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 .   2809 ~ 2 8 1 9   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 2 8 0 9 - 2 8 1 9           2809     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Im pro v ing  breas ca ncer c la ss ifi ca t io n wit h a  no v el    VG G 1 9 - ba sed en sem ble learning  a ppro a ch       Cha y m a T a ib,   Adna n E l A hm a di,   O t ma n Abdo un ,   E K ha t ir  H a imo ud i   I n f o r mat i o n   S e c u r i t y ,   I n t e l l i g e n t   S y s t e ms a n d   A p p l i c a t i o n ,   F a c u l t y   o f   sc i e n c e   T e t o u a n ,   A b d e l mal e k   Ess a a d i   U n i v e r si t y ,     Te t o u a n ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 4 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   2 7 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 5       Bre a st  c a n c e r   is  o n e   o th e   m o st  li fe - th re a ten in g   d ise a se s,  p a rti c u larly   a ffe c ti n g   wo m e n ,   h i g h li g h ti n g   t h e   imp o rtan c e   o e a rly   d e tec ti o n   fo i m p ro v i n g   su rv iv a ra tes .   In   t h is  stu d y ,   we   p ro p o se   a   n o v e d iag n o stic  fra m e wo rk   th a t   c o m b in e a   m o d ifi e d   VG G 1 9   a rc h it e c tu re   wit h   Ba g g in g   e n se m b le   lea rn in g ,   u sin g   th re e   b a se   c las sifiers d e c is io n   tree   (DT),   lo g isti c   re g re ss io n   (LR) ,     a n d   su p p o r v e c to m a c h in e   (S V M ).   We  a lso   c o m p a re   th is  a p p r o a c h   with   twe n ty - fo u h y b rid   m o d e ls,  i n teg r a ti n g   v a rio u c o n v o l u ti o n a n e u ra n e two rk   (CNN a rc h it e c tu re (Re sN e t5 0 ,   VG G 1 9 ,   Co n v Ne x tBas e ,   De n se Ne t1 2 1 ,   Eff icie n tNe tV2 B0 ,   Eff icie n tNe t B0 ,   M o b i leN e t,   a n d   Na sN e tM o b il e wit h   Ba g g in g   e n se m b le  m e th o d s.  O u re su lt sh o th a t h e   p r o p o se d   m o d e o u t p e rfo rm a ll   o th e a rc h it e c t u r e s,  e sp e c ially   wh e n   c o m b in e d   w it h   S V M ,   a c h iev in g   a c c u ra c y   o 9 7 %   o n   t h e   f in e   n e e d le  a sp iratio n   c y t o lo g y   (F NA C)   d a tas e a n d   9 0 %   o n   th e   In ter n a ti o n a l   Co n fe re n c e   o n   Im a g e   An a ly sis  a n d   Re c o g n it i o n   ( ICIAR )   d a tas e t.   Th i fra m e wo rk   d e m o n stra tes   stro n g   p o ten ti a l   fo imp r o v i n g   e a rly   b re a st ca n c e d iag n o sis.   K ey w o r d s :   B ag g in g   B r ea s t c an ce r   C las s if icatio n   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   Dee p   lear n in g   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 :   C h ay m ae   T aib   I n f o r m atio n   Secu r ity ,   I n tellig e n t Sy s tem s   an d   Ap p licatio n ,   F ac u lty   o f   Scien ce   T et o u an ,   Ab d elm alek   E s s aa d i U n iv er s ity   T eto u an ,   M o r o cc o   E m ail: ta ib . ch ay m ae @ etu . u ae . ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N     B r ea s ca n ce r   is   o n o f   th m o s co m m o n   an d   life - th r ea ten i n g   ca n ce r s   af f ec tin g   wo m e n   wo r ld wid e.   Acc o r d in g   t o   th W o r ld   Hea lt h   Or g an izatio n   ( W HO)   [ 1 ] ,   it  a cc o u n ts   f o r   ap p r o x im ately   2 5 o f   all  ca n ce r   ca s es  am o n g   wo m en ,   m ak i n g   it   th e   m o s p r e v alen m alig n an c y   i n   th is   p o p u latio n .   T h e   in cid e n ce   o f   b r ea s ca n ce r   v ar ies ac r o s s   r eg io n s ,   with   h ig h er   r ates o b s er v ed   in   d ev el o p e d   co u n tr ies.  T h is   v ar iatio n   is   lik e ly   in f lu e n ce d   b y   f ac to r s   s u ch   as  life s ty le  ch o ic es,  r ep r o d u ctiv b e h av io r s ,   a n d   m o r a d v an ce d   s cr ee n in g   p r o g r am s .   Acc u r ate  d iag n o s is   is   ess en tial  f o r   d eter m in in g   th m o s ef f ec tiv tr ea tm en p lan   [ 2 ] .   