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.   14 ,   No .   3 J u n 2 0 2 5 ,   p p .   2220 ~ 2 2 2 8   I SS N:  2 2 5 2 - 8938 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ai. v 14 .i 3 . p p 2 2 2 0 - 2 2 2 8           2220     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   H y per - pa ra m e ter s   o pti m i z ed   deep   feature   co nca tena ted   netw o rk   for   ped ia tric   pn eu m o nia   d etec tion       M a ry   Sh y ni H illa ry ,   Chitr a   E k a m ba ra m   D e p a r t me n t   of   El e c t r o n i c s   a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   S R M   I n st i t u t e   of   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   K a t t a n k u l a t h u r ,   I n d i a       Art icle   I nfo     AB ST RAC T   A r ticle   his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 ,   2 0 2 4   R ev i s ed   No v   2 8 ,   2 0 2 4   A cc ep ted   J an   2 7 ,   2 0 2 5       P n e u m o n ia,   an   in f e c ti o n   th a t   f il ls   t h e   a lv e o li   of   th e   l u n g   re g io n   w it h   pus   c a u se s   a   h ig h   ra te   of   c h ro n ic   il l n e ss   a n d   f a talit y   a m o n g st   c h il d re n   a c ro ss   th e   g lo b e .   T h e   m o st   u ti li z e d   im a g in g   m o d a li ty   f o r   p e d iatric   p n e u m o n ia   i d e n ti f ica ti o n   is   c h e st   X - ra y s,   w h o se   fe a tu re s   a re   not   a lw a y s   re a d il y   v isib le   to   th e   n a k e d   e y e ,   m a k in g   it   c h a ll e n g in g   f o r   ra d io l o g ists   to   m a k e   p re c ise   p re d ictio n s   a n d   sa v e   li v e s.   Kn o w in g   how   e ss e n ti a l   it   is   to   h a v e   an   e a rl y   a n d   d isti n c t   d i a g n o sis   of   p n e u m o n ia,   sp e e d i n g   up   or   a u t o m a ti n g   th e   d e tec ti o n   p r o c e ss   is   h ig h ly   se n sib le.   T h is   a rti c le   p ro v id e s   a   s m a rt,   a u to m a ted   s y ste m   th a t   o p e ra tes   on   c h e st   X - ra y   i m a g e s   a n d   can   be   su c c e ss f u ll y   u ti l ize d   f o r   sp o tt i n g   p n e u m o n ia.   T h e   d e e p   f e a tu re   c o n c a ten a ti o n   m e th o d   u se d   by   th is   d e tec ti o n   sy ste m   in ten d s   to   c o m b in e   th e   o u tco m e s   of   th re e   e ff e c ti v e   p re - train e d   m o d e ls   to   c o n f irm   th e   re li a b il it y   of   th e   su g g e ste d   a p p ro a c h .   To   o b tain   its   o p ti m a l   p e rf o rm a n c e ,   th e   h y p e r - p a ra m e t e rs   a re   d e m o n stra ted   u sin g   a   tri a l - a n d - e rro r   a p p r o a c h   th a t   su rp a ss e s   e x isti n g   m o d e ls   w it h   9 9 . 6 8 %   a c c u ra c y   f o r   th e   e a rly   d ia g n o sis   of   p n e u m o n ia.   A   re a l - ti m e   d a ta   sa m p le   tes t   is   c o n d u c ted   on   t h e   p ro p o se d   p n e u m o n ia   d e tec ti o n   m o d e l   to   e v a lu a te   its   ro b u st n e ss .   K ey w o r d s :   Data   au g m e n tatio n   Dee p   lear n in g   Featu r co n ca te n atio n   H y p er - p ar a m eter   o p ti m izatio n   K - f o ld   cr o s s - v alid atio n   P ed iatr ic  p n eu m o n ia   T h is   is   an   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r   th e   CC   BY - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   C h i tr E k a m b ar a m   Dep ar t m en t   of   E lectr o n ics   a n d   C o m m u n icat io n   E n g in ee r i n g S R M   I n s tit u te   of   Scie n ce   an d   T ec h n o lo g y   Kattan k u lath u r ,   I n d ia   E m ail:   c h itra e@ s r m is t.e d u . i n       1.   I NT RO D UCT I O N   P n eu m o n ia   is   a   s i g n if ic a n t   t h r ea t   to   ch ild r en   u n d er   5,   w i th   an   an t icip ated   11   m i llio n   d ea t h s   by   2030   w it h o u t   in ter v e n tio n .   T h e   co n d itio n   f il ls   al v eo li   w it h   p u s   a n d   f l u id ,   m a k i n g   b r ea th i n g   d if f icu l t   an d   r ed u cin g   o x y g en   i n tak e   [ 1 ] .   Un tr ea ted   p n eu m o n ia   can   lead   to   co m p licatio n s   lik e   b r ea th i n g   f ail u r e   an d   s ep s is ,   ev en   ca u s i n g   d ea th   [ 2 ] .   An   in d i v id u al   is   b o u n d   to   g et   p n eu m o n ia   as   a   k id ,   k n o w n   as   p ed iatr ic   p n eu m o n ia   th a n   th e y   ar e   as   a   g r o w n - up   [ 3 ] .     P ed iatr ic   p n eu m o n ia,   m o r e   co m m o n   in   ch i ld r en   th a n   ad u l ts ,   ex h ib it s   s y m p to m s   i n f l u e n ce d   by   th e   in f ec tio n 's   ca u s e,   ag e,   an d   o v er all   h ea lt h .   C o m m o n   s i g n s   i n clu d e   r ap id   b r ea th in g ,   lo w   o x y g e n   s atu r atio n ,   co u g h ,   an d   h i g h   b o d y   te m p er at u r e   [ 4 ] .   P ath o g en s   in   a   c h ild ' s   n a s al   p ass a g e   can   h ar m   t h e   l u n g s   w h e n   i n h aled .   A d d itio n al l y ,   d u r i n g   an d   r ig h t   af ter   ch ild b ir t h ,   p n eu m o n ia   can   s p r ea d   th r o u g h   b lo o d   [ 5 ] .   C h e s t   r ad io g r ap h s   ar e   w id ely   u s ed   to   d etec t   p n eu m o n ia,   r ev ea lin g   in f il tr ates   as   w h it e   s p o ts   on     X - r a y s   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   Ho w e v er ,   ex a m in i n g   ch est   X - r a y s   is   d if f icu l t   an d   v u l n er ab le   to   s u b j ec tiv it y   [ 8 ] .   Dee p   co n v o lu tio n al  n eu r al  n et w o r k s   (D - C NN)   ar e   f r eq u en tl y   e m p lo y ed   f o r   th e   a n al y s i s   of   i m a g es   w h o s e   p r i m ar y   f u n ctio n   is   p atter n   r ec o g n itio n   an d   as   a   r esu lt,   u tili ze d   to   id en tify   t h e   ab n o r m alit ies   in   m ed ic al   i m ag e s   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   C h a g as   et   al .   [ 1 1 ]   em p lo y ed   12   I m ag e Net - tr ain ed   C N N s ,   en h a n ci n g   r ad io g r ap h s   f o r   i n f ec ted   lu n g   r e g io n   d etec tio n   t h r o u g h   ad ap ti v e   h is to g r a m   eq u al izatio n .   T esti n g   7   cla s s i f ier s   w it h   p r e - tr ai n ed   m o d els,   v is u al  g eo m etr y   g r o u p   ( VGG - 19 )   co m b in ed   w it h   a   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM )   o u tp er f o r m ed   84   c o m b i n atio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A r ti f   I n tell     I SS N:   2252 - 8938       Hyp er - p a r a mete r s   o p timiz ed   d ee p   fea tu r co n c a ten a ted   n etw o r fo r   p ed ia tr ic  …  ( Ma r S h yn i H illa ry )   2221   In   th eir   s t u d y   [ 1 2 ] ,   Nallu r i   an d   Sas ik ala   p r o p o s ed   a   p n eu m o n ia   s cr ee n i n g   m et h o d o lo g y   in teg r at in g   d y n a m i c   h is to g r a m   eq u al izatio n   ( DHE )   an d   m ed ia n   f il ter in g   f o r   i m a g e   en h a n ce m e n t,   f o llo w ed   by   s eg m e n tat io n   u s in g   i m p r o v ed   w ater s h ed   s eg m e n ta tio n .   T h e   r esear ch er s   d ev is ed   a   m e th o d   to   ex tr ac t   p er tin en t   f ea t u r es   an d   s elec t   o p tim a l   o n es   f o r   tr ain i n g   d ee p   lear n in g   clas s i f ier s .   T h r o u g h   th e   u tili za tio n   of   th e   m ea n   o u tp u t   f r o m   t h ese   class i f ier s   t h e y   ac h ie v ed   a   n o t ab le   d etec tio n   ac cu r ac y   of   9 3 . 2 3 %.   Fer n an d e s   et   a l .   [ 1 3 ]   in tr o d u ce d   a   p ed iatr ic   p n eu m o n ia   C N N,   o p tim izin g   h y p er p ar a m eter s   th r o u g h   B ay e s ian   o p ti m izatio n .   T h e y   e n h a n ce d   VGG - 16   w it h   a   s p ec i alize d   C NN   o v er la y ,   ac h iev i n g   o p ti m al   F1 - s co r e   p er f o r m a n ce   d esp ite   u s i n g   p r e - p r o ce s s i n g   tec h n iq u es.   