac y ,   9 4 %  p r ec is io n ,   9 9 %  r ec all,   an d   9 6 %   F1 - s co r e   af ter   th e  b o o s tin g   alg o r ith m .   C lass if icatio n   r ep o r t  b ased   o n   class if ied   ca s es   is   s p ec if ied   in   th e  b o x   b elo w,   alo n g   with   th e  co r r esp o n d in g   class if ier s '   p er f o r m an ce   o v e r   ac cu r ac y ,   p r ec i s io n ,   F1 - s co r e ,   r ec all,   a n d   R OC   v alu es.  R esu lts   in d icate   th at  th e  Ad aBo o s t  m o d el  h as  th e   h ig h est  d eg r ee   o f   ac c u r ac y .   T h er e f o r e,   co m p ar ed   to   o th er   class if ier s ,   th e  Ad aBo o s t  ML   class if ier   ca n   p r ed ict   th e  l ik elih o o d   o f   d is ea s e  with   g r ea ter   ac cu r ac y .   T h e   illn ess   d ataset  with   th e  attr ib u tes  is   u s ed   in   th is   r esear ch   to   ev alu ate  th e   b ag g in g   tech n iq u e.   Fig u r e   9   d ep icts   th e  Ad aBo o s t  alg o r ith m ' s   co n f u s i o n   m atr ix .   T h e   R OC   r eg io n   o f   class if icatio n   m eth o d s   is   s h o wn   in   Fig u r e   1 0 ,   an d   T ab le  9   p r esen ts   th e  tr ain i n g   an d   test   p er f o r m an ce   r esu lt s   o f   th e  Ad aBo o s t a lg o r ith m .               Fig u r e  9 .   C o n f u s io n   m atr i x   r e s u lts   o f   th e  two - class   class if icatio n   task   f o r   Ad aBo o s t a lg o r ith m s   Fig u r e  1 0 .   T h e  R OC   cu r v e  f o r   th e  Ad aBo o s t m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n s u r in g   effec tive  ce r vica l c a n ce r   d is ea s es d ia g n o s is   s yste m  u s in g   …  ( Olu w a to b i A kin l a d e )   2419   T ab le  9 .   T r ai n in g   a n d   test   p er f o r m an ce   r esu lts   o f   Ad aBo o s t   alg o r ith m   Tr a i n i n g   a c c u r a c y   Te st i n g   a c c u r a c y   TP   FP   FN   TN   R O C   A U C   sco r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   s u p p o r t   0   1   0   1   0   1   9 4 %   9 2 %   2   13   4   2 3 9     0 . 9 5   0 . 3 3   0 . 9 8   0 . 1 3   0 . 9 7   0 . 1 9       T h e  b ag g i n g   cl ass i f ie r   w o r k s   b est,   wi th   9 5 % a c cu r a c y ,   9 5 %   p r e cisi o n ,   9 8 %   r e ca ll ,   a n d   9 7 %   F1 - s c o r e.   W ith   9 8 %  ac cu r ac y ,   9 4 %  p r ec is io n ,   9 9 %  r ec all,   an d   9 6 %   F1 - s co r e  af te r   th e   b a g g in g   alg o r ith m .   Af ter   co m p ar in g   s ev er al  class if icati o n   alg o r ith m s ,   th e  en s em b le  c lass if ier   u s in g   th e  af o r em en tio n ed   ch ar ac ter is tics   o u tp er f o r m s   th e   o th er s   with   an   ac cu r ac y   o f   8 7 %.  Fo llo win g   th e  b o o s tin g   class if ier ,   th e  b a g g in g   an d   Ad aBo o s t   class if ier   al s o   p er f o r m s   b etter ,   with   an   ac cu r ac y   o f   8 8 %.  T o   s o lv e  th e  alg o r ith m   m o r e  ef f ec tiv ely ,   m an y   ex tr a   Py th o n   lib r ar ies  a r e  lo ad ed .   