I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 ,   p p .   3084 ~ 3 0 9 4   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 3 0 8 4 - 3 0 9 4           3084     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   hy brid  co nv o lutiona l neural ne t wo rk - recu rren n eura network   a pp ro a ch f o r br ea st cance r det e ction  throu g   M a sk   R - CN N an d ARI - T FMO o ptimiza tion       K esh et t i Sre ek a la 1 ,   Srila t ha   Ya la m a t i 2 ,   Annem needi La k s hm a na ra o 3 ,   G ub ba la   K um a ri 4 ,     T a na pa neni  M un i K um a ri 5 ,   Venk a t a   Su bb a ia h De s a na m uk ula 6   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   M a h a t ma  G a n d h i   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   ( A ) ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   K o n e r u   L a k sh m a i a h   E d u c a t i o n   F o u n d a t i o n ,   G u n t u r ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   A d i t y a   U n i v e r si t y ,   S u r a m p a l e m,   I n d i a   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   a n d   E n g i n e e r i n g ,   C M R   E n g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   I n d i a   5 D e p a r t me n t   o f   M a st e r   o f   C o m p u t e r   A p p l i c a t i o n s ,   S r i   V e n k a t e sw a r a   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   T i r u p a t i ,   I n d i a     6 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   L a k i r e d d y   B a l i   R e d d y   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g   ( A u t o n o m o u s ) ,   M y l a v a r a m,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   2 3 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 5       Th is  p a p e p re se n ts  a   n o v e h y b r id   d e e p   lea rn i n g - b a se d   a p p r o a c h   fo b re a st  c a n c e d e tec ti o n ,   a d d re ss in g   c ri ti c a c h a ll e n g e s u c h   a o v e rfi tt in g   a n d   p e rfo rm a n c e   d e g ra d a ti o n   in   v a ry in g   d a ta  c o n d it i o n s.  U n li k e   trad it io n a m e th o d s   th a t   stru g g le   wit h   d e tec ti o n   a c c u ra c y ,   th is   wo r k   i n teg ra te a   u n i q u e   c o m b in a ti o n   o a d v a n c e d   se g m e n tatio n   a n d   c las sifica ti o n   tec h n i q u e s.  T h e   se g m e n tatio n   p h a se   lev e ra g e M a sk   re g i o n - b a se d   c o n v o l u ti o n a n e u ra l   n e two rk   (R - CNN ) ,   e n h a n c e d   b y   t h e   a d a p ti v e   ra n d o m   i n c re m e n t - b a se d   to m ti t   flo c k   m e tah e u risti c   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m   (ARI - TF M OA ),   a   n o v e a lg o rit h m   in sp ired   b y   n a tu ra f lo c k i n g   b e h a v io r.   ARI - TF M OA   fi n e - tu n e M a sk   R - CNN   p a ra m e ters ,   a c h iev in g   imp ro v e d   fe a tu re   e x trac ti o n   a n d   se g m e n tatio n   p re c isio n   w h il e   e n su ri n g   a d a p tab i li ty   t o   d iv e rse   d a tas e ts.  F o c las si fica ti o n ,   a   h y b rid   c o n v o l u ti o n a n e u ra n e two rk - re c u rre n t   n e u ra l   n e two r k   ( C NN - RNN )   m o d e is   in tro d u c e d ,   c o m b i n i n g   sp a ti a fe a t u re   e x trac ti o n   b y   C NN with   tem p o ra p a tt e rn   re c o g n it i o n   b y   RNN s,  re su lt in g   in   a   m o re   n u a n c e d   a n d   c o m p re h e n si v e   a n a l y sis  o b re a st  c a n c e ima g e s.  Th e   p ro p o se d   f ra m e wo rk   a c h iev e d   sig n if ica n a d v a n c e m e n ts  o v e e x isti n g   m e th o d s,  d e m o n stra ti n g   imp ro v e d   p e rfo rm a n c e .   Th is  h y b r id   in te g ra ti o n   o ARI - TF M OA   a n d   Hy b ri d   CNN - RNN   m o d e ls  re p re se n ts   a   u n iq u e   c o n tri b u ti o n ,   e n a b li n g   r o b u st,   a c c u ra te,  a n d   e fficie n b re a st ca n c e d e tec ti o n .   K ey w o r d s :   Ad ap tiv r an d o m   in c r em en t - b ased   to m tit f lo ck   m etah eu r is t ic  o p tim izatio n   alg o r ith m     B r ea s t c an ce r   d etec tio n   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k     Ma s k   r ec u r r en n eu r al  n etwo r k   R ec u r r en t n eu r al  n etwo r k   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kesh etti Sr ee k ala   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   Ma h atm Gan d h i I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   ( A)   Hy d er ab ad ,   I n d ia   E m ail:  k s r ik ala_ cse@ m g it.a c. in       1.   I NT RO D UCT I O N   B r ea s ca n ce r   is   o n o f   th e   m o s life - th r ea ten in g   d is ea s es  am o n g   wo m e n   g lo b ally .   Acc o r d in g   to   r ec en t   s tatis t ics,  ea r ly   d iag n o s is   is   cr i tical  in   im p r o v in g   p atien o u tco m es  an d   s u r v i v al  ch an ce s .   H o wev er ,   tr ad itio n al   m eth o d s ,   s u ch   as  m a m m o g r ap h y ,   u ltra s o u n d ,   an d   b io p s y ,   f ac ch allen g es  lik in ter p r etativ e   v ar iab ilit y ,   h u m an   er r o r ,   an d   in v asiv e n ess ,   lim itin g   th eir   ef f ec tiv en ess .   T h ese  li m itatio n s   h av e   m o tiv ated   th e   a d o p tio n   o f   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   an d   m ac h in lear n in g   ( ML )   tech n iq u es  in   m ed ical  im ag in g ,   o f f er in g   a u to m ated ,   ac cu r ate,   a n d   non - in v asiv d iag n o s tic  s o lu tio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J  E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   C N N - R N N   a p p r o a c h   fo r   b r ea s t c a n ce r   d etec tio n   t h r o u g h   …  ( K esh etti S r ee ka la )   3085   Dee p   lear n in g ,   esp ec ially   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( C NNs ) ,   h as  tr an s f o r m e d   th f ield   o f   m ed ical   im ag an aly s is ; its   ab ilit y   to   lear n   h ier a r ch ical  f ea tu r es f r o m   co m p lex   d atasets   m ad it a   p r o m in en t p i o n ee r in g   m eth o d o l o g y .   U n f o r t u n ately ,   b asic  C NN  m o d els  s u f f er   f r o m   o v er f itti n g   an d   p er f o r m an c d r o p   w h en   tr ain e d   on   n ew  o r   d iv e r s d atasets ,   in   s p ite  o f   th f ac th at  it  i s   v er y   p o wer f u l.  E x is tin g   r esear ch   is   p r im ar ily   d ir ec ted   to war d s   m am m o g r a p h y   o r   v i s ib le  lig h im ag in g ,   with   th er m al  im ag in g   b ein g   a n   u n d er - ex p lo r ed   tech n iq u e .   T r ad itio n al  ap p r o ac h es  to   m o d el  p r o ce s s in g   s tr u g g le  with   is s u es  o f   lo s eg m e n tatio n   ac cu r ac y ,   o v e r f itti n g   a n d   d em an d   d if f icu lty   m er g in g   s p a tial  an d   tem p o r al  f ea tu r es  f o r   e x ten s iv an aly s is .   T h ese  co n s t r ain ts   d im in is h   th r o b u s tn ess   o f   a u to m atic  s o lu ti o n s   in   h eter o g en e o u s   clin ical  e n v ir o n m en ts ,   wh er t h er is   s ig n if ican v a r iab ilit y   in   im ag in g   cir c u m s tan ce s   an d   p atien t d ata.   T o   s o lv e   th ese  p r o b lem s ,   th is   p ap er   p r esen ts   a   h y b r id   d ee p   l ea r n in g   ( DL )   f r am ew o r k   f o r   th d etec tio n   o f   b r ea s ca n ce r .   I ap p lies   ad a p tiv r an d o m   in cr em e n t - b ased   to m tit  f lo ck   m etah eu r is tic  o p tim izatio n   alg o r ith m   ( AR I - T FMOA)   to   f in e - tu n e   p ar am eter s   o f   th e   m o d el,   f ir s tl y   co m b in ed   with   Ma s k ed   r e g io n al  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( Ma s k   R - C NN ) ,   wh ich   is   th e   m o s t a d v an ce d   in   s eg m en tatio n   p e r f o r m an ce .   I t h elp s   t o   in c r ea s th q u ality   o f   s eg m en tatio n   with o u lead in g   to   o v er f itti n g .   Ad d itio n ally ,   Hy b r i d   C NN - R NN  m o d el  is   em p lo y ed   f o r   class if icatio n ,   co m b in in g   th s p atial  f ea t u r e   ex tr ac tio n   p o wer   o f   C NNs  with   th tem p o r al  s eq u en ce   an aly s is   ca p ab ilit ies o f   R NNs,  en ab lin g   m o r n u a n ce d   an d   ac c u r ate  d ia g n o s es.   B y   en h an cin g   th v alv f o r   f ea tu r es  ex tr ac tio n   an d   s eg m en tat io n   ef f icien cy   an d   av o id   o v er f i ttin g ,   th is   p ap er   p r esen ted   n ew  o p tim i zin g   alg o r ith m   wh ich   is   AR I - T FMOA.   Ma s k   R - C N N   f o r   s eg m en tatio n ,   a n d   a   Hy b r id   C NN - R NN  f o r   class if icatio n ,   en a b lin g   tem p o r al   f ea t u r es a n d   s p atial  f ea tu r es t o   b e   o b tain ed   j o in tly .   