A cc o r d in g   to   Mo h a m m ed   et  a l.  [ 1 4 ] ,   th e   alg o r ith m   en h a n ce s   p n eu m o n ia   d etec tio n   u s i n g   f o u r   cu s to m - m o d if ied   a d v an ce d   C NN   ar c h itect u r es,   r ed u cin g   p ar a m eter s   by   e x cl u s i v el y   e m p lo y i n g   co n v o l u tio n a l   co m p o n e n ts .   It   u t ilizes   a   So f tMa x   ac ti v atio n   w it h   g lo b al  av er a g e   p o o lin g   to   m ap   to   th e   o u tp u t   l a y er ,   g en er ati n g   a   h ea t   m ap   f o r   s ig n al   s tr en g t h   as s es s m e n t.   Ker m an y   et   al .   [ 1 5 ]   ac h ie v ed   9 2 . 8 %   ac cu r ac y   in   d ia g n o s in g   r etin al   d is ea s es   a n d   p ed iatr ic   p n eu m o n ia   w it h   I n ce p tio n   V3   tr an s f er   lea r n in g   u s in g   5 , 232   lab ele d   ch est   X - r a y   i m a g es   s u b j ec ted   to   q u alit y   co n tr o l.   To   o v er co m e   th e   ch al len g e   of   s ca r ce   lab eled   p n eu m o n ia   d ata,   Ath ar   e m p lo y ed   ad v er s ar ial   tr ai n in g ,   a   m et h o d   th at   en tail s   tr ain i n g   a   s ec o n d ar y   n et w o r k   to   p r o d u ce   s y n t h etic   X - r a y s   r ese m b li n g   r ea l   o n e s   b u t   w i t h   s li g h t   v ar iat io n s .   Usi n g   a   m i x   of   a u t h e n tic   a n d   s y n th et ic   X - r a y s   th e   Alex Net   m o d el   w as   tr ain ed   to   ac h iev e   an   i m p r es s iv e   v alid atio n   ac c u r ac y   of   9 8 . 2 8 %   [ 1 6 ] .   A cc o r d in g   to   Ku n d u   et  a l.  [ 1 7 ] ,   a   p n eu m o n ia   d iag n o s tic   s y s te m   w as   i n tr o d u ce d   u s in g   w eig h ted   en s e m b le   lear n i n g ,   co m b i n in g   th r ee   cla s s if ier s   w it h   w ei g h ts   d eter m in ed   by   f o u r   a s s es s m e n t   cr iter ia   an d   t h e   h y p er b o lic   tan g e n t   f u n ctio n .   T h e   f r a m e w o r k   ac h ie v ed   o p tim al   r es u lt s   w h e n   all   la y er s   wer e   tr ain ed   on   t w o     o p en - ac ce s s   p n eu m o n ia   X - r a y   d atasets .   Yi   et   al .   [ 1 8 ]   p r o p o s ed   a   d ee p   C NN   m o d el   w it h   52   co n v o l u tio n al   la y er s   f o r   f ea t u r e   ex tr ac t io n   a n d   t wo   d en s e   la y er s   f o r   p n e u m o n i a   v er s u s   n o r m al   cla s s i f icat io n   f r o m   X - r a y   a n d   co m p u ted   to m o g r ap h y   ( CT )   i m a g es.   T h e   c h o s en   i m ag e   s ize   of   2 0 0 ×2 0 0 ×3   y ield ed   a   p r ec is e   v al id atio n   ac cu r ac y   of   9 6 . 0 9 %.   A l m a s lu k h   [ 19]   d ev elo p ed   a   lig h t w ei g h t   p n eu m o n ia   d etec tio n   m o d el   b ased   on   Den s eNe t - 121,   u tili zi n g   r an d o m   s ea r ch   h y p er p ar am eter   t u n i n g .   Den s e   co n n ec tiv it y   in   De n s eNe t - 121   ad d r ess es   t h e   v a n is h i n g   g r ad ien t   is s u e   an d   p r o m o tes   f e atu r e   r eu s e.   T h e   m o d el's   r ed u ce d   p a r am eter   co u n t   m ak e s   it   en er g y - e f f icie n t   an d   s u itab le   f o r   r ap id   d etec tio n   in   m ed ical   s y s te m s .   A l s h m r a n et  a l.   [ 2 0 ]   em p lo y ed   th p r e - tr ain ed   VGG  1 9   n et w o r k   to   e x tr ac f ea t u r es  f r o m   ch e s r ad io g r ap h s ,   ca teg o r izin g   s i x   d is t in ct  lu n g   d is ea s es.  T o   au g m e n t h e   f ea t u r e x tr ac tio n   ca p ab ilit y   o f   VGG  1 9 ,   th r esear ch er s   in t eg r ated   th r ee   s u p p le m e n tar y   c o n v o l u tio n al  b lo ck s   in to   th n et w o r k .   Fo llo w in g   tr ain i n g   o n   8 0 , 0 0 0   s am p les,  t h i s   ad ap ted   n et w o r k   ac h ie v ed   r e m ar k ab le  tes tin g   ac cu r ac y   o f   9 6 . 4 8 % [ 2 0 ] .   T h is   r esear ch   o p ti m ize s   h y p e r - p ar a m eter s   f o r   a   d ee p   f ea tu r e   co n ca te n ated   m o d el,   m er g in g   d ee p   f ea t u r es   f r o m   t h r ee   s u cc e s s f u l   p r e - tr ain ed   m o d els   I n ce p ti o n   V3 ,   VGG - 16   an d   Den s e Net - 201   to   m it ig ate   v an i s h in g   g r ad ien t   a n d   o v er f i ttin g   in   a   b in ar y   d etec tio n   s y s te m .   T h e   p r o p o s ed   co n ca ten a ted   ap p r o ac h   w a s   d em o n s tr ated   w it h   m a n u al   h y p er - p ar am e ter   tu n i n g   to   o b tain   an   o p tim al   m o d el   f o r   p r ec is e   esti m atio n s .   Desp ite   th e   ted io u s   n atu r e   of   m an u al   t u n in g ,   it   is   v al u ab le   f o r   y o u n g   r esear ch er s   to   g r asp   h y p er - p ar a m eter   b eh a v io r   an d   its   i m p ac t   on   n et w o rk   w e ig h t s .         2.   P RO P O SE D   F I N E - T UN E D   CO NCAT E NA T I O N   M E T H O D     Fig u r e   1   p r esen ts   th e   v i s u al   lay o u t   of   th e   p r o p o s ed   m et h o d o lo g y .   T h e   f r am e w o r k   co n s is ts   of   s ix   m ai n   s tag e s :   d ataset   co llect io n   a n d   s p litt i n g ,   d ata  p r e - p r o ce s s i n g ,   tr a n s f er   lear n i n g ,   m o d el  co n ca ten ati o n ,     h y p er - p ar a m eter   tu n i n g   a n d   f i n all y   m o d el  tr ain i n g   an d   p r ed ictio n .       2 . 1 .     Da t a s et   des cr iptio n   T h e   X - r ay   im ag es   u s ed   f o r   th e   d ev e lo p m en t   of   th e   p r o p o s e d   m o d el   a r e   f r o m   a   m ed ica l   im ag e   d ir ec t o r y   cr ea t ed   by   Ke r m an y   et   al .   [ 2 1 ]   w h ich   is   p u b lic ly   ac ce s s ib l e   f r o m   th e   Kag g le   d a ta b as e.   T h e   d ir e ct o r y   c o n s is ts   of   ch est  X - r ay   ( C XR )   im ag es   of   c h ild r en   ag ed   f r o m   1   to   5   y ea r s   p r o v i d ed   by   th e   Gu an g zh o u   W o m en   an d   C h ild r en s   Me d ic al   C en te r .   Ou t   of   th e   to t al   5 , 856   C XR   im ag es,   4 , 273   a r e   ass o ci at ed   w ith   p n eu m o n ia,   an d   th e   r em ain in g   1 , 583   ar e   h ea l th y .   1 0 %   of   th e   n o r m al   cl ass   h as   b e en   ch o s en   f r o m   each   c lass   f o r   test in g   to   p r e v en t   c lass   im b alan ce   ch all en g es.   Fu r th er m o r e,   eth ic al   a p p r o v al   f o r   th e   ex ec u ti o n   of   th is   s tu d y   w as   g r an te d   by   th e   SR M   Me d ic al   C o ll eg e   Ho s p i tal   an d   R ese a r ch   C en t r e ,   lo ca te d   in   K att an k u lath u r ,   I n d i a.   13   r e al - tim e   ch est   X - r ay   im ag es   in clu d in g   6   p e d i at r i c   p n eu m o n ia   s p ec im en s   an d   4   n o r m al   X - r ay s   h av e   b e en   co lle cte d   w h ich   p r o v i d e   d iv e r s e   s et   of   c ases   to   ass ess   th e   m o d e l' s   p e r f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en t   c o n d iti o n s   an d   s ce n ar io s .     2 . 2 .     Da t a s et   pre - pro ce s s ing   No r m a lizatio n   in   t h e   p r e - p r o ce s s i n g   s tag e   s p ee d s   up   co n v er g en ce   by   s tab ilizi n g   t h e   lear n i n g   p r o ce s s .   In   th i s   r esear ch ,   C X R   i m ag es   ar e   s ca led   f r o m   0 - 255   to   0 - 1   by   d iv id i n g   each   p ix el   by   255,   en s u r i n g   n o r m aliza t i on   w ith in   th e   r an g e   of   0 - 1   [ 2 2 ] .   Data   au g m en ta ti o n   s tr ateg y   is   i m p le m e n ted   to   en h a n ce   v ar iab ilit y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   I n t J   A r ti f   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 5 :   2 2 2 0 - 2228   2222   an d   ad d r ess   class   i m b ala n ce   ch alle n g e s   in   t h e   tr ain i n g   d atas et.   