Ad v an c es  in   im ag in g   tech n iq u es  lik m am m o g r a p h y ,   u ltra s o u n d ,   an d   m a g n etic  r eso n an ce   im ag in g   ( MRI)   h av s ig n if ic an tly   im p r o v e d   th p r ec is io n   o f   d etec tin g   b r ea s ca n ce r   lesi o n s .   Ad d itio n ally ,   m o lecu lar   an d   g en etic  test in g   o f   tu m o r   s am p les   p r o v id es  cr itical   in s ig h ts   in to   th ch ar ac ter is tics   o f   th ca n ce r ,   en ab lin g   p er s o n alize d   t r ea tm en ts   th at  ca n   en h an ce   p atien t o u tco m es   [ 3 ] .   Ma ch in lear n in g   ( ML )   tech n i q u es  h av b r o u g h r ev o lu tio n   in   m ed ical  d iag n o s is ,   o f f er in g   p o wer f u l   to o ls   f o r   an aly zin g   co m p lex   d atasets   an d   id en tify in g   p atte r n s   th at  m ig h b m is s ed   b y   tr ad itio n al  s tatis tical   m eth o d s   [ 4 ] .   ML   en co m p ass es  v ar io u s   alg o r ith m s   an d   m o d el s ,   in clu d in g   s u p er v is ed   [ 5 ] [ 7 ] ,   u n s u p er v is ed   [ 8 ] an d   r ei n f o r ce m en lear n in g   [ 9 ] [ 1 0 ] ,   as  well  as  d ee p   lear n i n g   tech n iq u es   [ 1 1 ] .   Fo r   b r ea s ca n ce r   d iag n o s is ,   ea r ly   an d   ac c u r ate  id en tific ati o n   is   cr u cial  f o r   im p r o v in g   s u r v iv al  r ates   [ 1 2 ] [ 1 3 ] .   W h ile  v ar iety   o f   im a g in g   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 :   2 8 0 9 - 2 8 1 9   2810   tech n iq u es,  s u ch   as  MRI,   m a m m o g r a p h y ,   u ltra s o u n d ,   an d   t h er m o g r ap h y ,   ar u s ed   f o r   d et ec tio n ,   ea ch   m et h o d   h as its   o wn   ad v an tag es a n d   li m itatio n s .   R ec en tly ,   h y b r id   m o d els  co m b in in g   m ac h in lea r n in g   an d   d ee p   lear n i n g   h av g ain ed   atten tio n   as  a   way   to   im p r o v b r ea s t c an ce r   d iag n o s is .   Fo r   ex am p le ,   Kh a n   et  a l .   d ev elo p e d   a   d ee p   lear n in g   f r a m ewo r k   u s in g   tr an s f er   lear n in g   f o r   b r ea s ca n ce r   class if icatio n   in   cy to lo g y   im ag es,  ac h iev in g   9 7 . 5 2 ac cu r ac y   s u r p ass in g   ex is tin g   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( C NN)   m o d els  lik Go o g L eNe t,  VGGN et,   an d   R esNet   [ 1 4 ] .   Atb an   et   al .   p r o p o s ed   f u s ed   m o d el  co m b in in g   tr an s f er   lear n in g   an d   m etah eu r is tic  alg o r ith m s   f o r   h is to p ath o lo g ical   im ag class if icatio n ,   ac h iev i n g   9 7 . 7 3 ac c u r ac y   an d   9 7 . 7 5 F1 - s co r e   [ 1 5 ] .   Similar ly ,   Qasr awi  et  a l d esig n ed   h y b r id   d ee p   lear n in g   en s em b le  m o d el  f o r   m a m m o g r am   a n aly s is ,   r ea ch in g   9 9 . 7 ac cu r ac y   f o r   b en ig n   ca s es  an d   9 9 . 8 f o r   m alig n an o n es   [ 1 6 ] .   Oth er   ap p r o ac h es,  s u ch   as  R aa j’ s   h y b r id   C NN  ar ch itectu r an d   Asl an s   en d - to - en d   C NN  an d   C NN - b ased   b i - d ir ec tio n al  lo n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   ( C NN+ B iLST M )   m o d el,   d em o n s tr ated   im p r ess iv ac cu r ac y   r ates  f o r   b r ea s ca n ce r   d etec tio n   in   th e   m am m o g r a p h ic  im ag a n aly s is   s o ciety   ( MI AS)   d ataset   [ 1 7 ] [ 1 8 ] .   Fu r th er m o r e,   Sre ep r a d et  a l .   p r o p o s ed   h y b r id   c o n v o lu ti o n al  n eu r al  n etwo r k - s u p p o r t   v ec to r   m ac h i n ( C NN - SVM )   ap p r o ac h   th at   o u tp e r f o r m ed   tr a d itio n al  C N tech n iq u es  with   9 8 . 7 0 ac cu r ac y   in   lu n g   C T   im ag class if icatio n ,   d em o n s tr atin g   th b r o ad e r   ap p licab ilit y   o f   h y b r id   m o d els  in   m ed ical  im ag in g   [ 1 9 ] .   I n   s u m m ar y ,   c o m b in in g   C NNs  with   tr ad itio n al  m ac h in lear n in g   tech n i q u es  an d   en s em b l m eth o d s   lik b ag g in g   h as  led   to   s ig n if ican im p r o v em en ts   in   b r ea s ca n ce r   d iag n o s is .   