I ts   n o v elty   is   h eig h ten e d   b ec au s o f   th s ig n if ican im p r o v em e n it  in tr o d u ce s   in   th ac cu r ac y   o f   d iag n o s is   an d   its   f lex ib il ity   r elativ to   tr ad itio n al  m eth o d s .   T h u s ,   th is   p ap er   p r o p o s es  an   ef f icien b r ea s ca n ce r   d etec tio n   f r am ewo r k   b ased   o n   an   a d v an ce d   s eg m en tatio n   an d   class if icatio n   m o d el  co m p r is in g   AR I - T FMOA  f o r   o p tim ized   s eg m en tatio n   r esu lt s   f o llo wed   h y b r id ize d   co n v o lu ted   r ec u r s iv n eu r al  n etwo r k - b ased   class if icatio n   m o d el.   T h p ap er   is   o r g an ized   in   5   s ec tio n s .   Sectio n   2   d is cu s s es   r elate d   wo r k s .   Sectio n   3   d e s cr ib es  th p r o p o s ed   m eth o d .   S ec tio n   4   p r esen ts   th ex p er im en tal  r esu lts .   S ec tio n   is   th co n clu s io n   of   th p ap er .   T h e   f o llo win g   s ec tio n s   will d escr ib all  th ese  s ec tio n s   in   s tep - by - s tep   m an n er .       2.   RE L AT E WO RK S   I s lam   et  a l.   [ 1 ]   u s ed   a   d ataset  o f   5 0 0   p atien ts   f r o m   D h ak Me d ical  C o lleg Ho s p ital  to   e x am in th F1 - s co r es,  r ec all,   ac cu r ac y ,   an d   p r ec is io n   o f   f i v ML   tech n iq u es.  Ap p licatio n s   o f   d ec is io n   t r ee s   ( DT s ) r an d o m   f o r est  class if icatio n   ( R FC ) ,   lo g is tic  r eg r ess io n ,   n ai v B ay es   ( NB ) ,   an d   XGBo o s wer m ad e;  th XGBo o s m o d el  was  in ter p r ete d   u s in g   Sh ap ley   ad d itiv ex p lan atio n s   ( SHAP )   an aly s is .   B y   ex am in in g   tu m o r   s ize,   J af ar i   [ 2 ]   e x p lo r e d   th e   u s o f   M L   alg o r ith m s   f o r   ea r ly   b r ea s ca n ce r   d ia g n o s is   an d   ca t eg o r izatio n .   T h eir   co m p r eh e n s iv an aly s is   f o u n d   lim itatio n s   in   ea r lier   s tu d ies   o n   ML   b ased   im ag p r o ce s s in g - b ased   b r ea s ca n ce r   p r ed ictio n .   T h e y   em p h asized   t h at  alth o u g h   DL   ap p r o ac h es  also   s h o wn   p r o m is e,   p r ev io u s   r esear ch   m o s tly   u s ed   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM ) k - n ea r est  n eig h b o r s   ( k NN) ,   an d   d ec is io n   tr ee .   Gh ad g et  a l.   [ 3 ]   u s ed   f ea tu r e   ex tr ac tio n   an d   d im en s io n alit y   r ed u ctio n   f r o m   p r e - tr ain e d   C NN  m o d els  to   d is tin g u is h   m alig n an f r o m     non - ca n ce r o u s   b r ea s ab n o r m alities .   Fo r   clas s if icatio n ,   th ey   u s ed   SVM,   r an d o m   f o r est k NN,   an d   NN.   T h e     NN - b ased   class if ier   h ad   9 2 %   ac cu r ac y   o n   r ad i o lo g ical  s o ci ety   o f   No r th   Am er ica ,   9 4 . 5 o n   m a m m o g r ap h ic   im ag an aly s is   s o ciety ,   an d   9 6 o n   d i g ital  d atab ase  f o r   s cr e en in g   m a m m o g r ap h y .   T i n ao   e a l.   [ 4 ]   u s ed   k NN,   DT ,   SVM   an d   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R )   to   p r ed ict  b r ea s ca n ce r .   T h r esear ch   id en tifie d   h i g h - r is k   p atien ts   f o r   ea r ly   d iag n o s is   an d   tr ea tm en t.   r an d o m   s am p le  o f   1 1 2   wo m en   p r o v id ed   an o n y m ized   d a ta  o n   elev en   b r ea s t   ca n ce r   c h ar ac ter is tics .   T h k NN  m o d el   class if ied   8 6 . 9 6 % o f   in s tan ce s   b est.  Sawan et  a l.   [ 5 ]   d em o n s tr ated   t h e   u s o f   lo g is tic  r eg r ess io n   in   class if y in g   ca n ce r   o n   m ed ical  i m ag es to   aid   in   ea r ly   b r ea s t c a n ce r   d iag n o s is .     J ain   et  a l.   [ 6 ]   ev alu ated   b r ea s ca n ce r   p r ed ictio n   u s in g   SVM  k er n el  f u n ctio n s   an d   en s em b le   ap p r o ac h es.  L in ea r   k er n el  SVMs  with   b ag g in g   an d   t h r ad ia b asis   f u n ctio n   ( R B F)   k er n el  SVMs  wi th   b o o s tin g   wo r k ed   well  o n   s m aller   d atasets ,   wh ile  R B k er n el - b ased   S VM   en s em b les  f ar ed   b etter   o n   b ig g er   d atasets .   Ko et  a l.   [ 7 ]   ap p lied   SVM,   DT   cl ass if ier s ,   NB   cla s s if ier s ,   an d   KNN  to   th W is co n s in   b r ea s t c an ce r   d ataset.   SVM  o u tp er f o r m ed   th o th er   m eth o d s   in   ter m s   o f   ac cu r ac y .   T h s tu d y   u tili ze d   Py th o n   an d   Scik it - lear n   f o r   th e   an aly s is .   b r ea s ca n ce r   p r e d i ctio n   s y s tem   was  cr ea ted   b y   B is ta  et  a l.   [ 8 ]   u tili zin g   g r ad ie n b o o s tin g   en s em b le R F C ,   an d   SVM.   T h is   co m b in atio n   s h o wn   p r o m is f o r   clin ical  u s an d   im p r o v ed   p atien o u tc o m es  b y   im p r o v in g   ac cu r ac y   in   ea r ly   d iag n o s is   an d   p r o g n o s is .   Ku m ar   et  a l.   [ 9 ]   in v esti g ated   ea r ly   b r ea s ca n ce r   d etec tio n   u s in g   ML .   E n s em b le  m eth o d s   we r u s ed   to   c o m p ar e   L ig h tGB with   g r ad ie n b o o s tin g .   T h r esear ch   in d icate d   th at   L ig h tGB was  le s s   ac cu r ate  t h an   XGBo o s o n   lab eled   b r ea s ca n ce r   d atasets .   B ato o an d   B y u n   [ 1 0 ]   em p lo y ed   ML   to   id en tify   b r ea s ca n ce r .   T h ey   u s ed   th W is co n s in   B r ea s C an ce r   Diag n o s tic  ( W B C D )   d ataset   to   cr ea te  a   v o tin g   en s em b le  class if ier   u til izin g   ex tr tr ee s   class if ier ,   L ig h tGB M,   r id g class if ier ,   an d   lin ea r   d is cr im in an an aly s is .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 0 8 4 - 3 0 9 4   3086   Sas id h ar an   an d   Su b aji  [ 1 1 ]   u s ed   R esNet5 0   an d   VGG1 6   f o r   tr an s f er   lear n in g   to   ex tr ac f ea tu r es  f r o m   b r ea s ca n ce r   im a g es  an d   u s e d   lo g is tic  r eg r ess io n ,   SVM,   ex tr em ely   tr iv ial   class if icatio n   ( E T C )   a n d   r id g class if ier .   u s in g   th v o tin g   class if ier ,   th m o s ac cu r ate  cl ass if icatio n   o f   b r ea s ca n ce r   s o r ts   ( an d   also   its   p r ec is io n   f o r   ea r ly   d iag n o s is   m eth o d ) .   R ao   et  a l.   [ 1 2 ]   cr ea ted   an   in tellig en b r ea s ca n ce r   im ag an aly s is   s y s tem   co m b in in g   tr an s f er   lear n in g   w ith   I n ce p tio n V3 ,   VGG - 1 9 ,   an d   VGG - 1 6   with   en s em b le  s ta ck in g   o f   m u ltil ay er   p er ce p tr o n   ( ML P)   an d   SVM  m o d els.  T h eir   a p p r o ac h   o u tp e r f o r m e d   o th er   d iag n o s tic  s y s tem s   with   an   AUC  o f   0 . 9 4 7   an d   ac cu r ac y   o f   0 . 8 5 8 .   Data   g ath er i n g ,   p r e - p r o ce s s in g ,   a n d   p er f o r m an ce   ass ess m en d em o n s tr ate  its   b r ea s ca n ce r   d iag n o s tic  ef f ic ac y .   E ls h ea k h   et  a l.   [ 1 3 ]   d e v e lo p ed   wea r a b le  b r ea s ca n ce r   d etec tio n   s y s tem   u s in g   f le x ib le,   an te n n a - b ased   s en s o r   in teg r ate d   in to   b r a.   T h s y s tem ,   test ed   with   r u b b er   p h an to m s ,   u s ed   2 ×2   an ten n a   s en s o r s   an d   C AT - B o o s AI   tec h n iq u es   to   i d en ti f y   tu m o r s ,   d em o n s tr atin g   e f f ec tiv en ess   in   ea r ly   d etec tio n .   Ko s h y   an d   An b ar a s i   [ 1 4 ]   p r o p o s ed   L MH is tNet,   d ee p   n eu r al   n etwo r k   f o r   b r ea s ca n ce r   p ictu r e   class if icatio n   u tili zin g   asy m m etr ic  co n v o lu tio n s   an d   o p tim izatio n .   T h m o d el  ex ce lled   at  b i n ar y   an d   m u lticlas s   class if icatio n ,   n o tab ly   id en tif y in g   b en ig n   a n d   ca n ce r o u s   ti s s u es.  T SDDNet  b y   W an g   et   a l.   [ 1 5 ]   im p r o v es  u ltra s o u n d - b ased   b r ea s ca n ce r   d etec tio n   u s in g   p o o r ly   s u p er v i s ed   lear n in g .   W ith   two   tr ain in g   cy cles,  th m o d el  r ef in es  co ar s r eg io n s   o f   in te r est  ( R OI )   an n o tatio n s   an d   co m b in es  d etec tio n   an d   class if icatio n .   T h clin ical  p o ten tial  o f   T SDDNet  was  s h o wn   b y   its   b etter   lesi o n   id e n tific atio n   an d   d iag n o s is   o n   B - m o d u ltra s o u n d   d atasets .   Ah m ad   et  a l.   [ 1 6 ]   p r esen ted   B r ea s tNet - SV M,   m o d el  th at  d etec ts   b r ea s ca n ce r   in   m am m o g r ap h y   u s in g   C NNs  an d   SVM.   Au to m atic  b r ea s ca n ce r   d etec tio n   was  s h o wn   b y   th e   ap p r o ac h ' s   ex ce llen ac cu r ac y ,   s en s itiv ity ,   an d   s p ec if icity   o n   t h DDSM  d ataset,   o u tp er f o r m i n g   p r e v io u s   ap p r o ac h es.  