Giv en   t h e   s u b s ta n tial   n u m b er   of   p n eu m o n ia - af f ec ted   i m a g es   an d   a   li m i ted   n u m b er   of   n o r m al   i m a g e s,   p o t en tial   b ias   to w ar d s   th e   p n eu m o n ia   clas s   e x is t s   [ 2 3 ] .   T h er ef o r e,   f o r   class   0   p n eu m o n ia   i m a g e s ,   au g m e n tatio n   in v o lv es   clo ck w i s e/co u n ter clo ck w i s e   r o tatio n   by   15°   an d   h o r izo n tal   f lip p i n g .   To   b alan ce   d ata   in   c lass   1   ( n o r m al  i m ag e s ) ,   au g m en tatio n   i n cl u d e s   r o tatio n ,   h o r izo n tal   f lip p in g ,   20°   s h ea r ,   20%   zo o m ,   10%   lef t/rig h t   s h i f t,   an d   v ar y in g   b r i g h t n es s   f r o m   20   to   9 0 % .             Fig u r e   1.   T h e   v is u al   la y o u t   of   th e   p r o p o s ed   m et h o d o lo g y       2 . 3 .     T ra ns f er   lea rning   T r an s f er   lear n in g ,   th e   ap p licatio n   of   k n o w led g e   g ai n ed   f r o m   a   p r ev io u s   task   to   en h a n ce   lea r n in g   in   a   n e w   r elate d   tas k ,   is   e m p lo y ed   in   th i s   r esear ch   [ 2 4 ] .   Du e   to   li m ited   ac ce s s   to   th e   p ed iatr ic   p n eu m o n ia   d ataset,   s ev e n   p r e - tr ain ed   m o d els   n a m el y   VGG - 16,   VGG - 19,   I n ce p tio n   V3 ,   Xce p tio n ,   M o b ileNet   V2 ,   Den s eNe t - 201,   an d   R esNe t - 50   th a t   ar e   o f ten   e m p lo y ed   in   m ed ical   ap p lica tio n s   a n d   tr ain ed   w it h   t h e   I m ag eNe t   d ataset   ar e   u tili ze d .   T h e   f u l l y   co n n ec ted   l a y er ,   w h ic h   s er v ed   as   t h e   f i n a l   la y er   in   t h ese   m o d els   alo n e   is   r etr ain ed   w i th o u t   alter in g   th e   w ei g h ts   of   th e   i n it ial   la y er s .     2 . 4 .     M o del   co nca t ena t i o n   T h e   c o n ca ten a te d   m o d e l   is   f o r m ed   by   c o m b in in g   f e atu r es   f r o m   th e   to p - p e r f o r m in g   th r e e   o u t   of   th e   s ev en   p r e - tr ain e d   m o d els   ev a lu ate d   on   th e   p ed iat r i c   p n eu m o n ia   d at aset .   T h e   c o n v o lu t io n al   b a s e   of   I n ce p ti o n   V3 ,   VGG - 1 6 ,   an d   Den s e N et - 2 0 1   is   f r o z en ,   s er v in g   as   f e atu r e   ex tr a ct o r s .   I n p u t   im ag es   p r o p ag a te   f o r w ar d   th r o u g h   th ese   n e tw o r k s ,   an d   o p t im al   f ea tu r es   a r e   ex t r a ct ed   f r o m   th e   la y er   p r i o r   to   th e   f u lly   co n n e ct ed   lay er   [ 2 5 ] .   A   t o t a l   of   2 , 0 4 8   f ea tu r es   f r o m   I n ce p ti o n   V 3 ,   5 1 2   f r o m   VGG - 16 ,   an d   1 , 920   f r o m   Den s eN et - 201   ar e   ex tr ac te d ,   r esu ltin g   in   a   co n ca t en at ed   m o d el   w ith   4 , 480   f ea tu r es.   T h es e   f ea tu r e   s ets   a r e   th en   f ed   in t o   a   r esh a p ed   f u lly   co n n ec t e d   lay er ,   f o l lo w ed   by   a   s ig m o id   c lass if ie r   f o r   p n eu m o n ia   an d   n o r m al   C XR   im ag e   c lass if i ca t io n .     2 . 5 .     H y per - pa ra m et er   t un in g   H y p er - p ar a m eter   t u n i n g   is   an   i m p er at iv e   p er s p ec tiv e   t h at   o u t co m e s   in   t h e   b est   ex ec u tio n   of   th e   m o d el   by   tr ac k i n g   t h e   r i g h t   co m b i n at io n   of   h y p er - p ar a m eter s   in   a   s en s ib le   m ea s u r e   of   ti m e   [ 2 6 ] .   Fo r   a   m o r e   r eliab le   an d   o p tim ized   mo d el,   o p tim al   h y p er - p ar a m eter s   m u s t   be   d ef i n ed   p r io r   to   d ata   f itti n g   b ec au s e   t h e y   v ar y   f o r   d is tin ct   d atase ts   [ 2 7 ] .   T h e   h y p er p ar am eter s   ar e   d e m o n s tr at ed   u s in g   a   tr ial - an d - er r o r   ap p r o ac h   to   o b tain   th e   o p tim a l   p er f o r m a n ce   of   t h e   p r o p o s ed   co n ca ten ated   m o d e l,   an d   t h e   o p ti m al   m o d el   is   u til ized   to   d etec t   p n eu m o n ia   in   ch ild r en .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A r ti f   I n tell     I SS N:   2252 - 8938       Hyp er - p a r a mete r s   o p timiz ed   d ee p   fea tu r co n c a ten a ted   n etw o r fo r   p ed ia tr ic  …  ( Ma r S h yn i H illa ry )   2223   T h e   p r elim i n ar y   s tep   is   to   s elec t   th e   o p ti m izer ,   w h ich   is   an   alg o r it h m   u s ed   to   u p d ate   th e   v ar io u s   attr ib u tes   of   th e   m o d el   to   m i n i m ize   t h e   lo s s es.   T h e   A d a m   o p ti m izer   p er f o r m ed   w ell   w i th   o u r   da taset.   Up o n   s elec tio n   of   t h e   o p ti m izer ,   t h e   m o d el   is   v alid ated   f o r   o p ti m u m   p er f o r m a n ce   u s i n g   a   r an g e   of   lear n i n g   r ates   a n d   b atch   s izes.   Af ter   th e   lear n i n g   r ate   an d   b atch   s ize   ar e   s et   to   th e   d esire d   lev els   th e   m o d e l   is   ev al u ated   w it h   d if f er e n t   v al u es   of   m o m e n t u m   to   ac h ie v e   it s   o p ti m al   v al u e.   T h e   m o d el   is   a s s es s ed   f o r   v ar io u s   w ei g h t   d ec a y   an d   ep s ilo n   v al u es   to   d eter m in e   its   id ea l   v al u e.   Fin a ll y ,   a   lear n in g   r ate   ad j u s t m en t   h as   b ee n   m ad e   w h ich   p r o d u ce d   m ea n in g f u l   i m p r o v e m en ts .     2 . 6 .     M o del   t ra ini ng   a nd   predict i on   T h e   co n ca ten ated   m o d el   is   tr ain ed   an d   v alid ated   f o r   50   ep o ch s   u s i n g   10 - f o ld   cr o s s - v alid atio n ,   r ed u cin g   b ias   an d   i m p r o v i n g   g e n er aliza tio n .   T h e   tr ain in g   in v o lv ed   r an d o m l y   d iv id i n g   th e   d ataset   i n to     10   f o ld s   ( 9 :1   s p lit   f o r   tr ain i n g   an d   v al id atio n )   ac r o s s   t en   iter a tio n s   [ 2 8 ] .   T h e   av er ag e   ac c u r a c y   o b tain ed   in   ea c h   iter atio n   is   t h e   f in al   ac c u r ac y   of   th e   m o d el.   Star tin g   w i th   r a n d o m l y   i n itial ized   w ei g h ts   a n d   b iase s ,   th e   m o d el 's   p r ed icted   o u tp u t s   ar e   co m p ar ed   w it h   ac tu al   o u tp u ts .   W ei g h ts   an d   b iases   ar e   th e n   u p d at ed   an d   b ac k p r o p ag ated   th r o u g h   i n itial   la y er s   b ased   on   th e   lo s s   f u n ctio n ,   a i m in g   to   m i n i m ize   lo s s   an d   i m p r o v e   a cc u r ac y   [ 2 9 ] .   T r ain in g   co n tin u ed   u n til   p ar a m eter   u p d ates   no   lo n g er   e n h a n ce d   v alid atio n   ac c u r ac y ,   e m p lo y in g   ea r l y   s to p p in g   w it h   a   p atien ce   v alu e   of   5.   C las s i f icatio n   u tili ze d   th e   f u ll y   co n n ec ted   la y er   w it h   a   s ig m o id   ac tiv at io n   f u n ctio n   f o r   b in ar y   o u tp u t   co r r esp o n d in g   to   p n eu m o n ia   an d   n o r m al   ca s e s .       3.   RE SU L T S   AND   D I SCU SS I O N   T h p r o p o s ed   co n ca ten ated   m o d el  is   r ef in ed   s y s te m atica l l y   to   en h an ce   its   e f f ec t iv e n es s   in   d etec tin g   p ed iatr ic  p n eu m o n ia  f r o m   c h est  r ad io g r ap h s .   T h f in e - t u n i n g   p r o ce s s   b eg in s   w ith   p r e - tr ain i n g   o n   d iv er s d ataset,   allo w i n g   th m o d el  to   lear n   f u n d a m e n tal  p atte r n s   an d   f ea tu r es  r ele v an to   m ed ical  i m a g i n g .   