T h e  ess en tial  lib r a r ies,  in clu d in g   p an d as,  N u m Py ,   s cik it - lear n ,   a n d   m atp lo tlib ,   h av e  b ee n   im p o r ted .   B ag g in g :  0 . 8 7 7 1 0 4   ( 0 . 0 1 3 3 7 2 ) ,   b o o s tin g :  0 . 8 3 9 3 9 4   ( 0 . 0 0 0 4 1 0 ) ,   an d   Ad aBo o s t :  0 . 8 7 7 1 0 4   ( 0 . 0 1 3 3 7 2 ) .   T h e   c o m p ar is o n   o f   th e   th r ee   m o d els  is   p r esen ted   g r ap h i ca lly   in   Fig u r e  1 1 .   T h e  p r ed ictio n   an d   ea r l y   d iag n o s is   o f   d is ea s es  m ig h t  b e  co m p letely   alter ed   th an k s   to   ML ,   a  b r an c h   o f   AI .  T h is   wo r k ' s   p r im ar y   o b jectiv e  was  to   d ev elo p   an d   im p le m en t  illn ess   p r ed ictio n   u s in g   a  v ar iety   o f   ML   ap p r o ac h es,  as  well  as  to   d o   o u tp u t  an aly s is   o n   th o s e  tech n iq u es  to   id e n tify   th e  b est  class if ier   with   th e  g r ea test   lev el  o f   ac cu r ac y ,   wh ich   we  wer e  ab le  to   d o .   I n   th is   r esear ch ,   we  e v alu ate d   a  v ar iety   o f   ML   class if icatio n   m eth o d s   to   atta in   h ig h - p er f o r m an ce   ac cu r ac y .   C o m p ar in g   b o o s tin g   class if icatio n   m eth o d s   to   b ag g in g   an d   Ad aBo o s t   alg o r it h m s   r ev ea ls   th at   th e  latter   ar e   m o r e   ef f icien t   an d   p r o v id e   s u p er io r   r esu lts .   T h e   b ag g in g   an d   Ad aBo o s t   alg o r it h m ' s   clas s if icatio n   ac cu r ac y   was  8 8 %.  T h e   FPR   is   s h o wn   o n   th e   x - a x is ,   wh ile  th e  g en u in e  p o s itiv e  r ate  is   s h o wn   o n   th e  y - ax is .   R OC   cu r v e  r ep r esen ts   th e  b est  p r ed ictio n s   m ad e  u s in g   th e   b ag g in g   m o d el  ( Fi g u r e   6 ) ,   bo o s tin g   m o d el  ( Fig u r e   8 ) ,   an d   Ad aBo o s t   m o d el  ( Fig u r e   1 0 ) ,   r esp ec tiv ely ,   with   an d   with o u t  h y p e r p ar am eter   a d ju s tm en t.            Fig u r e  1 1 .   C o m p ar is o n   o f   th e  m o d els       5.   CO NCLU SI O N   T h e  co n clu s io n   is   d esig n ed   to   h elp   en s em b le  ML   h as  e m er g ed   as  a  p r o m is in g   ap p r o ac h   f o r   im p r o v in g   th e  ac cu r ac y   an d   r eliab ilit y   o f   ce r v ical  ca n ce r   d iag n o s is   s y s tem s .   T h is   s t u d y   ev alu ate d   th e   p er f o r m an ce   o f   v a r io u s   en s em b le  ML   m o d els  an d   c o m p ar e d   th em   with   co n v en tio n al  ML   m o d els.  T h e  r esu lts   s h o wed   th at  e n s em b le  ML   m o d els  o u tp e r f o r m ed   co n v en tio n al  m o d els  in   ter m s   o f   ac cu r a cy ,   s en s itiv ity ,   an d   s p ec if icity .   Mo r eo v e r ,   in ter p r e tab ilit y   an aly s is   u s in g   f ea tu r e  im p o r tan ce   a n d   p ar tial  d ep e n d en ce   p lo ts   s h o wed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.