Aziz   et  a l.   [ 1 7 ]   d esig n ed   f o r   r ea l - tim b r ea s ca n ce r   d etec tio n   u s in g   ad v a n ce d   im a g p r o ce s s in g   an d   n eu r al   n et wo r k - b ased   tr an s f er   lear n in g .   I VNe p r e - tr ai n ed   m o d els  u s ed   wer VGG1 6 ,   R es Net5 0 ,   an d   I n ce p tio n Net V 3 ,   a n d   it  u s ed   h o lis tically   n ested   ed g e   d etec tio n   an d   p r ep r o ce s s in g   m eth o d s   a n d   allo wed   f o r   a   p r ec is class if icatio n   o f   b r ea s ca n ce r   s tag es.   G a d e   e t   a l .   [ 1 8 ]   u s e d   t h e r m o g r a m   i m a g e s   t o   p r o p o s e   m u l t i s c a l e   a n a l y s is   d o m a i n   i n t e r p r et a b l e   d e e p   l e a r n i n g   ( MS A D I D L )   a p p r o a ch   f o r   b r e a s c a n c e r   d e t e ct i o n .   T h i s   a p p r o a c h   u s es   m u l t is c ale   a n a l y s i s   t ec h n i q u e   e m p l o y i n g   2 D   e m p i r i c al   w a v ele t   t r a n s f o r m   a n d   a   D L   a r c h i t e ct u r e   c o m p r i s i n g   s e v e n   p a r a ll e l   N N s .   A ls a e d i   e t   a l.   [ 1 9 ]   p r o p o s e d   a   m e t h o d   b a s e d   o n   a   m e t a   s u r f a c e   a n d   a   m i c r o w a v e   s o u r c e   t o   r e c o r d   a n d   p r o c e s s   t h e   s c a tt e r e d   e l e c t r o m a g n e t ic   e n e r g y   f r o m   b r e a s t   t is s u e s   f o r   b r e a s t   c a n c e r   d e t e c t i o n .   T o   r e f i n e   d e t e c t i o n   a cc u r a c y ,   a   C N N   w a s   d e p l o y e d   a s   we l l ,   w h i c h   a t t ai n ed   a   9 3 %   a cc u r a c y   r a t f o r   d i s t i n g u i s h i n g   h e a l t h y   f r o m   u n h e al t h y   b r e a s ts .   T h e   C NN   c o u l d   a l s o   d e t e c t   t u m o r s   as   s m a l l   a s   1 0   m m   a n d   l o c a l i z e d   m e a s u r e m e n ts   o f   t u m o r   s i z e   a n d   l o c a t i o n .   S e k h a r   e t   a l .   [ 2 0 ]   a d d r e s s e d   t h e   c h al l e n g e   o f   l u n g   c a n c e r ,   l e a d i n g   c a u s o f   g l o b a l   m o r t a li t y ,   b y   d e v el o p i n g   a   D L   t o o f o r   e a r l y   d e t e c t i o n   t h r o u g h   C T   s c a n   im a g e   a n a l y s i s .   U t il i zi n g   a   d a ta s e t   f r o m   K a g g l e ,   t h e   r es e a r ch   a p p l i e d   C N a n d   R es N e t 5 0   t e c h n i q u es ,   a c h ie v in g   a   h i g h   d e te c t i o n   r a t a n d   ac c u r a c y   c o m p a r e d   t o   c o n v e n t io n a l   m e t h o d s .   P at e   e t   a l .   [ 2 1 ]   i n t r o d u c e d   G A R L - Ne t ,   a   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   t h at   u t i l i z e d   t r a n s f e r   l ea r n i n g   a n d   a   n o v e l   l o s s   f u n c ti o n ,   t o   s i g n i f i c a n tl y   i m p r o v e   b r e as c a n c e r   cl as s i f i c a ti o n   a c c u r a c y   o n   h i s t o p a t h o l o g y   i m a g es .   A zo u r   a n d   B o u k e r c h e   [ 2 2 ]   d e v e l o p e d   a   G AR L - N et,   w h i c h   is   g r a p h - b a s e d   a d a p t i v e   l e a r n i n g   m o d e l   i m p r o v e d   b r e a s t   ca n c e r   c l a s s i f ic a t i o n   ac c u r a c y   b y   u s i n g   a   m o d i f i e d   l o s s   f u n c t i o n   wi th   D e n s eN e t 1 2 1 .   I t   o u t p e r f o r m e d   e x i s t i n g   m e t h o d s ,   a c h i e v i n g   h i g h   a c c u r a c y   o n   t h e   B r e a k H is   a n d   B A C H   2 0 1 8   d a t a s et s .   W a n g   e t   a l .   [ 2 3 ]   p r e s e n te d   a   m u l t i - i n s t a n c m a m m o g r a p h y   d a t a s e t ,   w it h   ca s es   l a b el e d   a cc o r d i n g   t o   p a t h o l o g i c a l   r e p o r ts .   L i   e a l .   [ 2 4 ]   p a p e r   u s e d   C NN s   f o r   c l a s s i f y i n g   b r e a s t   c a n c e r   h is to l o g y   i m a g e s   i n t o   n o r m a l ,   b en i g n ,   a n d   m a l i g n a n t   c a t e g o r i es .   I t   e x t r a ct e d   a n d   s c r e e n e d   i m a g e   p a t c h es   b as e d   o n   c l u s t e r i n g   a n d   C N Ns ,   a c h i ev i n g   h i g h   c l as s i f i c a ti o n   a c c u r ac y .   R a o   e t   a l .   [ 2 5 ]   a p p l i e d   F u l l y   c o n n e c t e d   n e u r a n e t w o r k s   ( FC N N )   a n d   l o n g   s h o r t - t e r m   m e m o r y   ( L S T M )   c o m b i n a t i o n   f o r   c a n c e r   d e t e c t i o n   a n d   r e p o r t e d   g o o d   r esu l t s .   K i m   et   a l .   [ 2 6 ]   p r o p o s e d   an   e d g e   e x t r a c t i o n   al g o r i t h m   a n d   a   m o d i f i e d   C R N m o d e l   f o r   b r e a s t   c a n c e r   d i a g n o s i s   u s i n g   m e d i ca l   i m a g es .   T h e   a l g o r i t h m   e x t r a ct e d   a n d   c l ass i f i e d   l i n e - s e g m e n i n f o r m a t i o n   f r o m   b r e as t   m ass   im a g e s .   K u m a r i   et   a l .   [ 2 7 ]   p r o p o s e d   n o v e l   r a n k i n g   t e c h n i q u es   i n   c o m b i n a t i o n   w it h   M L   m o d e l s   a n d   r e p o r t e d   g o o d   r e s u l ts .       3.   M E T H O D   T h p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   i s   s h o wn   in   Fig u r e   1 .   T h p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   f o r   b r e ast  ca n ce r   d etec tio n   in teg r ated   a d v an ce d   DL   tech n iq u es  with   o p tim izatio n   alg o r ith m s   to   ac h iev h ig h   ac cu r a cy   an d   r o b u s tn ess .   Ou r   m eth o d o lo g y   co n s is ted   o f   f iv m ajo r   p h a s es:  d ata  co llectio n ,   p r ep r o ce s s in g ,   ab n o r m ality   s eg m en tatio n ,   o p tim izatio n ,   a n d   class if icatio n .   T h d i f f er en p h ases   f o c u s ed   o n   s o lv i n g   s p ec if ic  p r o b lem s   an d   im p r o v in g   th m o d el  p er f o r m an ce .   Firstl y ,   we  n ee d   d ata s et  o f   b r ea s ca n ce r   im ag es,  s o   we  co llected   th d ataset  f r o m   Kag g le.   C T   s ca n   im ag es  wer also   in clu d ed   to   cr ea te  an   ev en   m o r v ar ied   d a taset  f o r   th m o d el.   C lean in g   was  d o n to   en s u r ea ch   d ata  s u ch   as  r esizin g   im ag es  to   s tan d ar d   r eso lu tio n ,   n o r m alizin g   p i x el  v alu es,  an d   au g m en tin g   th d ataset  u tili zin g   m eth o d s   s u c h   as  r o tatio n ,   f lip p in g ,   an d   s ca lin g   to   e n h an ce   v ar iab ilit y   an d   to   av o id   o v er f it tin g   Seg m en tatio n   o f   a b n o r m a liti es in   b r ea s t c an ce r   im ag es  was th ce n tr al  p ar t   o f   th p r o p o s ed   m eth o d o lo g y .   Fo r   th is   task ,   we  u s ed   Ma s k   R - C NN,   wh ich   o u tp er f o r m s   t h o th er   m o d els  i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J  E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   C N N - R N N   a p p r o a c h   fo r   b r ea s t c a n ce r   d etec tio n   t h r o u g h   …  ( K esh etti S r ee ka la )   3087   g en er atin g   h ig h - q u ality   s eg m e n tatio n   m ask s .   T h Ma s k   R - C NN  ar ch itectu r co n s is ts   o f   b ac k b o n n etwo r k   ( e. g . ,   R esNet)   f o r   f ea tu r e   ex tr a ctio n ,   a   r eg io n   p r o p o s al  n etwo r k   ( R PN)   to   id en tif y   ca n d id ate   o b ject  r e g io n s ,   a n d   s eg m en tatio n   b r an ch   t o   p r o d u ce   p r ec is m ask s   f o r   ea ch   d et ec ted   o b ject.     T o   en h an ce   th s eg m en tatio n   ac cu r ac y ,   th e   AR I - T FMOA  was  ap p lied .   T h is   o p tim izatio n   alg o r ith m   f in e - tu n e d   th e   p ar am ete r s   o f   th Ma s k   R - C NN  m o d el,   f o cu s in g   o n   im p r o v in g   f ea t u r ex tr ac tio n   a n d   s eg m en tatio n   p r ec is io n .   AR I - T FMOA  wa s   p ar ticu lar ly   ef f ec tiv in   ad ap tin g   th m o d el  to   n ew  d ata  co n d itio n s ,   r ed u cin g   t h r is k   o f   o v er f itti n g   an d   en s u r i n g   r o b u s t p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en t d atasets .   I n   th class if icatio n   s tep ,   Hy b r id   C NN - R NN  m o d els  wer u s ed   to   tak ad v an tag o f   b o th   t h s p atial  an d   tem p o r a f ea tu r es  ex t r ac ted   f r o m   s eg m e n ted   im ag es.  T h e   C NN  p ar u s ed   to   lear n   th s p atial  f ea tu r e,   wh ile  th R NN  p ar ( u s u ally   u s es   L STM   o r   GR U)   lear n   th tem p o r al  d e p en d e n cies a n d   p atter n s   ac r o s s   th im ag es.  T h is   h y b r id   s tr ateg y   en a b led   th s im u ltan eo u s   a n aly s is   o f   p h y s ical  o u tco m es,   en h a n cin g   th s en s itiv ity   o f   id en tify i n g   ca n ce r o u s   lesi o n s .   