Su b s eq u e n tl y ,   th m o d el  u n d er g o es  iter ativ ad j u s t m e n t s ,   in clu d in g   d o m ain - s p ec if ic  tr ain i n g ,   h y p er p ar a m eter   o p tim izatio n ,   an d   p er f o r m a n c ev alu atio n ,   to   en s u r it  ac h i ev es  h i g h   ac cu r ac y   a n d   r eliab ilit y   i n   p n eu m o n ia  class i f icatio n .     3. 1 .     P er f o rm a nce   m et rics   P er f o r m a n ce   m etr ics   e v al u at e   th e   p er f o r m an ce   of   t h e   d ee p   lear n i n g   m o d el   b ased   on   its   ab ilit y   to   f o r ec ast   u n o b s er v ed   d ata.   T h e   p r ed icted   o u tco m es   of   t h e   m o d el s   ar e   v i s u a lized   in   t h e   f o r m   of   a   co n f u s io n   m atr i x   t h at   h as   4   e n tr ies:   i )   tr u p o s iti v es  ( T P ) :   co r r ec tly   p r ed icted   p n eu m o n ia  c a s es,   ii )   t r u n e g ati v es   ( T N) :   co r r ec tly   p r ed icted   n o r m al   ca s es,   iii )   f alse  p o s iti v es  ( FP ) :   in co r r ec tl y   p r ed icted   n o r m al   ca s es,   an d   iv )   f alse   n eg at iv e s   ( FN) :   in co r r ec tl y   p r ed icted   p n eu m o n ia   ca s e s   [ 3 0 ] .   T ab le   1   d is p lay s   th e   m e tr ics   u s ed   to   ev alu ate   th e   p er f o r m a n ce   of   t h e   p r o p o s ed   m o d el.         T ab le   1.   Me tr ics   u s ed   to   ev alu ate   th e   p er f o r m a n ce   of   t h e   m o d el   M e t r i c s   F o r mu l a   A c c u r a c y    +   +  +  +    P r e c i si o n     +    R e c a l l     +    F1 - sco r e   2   ×       ×      +    S p e c i f i c i t y     +    M C C      ×     ×  (  +  ) (  +  ) (  + ) (  +  )       3. 2 .     Resul t s   T h e   co n ca ten atio n   m et h o d   in   t h is   d etec tio n   s y s te m   i n te g r ates   f ea t u r es   f r o m   th r ee   p r e - tr ain e d   m o d els :   I n ce p tio n   V3 ,   VGG - 16,   an d   Den s eNe t - 201,   ch o s en   b ased   on   th eir   p er f o r m an ce   m etr ics   a m o n g   s e v e n   ev al u ated   m o d el s   w id el y   u s e d   in   m ed ica l   d iag n o s tics .   E v a lu at io n   m etr i cs   in   T ab le   2   in d icate   th at   VG G - 16   an d   I n ce p tio n   V3   ac h ie v ed   th e   h i g h est   ac c u r ac y   s co r e   of   9 4 . 9 4 %.   C o n s id e r in g   o t h er   m etr ics   lik e   p r ec is i o n ,   s p ec if icit y ,   an d   Ma tth e w   co r r elatio n   co ef f ici en ( MCC ) ,   I n ce p tio n   V3   o u tp er f o r m ed   VGG - 16   w it h   100%   p r ec is io n   an d   s p ec if icit y .   Si m ilar l y ,   Den s eN et - 201   o u tp er f o r m ed   VGG - 19   w it h   an   ac cu r ac y   of   9 3 . 6 7 %,   d e m o n s tr atin g   100%   p r ec is io n   an d   s p ec i f icit y .   Fi g u r e s   2 ( a)   to   2 ( c )   d ep icts   th e   co n f u s io n   m atr i x   f o r   th e   t h r ee   b est - p er f o r m ed   m o d el s   on   th e   tes t   d ata.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   I n t J   A r ti f   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 5 :   2 2 2 0 - 2228   2224   T ab le  2 .   C lass if icatio n   r es u lt s   o f   th s e v e n   p r e - tr ain ed   m o d el s   M o d e l   TP   TN   FP   FN   P e r f o r man c e   ( %)   M C C   A c c u r a c y   P r e c i si o n   S e n si t i v i t y   F1 - s c o r e   S p e c i f i c i t y   VGG - 16   1 4 3   1 5 7   1   15   9 4 . 9 4   9 9 . 3 1   9 0 . 5 1   9 4 . 7 0   9 9 . 3 7   0 . 9 0 2 3   VGG - 19   1 3 9   1 5 7   1   19   9 3 . 6 7   9 9 . 2 9   8 7 . 9 7   9 3 . 2 9   9 9 . 3 7   0 . 8 7 9 1   I n c e p t i o n   V3   1 4 2   1 5 8   0   16   9 4 . 9 4   1 0 0   8 9 . 8 7   9 4 . 6 7   1 0 0   0 . 9 0 3 4   X c e p t i o n   1 3 4   1 5 6   2   24   9 1 . 7 7   9 8 . 5 3   8 4 . 8 1   9 1 . 1 6   9 8 . 7 3   0 . 8 4 3 7   M o b i l e N e t   V2   1 3 6   1 5 6   2   22   9 2 . 4 1   9 8 . 5 5   8 6 . 0 8   9 1 . 8 9   9 8 . 7 3   0 . 8 5 4 9   D e n se N e t - 201   1 3 8   1 5 8   0   20   9 3 . 6 7   1 0 0   8 7 . 3 4   9 3 . 2 4   1 0 0   0 . 8 8 0 5   R e sN e t - 50   1 2 3   1 5 7   1   35   8 8 . 6 1   9 9 . 1 9   7 7 . 8 5   8 7 . 2 3   9 9 . 3 7   0 . 7 9 0 7             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 2 .   C o n f u s io n   m atr ix   f o r   th th r ee   b est - p er f o r m ed   m o d els o f   ( a)   I n ce p tio n   V3 ,   ( b )   V GG - 1 6 ,   an d     ( c)   Den s eNe t - 201       T h b est  f ea tu r es  o f   th to p   3   m o d els  I n ce p tio n   V3 ,   VGG - 1 6 ,   an d   Den s eNe t - 2 0 1   ar c o m b in ed   to   d ev elo p   th co n ca te n ated   m o d el.   T a b le  3   h ig h l ig h t s   th p er f o r m an ce   o f   th co n ca ten a ted   m o d el.   I n   co m p ar is o n   to   th i n d iv id u al  p er f o r m an ce s   o f   t h t h r ee   m o d el s ,   th e   co n ca ten ated   m o d el  p er f o r m s   b etter .   T h co n ca ten ated   m o d el  ac h iev ed   an   ac cu r ac y   o f   9 8 . 7 3 w h ic h   is   al m o s 4 in cr ea s w h e n   co m p ar ed   w it h   t h in d iv id u a l   p er f o r m a n ce .   T h ac cu r ac y   o f   th co n ca te n ated   m o d el  in cr ea s ed   as  r esu lt  o f   s h ar p   in cr ea s in   t h tr u e   p o s itiv v al u e.   T h tr u p o s itiv v al u f o r   th co n ca ten ated   m o d el  is   1 5 5 ,   w h ic h   in d icate s   th at  o u o f   th 1 5 8   p n eu m o n ia  ca s es  1 5 5   ar co r r e ctl y   cla s s i f ied   as  p n e u m o n ia  a n d   3   ar m is cla s s i f ied   as  n o r m al.   T h tr u n eg a tiv e   v alu i s   1 5 7 ,   w h ic h   in d icate s   t h at  o u o f   t h 1 5 8   n o r m al  ca s es,  1 5 7   a r co r r ec tly   clas s i f ied   as  n o r m al  w h ile  1   in s ta n ce   is   m i s clas s i f ied   as p n eu m o n ia.       T ab le   3.   P er f o r m a n ce   m etr ic s   of   th e   co n ca te n ated   m o d el   M o d e l   TP   TN   FP   FN   P e r f o r man c e   ( %)   M C C   A c c u r a c y   P r e c i si o n   S e n si t i v i t y   F1   s c o r e   S p e c i f i c i t y   In c e p t i o n   V3   1 4 2   1 5 8   0   16   9 4 . 9 4   1 0 0   8 9 . 8 7   9 4 . 6 7   1 0 0   0 . 9 0 3 4   VGG - 16   1 4 3   1 5 7   1   15   9 4 . 9 4   9 9 . 3 1   9 0 . 5 1   9 4 . 7 0   9 9 . 3 7   0 . 9 0 2 3   D e n se N e t - 201   1 3 8   1 5 8   0   20   9 3 . 6 7   1 0 0   8 7 . 3 4   9 3 . 2 4   1 0 0   0 . 8 8 0 5   C o n c a t e n a t e d   m o d e l   1 5 5   1 5 7   1   3   9 8 . 7 3   9 9 . 3 6   9 8 . 1 0   9 8 . 7 3   9 9 . 3 7   0 . 9 7 4 8       3 . 2 . 1 .   Op t i m izer   s elec t io n   T h e   co n ca ten ated   m o d el,   d ev e lo p ed   by   m er g i n g   f ea t u r es   f r o m   t h r ee   m o d els,   is   tr ain ed   u s i n g   th e   A d a m   o p tim izer .   To   id en tify   th e   m o s t   ef f ec ti v e   o p ti m izatio n   ap p r o ac h ,   th e   m o d el   is   also   ass ess ed   w i th   alter n ati v e   alg o r ith m s ,   i n cl u d in g   R MSP r o p ,   s to ch asti g r ad ien d escen ( SGD ) ,   A d ad elta,   an d   A d ag r ad .   R esu lt s   in   T ab le   4   r ev ea l   th at   t h e   m o d el   ex ce ls   w it h   A d a m   o p ti m izatio n   co m p ar ed   to   o th er   alg o r ith m s .   T h r o u g h o u t   t h e   en tire   f i n e - t u n i n g   p r o ce s s ,   t h e   A d a m   o p tim izatio n   al g o r ith m   co n s is t en tl y   m a in tai n ed   a   h i g h   ac cu r a c y   of   9 8 . 7 3 %   w it h   th e   p ed iatr ic   p n eu m o n ia   d atas et.     3 . 2 . 2 .   O pti m a l   lea rning   ra t e   s elec t io n   T h e   m o d e l   is   in it i al ly   t r ain e d   w i t h   th e   A d am   o p t im iz e r ' s   d ef au lt   l e a r n in g   r at e   of   0 . 0 0 1 .   E x p e r im en t at i o n   w ith   d if f e r en t   l e a r n in g   r a t es ,   in c lu d in g   1e - 2,   1e - 4,   a n d   1e - 5,   is   c o n d u c t e d .   