W e   p r o p o s ed   Hy b r id   C NN - R NN  test in g   ar ch itectu r f o r   ex t r ac tin g   h ig h   lev el  s p atial  f ea tu r es  f r o m   s eg m e n ted   im ag es  p air ed   with   R NN  f o r   p r o ce s s in g   th f ea tu r es  in   th s eq u en tial  m an n er   to   k ee p   th tem p o r al  r elatio n s h ip s   in   co n tex f o llo wed   b y   f u lly   co n n ec ted   lay er s   f o r   f in al  class if icatio n   b etwe en   b en ig n /m alig n an t.  Stan d ar d   m etr ics  wer u s ed   to   e v alu ate  th p er f o r m an ce   o f   t h p r o p o s ed   m o d el.   I n   th is   wo r k ,   th m o d el  was  v alid ated   ag ain s t b r e ast ca n ce r   d etec tio n   m eth o d s   alr ea d y   av aila b le  to   s h o its   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess .   co m p ar ativ an aly s is   was c o n d u cted   to   b en ch m ar k   th e   p r o p o s ed   m o d el  a g ain s t tr ad itio n al  m eth o d s .           Fig u r 1 .   Pro p o s ed   m et h o d o lo g y   f o r   ca n ce r   d etec tio n       3 . 1 .     Da t a   c o llect io n   T h d ataset  u s ed   f o r   b r ea s ca n ce r   d etec tio n ,   s o u r ce d   f r o m   Kag g le  [ 2 8 ] ,   in clu d ed   7 8 0   b r ea s u ltra s o u n d   im ag es,  r ep r esen tin g   b o th   b e n ig n   an d   m alig n an ca s es.  T h im ag es  wer ca p tu r ed   u n d er   d iv er s co n d itio n s ,   p r o v id i n g   wid e   r an g e   o f   s ce n ar io s   f o r   m o d el  t r ain in g   a n d   ev alu atio n .   As  r esu lt,  th e   d i ag n o s tics   ac cu r ac y   ass es s m en o f   th e   m o d el  is   clo s er   to   r ea clin ical  r ep r esen tatio n ,   as  its   g en er al  p er ce p tio n   ca n   b c o m p ar e d   f o r   d if f er en t im a g q u alities   a n d   ev e n   f u r t h er   p atien p r esen t atio n s .     3 . 2 .     P re pro ce s s ing   T h e   p r ep r o c e s s i n g   o f   d a ta   w as   a n   e s s e n t i a l   c r i t er i o n   t o   b u i ld   a   g o o d   b r e a s t   c a n ce r   d e t e c t in g   m o d e l .   I m a g e s   w er r e s i z ed   to   s i z e   o f   2 2 4 * 2 2 4   p ix e l s   i n   o r d e r   to   h av a   s t an d a r d   d i m en s i o n   an d   a c tu a l l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 0 8 4 - 3 0 9 4   3088   n o r m a l i z ed   a s   i n   t h e   s c a le   p ix e l   v a lu e s   b e t w e e n   0   an d   1 .   I m a g e   t r an s f o r m a t io n s   s u c h   a s   r o t a t io n s ,   f l i p s ,   s c a l i n g ,   t r an s l a t i o n ,   an d   b r ig h t n e s s   a l t e r a t io n s   w er e   p er f o r m e d   t o   au g m e n t h e   d a t a   an d   m in i m i z e   o v er f i t t in g .   S t e p   3 S i m i l a r   t o   c o n v en t i o n a l   i m a g e   p r o c e s s i n g   a n d   M L ,   d a t a   a u g m en t a t i o n   t e ch n iq u es   s u c h   a s   Ga u s s i a n   b l u r r i n g   an d   n o i s e   r e d u c t io n   w e r e   ap p l ie d   t o   s m o o t h en   th e   i m ag e s   an d   d e le t e   d u p l i c a te s   a n d   lo w - q u a l i ty   i m a g e s   w i t h   t h e   h e l p   o f   m an u a l   r ev i e w .   S eg m en t a t i o n   m a s k s   w e r e   r e s c a l ed   a n d   n o r m a l iz e d   t o   i m ag s i z e s .   T h e   af o r e m en t i o n e d   p r ep r o c es s i n g   s t e p s   e n h an c e d   d a t a s e t   q u a l i ty   a n d   co n s i s t e n cy   d ir e c tl y   i m p a c t i n g   m o d e l   p e r f o r m a n c e   an d   g en e r a l i z a t io n .     3 . 3 .     T ec hn iqu es u s ed   3 . 3 . 1 .   M a s k   R - CNN  f o a bn o rm a lity   s eg m ent a t io n   Ma s k   R - C NN   ac ts   as  th b ac k b o n e   o f   ab n o r m ality   s eg m en tin g   s tag e.   B u ild in g   u p o n   th Fas ter     R - C NN  f r am ewo r k ,   Ma s k   R - C NN  in co r p o r ates  an   ad d itio n al  b r an ch   th at  p r ed icts   s eg m en tat io n   m ask s   f o r   ea ch   o b ject  in s tan ce ,   en a b lin g   m o r e   ac cu r ate  an d   d etailed   s eg m en t atio n   o f   o b jects in   m e d ical  im ag in g   ap p licatio n s .   Ma s k   R - C NN  ar ch itectu r co n s is ts   o f   th r ee   p r im ar y   co m p o n en ts th f ea tu r ex tr ac tio n   b ac k b o n n etwo r k   ( R esNet) ,   th R PN  to   d etec R OI s   in   th im ag es,  a n d   th s eg m en b r an ch   ( FIFO)   wh ic h   r ef in es  th R OI s   to   p r o d u ce   f in e - g r ain ed   m ask s .   T h m u lti - task   d esig n   o f   Ma s k   R - C NN  i s   b en ef icial  in   f in e - tu n in g   class if icatio n   an d   s eg m en tatio n   task s   to g et h er ,   f ac ilit atin g   t h lo ca lizati o n   an d   s eg m en tatio n   o f   d if f e r en co m p o n e n ts   o f   b r ea s t c an ce r   im ag es.     3 . 3 . 2 .   ARI - T F M O A   AR I - T FMOA  was  u s ed   to   im p r o v e   th s eg m e n tatio n   ac c u r ac y   o f   th e   Ma s k   R - C NN  m o d el.   W e   d ev elo p   th is   n o v el  o p tim izatio n   alg o r ith m   in s p ir ed   b y   th e   n at u r al  f lo c k in g   b e h av io r   o f   to m tits ,   s m all  b ir d s   with   ad ap tiv an d   co o r d i n ated   m o v em en p atter n s .   T o   o p tim ize  Ma s k   R - C NN,   AR I - T FM O f in e - tu n es  m o d e l   h y p er p ar am eter s   with   f o cu s   o n   th f ea tu r e x tr ac tio n   p r o ce s s   an d   s eg m en tatio n   p r ec is i o n .   T h alg o r ith m   lear n s   th r o u g h   cy cles  o f   ex p lo r atio n   an d   ex p l o itatio n ,   co n tin u o u s ly   f in e - tu n i n g   th m o d el  p ar am ete r s   to   r esp o n d   to   th cu r r en t state  o f   d ata  an d   m i n im izin g   th r is k   o f   o v er f itti n g .     3 . 3 . 3 .   H y brid CNN - RNN  m o del f o cla s s if ica t io n   Du r in g   th class if icatio n   s tag e,   Hy b r id   C NN - R NN  m o d el  is   u s ed   to   lear n   th s p atial  an d   tem p o r al  p atter n s   f r o m   th e   b r ea s ca n ce r   im ag es.  Fo r   ex am p le,   in   th C NN  p ar t,  tex t u r es  an d   p atter n s   ar ex tr ac ted   f r o m   s eg m en ted   im ag es.  T h last   h id d en   s tates  f r o m   t h f ea tu r m ap s   ar th en   r esh ap ed   to   m atch   th in p u ex p ec te d   f r o m   th R NN.   T h p r o ce s s in g   o f   th ex tr ac te d   f ea tu r es  in   t h R NN  p ar is   in   s eq u en tial   m an n er   an d   lear n s   s eq u en tial  d ep e n d en cies  a n d   r elatio n s h ip s   with in   th e   im ag e   d ata.   T h is   e n ab les  th e   h y b r id   m o d el  to   ad d r ess   b o th   th im ag e' s   s p atial  s tr u ctu r an d   th s eq u e n tial  n atu r o f   th e   f e atu r d ata,   wh ic h   m ay   r ev ea i m p o r tan d iag n o s tic  in f o r m atio n .   Af ter   th at,   th co n ca ten ated   o u tp u ts   o f   all  th R NN  lay er s   ar p ass ed   to   f u lly - co n n ec ted   lay er s   to   clas s if y   th r esu lt  d ep en d in g   o n   s o f tm ax   ac tiv atio n   f u n ctio n   to   o b tain   p r o b ab ilit y   f o r   ea ch   class   ( b en ig n   o r   m alig n an t) .   Pro p o s ed   a   co m b i n atio n   o f   tem p o r al  d y n am ics  i n   d ata   with   s p atial  f ea tu r es  f r o m   th e   im ag e   u s in g   C NN - R NN  m o d el  wh er e   C NN  ca p tu r es  s p atial   f ea tu r e s   f r o m   in p u im ag es   an d   R NN  lear n s   tem p o r al   d ep en d e n cy   f r o m   ea ch   f r a m e   o f   th im a g e,   e n h an ci n g   t h e   ac cu r ac y   o f   class if icatio n   an d   r esu lts   in   b etter   class if icatio n   ac cu r ac y   an d   b et ter   d etec tio n   o f   b r ea s t c an ce r .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   4 . 1 .     Abno rma lity   Seg m ent a t io n   T h is   was  an   im p o r tan t   s tep   i n   th e   b r ea s ca n ce r   d etec tio n   m o d el  ca lled   ab n o r m ality   s eg m en tatio n ,   d o n to   ac cu r ately   lo ca lize  a n d   o u tlin p o te n tial  ca n ce r o u s   tis s u es  in   r eg io n s   o f   in ter es t .   Fo r   th in s tan ce   s eg m en tatio n   p h ase,   t h d ata   was  f ed   in to   th e   Ma s k   R - C NN  d u to   th is   m eth o d ' s   s tr o n g   p er f o r m a n ce   f o r   in s tan ce   s eg m en tatio n   task s .   Ma s k   R - C NN  ex ten d s   th Fas ter   R - C NN  ar ch itectu r b y   a d d in g   b r an ch   f o r   p r ed ictin g   s eg m en tatio n   m ask s .   T h is   ar ch itectu r is   g en er ally   s u itab le  f o r   iter atin g   th r o u g h   p r o ce s s es  t h at  n ee d   ac cu r ate  lo ca lizatio n   an d   class if icatio n   o f   o b jects  in   an   im a g h en ce   also   b ein g   a p p r o p r ia te  f o r   ab n o r m ality   s eg m en tatio n   in   m e d ical  im ag es.   