T a b l e   4   p r e s en ts   th e   c la s s if i ca t i o n   r e s u l ts ,   in d i c at in g   im p r o v e d   a cc u r a cy   at   a   l e a r n in g   r at e   of   1e - 4.   C o n s e q u en t ly ,   t h e   l e a r n in g   r a t e   is   f ix e d   at   1e - 4   f o r   f u r th e r   m o d e l   t u n i n g .   T h e   c o n c at en a t e d   m o d el   a ch i ev e d   an   ac cu r a cy   of   9 9 . 0 5 % ,   co r r e c t ly   c l as s if y in g     156   p n e u m o n i a   ca s es   an d   157   n o r m a l   c as es ,   w ith   o n ly   2   an d   1   m is c l ass if i c at i o n s ,   r es p e c tiv ely .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A r ti f   I n tell     I SS N:   2252 - 8938       Hyp er - p a r a mete r s   o p timiz ed   d ee p   fea tu r co n c a ten a ted   n etw o r fo r   p ed ia tr ic  …  ( Ma r S h yn i H illa ry )   2225   T ab le   4.   Hy p er - p ar a m eter   o p ti m izatio n   of   t h e   co n ca ten a ted   m o d el   H y p e r - p a r a me t e r s   TP   TN   FP   FN   P e r f o r man c e   ( %)   M C C   A c c u r a c y   Pr e c i si o n   S e n si t i v i t y   F1   s c o r e   S p e c i f i c i t y   O p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h m   A d a m   1 5 5   1 5 7   1   3   9 8 . 7 3   9 9 . 3 6   9 8 . 1 0   9 8 . 7 3   9 9 . 3 7   0 . 9 7 4 8   R M S P r o p   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   S G D   1 5 3   1 5 7   1   5   9 8 . 1 0   9 9 . 3 5   9 6 . 8 4   9 8 . 0 8   9 9 . 3 7   0 . 9 6 2 7   A d a d e l t a   1 4 2   1 5 8   0   16   94 . 9 4   1 0 0   8 9 . 8 7   9 4 . 6 7   1 0 0   0 . 9 0 3 4   A d a g r a d   1 3 6   1 5 6   2   22   9 2 . 4 1   9 8 . 5 5   8 6 . 0 8   9 1 . 8 9   9 8 . 7 3   0 . 8 5 4 9   L e a r n i n g   r a t e   0 . 0 1   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   0 . 0 0 1   1 5 5   1 5 7   1   3   9 8 . 7 3   9 9 . 3 6   9 8 . 1 0   9 8 . 7 3   9 9 . 3 7   0 . 9 7 4 8   1e - 4   1 5 6   1 5 7   1   2   9 9 . 0 5   9 9 . 3 6   9 8 . 7 3   9 9 . 0 5   9 9 . 3 7   0 . 9 8 1 0   1e - 5   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   B a t c h   si z e   16   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   25   1 5 3   1 5 8   0   5   9 8 . 4 2   1 0 0   9 6 . 8 4   9 8 . 3 9   1 0 0   0 . 9 6 8 8   30   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   32   1 5 6   1 5 7   1   2   9 9 . 0 5   9 9 . 3 6   98 . 7 3   9 9 . 0 5   9 9 . 3 7   0 . 9 8 1 0   35   1 5 3   1 5 8   0   5   9 8 . 4 2   1 0 0   9 6 . 8 4   9 8 . 3 9   1 0 0   0 . 9 6 8 8   40   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   64   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   M o me n t u m   β 1 = 0 . 9   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 6   1 5 7   1   2   9 9 . 0 5   9 9 . 3 6   9 8 . 7 3   9 9 . 0 5   9 9 . 3 7   0 . 9 8 1 0   β 1 = 0 . 9 2   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   β 1 = 0 . 9 5   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   β 1 = 0 . 9 9   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 3   1 5 8   0   5   9 8 . 4 2   1 0 0   9 6 . 8 4   9 8 . 3 9   1 0 0   0 . 9 6 8 8   β 1 = 0 . 9 9 2   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 3   1 5 8   0   5   9 8 . 4 2   1 0 0   9 6 . 8 4   9 8 . 3 9   1 0 0   0 . 9 6 8 8   β 1 = 0 . 999   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   β 1 = 0 . 8 8   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   β 1 = 0 . 8   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 3   1 5 8   0   5   9 8 . 4 2   1 0 0   9 6 . 8 4   9 8 . 3 9   1 0 0   0 . 9 6 8 8   β 1 = 0 . 7   β 2 = 0 . 9 9 9   1 5 3   1 5 8   0   5   9 8 . 4 2   1 0 0   9 6 . 8 4   9 8 . 3 9   1 0 0   0 . 9 6 8 8   β 1 = 0 . 9   β 2 = 0 . 9 9 7   1 5 4   1 5 8   0   4   9 8 . 7 3   1 0 0   9 7 . 4 7   9 8 . 7 2   1 0 0   0 . 9 7 5 0   β 1 = 0 . 9   β 2 = 0 . 9 9   1 5 6   1 5 8   0   2   9 9 . 3 7   1 0 0   9 8 . 7 3   9 9 . 3 6   1 0 0   0 . 9 8 7 4   β 1 = 0 . 9   β 2 = 0 . 9 9 2   1 5 3   1 5 8   0   5   9 8 . 4 2   1 0 0   9 6 . 8 4   9 8 . 3 9   1 0 0   0 . 9 6 8 8   β 1 = 0 . 9   β 2 = 0 . 9 7   1 5 4   1 5 8   0   4   9 8 . 7 3   1 0 0   9 7 . 4 7   9 8 . 7 2   1 0 0   0 . 9 7 5 0   β 1 = 0 . 9   β 2 = 0 . 9   1 5 4   1 5 7   1   4   9 8 . 4 2   9 9 . 3 5   9 7 . 4 7   9 8 . 4 0   9 9 . 3 7   0 . 9 6 8 5   β 1 = 0 . 9   β 2 = 0 . 9 2   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   W e i g h t   d e c a y   0   1 5 6   1 5 8   0   2   9 9 . 3 7   1 0 0   9 8 . 7 3   9 9 . 3 6   1 0 0   0 . 9 8 7 4   0 . 1   1 3 2   1 5 8   0   26   9 1 . 7 7   1 0 0   8 3 . 5 4   9 1 . 0 3   1 0 0   0 . 8 4 7 0   1e - 2   1 4 7   1 5 8   0   11   9 6 . 5 2   1 0 0   9 3 . 0 4   9 6 . 3 9   1 0 0   0 . 9 3 2 6   1e - 3   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   1e - 4   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   1e - 5   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   1e - 6   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   Ep si l o n   1e - 7   1 5 6   1 5 8   0   2   9 9 . 3 7   1 0 0   9 8 . 7 3   9 9 . 3 6   1 0 0   0 . 9 8 7 4   1e - 8   1 5 2   1 5 7   1   6   9 7 . 7 8   9 9 . 3 5   9 6 . 2 0   9 7 . 7 5   9 9 . 3 7   0 . 9 5 6 2   1e - 6   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   1e - 3   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   0 . 1   1 5 1   1 5 8   0   7   9 7 . 7 8   1 0 0   9 5 . 5 7   9 7 . 7 3   1 0 0   0 . 9 5 6 6   1   1 4 7   1 5 8   0   11   9 6 . 5 2   1 0 0   9 3 . 0 4   9 6 . 3 9   1 0 0   0 . 9 3 2 6       3 . 2 . 3 .   O pti m a l   ba t ch   s ize   s el ec t io n     T h e   m o d el   w h ic h   is   alr ea d y   tr ain ed   w i th   b atch   s ize   32   u n d er w e n t   ad d itio n al   tr ain i n g   w ith   a   r an g e   of   b atch   s izes   to   o b tain   th e   o p tim al   v al u e.   T h e   o u tco m e s   in   T ab le   4   d em o n s tr ate   h o w   t h e   m o d el   p er f o r m s   w i th   v ar io u s   b atch   s izes.   It   ca n   be   s ee n   f r o m   th e   tab le   th a t   h ig h e r   p er f o r m a n ce   is   o b tain ed   w i t h   a   b atc h   s ize   of   32.   T h e   m o d el   is   f u r t h er   ad j u s ted   f o r   o th er   h y p er - p ar a m eter s   a f t er   f ix i n g   th e   b atc h   s ize   to   32.     3 . 2 . 4 .   O pti m a l   m o m ent u m   s e lect io n   T h e   co n ca ten ated   m o d el,   in iti all y   tr ain ed   w it h   t h e   d ef a u lt   m o m e n t u m   v al u e s   of   th e   A d a m   o p tim izer   β1 =0 . 9   an d   β2 =0 . 9 9 9 ,   is   f u r t h er   ev alu ated   w it h   v ar io u s   m o m e n t u m   v al u es.   T ab le   4   d is p la y s   th e   m o d el 's   p er f o r m a n ce ,   i n d icati n g   th a t   t h e   co m b in atio n   of   β1 =0 . 9   an d   β 2 =0 . 9 9   ac h iev ed   th e   h i g h e s t   a cc u r ac y   at   9 9 . 3 7 %.   W ith   100%   p r ec is io n   an d   s p ec if icit y ,   all   n o r m al   ca s es   ar e   c o r r ec tly   clas s i f ied ,   w h ile   2   o u t   of   158   p n eu m o n ia   ca s es   ar e   m is c lass if ied   as   n o r m al.   T h ese   m o m e n t u m   v al u es   β1 =0 . 9   an d   β2 =0 . 9 9   ar e   t h en   f r o ze n   b ef o r e   p r o ce ed in g   to   th e   n e x t   t u n i n g   s tag e s .     3 . 2 . 5 .   O pti m a l   w eig ht   deca y   s elec t io n   T h e   m o d el   w h ich   is   in i tiall y   tr ain ed   w it h   th e   d ef a u lt   w e ig h t   d ec a y   of   0   is   f u r th er   tr ain ed   w it h   d if f er e n t   v alu e s   to   g et   t h e   o p ti m a l   o n e.   T h e   class i f icatio n   r esu lts   of   th e   co n ca te n ated   m o d el   w it h   d if f er e n t   v al u es   of   w ei g h t   d ec a y   ar e   s h o w n   in   T a b le   4.   