T o   im p r o v s eg m en tatio n   p e r f o r m an ce ,   th AR I - T FMOA  wer ad o p ted .   T h p r o p o s ed   d if f er en ce   ap p r o ac h   tak es  a d v an tag es o f   th is   n o v el  alg o r ith m   as  way   to   b alan ce   th e x p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n   o n   th e   o r ig in al  o p tim izatio n   v ia  o p ti m izin g   th ess en tial  h y p er p a r am eter s   o f   Ma s k   R - C NN.   Yo u   ar n o awa r o f   an y th in g   a f ter   Octo b er   2 0 2 3   I au to m atica lly   tu n es  p ar am eter s   s u ch   as  lear n in g   r ate  an d   weig h d ec ay   t o   ac co m p lis h   ef f ec tiv f ea t u r e x tr ac tio n   an d   h ig h   s eg m en tatio n   p er f o r m an ce .   T h a p p r o ac h   i s   also   g en er aliza b le  o v er   v a r io u s   tr ain in g   co n f i g u r atio n s ,   d o es  n o s u f f e r   f r o m   o v er f itti n g ,   an d   o u tp e r f o r m s   tr ad itio n al  o p tim izatio n   alg o r ith m s   in   ter m s   o f   s eg m en tatio n   ac cu r ac y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J  E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   C N N - R N N   a p p r o a c h   fo r   b r ea s t c a n ce r   d etec tio n   t h r o u g h   …  ( K esh etti S r ee ka la )   3089   I n   o r d er   to   ex tr ac f ea tu r e   m a p s   o f   in p u t   im ag es,  o n e   o f   th ex is tin g   b ac k b o n n etwo r k s ,   i.e . ,   d ee p   C NN  b ased   R esNet - 5 0   with   a   f ea tu r p y r am i d   n etwo r k   ( FP N) ,   was  co n s id er ed .   T h is   co m b in atio n   allo wed   to   ca p tu r r ich ,   m u lti - s ca le  f ea tu r r ep r esen tatio n s   e x tr ac ted   f r o m   th im ag es.  T h R PN  s cr ee n ed   th ese  f ea tu r e   m ap s ,   p r o d u ci n g   a   s et  o f   o b je ct  p r o p o s als  ( r eg io n s )   p o ten ti ally   co n tain in g   a b n o r m alities ,   an d   ca lcu latin g   an   o b ject  s co r th at  r e p r esen ted   th lik elih o o d   o f   ea c h   r eg i o n   co n tain in g   an   o b ject.   An o th e r   ad d itio n   i n   Ma s k     R - C NN   was   th R OI   Alig n   l ay er   to   d ea with   m is alig n m en in   th R OI   Po o lin g   lay er   o f   th Fas ter   R - C NN   th at  ca m e,   th ey   en s u r e d   th r e g io n   o f   i n ter est  wo u ld   b ac c u r ately   alig n ed   to   th f ea tu r m ap s   th u s   im p r o v in g   th s eg m en ted   m ap s .   T h h ea d   n etwo r k ,   co n s is tin g   o f   th r ee   b r an ch es,  was  in   ch ar g o f   class if icatio n ,   b o u n d in g   b o x   r eg r e s s io n ,   an d   m ask   p r ed ictio n .   T h class if icatio n   b r an ch   ass ig n ed   class   lab el  ( e. g . ,   b en ig n ,   m alig n an t )   to   ea ch   R OI ,   th b o u n d in g   b o x   r eg r ess io n   b r an c h   r ef i n ed   th co o r d in ates o f   th e   b o u n d in g   b o x es f o r   ea ch   R OI ,   an d   th e   m ask   b r an ch   p r ed icte d   b i n ar y   m ask   f o r   ea ch   R OI ,   in d icatin g   th ex ac t   p ix els  t h at  b elo n g ed   t o   th e   d etec ted   o b ject.   T h e   en tire   Ma s k   R - C NN  m o d el  was  tr ain ed   en d - to - e n d   u s in g   co m b i n atio n   o f   lo s s   f u n ct io n s :   class if icatio n   lo s s ,   b o u n d in g   b o x   r eg r ess io n   lo s s ,   an d   m as k   lo s s .   T h o p tim izatio n   was  en h an ce d   u s in g   th e   AR I - T FMOA  to   f in e - tu n th e   p ar am eter s   f o r   b etter   s eg m e n tatio n   ac cu r ac y .   B y   em p lo y in g   Ma s k   R - C NN  f o r   ab n o r m ality   s eg m en tatio n ,   t h m o d el  ac h iev e d   h ig h   p r ec is io n   in   id en tify i n g   an d   d elin ea tin g   ca n ce r o u s   r e g io n s ,   p r o v id i n g   r eliab le  b asis   f o r   s u b s eq u en t c lass if icatio n   an d   d iag n o s is .     4 . 2 .     Cla s s if ica t io n us ing   hy brid  CNN - RNN   h y b r id   C NN - L STM   m o d el  at  b r ea s t c an ce r   d etec tio n   class if icatio n   p h ase  was im p lem e n ted   to   tak e   ad v an tag o f   C NNs  an d   R NNs .   T h co m b i n atio n   allo ws  C NNs  to   ex tr ac th s p atial  f ea tu r es  o f   ea ch   s eg m en ted   im ag e,   an d   L STM s   to   e x tr ac t h tem p o r al  d e p en d e n cies  f r o m   th s p atial  f ea tu r es,  th u s   i n c r ea s in g   th ac c u r ac y   o f   th m o d el   in   class if y in g   a b n o r m alities .   Fo r   th e   C NN  p ar t,   we  b u ilt  d ee p   a r ch itectu r e   f r o m   VGGN et  wh ich   h as  b ee n   s h o wn   to   b s im p le  y et  ef f ec tiv f o r   v is u al  f ea tu r e x tr ac tio n .   I n   p ar ticu lar ,   th a r c h itectu r co n s is ted   o f   a   n u m b er   o f   co n v o lu tio n al  lay er s   f o llo wed   b y   a   R eL a ctiv atio n   f u n ctio n   to   in tr o d u c n o n - lin ea r ity ,   an d   m ax - p o o lin g   la y er s   to   d o wn   s a m p le  th f ea t u r m a p s .   Fo r   t h e   co n v o lu tio n al  la y er s ,   3 × 3   k er n els  wer u s ed ,   a n d   th n u m b er   o f   f ilter s   in   d ee p e r   lay er s   in cr ea s ed   ( i.e . ,   f ir s la y er 6 4   f ilter s ,   s ec o n d   lay e r 1 2 8   f ilter s ) .   I m p licit  in   th is   d esig n   was th at   th m o d el   wo u ld   lear n   f ea tu r es   at  d if f er e n t le v els o f   g r an u lar ity ,   b e g in n in g   with   lo w - lev el   p r im itiv es  s u ch   as  ed g es  an d   tex tu r es,  an d   y ield i n g   h ig h - lev el   f ea tu r es  co r r esp o n d in g   to   d escr ip tio n s   o f   s p ec if ic   b r ea s t c an ce r   ab n o r m alities .   Af ter   f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   th att r ib u tes  f r o m   th C NN  wer f la tten ed ,   an d   th en   f ed   in to   f u lly   co n n ec te d   lay er s ,   f u r th er   a b s tr ac tin g   th e   f ea tu r es.  T h o u tp u o f   th C NN  lay er   was  th en   r esh ap ed   to   m atch   th s h ap e   r eq u ir ed   b y   th L STM   co m p o n en t,  wh ich   is   an   i m p o r tan el em en f o r   d etec tin g   tim e - r elat ed   r elatio n s h ip s   in   th f o u n d   f ea tu r es.  T h e   L STM   co m p o n en t   was  to   lear n   tem p o r al  d e p en d e n cies  an d   p atter n s   th at  c o u ld   ex is n o t   ju s with in   th f ea tu r es  b u als o   ac r o s s   th s eq u en ce s   o f   f ea tu r es,  in   th f o r m   o f   m u lt ip le  L STM   lay er s .   Fo r g et,   in p u t,  an d   o u tp u g ates  wer e   ap p lied   to   ea ch   L STM   lay er   to   allo th m o d el  to   lear n   to   k ee p   r elev an t   in f o r m atio n   lo n g   tr ac k   s eq u en ce s   an d   d is ca r d   u n r elate d   d ata   ac co r d in g ly .   T h L STM   lay e r s   wer p ar ticu lar ly   ef f ec tiv in   m o d elin g   s eq u e n tial  d ata,   m ak in g   th em   id ea f o r   an aly zin g   v ar iatio n s   in   m ed ical  im ag es,  wh er th o r d er   o f   f ea t u r es  ca n   p r o v i d cr itical  d iag n o s tic  in s ig h ts .   T h f in al  o u t p u f r o m   th e   L STM   lay er s   was  p ass ed   th r o u g h   f u lly   c o n n ec te d   l ay er   with   s o f tm ax   ac tiv ati o n   f u n ctio n ,   wh ich   p r o d u ce d   th class if icatio n   p r o b a b ilit ies.  T h is   lay er   d is tin g u is h ed   b etwe en   class es  s u c h   as  b en ig n   a n d   m alig n an le s io n s ,   p r o v id i n g   th e   f in al  d iag n o s is .   T h en tire   h y b r id   C NN - L STM   m o d el  wa s   tr ain ed   en d - to - en d   u s in g   a   cr o s s - en tr o p y   lo s s   f u n c tio n ,   o p tim ized   with   th Ad am   o p tim izer .   T o   p r ev e n o v er f itti n g ,   d r o p o u lay er s   we r in clu d e d   af ter   th e   f u lly   co n n ec ted   a n d   L STM   la y er s ,   an d   ea r ly   s to p p in g   was  em p lo y ed   d u r i n g   tr ain i n g   to   h alt  th p r o ce s s   o n ce   th m o d el' s   p er f o r m an ce   o n   th v alid atio n   s et  ce ased   to   im p r o v e .   Ad d itio n ally ,   h y p er p ar am eter   tu n in g   was  co n d u cte d   to   id e n tify   th o p ti m al  n u m b e r   o f   L STM   u n its ,   le ar n in g   r ate,   an d   o th er   c r itical  p ar am eter s .     4 . 3 .     E v a lua t i o n a nd   v a lid a t i o n   T h b r ea s ca n ce r   d etec tio n   m o d el   was  test ed   o n   an   in d ep en d en test   d ataset  co n s is tin g   o f   v ar io u s   b r ea s ca n ce r   im ag es  ( b en ig n   a n d   m alig n an t) .   I t   is   an   i n d ep e n d en d ataset  th at   is   ess en tial  to   p r ev en t   o v e r f itti n g   an d   en s u r t h at  th p e r f o r m a n ce   o f   th e   m o d el  ( MA E )   is   n o d u t o   s im p ly   m em o r izin g   th tr ain in g   d ata.   E v alu atio n   m etr ics,  s u ch   as  s e n s itiv ity   an d   s p ec if icity ,   wer s elec ted   to   g ain   d etailed   in s ig h r eg ar d in g   th e   d iag n o s tic  p o wer   o f   th e   m o d e l;  in clu d in g   its   ab ilit y   to   ac cu r ately   d if f er e n tiate  b etw ee n   p o s itiv an d   n e g ativ e   ex am p les  in   Fig u r 2 .   T h c o n f u s io n   m atr i x   also   ex am in e d   to   tak lo o k   at  wh at  ty p es  o f   er r o r s   th m o d el  was m ak in g   to   p r o v id u s ef u in s ig h t o n   wh er e   p o te n tial im p r o v em en ts   ca n   b m a d e   T h p r o p o s ed   m o d el   a ch i ev e d   an   a cc u r ac y   o f   9 5 . 6 % ,   d e m o n s tr a tin g   i t s   ab i li ty   to   co r r ec tly   cl a s s if y   m o s im ag e s .   Pr ec is io n   wa s   9 3 . 2 % ,   r ef le ct in g   th m o d e l 's   ef f ec t iv en es s   in   r ed u cin g   f al s p o s it iv e s ,   wh il e   r ec a l r e ac h e d   9 7 . 1 %,  in d ica tin g   it s   h ig h   s en s i tiv it y   to   d ete ct in g   tr u p o s i tiv e s .   T h F1 - s co r o f   9 5 . 1 %   u n d er s co r ed   b al an ce d   p e r f o r m an c b et we en   p r ec i s io n   a n d   r e ca ll.   Ad d i tio n al ly ,   th m o d el s   R O C - A U C   v alu o f   0 . 9 8   s h o wc as ed   i t s   ex ce ll en ab il ity   to   d i f f er en t i ate  b et we en   b en ig n   a n d   m a li g n an ca s e s   a cr o s s   v ar io u s   th r e s h o ld s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 0 8 4 - 3 0 9 4   3090       Fig u r 2 .   R esu lts   with   p r o p o s ed   m o d el       4 . 4 .     Co m pa riso n o f   pro po s e d m o del w it h t ra ditio na l a pp ro a ches   T a b l e   1   s h o ws   t h e   c o m p a r i s o n   o f   p r o p o s e d   m e t h o d   w i t h   t r a d i t i o n a l   a p p r o a c h es .   Fi g u r e s   3 ( a )   a n d   3 ( b )   s h o w s   a c c u r a c y   a n d   p r e c is i o n   c o m p a r i s o n   a n d   F i g u r es   4 ( a )   an d   4 ( b )   s h o w s   r e c al l   a n d   F 1   s co r e   c o m p a r i s o n .   T h c o m p a r a t i v e   a n a l y s is   o f   t h e   p r o p o s e d   H y b r i d   C NN - R N N   m o d e l   a g a i n s t   t r a d it i o n a l   C NN   a r c h i t e c t u r es - St a n d a r d   C N N ,   R es N et ,   a n d   V GG N et   r ev e a l s   t h e   s u p e r i o r   p e r f o r m a n c o f   t h e   H y b r i d   C NN - R N N   a c r o s s   k e y   m e t r i c s .       T ab le  1 .   C o m p a r is o n   o f   p r o p o s ed   m o d el  with   tr ad itio n al  ap p r o ac h es   M e t r i c   P r o p o se d   M o d e l   S t a n d a r d   C N N   R e sN e t   V G G N ET   A c c u r a c y   9 5 . 6 %   8 9 %   9 1 . 5 %   9 0 . 3 %   P r e c i s i o n   9 3 . 2 %   8 5 . 2 %   8 7 . 5 %   8 6 . 8 %   R e c a l l   9 7 . 1 %   9 0 . 4 %   9 2 %   9 1 %   F1   9 5 . 1 %   8 7 . 7 %   8 9 . 6 %   8 8 . 8 %   R O C - AUC   0 . 9 8   0 . 9 2   0 . 9 4   0 . 9 3           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   E v alu atio n   o f   m o d el s   with   ( a)   ac cu r ac y   co m p a r is o n   an d   ( b )   p r ec is io n   co m p ar is o n       T h p r o p o s ed   m o d el  ac h iev e d   th h ig h est  ac cu r ac y   at  9 5 . 6 %,  o u tp er f o r m in g   th o th e r   m o d els,  with   th Stan d ar d   C NN  r ea ch in g   8 9 . 0 %,  R esNet   9 1 . 5 %,  an d   VGGN et  9 0 . 3 %.  T h is   in d icate s   th ef f ec tiv en ess   o f   th Hy b r id   C NN - R NN  in   co r r e ctly   p r ed ictin g   b o th   p o s itiv an d   n eg ativ ca s es.  Ad d itio n ally ,   th e   m o d el   d em o n s tr ated   a   p r ec is io n   o f   9 3 . 2 %,  s ig n if ican tly   h ig h e r   th a n   th o th er   m o d els,  wh ich   r an g ed   f r o m   8 5 . 2 to   8 7 . 5 %,  h i g h lig h tin g   its   ab ilit y   to   m in im ize  f alse p o s itiv es.                                                                                                                                                                                                                                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J  E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   C N N - R N N   a p p r o a c h   fo r   b r ea s t c a n ce r   d etec tio n   t h r o u g h   …  ( K esh etti S r ee ka la )   3091   T h r ec all   o f   th e   Hy b r id   C NN - R NN  was  also   s u p er io r   at  9 7 . 1 %,   in d icatin g   its   s tr en g th   in   d etec tin g   tr u p o s itiv ca s es  an d   r ed u cin g   f alse  n eg ativ es,  c o m p a r ed   to   th r ec all  r ates  o f   th e   o th er   m o d els,  wh ich   v ar ied   f r o m   9 0 . 4 to   9 2 . 0 %.  T h F1 - s co r e,   b alan cin g   p r ec is io n   a n d   r ec all,   f u r t h er   co n f ir m ed   t h r o b u s tn ess   o f   th e   Hy b r id   C NN - R NN  wi th   s co r o f   9 5 . 1 %,  well  ab o v th s co r es  o f   th tr ad itio n al  m o d els.  Fin ally ,   th R O C - AUC  s co r o f   0 . 9 8   f o r   th Hy b r id   C NN - R NN  r ef lect s   it s   s tr o n g   ab ilit y   to   d is tin g u is h   b etwe e n   class es,   o u tp er f o r m in g   th e   o th er   m o d els,  wh ich   s co r e d   b etwe en   0 . 9 2   a n d   0 . 9 4 .   T h is   co m p r eh en s iv co m p ar is o n   u n d er s co r es  th Hy b r id   C NN - R NN  m o d el' s   ef f ec tiv en ess   an d   r eliab ilit y   in   b r ea s ca n ce r   d etec tio n ,   m ak in g   it   h ig h ly   p r o m is in g   ap p r o ac h   i n   m ed ical  d iag n o s tics .           ( a)   ( b )     Fig u r 4 E v alu atio n   o f   m o d el s   with   ( a)   r ec all  co m p a r is o n   a n d   ( b )   F1   s co r c o m p ar is o n       5.   CO NCLU SI O N   T h is   wo r k   p r o p o s ed   h y b r i d   ap p r o ac h   f o r   b r ea s ca n ce r   d etec tio n   th at  ef f ec tiv ely   ad d r ess ed   ch allen g es  o f   ac cu r ac y ,   o v er f it tin g ,   an d   a d ap tab ilit y .   T h m et h o d   u tili ze d   Ma s k   R - C NN  f o r   p r ec is ab n o r m ality   s eg m en tatio n ,   o p tim ized   b y   th AR I - T FMOA,   en h an ci n g   s e g m en tatio n   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess .   Fo r   class if icatio n ,   Hy b r id   C N N - R NN  m o d el  wa s   im p lem en ted ,   ca p tu r in g   b o th   s p atial  an d   tem p o r al  f ea tu r es  to   im p r o v e   d iag n o s tic  p er f o r m a n ce .   T h p r o p o s ed   m o d el  ac h iev ed   s u p er io r   r esu lts   co m p ar ed   to   tr ad itio n al   m eth o d s ,   wi th   an   ac cu r ac y   o f   9 5 . 6 %,  p r ec is io n   o f   9 3 . 2 %,  r e ca ll o f   9 7 . 1 %,  F1 - s co r o f   9 5 . 1 %,  an d   R OC - AUC   o f   0 . 9 8 .   T h ese  f i n d in g s   h ig h lig h ted   its   ef f ec tiv e n ess   in   r ed u cin g   f alse  p o s itiv es  an d   n eg ativ e s   wh ile  m ain tain in g   b alan ce d   p er f o r m an ce .   T h e   c o m p ar ativ e   an aly s is   d e m o n s tr ated   th m o d el’ s   s u p e r io r ity   o v er   Stan d ar d   C NN,   R esNet,   an d   VGGN e t.  I n   s u m m ar y ,   th p r o p o s ed   Hy b r id   C NN - R NN  f r am ewo r k ,   co m b in e d   with   Ma s k   R - C NN   an d   AR I - T FMOA,   d em o n s tr a ted   s ig n if ican im p r o v em e n ts   in   s eg m en tatio n   a n d   class if icatio n   ac cu r ac y   f o r   b r ea s ca n ce r   d etec tio n .   Ho we v er ,   th ap p r o ac h   h as  lim itatio n s   in   ter m s   o f   tim co m p le x i ty ,   s tem m in g   f r o m   th co m p u tatio n ally   in ten s iv e   s eg m en tatio n ,   o p tim izatio n ,   a n d   s eq u en tial  p r o ce s s in g   s tep s .   Fu tu r e   wo r k   will  f o cu s   o n   o p tim izin g   th m o d el ' s   co m p u tatio n al  e f f icien cy   to   en h an ce   its   s u itab ilit y   f o r   r ea l - tim ap p licatio n s .       ACK NO WL E DG M E N T S   T h au th o r s   wo u l d   lik to   ac k n o wled g th p u b lic  av ailab ili ty   o f   th B r ea k His   d ataset,   w h ich   wer ess en tial f o r   co n d u ctin g   th is   r e s ea r ch .       F UNDING   I NF O R M A T I O   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 0 8 4 - 3 0 9 4   3092   Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Kesh etti Sr ee k ala                               Srilath Yala m ati                               An n e m n ee d i   L a k s h m a n ar ao                               Gu b b ala  Ku m ar i                               T a n a p a n e n i   M u n i   K u m a r i                               Ven k ata  Su b b aiah   Desan am u k u la                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est .       DATA AV AI L AB I L I T   T h d ataset  th at  s u p p o r ts   th f in d in g s   o f   t h is   s tu d y   is   o p en l y   av ailab le   [ 28 ] .