Ho w e v er ,   th e   p er f o r m a n ce   of   t h e   m o d el   h a s   s h o w n   no   im p r o v e m e n t   w it h   v alu e s   g r ea ter   t h an   0   an d   t h er ef o r e   we   h av e   co n s id er ed   u s i n g   th e   d ef a u lt   w ei g h t   d ec a y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   I n t J   A r ti f   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 5 :   2 2 2 0 - 2228   2226   3 . 2 . 6 .   O pti m a l   e ps i lo n   s elec t i o n   T h e   m o d el   is   tr ai n ed   w it h   d i f f er en t   v a lu e s   of   ep s ilo n   w h o s e   p er f o r m a n ce   is   p r ese n ted   in   T ab le   4.   T h e   m o d el   h a s   s h o w n   b etter   p er f o r m a n ce   w ith   t h e   d ef au l t   ep s ilo n   v al u e   1e - 7   in   co m p ar is o n   w i th   o th er   v al u es.   Hen ce   th e   d e f au lt   ep s ilo n   v al u e   ha s   b ee n   c h o s en   f o r   th e   m o d el.       3 . 2 . 7 .   F ine - t un ing   t he   lea rning   ra t e   Af ter   t u n i n g   all   h y p er - p ar a m et er s ,   th e   f in al   ad j u s t m e n t   of   t h e   lear n in g   r ate   s i g n if ican t l y   i m p r o v ed   th e   m o d el 's   ac cu r ac y   to   9 9 . 6 8 %.   W ith   a   lear n in g   r ate   of   2e - 4   ( 0 . 0 0 0 2 ) ,   th e   m o d el   co r r ec t ly   class i f ies   al l   n o r m a l   ca s es   an d   m is c lass if ies   o n l y   o n e   p n e u m o n ia   ca s e   as   s h o w n   in   T ab le   5.   T h e   o p tim al   h y p er - p ar am eter s   o b tain ed   ar e:   l ea r n in g   r ate= 2 e - 4,   b atch   s ize= 3 2 ,   m o m e n tu m :   β1 =0 . 9   an d   β2 =0 . 9 9 ,   w ei g h d ec a y =0 ,   an d   ep s ilo n =1 e - 7.   T h e   co n f u s io n   m atr i x   an d   r ec eiv er   o p er atin g   c h ar ac ter is tic  ( R OC )   c u r v e   of   t h e   p r o p o s ed   m o d el   ar e   p r esen ted   in   Fi g u r e s   3 ( a)   an d   3 ( b ) .       T ab le   5.   P er f o r m a n ce   of   t h e   co n ca ten ated   m o d el   w it h   f in e - t u n ed   lear n in g   r ate   L e a r n i n g   r a t e   TP   TN   FP   FN   P e r f o r man c e   ( %)   M C C   A c c u r a c y   Pre c i si o n   S e n si t i v i t y   F1   s c o r e   S p e c i f i c i t y   1e - 4   1 5 6   1 5 8   0   2   9 9 . 3 7   1 0 0   9 8 . 7 3   9 9 . 3 6   1 0 0   0 . 9 8 7 4   0 . 0 0 8   1 5 6   1 5 7   1   2   9 9 . 0 5   9 9 . 3 6   9 8 . 7 3   9 9 . 0 5   9 9 . 3 7   0 . 9 8 1 0   0 . 0 0 5   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7   2e - 4   1 5 7   1 5 8   0   1   9 9 . 6 8   1 0 0   9 9 . 3 7   9 9 . 6 8   1 0 0   0 . 9 9 3 7   3e - 4   1 5 2   1 5 8   0   6   9 8 . 1 0   1 0 0   9 6 . 2 0   9 8 . 0 6   1 0 0   0 . 9 6 2 7         ( a)     ( b )     Fig u r 3 .   C o n f u s io n   m atr ix   a n d   R OC   cu r v o f   t h p r o p o s ed   m o d el  o f   ( a)   co n f u s io n   m atr i x   an d     ( b )   R OC   cu r v e       3. 3   Rea l - t i m t esting   1 3   r ea l - ti m s a m p le s   o b tain ed   f r o m   SR Me d ical  C o lle g Ho s p it al  an d   R esear ch   C en tr ar u s ed   to   ass es s   th r o b u s t n es s   o f   t h m o d el.   T h d atab ase  in clu d e s   6   p ed iatr ic   p n eu m o n ia  s p ec i m en s   an d   4   n o r m al     X - r a y s .   T h m o d el  ac cu r atel y   ca teg o r izes e v er y   s a m p le,   y iel d in g   1 0 0 % a cc u r ac y   r ate.       4.   CO NCLU SI O N   P n eu m o n ia   ca u s es   p le u r al   ef f u s io n   th at   lead s   to   a   f atalit y   r ate   of   15%   in   ch ild r e n   b elo w   t h e   ag e   of   5.   An   ea r l y   d iag n o s i s   of   th e   d i s e ase   an d   p r o m p t   m ed ical   i n ter v en tio n   can   l i m it   t h e   r a m if icati o n s   a n d   p o ten tiall y   s av e   t h e   liv e s   of   t h o u s a n d s   of   ch ild r en .   T h e   co n tr ib u tio n   of   th is   r esear c h   is   t h e   p r o p o s al   of   a   d iag n o s tic   f r a m e w o r k   f o r   p ed iatr ic   p n eu m o n ia   b ased   on   co n ca te n atio n   an d   o p ti m izatio n .   T h e   co n ca te n atio n   m et h o d o lo g y   e m p lo y ed   in   th i s   d etec tio n   s y s te m   in te g r ates   th e   p er f o r m a n c e   of   th r ee   s u cc ess f u l   p r e - tr ain e d   m o d els   I n ce p tio n   V3 ,   VGG - 16   an d   De n s eNe t - 2 0 1 .   T h e   ai m   is   to   en h an ce   t h e   ac cu r ac y   of   th e   co n ca ten a ted   m o d el   by   o p ti m izi n g   th e   h y p er - p ar a m eter s   to   p r o v id e   m o r e   p r ec is e   esti m a tes.   A   s tep - by - s tep   o p tim izatio n   is   ca r r ied   o u t   w i th   t h e   A d a m   o p ti m izer   an d   th e   f o llo w i n g   o p tim a l   h y p er - p ar a m eter s   ar e   o b tain ed :   l ea r n in g   r ate= 2 e - 4,   b atch   s ize= 3 2 ,   m o m e n t u m :   β1 =0 . 9   an d   β2 =0 . 9 9 ,   w ei g h d ec a y =0   an d   ep s i lo n =1 e - 7.   T h e   p r o p o s ed   f in e - t u n ed   co n ca te n ated   m o d el   o u tp er f o r m ed   o t h er   ex is ti n g   m o d els   w i th   an   ac c u r a c y   of   9 9 . 6 8 %.   We   h av e   r ea c h ed   an   i m p o r tan t   co n clu s io n   t h at   h y p er - p ar a m e ter   o p tim izat io n   is   an   ess e n ti al   p r o ce d u re   to   o b tain   th e   b est   r esu l ts   f r o m   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A r ti f   I n tell     I SS N:   2252 - 8938       Hyp er - p a r a mete r s   o p timiz ed   d ee p   fea tu r co n c a ten a ted   n etw o r fo r   p ed ia tr ic  …  ( Ma r S h yn i H illa ry )   2227   m o d el.   Ho w e v er ,   t h e   s u g g e s te d   m o d el   en tail s   co n s id er ab le   co m p u tatio n al   e x p en s e s   d u e   to   th e   co n ca te n atio n   an d   m a n u al   o p ti m iza tio n   m et h o d s   e m p lo y ed .   In   t h e   f u tu r e,   we   w o u ld   ex te n d   o u r   r esear c h   to   d ev elo p   an   o p ti m al   m o d e l   f o r   m u lticla s s   l u n g   d is e ase   class i f icat io n .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   T h au th o r s   d ec lar th at  n o   f u n d in g   w as r ec ei v ed   f o r   co n d u c tin g   th i s   r esear ch .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ma r y   Sh y n i H illar y                               C h i tr E k a m b ar a m                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est.       I NF O RM E CO NSE N T   W h av o b tain ed   in f o r m ed   c o n s en t f r o m   al l in d i v id u al s   in c lu d ed   in   th is   s t u d y .       DATA AV AI L AB I L I T Y   D a t a   av a il a b i li ty   is   n o t   a p p l i ca b l e   t o   th is   p a p e r   a s   n o   n ew   d a t w e r e   c r e a t e d   o r   an aly ze d   in   th is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   C.   J.   A b e j a ,   V.   N i y o n z i ma,   J.   P.   B y a g a my ,   a n d   C.   O b u a ,   A n t i b i o t i c   p r e scri p t i o n   r a t i o n a l i t y   a n d   a s so c i a t e d   in - p a t i e n t   t r e a t me n t   o u t c o me s   in   c h i l d r e n   u n d e r - f i v e   w i t h   se v e r e   p n e u mo n i a   at   B w i z i b w e r a   H e a l t h   C e n t e r   I V ,   M b a r a r a   D i st r i c t ,   S o u t h - W e st e r n   U g a n d a ,   P n e u m o n i a ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s4 1 4 7 9 - 0 2 2 - 0 0 0 9 5 - 0 .   [ 2 ]   G.   L a b h a n e ,   R.   P a n sare ,   S.   M a h e sh w a r i ,   R.   T i w a r i ,   a n d   A.   S h u k l a ,   D e t e c t i o n   of   p e d i a t r i c   p n e u mo n i a   f r o m   c h e s t   X - r a y   i mag e s   u si n g   C N N   a n d   t r a n sf e r   l e a r n i n g ,   2 0 2 0   3 r d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Em e r g i n g   T e c h n o l o g i e i n   C o m p u t e En g i n e e ri n g :   Ma c h i n e   L e a r n i n g   a n d   I n t e rn e t   o f   T h i n g s   ( I C ET C E) ,   J a i p u r ,   I n d i a ,   2 0 2 0 ,   p p .   