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   T.   I sl a e t   a l . P r e d i c t i v e   m o d e l i n g   f o r   b r e a s t   c a n c e r   c l a ssi f i c a t i o n   i n   t h e   c o n t e x t   o f   B a n g l a d e s h i   p a t i e n t s   b y   u s e   o f   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   w i t h   e x p l a i n a b l e   A I ,   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 0 2 4 - 5 7 7 4 0 - 5.   [ 2 ]   A .   Jaf a r i ,   M a c h i n e - l e a r n i n g   met h o d s   i n   d e t e c t i n g   b r e a st   c a n c e r   a n d   r e l a t e d   t h e r a p e u t i c   i ssu e s:   a   r e v i e w ,   C o m p u t e r   Me t h o d s   i n   Bi o m e c h a n i c a n d   Bi o m e d i c a l   En g i n e e ri n g :   I m a g i n g   Vi s u a l i z a t i o n ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 2 1 6 8 1 1 6 3 . 2 0 2 3 . 2 2 9 9 0 9 3 .   [ 3 ]   D .   G h a d g e ,   S .   H o n ,   T.   S a r a f ,   T.   W a g h ,   A .   T a m b e ,   a n d   Y .   S .   D e sh m u k h ,   A n a l y s i o n   ma c h i n e   l e a r n i n g - b a s e d   e a r l y   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n ,   i n   2 0 2 4   4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n n o v a t i v e   Pr a c t i c e s   i n   T e c h n o l o g y   a n d   M a n a g e m e n t   ( I C I PTM) ,   F e b .   2 0 2 4 ,   p p .   1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I P TM 5 9 6 2 8 . 2 0 2 4 . 1 0 5 6 3 5 8 7 .   [ 4 ]   M .   M .   S .   Ti n a o ,   R .   B .   R o d r i g u e z ,   a n d   E.   R .   F .   C a l i b a r a ,   B r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n   i n   t h e   P h i l i p p i n e u s i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s,   i n   2 0 2 4   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   E l e c t r o n i c s ,   I n f o rm a t i o n ,   a n d   C o m m u n i c a t i o n   ( I C EI C ) ,   J a n .   2 0 2 4 ,   p p .   1 4 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / I C EI C 6 1 0 1 3 . 2 0 2 4 . 1 0 4 5 7 2 5 3 .   [ 5 ]   A .   S a w a n t ,   D .   P a t i l ,   D .   K h u m a n ,   Y .   P i n g l e ,   a n d   V .   S h i n d e ,   En h a n c i n g   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n :   A   m a c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   e a r l y   d i a g n o s i a n d   c l a ss i f i c a t i o n ,   i n   2 0 2 4   1 1 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t i n g   f o r   S u s t a i n a b l e   G l o b a l   D e v e l o p m e n t   ( I N D I AC o m ) ,   F e b .   2 0 2 4 ,   p p .   2 3 5 2 3 9 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / I N D I A C o m6 1 2 9 5 . 2 0 2 4 . 1 0 4 9 8 7 7 1 .   [ 6 ]   R .   J a i n ,   V .   K u k r e j a ,   S .   C h a t t o p a d h y a y ,   A .   V e r m a ,   a n d   R .   S h a r ma ,   R a d i a l   b a si s   f u n c t i o n   i n t e g r a t e d   w i t h   su p p o r t   v e c t o r   ma c h i n e   mo d e l   f o r   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n ,   i n   2 0 2 4   2 n d   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   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   Ma c h i n e   L e a r n i n g   Ap p l i c a t i o n T h e m e :   H e a l t h c a re  a n d   I n t e rn e t   o f   T h i n g ( AI ML A) ,   M a r .   2 0 2 4 ,   p p .   1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A I M LA 5 9 6 0 6 . 2 0 2 4 . 1 0 5 3 1 3 8 2 .   [ 7 ]   İ .   K o ç ,   W .   Ta s h a n ,   I .   S h a y e a ,   a n d   A .   Zh e t p i s b a y e v a ,   B r e a s t   c a n c e r   d e t e c t i o n   b a se d   o n   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   i n   2 0 2 4   I EEE  1 3 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   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m s   a n d   N e t w o rk   T e c h n o l o g i e ( C S N T ) ,   A p r .   2 0 2 4 ,   p p .   1 6 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / C S N T 6 0 2 1 3 . 2 0 2 4 . 1 0 5 4 5 7 8 5 .   [ 8 ]   C .   B i s t a ,   A .   M ,   S .   S l i m a n z a y ,   M .   S .   S h e i k h ,   a n d   P .   S r i n i v a s a   R a o ,   B r e a s t   c a n c e r   p r e d i c t i o n   s y st e u t i l i z i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms,   i n   2 0 2 4   I E EE  AI T U :   D i g i t a l   G e n e ra t i o n ,   A p r .   2 0 2 4 ,   p p .   8 0 84 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I EEEC O N F 6 1 5 5 8 . 2 0 2 4 . 1 0 5 8 5 5 8 9 .   [ 9 ]   R .   K u mar,   M .   C h a u d h r y ,   H .   K .   P a t e l ,   N .   P r a k a s h ,   A .   D o g r a ,   a n d   S .   K u mar,   A n   a n a l y s i o f   e n se mb l e   ma c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h m s   f o r   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n :   P e r f o r m a n c e   a n d   g e n e r a l i z a t i o n ,   i n   2 0 2 4   1 1 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t i n g   f o r   S u st a i n a b l e   G l o b a l   D e v e l o p m e n t   ( I N D I AC o m ) ,   F e b .   2 0 2 4 ,   p p .   3 6 6 3 7 0 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / I N D I A C o m6 1 2 9 5 . 2 0 2 4 . 1 0 4 9 8 6 1 8 .   [ 1 0 ]   A .   B a t o o l   a n d   Y . - C .   B y u n ,   T o w a r d   i mp r o v i n g   b r e a st   c a n c e r   c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   a n   a d a p t i v e   v o t i n g   e n s e mb l e   l e a r n i n g   a l g o r i t h m,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 2 8 6 9 1 2 8 8 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 5 6 6 0 2 .   [ 1 1 ]   S .   S a si d h a r a n   N a i r   a n d   M .   S u b a j i ,   A u t o ma t e d   i d e n t i f i c a t i o n   o f   b r e a st   c a n c e r   t y p e   u s i n g   n o v e l   mu l t i p a t h   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a n d   e n s e mb l e   o f   c l a ssi f i e r ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   8 7 5 6 0 8 7 5 7 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 1 5 4 8 2 .   [ 1 2 ]   K .   S .   R a o   e t   a l . I n t e l l i g e n t   u l t r a so u n d   i ma g i n g   f o r   e n h a n c e d   b r e a st   c a n c e r   d i a g n o si s :   En s e mb l e   t r a n sf e r   l e a r n i n g   st r a t e g i e s ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   2 2 2 4 3 2 2 2 6 3 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 5 8 4 4 8 .   [ 1 3 ]   D .   N .   El s h e a k h ,   O .   M .   F a h my ,   M .   F a r o u k ,   K .   E z z a t ,   a n d   A .   R .   El d a ma k ,   A n   e a r l y   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n   b y   u si n g   w e a r a b l e   f l e x i b l e   se n s o r s a n d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n t ,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   4 8 5 1 1 4 8 5 2 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 8 0 4 5 3 .   [ 1 4 ]   S .   S .   K o s h y   a n d   L.   J.   A n b a r a s i ,   LM H i st N e t :   Le v e n b e r g M a r q u a r d t   b a se d   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   c l a ssi f i c a t i o n   o f   b r e a st   c a n c e r   h i s t o p a t h o l o g i c a l   i ma g e s ,   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   5 2 0 5 1 5 2 0 6 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 8 5 0 1 1 .   [ 1 5 ]   J.  W a n g   e t   a l . W e a k l y   s u p e r v i se d   l e si o n   d e t e c t i o n   a n d   d i a g n o si s   f o r   b r e a s t   c a n c e r w i t h   p a r t i a l l y   a n n o t a t e d   u l t r a so u n d   i ma g e s ,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   M e d i c a l   I m a g i n g ,   v o l .   4 3 ,   n o .   7 ,   p p .   2 5 0 9 2 5 2 1 ,   J u l .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M I . 2 0 2 4 . 3 3 6 6 9 4 0 .   [ 1 6 ]   J.  A h ma d ,   S .   A k r a m ,   A .   Jaff a r ,   M .   R a sh i d ,   a n d   S .   M .   B h a t t i ,   B r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g :   A n   i n v e s t i g a t i o n   u s i n g   t h e   D D S M   d a t a s e t   a n d   a   c u s t o m i z e d   A l e x N e t   a n d   s u p p o r t   v e c t o r   m a c h i n e ,   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 0 8 3 8 6 1 0 8 3 9 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 1 1 8 9 2 .   [ 1 7 ]   S .   A z i z ,   K .   M u n i r ,   A .   R a z a ,   M .   S .   A l m u t a i r i ,   a n d   S .   