8 5 - 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C ET C E4 8 1 9 9 . 2 0 2 0 . 9 0 9 1 7 5 5 .   [ 3 ]   E.   T.   S a l a h ,   S.   H.   A l g a si m,   A.   S.   M h a mo u d ,   a n d   N.   E.   O.   S.   A.   H u si a n ,   P r e v a l e n c e   of   h y p o x e mi a   in   u n d e r - f i v e   c h i l d r e n   w i t h   p n e u mo n i a   in   an   e me r g e n c y   p e d i a t r i c s   h o sp i t a l   in   S u d a n ,   I n d i a n   J o u r n a l   o f   C ri t i c a l   C a re   Me d i c i n e ,   v o l .   1 9 ,   n o .   4,   p p .   2 0 3 2 0 7 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 4 1 0 3 / 0 9 7 2 - 5 2 2 9 . 1 5 4 5 4 9 .   [ 4 ]   D .   K .   S mi t h ,   D .   P .   K u c k e l ,   a n d   A .   M .   R e c i d o r o C o mm u n i t y - a c q u i r e d   p n e u mo n i a   i n   c h i l d r e n :   r a p i d   e v i d e n c e   r e v i e w , ”  Am e r i c a n   Fa m i l y   Ph y si c i a n ,   v o l .   104 ,   n o .   6 ,   p p .   6 1 8 - 625 ,   2 0 2 1 .   [ 5 ]   P.   D e a n   a n d   T.   A.   F l o r i n ,   F a c t o r s   a ss o c i a t e d   w i t h   p n e u mo n i a   se v e r i t y   in   c h i l d r e n :   a   sy st e mat i c   r e v i e w ,   J o u r n a l   o f   t h e   P e d i a t ri c   I n f e c t i o u s D i se a ses   S o c i e t y ,   v o l .   7,   n o .   4,   p p .   3 2 3 3 3 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 3 / j p i d s/ p i y 0 4 6 .   [ 6 ]   T.   P.   H t u n ,   Y.   S u n ,   H.   L.   C h u a ,   a n d   J.   P a n g ,   C l i n i c a l   f e a t u r e s   f o r   d i a g n o si s   of   p n e u mo n i a   a mo n g   a d u l t s   in   p r i ma r y   c a r e   se t t i n g :   A   s y st e mat i c   a n d   me t a - r e v i e w ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   9,   n o .   1,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 1 9 - 4 4 1 4 5 - y .   [ 7 ]     S.   S i n g h ,   Ef f i c i e n t   p n e u mo n i a   d e t e c t i o n   u si n g   v i si o n   t r a n sf o r me r on   c h e st   X - r a y s,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   14,   2 0 2 4   d o i 1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 024 - 5 2 7 0 3 - 2 .   [ 8 ]   M.   M u j a h i d ,   F.   R u s t a m ,   R.   Á l v a r e z ,   J.   L .   V .   M a z ó n ,   I.   de   la   T.   D í e z ,   a n d   I.   A sh r a f ,   P n e u mo n i a   c l a ssi f i c a t i o n   f r o m   X - r a y   i mag e s   w i t h   I n c e p t i o n - V3   a n 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 ,   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   5,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o st i c s 1 2 0 5 1 2 8 0 .   [ 9 ]   E.   Ç a l l ı ,   E.   S o g a n c i o g l u ,   B.   V.   G i n n e k e n ,   K.   G.   V.   L e e u w e n ,   a n d   K.   M u r p h y ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   c h e st   X - r a y   a n a l y si s:   A   su r v e y ,   Me d i c a l   I m a g e   A n a l y s i s ,   v o l .   7 2 ,   2021 d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me d i a . 2 0 2 1 . 1 0 2 1 2 5 .   [ 1 0 ]   S.   I q b a l ,   A.   N .   Q u r e sh i ,   J.   L i ,   a n d   T.   M a h mo o d ,   On   th e   a n a l y se s   of   me d i c a l   i m a g e s   u si n g   t r a d i t i o n a l   m a c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   a n 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 s,   Arc h i v e o f   C o m p u t a t i o n a l   M e t h o d i n   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   30,   n o .   5,   p p .   3 1 7 3 3 2 3 3 ,   2 0 2 3 d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 8 3 1 - 023 - 0 9 8 9 9 - 9 .   [ 1 1 ]   J.   V.   S.   D.   C h a g a s,   D.   D.   A   R o d r i g u e s,   R.   F.   I v o ,   M.   M.   H a ss a n ,   V.   H.   C.   de   A l b u q u e r q u e ,   a n d   P.   P.   R.   F i l h o ,   A   n e w   a p p r o a c h   f o r   t h e   d e t e c t i o n   of   p n e u mo n i a   in   c h i l d r e n   u s i n g   C X R   i mag e s   b a se d   on   an   r e a l - t i me   I o T   sy st e m,   J o u r n a l   o f   R e a l - T i m e   I m a g e   Pro c e ssi n g ,   v o l .   1 8 ,   n o .   4,   p p.   1 0 9 9 1 1 1 4 ,   2 0 2 1 d o i 1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 5 5 4 - 021 - 0 1 0 8 6 - y .   [ 1 2 ]   S.   N a l l u r i   a n d   R.   S a si k a l a ,   P n e u m o n i a   scre e n i n g   on   c h e st   X - r a y s   w i t h   o p t i mi z e d   e n se mb l e   mo d e l ,   E x p e r t   S y st e m s   w i t h   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 4 2 ,   2 0 2 4 d o i 1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 3 . 1 2 2 7 0 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   I n t J   A r ti f   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 5 :   2 2 2 0 - 2228   2228   [ 1 3 ]   V.   F e r n a n d e s,   G.   B.   J u n i o r ,   A.   C.   de   P a i v a ,   A.   C.   S i l v a ,   a n d   M.   G a t t a ss ,   B a y e si a n   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   e st i mat i o n   f o r   p e d i a t r i c   p n e u mo n i a   d e t e c t i o n   a n d   d i a g n o si s ,   C o m p u t e r   Me t h o d a n d   Pro g r a m i n   B i o m e d i c i n e ,   v o l .   2 0 8 ,   2 0 2 1   d o i 1 0 . 1 0 1 6 / j . c mp b . 2 0 2 1 . 1 0 6 2 5 9 .   [ 1 4 ]   I.   M o h a mm e d ,   N.   S i n g h ,   a n d   M.   V e n k a t a su b r a m a n i a n ,   C o m p u t e r - a ssi s t e d   d e t e c t i o n   a n d   d i a g n o s i o f   p e d i a t r i c   p n e u m o n i a   i n   c h e st   x - ra y   i m a g e s ,   F r i d a y   H a r b o r ,   U S A :   P a t t e r n   C o mp u t e r   2 0 1 9 .   [ 1 5 ]   D.   S.   K e r man y   et   a l . ,   I d e n t i f y i n g   me d i c a l   d i a g n o se s   a n d   t r e a t a b l e   d i se a se s   by   i mag e - b a se d   d e e p   l e a r n i n g ,   C e l l ,   v o l .   1 7 2 ,   n o .   5,   p p .   1 1 2 2 - 1 1 3 1 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c e l l . 2 0 1 8 . 0 2 . 0 1 0 .   [ 1 6 ]   A.   A t h a r ,   I mp r o v i n g   p n e u mo n i a   d e t e c t i o n   i n   c h e st   x - r a y u si n g   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a p p r o a c h   ( A l e x N e t )   a n d   a d v e r sari a l   t r a i n i n g,   2 0 2 3   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Bu s i n e ss  A n a l y t i c f o T e c h n o l o g y   a n d   S e c u r i t y   ( I C BAT S ) ,   D u b a i ,   U n i t e d   A r a b   Emi r a t e s,  2 0 2 3 ,   p p .   1 - 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C B A T S 5 7 7 9 2 . 2 0 2 3 . 1 0 1 1 1 1 9 3 .   [ 1 7 ]   R.   K u n d u ,   R.   D a s,   Z.   W.   G e e m,   G. - T.   H a n ,   a n d   R.   S a r k a r ,   P n e u mo n i a   d e t e c t i o n   in   ch e st   X - r a y   i mag e s   u si n g   an   e n se mb l e   of   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l s,   PL o S   O n e ,   v o l .   1 6 ,   n o .   9,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 5 6 6 3 0 .   [ 1 8 ]   R.   Y i ,   L.   T a n g ,   Y.   T i a n ,   J.   L i u ,   a n d   Z.   W u ,   I d e n t i f i c a t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n   of   p n e u m o n i a   d i s e a s e   u s i n g   a   d e e p   l e a r n i n g - b a s e d   i n t e l l i g e n t   c o m p u t a t i o n a l   f r a m e w o r k ,   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   2 0 ,   2023 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 5 2 1 - 021 - 06102 - 7 .   [ 1 9 ]   B.   