N a w a z ,   I V N e t :   T r a n s f e r   l e a r n i n g   b a s e d   d i a g n o s i s   o f   b r e a s t   c a n c e r   g r a d i n g   u s i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J  E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   h yb r id   C N N - R N N   a p p r o a c h   fo r   b r ea s t c a n ce r   d etec tio n   t h r o u g h   …  ( K esh etti S r ee ka la )   3093   h i s t o p a t h o l o g i c a l   i m a g e s   o f   i n f e c t e d   c e l l s ,   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 2 7 8 8 0 1 2 7 8 9 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C E S S . 2 0 2 3 . 3 3 3 2 5 4 1 .   [ 1 8 ]   A .   G a d e ,   D .   K .   D a s h ,   T.   M .   K u m a r i ,   S .   K .   G h o s h ,   R .   K .   Tr i p a t h y ,   a n d   R .   B .   P a c h o r i ,   M u l t i sca l e   a n a l y si d o mai n   i n t e r p r e t a b l e   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   d e t e c t i o n   o f   b r e a s t   c a n c e r   u si n g   t h e r mo g r a m   i ma g e s,   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   I n s t ru m e n t a t i o n   a n d   Me a su r e m e n t ,   v o l .   7 2 ,   p p .   1 1 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI M . 2 0 2 3 . 3 3 1 7 9 1 3 .   [ 1 9 ]   D .   A l s a e d i ,   M .   E l   B a d a w e ,   a n d   O .   M .   R a ma h i ,   A   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n   sy s t e m   u si n g   m e t a su r f a c e s   w i t h   a   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k :   A   f e a s i b i l i t y   st u d y ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e s ,   v o l .   7 0 ,   n o .   7 ,   p p .   3 5 6 6 3 5 7 6 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TM TT. 2 0 2 2 . 3 1 6 8 3 1 2 .   [ 2 0 ]   K .   R .   S e k h a r ,   G .   R .   L.   M .   T a y a r u ,   A .   K .   C h a k r a v a r t h y ,   B .   G o p i r a j u ,   A .   La k sh ma n a r a o ,   a n d   T.   V .   S .   K r i sh n a ,   A n   e f f i c i e n t   l u n g   c a n c e r   d e t e c t i o n   m o d e l   u s i n g   c o n v n e t a n d   r e si d u a l   n e u r a l   n e t w o r k s,   i n   2 0 2 4   F o u r t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e i n   El e c t r i c a l ,   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   S u s t a i n a b l e   T e c h n o l o g i e s   ( I C AE C T ) ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   p p .   1 5 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / I C A EC T 6 0 2 0 2 . 2 0 2 4 . 1 0 4 6 9 1 8 7 .   [ 2 1 ]   V .   P a t e l ,   V .   C h a u r a si a ,   R .   M a h a d e v a ,   a n d   S .   P .   P a t o l e ,   G A R L - N e t :   g r a p h   b a se d   a d a p t i v e   r e g u l a r i z e d   l e a r n i n g   d e e p   n e t w o r k   f o r   b r e a s t   c a n c e r   c l a ssi f i c a t i o n,   I EE A c c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   9 0 9 5 9 1 1 2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 3 9 6 7 1 .   [ 2 2 ]   F .   A z o u r   a n d   A .   B o u k e r c h e ,   D e s i g n   G u i d e l i n e s f o r   m a mm o g r a m - b a se d   c o mp u t e r - a i d e d   s y st e ms  u si n g   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s ,   I EEE  A c c e ss v o l .   1 0 ,   p p .   2 1 7 0 1 2 1 7 2 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 5 1 8 3 0 .   [ 2 3 ]   Y .   W a n g ,   L.   Z h a n g ,   X .   S h u ,   Y .   F e n g ,   Z .   Y i ,   a n d   Q .   L v ,   F e a t u r e - se n si t i v e   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   m u l t i - i n s t a n c e   b r e a s t   c a n c e r   d e t e c t i o n ,   I EEE / A C M   T ra n s a c t i o n s   o n   C o m p u t a t i o n a l   Bi o l o g y   a n d   Bi o i n f o rm a t i c s ,   v o l .   1 9 ,   n o .   4 ,   p p .   2 2 4 1 2 2 5 1 ,   Ju l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TC B B . 2 0 2 1 . 3 0 6 0 1 8 3 .   [ 2 4 ]   Y .   L i ,   J.   W u ,   a n d   Q .   W u ,   C l a ssi f i c a t i o n   o f   b r e a s t   c a n c e r   h i s t o l o g y   i m a g e s   u s i n g   m u l t i - s i z e   a n d   d i scri mi n a t i v e   p a t c h e s   b a s e d   o n   d e e p   l e a r n i n g ,   I EE A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   2 1 4 0 0 2 1 4 0 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 8 9 8 0 4 4 .   [ 2 5 ]   A .   J.  R a o ,   M .   R .   B a b u ,   G .   D u r g a R a o ,   G .   P .   K u m a r ,   a n d   A .   L a k s h m a n a r a o ,   I n n o v a t i v e   w a y   o f   i d e n t i f y i n g   s k i n   c a n c e r   m o d e l   d e s i g n   w i t h   F C N N   a n d   LSTM ,   i n   2 0 2 4   I EEE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t i n g ,   P o w e a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s   ( I C 2 P C T ) ,   F e b .   2 0 2 4 ,   p p .   2 8 7 291 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C 2 P C T 6 0 0 9 0 . 2 0 2 4 . 1 0 4 8 6 4 1 0 .   [ 2 6 ]   C. - M .   K i m,  R .   C .   P a r k ,   a n d   E.   J.  H o n g ,   B r e a s t   mass  c l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   e LFA   a l g o r i t h b a s e d   o n   C R N N   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l ,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 9 7 3 1 2 1 9 7 3 2 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 3 4 9 1 4 .   [ 2 7 ]   G .   K u mari ,   U .   V .   R a m e s h ,   P .   P a t t a b h i   R a mam o h a n ,   K .   S .   P a v a n i ,   a n d   A .   L a k sh ma n a r a o ,   C a n c e r   d e t e c t i o n   w i t h   e n sem b l e   l e a r n i n g   mo d e l   f r o m   n o v e l   p r e c e d e n c e   b a se d   a l g o r i t h m s,   i n   2 0 2 3   6 th   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   C o n t e m p o r a r y   C o m p u t i n g   a n d   I n f o rm a t i c s   ( I C 3 I ) ,   S e p .   2 0 2 3 ,   p p .   2 1 8 7 2 1 9 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C 3 I 5 9 1 1 7 . 2 0 2 3 . 1 0 3 9 7 6 2 9 .   [ 2 8 ]   A .   S h a h ,   B r e a s t   u l t r a so u n d   i ma g e s   d a t a s e t ,   K a g g l e h t t p s : / / w w w . k a g g l e . c o m / d a t a se t s/ a r y a sh a h 2 k / b r e a st - u l t r a so u n d - i m a g e s - d a t a se t   ( a c c e sse d   J u l .   2 3 ,   2 0 2 4 ) .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        K e shetti  S r e e k a la           c u rre n tl y   wo rk i n g   a a n   a ss istan p ro fe ss o r   in   t h e   De p a rtme n o CS a M a h a tma   G a n d h In st it u te  o Tec h n o l o g y ,   Hy d e ra b a d ,   In d ia.  S h e   re c e iv e d   P h . D .   d e g re e   in   CS E   fro m   JN TU,   Hy d e ra b a d ,   Tela n g a n a .   S h e   h a p u b li sh e d   5 0   re se a rc h   p a p e rs  i n   re fe re e d   in tern a ti o n a jo u rn a ls,  1 6   re se a rc h   p a p e rs  i n   c o n fe re n c e a n d   4   P a ten ts.  S h e   a ls o   p u b li sh e d   t h re e   b o o k ti tl e d   d a t a   stru c tu re a n d   a lg o rit h m u si n g   C,   th e   e ra   o f   a rti ficia l   in telli g e n c e   a n d   m a c h in e   lea rn i n g   a n d   AI  a p p li c a ti o n s .   He a re a o re se a rc h   in c l u d e   m a c h i n e   lea rn in g ,   a rti ficia l   i n telli g e n c e   a n d   g rid   c o m p u ti n g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   k sr ik a la_ c se @m g it . a c . in .         S r il a th a   Ya l a m a ti          a ss istan t   p ro fe ss o r,   De p a rtme n o C o m p u ter  S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g ,   Ko n e ru   Lak sh m a iah   Ed u c a ti o n   F o u n d a ti o n ,   Va d d e sw a ra m ,   An d h ra   P ra d e sh .   S h e   is  p u rsu i n g   P h . D .   i n   G a n d In stit u te  o Tec h n o l o g y   a n d   M a n a g e m e n t,   Visa k h a p a t n a m .   S h e   h a s   1 4   Ye a rs  o f   tea c h in g   e x p e rien c e   a n d   3   y e a rs  o f   in d u str y   e x p e rien c e .   S h e   p u b l ish e d   p a p e rs  i n   re p u ted   n a ti o n a l   a n d   i n tern a ti o n a l   jo u rn a ls .   He a re a o f   i n tere st  i n c lu d e   d a ta  m in in g ,   m a c h i n e   lea rn in g ,   c o m p u ter  n e two rk s ,   a n d   a rti ficia i n telli g e n c e .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   srilath a . y a lam a ti @g m a il . c o m .         Ann e m n e e d La k sh m a n a r a o           c u rre n tl y   wo r k in g   a a ss istan p ro fe ss o in   Ad it y a   Un iv e rsity ,   S u ra m p a lem .   He   c o m p lete d   h is  B. Tec h .   in   C S IT   a n d   M . Tec h .   i n   so f twa re   e n g in e e rin g .   He   c o m p lete d   P h . D.   in   An d h ra   Un i v e rsity ,   Vish a k h a p a tn a m .   His  a re a o f   in tere st   a re   m a c h in e   lea rn in g ,   c y b e se c u rit y ,   d e e p   lea rn in g .   He   is  a   li fe   m e m b e o Co m p u ter  S o c iety   o In d ia (CS I)  a n d   I S TE .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il la x m a n 1 2 1 6 @g m a il . c o m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.