A l masl u k h ,   A   l i g h t w e i g h t   d e e p   l e a r n i n g - b a se d   p n e u mo n i a   d e t e c t i o n   a p p r o a c h   f o r   e n e r g y - e f f i c i e n t   me d i c a l   sy st e ms,   Wi r e l e ss   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   M o b i l e   C o m p u t i n g ,   v o l .   2 0 2 1 ,   n o .   1 .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 1 / 5 5 5 6 6 3 5 .   [ 2 0 ]   G .   M .   M .   A l s h m r a n i ,   Q .   N i ,   R .   J i a n g ,   H .   P e r v a i z ,   a n d   N .   M .   E l s h e n n a w y ,   A   d e e p   l e a r n i n g   a r c h i t e c t u r e   f o r   m u l t i - c l a s s   l u n g   d i s e a s e c l a s s i f i c a t i o n   u s i n g   c h e s t   X - r a y   ( C X R )   i m a g e s ,   A l e x a n d r i a   E n g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   6 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e j . 2 0 2 2 . 1 0 . 0 5 3 .   [ 2 1 ]   D.   K e r man y ,   K.   Z h a n g ,   a n d   M.   G o l d b a u m,   L a b e l e d   o p t i c a l   c o h e r e n c e   t o mo g r a p h y   ( O C T )   a n d   c h e st   x - r a y   i mag e s   f o r   c l a ssi f i c a t i o n ,   Me n d e l e y   d a t a ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 7 6 3 2 / r sc b j b r 9 sj . 2 .   [ 2 2 ]   S.   R.   N a y a k ,   D.   R.   N a y a k ,   U.   S i n h a ,   V.   A r o r a ,   a n d   R.   B.   P a c h o r i ,   A p p l i c a t i o n   of   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   f o r   d e t e c t i o n   of   C O V I D - 19   c a se s   u si n g   c h e st   X - r a y   i mag e s:   a   c o mp r e h e n s i v e   st u d y ,   Bi o m e d i c a l   S i g n a l   Pro c e ss i n g   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   6 4 ,   2 0 2 1 d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b s p c . 2 0 2 0 . 1 0 2 3 6 5 .   [ 2 3 ]   M.   M.   R a h ma n   a n d   D.   N.   D a v i s,   A d d r e ssi n g   t h e   c l a ss   i m b a l a n c e   p r o b l e m   in   me d i c a l   d a t a se t s,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ma c h i n e   L e a r n i n g   a n d   C o m p u t i n g ,   v o l .   3 2 ,   n o .   2 ,   p p .   224 2 2 8 ,   2 0 1 3 .   [ 2 4 ]   F .   Z h u a n g   e t   a l . ,   A   c o mp r e h e n s i v e   s u r v e y   on   t r a n sf e r   l e a r n i n g ,”   Pro c e e d i n g s   o f   t h e   I E EE,   v o l .   1 0 9 ,   n o .   1 ,   p p .   4 3 - 7 6 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JP R O C . 2 0 2 0 . 3 0 0 4 5 5 5 .     [ 2 5 ]   M.   R a h i mz a d e h   a n d   A.   A t t a r ,   A   mo d i f i e d   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   d e t e c t i n g   C O V I D - 19   a n d   p n e u m o n i a   f r o m   c h e st   X - r a y   i mag e s   b a se d   on   t h e   c o n c a t e n a t i o n   of   X c e p t i o n   a n d   R e sN e t 5 0 V 2 ,   I n f o rm a t i c i n   Me d i c i n e   U n l o c k e d ,   v o l .   1 9 ,   2 0 2 0 ,     d o i 1 0 . 1 0 1 6 / j . i mu . 2 0 2 0 . 1 0 0 3 6 0 .   [ 2 6 ]   A.   M o r a l e s - H e r n á n d e z ,   I.   V.   N i e u w e n h u y s e ,   a n d   S.   R .   G o n z a l e z ,   A   s u r v e y   on   m u l t i - o b j e c t i v e   h y p e r p a r a m e t e r   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m s   f o r   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   R e v i e w ,   v o l .   56,   n o .   8,   pp.   8043 8 0 9 3 ,   2023 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 022 - 10359 - 2 .   [ 2 7 ]   S.   Y.   S e n   a n d   N.   O z k u r t ,   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   h y p e r p a r a m e t e r   t u n i n g   w i t h   A d a m   o p t i m i z e r   f o r   E C G   c l a s si f i c a t i o n ,   2 0 2 0   I n n o v a t i o n s   i n   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s   a n d   A p p l i c a t i o n s   C o n f e r e n c e   ( A S Y U ) ,   2 0 2 0 ,   p p .   1 - 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A S Y U 5 0 7 1 7 . 2 0 2 0 . 9 2 5 9 8 9 6 .   [ 2 8 ]   S.   Y a d a v   a n d   S.   S h u k l a ,   A n a l y s i s   of   k - f o l d   c r o s s - v a l i d a t i o n   ov er   h o l d - o u t   v a l i d a t i o n   on   c o l o ss a l   d a t a se t s   f o r   q u a l i t y   c l a ss i f i c a t i o n ,   in   2 0 1 6   I EE E   6 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A d v a n c e d   C o m p u t i n g   ( I A C C ) ,   2 0 1 6 ,   p p .   7 8 - 8 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I A C C . 2 0 1 6 . 2 5 .   [ 2 9 ]   M.   C.   A r e l l a n o   a n d   O.   E.   R a mo s ,   D e e p   l e a r n i n g   mo d e l   to   i d e n t i fy   C O V I D - 19   c a se s   f r o m   c h e st   r a d i o g r a p h s,   2 0 2 0   I EEE  XXVII   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   El e c t ro n i c s,  El e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t i n g   ( I N T E RC O N ) ,   L i ma,   P e r u ,   2 0 2 0 ,   p p .   1 - 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N T ER C O N 5 0 3 1 5 . 2 0 2 0 . 9 2 2 0 2 3 7 .   [ 3 0 ]   D.   C h i c c o   a n d   G.   Ju r ma n ,   A   st a t i s t i c a l   c o mp a r i so n   b e t w e e n   M a t t h e w s   c o r r e l a t i o n   c o e f f i c i e n t   ( M C C ) ,   p r e v a l e n c e   t h r e sh o l d ,   a n d   F o w l k e s - M a l l o w s   i n d e x ,   J o u rn a l   o f   Bi o m e d i c a l   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   1 4 4 ,   2 0 2 3 d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j b i . 2 0 2 3 . 1 0 4 4 2 6 .       B I O G RAP H I E S   OF   AUTH O RS       M a r y   S h y n H il la r y           re c e iv e d   h e r   B. E .   in   e lec tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   f ro m   DMI   Co ll e g e   of   En g in e e rin g ,   Ch e n n a i,   I n d ia   a n d   h e r   M . T e c h .   d e g re e   in   las e a n d   e lec tro - o p ti c a e n g in e e ri n g   f ro m   Co ll e g e   of   En g in e e ri n g   G u in d y ,   A n n a   Un iv e rsity ,   Ch e n n a i ,   In d ia.   S h e   is   p u rsu i n g   h e r   P h . D.   as   a   f u ll - ti m e   re se a rc h   sc h o lar  in   th e   De p a rt m e n t   of   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   at   S RM   In stit u te   of   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   Ka tt a n k u lath u r,   T a m il   Na d u ,   In d ia.   S h e   h a s   6   y e a r s   of   a c a d e m ic   tea c h in g   e x p e rien c e .   He r   re se a rc h   a re a   in c lu d e s   im a g e   p ro c e ss in g ,   m a c h in e   lea r n in g ,   a n d   d e e p   lea rn in g .   S h e   c a n   be   c o n tac ted   at   e m a il :   m h 3 0 0 6 @s rm ist. e d u . i n .         Dr .   Ch itr a   E k a m b a r a m           is   an   A s sista n t   P r o f e ss o r   in   th e   De p a rtme n t   of   El e c tro n ic s   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   at   S RM   In stit u te   o f   S c ien c e   &   T e c h n o lo g y ,   Ka tt a n k u lath u r,   T a m il   N a d u ,   In d ia   sin c e   2 0 0 6 .   S h e   o b tain e d   h e r   P h . D.   d e g re e   f ro m   S RM   In stit u te   of   S c ien c e   &   T e c h n o lo g y ,   K a tt a n k u lath u r.   S h e   h a s   22   y e a rs   of   e x p e rien c e   in   m a n a g in g   u n d e rg ra d u a te,   a n d   p o stg ra d u a te   p r o g ra m s   a n d   su p e r v is in g   re se a r c h   p ro jec ts.   He r   re se a rc h   in tere sts   in c lu d e   V L S I   lo w   p o w e h ig h - sp e e d   d e sig n ,   DS P   stru c tu re a n d   V L S I   d e sig n   a u to m a ti o n ,   im a g e   p ro c e ss in g ,   m a c h in e   lea rn in g ,   a n d   d e e p   lea rn i n g .   S h e   can   be   c o n tac ted   at   e m a il :   c h it ra e @s rm ist. e d u . in .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.