T h ese  ad v an ce m en ts   r esu lt  in   m o r e   ac cu r ate,   r eliab le,   a n d   r o b u s t p r ed ictiv m o d els,  p a v in g   th way   f o r   b etter   clin ical  o u tc o m es.   T h p r im ar y   g o al  o f   th is   s tu d y   is   to   ev alu ate  th ef f ec tiv en ess   o f   co m b in in g   C NNs  an d   b ag g in g   tech n iq u es  to   en h a n ce   th e   ac c u r ac y   a n d   r eliab ilit y   o f   b r ea s t   ca n ce r   d iag n o s is .   B y   lev er ag in g   C NNs '   f ea tu r ex tr ac tio n   ca p ab ilit ies  an d   th e   en s em b le  s tab ilit y   o f   b a g g in g ,   th e   s tu d y   aim s   t o   d e v elo p   r o b u s d iag n o s tic  m o d el  th at  o u tp e r f o r m s   tr ad itio n al  m eth o d s .   I s ee k s   to   ass es s   th p er f o r m an ce   o f   C NNs  as   f ea tu r e x tr ac to r s ,   ev alu ate  th im p ac o f   b ag g i n g   o n   r e d u cin g   v ar ia n ce   an d   im p r o v in g   ac cu r ac y   in   C NN - b ased   m o d e ls ,   an d   co m p ar th p er f o r m a n ce   o f   th co m b in ed   C NN - b ag g i n g   ap p r o ac h   with   s tan d alo n C NNs  an d   tr ad itio n al   d iag n o s tic  tech n iq u es.  A d d itio n ally ,   t h s tu d y   e x p lo r es   th e   p o ten tial   o f   th e   co m b i n ed   m eth o d   i n   m i n im izin g   f alse  p o s itiv es  an d   n eg ativ es  in   b r ea s ca n ce r   d iag n o s is   an d   ev alu ates  th m o d if ied   VG G1 9   co m b in ed   with   b ag g in g   ap p r o ac h   a g ain s t o th e r   tr ad itio n al  C NN  tech n iq u es.   T h p a p er   is   o r g an ized   in to   f i v s ec tio n s   to   e n s u r clar ity   a n d   co h er en ce .   Sectio n   2   r e v ie ws  r elate d   wo r k ,   s ec tio n   3   e x p lain s   th m eth o d o l o g y ,   a n d   s ec tio n   4   p r esen ts   th r esu lts .   Sectio n   5   co n clu d es  with   k ey   in s ig h ts   an d   s u g g esti o n s   f o r   f u tu r r esear ch .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   R ec en ad v an ce m e n ts   in   d ee p   lear n in g   an d   ar tific ial  in tellig en ce   h av e   s ig n if ican tly   en h a n ce d   ca n ce r   d iag n o s tics ,   p ar ticu lar ly   in   b r e ast  ca n ce r   class if icatio n .   Nu m e r o u s   s tu d ies  h av i n v esti g ated   t h u s o f   en s em b le  lear n in g   m eth o d s   an d   d ee p   C NN  ar ch itectu r es  to   b o o s d iag n o s tic  ac cu r ac y   an d   m o d el  r eliab ilit y .   T h ese  ap p r o ac h es  h av e   d em o n s tr ated   s tr o n g   p o te n tial  in   h a n d lin g   co m p lex   h is to p ath o lo g ical  im ag es  an d   im p r o v in g   clin ical  d ec is io n - m ak in g   B alasu b r am an ian   et  a l.   u tili ze d   en s em b le  d ee p   lear n i n g   tech n iq u es  co m b in in g   VGG1 6   an d   R esNet5 0   ar ch itectu r es  to   class if y   b r ea s ca n ce r   s u b ty p es  an d   i n v asiv en ess   u s in g   th b r ea s ca n ce r   h is to lo g   ( B AC H )   d ataset.   T h ey   in tr o d u ce d   an   i m ag p atch in g   tech n iq u f o r   h ig h - r eso lu tio n   p r ep r o ce s s in g ,   ac h iev in g   a   p atc h   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 5 . 3 1 an d   wh o le - s lid im ag c lass if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 8 . 4 3 %   [ 2 0 ] .   W h ile  th s tu d y   d em o n s tr ates  th ef f icac y   o f   en s em b le  m eth o d s ,   it   r elies  h ea v ily   o n   ex is tin g   ar ch itectu r es  with o u s ig n if ican in n o v atio n .   A d d itio n ally ,   its   f o cu s   o n   p at ch - lev el  class if icatio n   r aises   co n ce r n s   ab o u t   g en er aliza b ilit y   ac r o s s   d atasets   an d   r e al - wo r ld   ap p licatio n s .   T h is   s tu d y   u n d e r s co r es  th e   n e ed   f o r   m o r e   r o b u s an d   ad ap tab le  m o d els,  wh ich   th is   r esear ch   ad d r ess es  th r o u g h   th d ee p er   ar c h itectu r an d   en h an ce d   e n s em b le  f r am ewo r k   o f   VGG1 9 .   Na d k a r n an d   No r o n h a   p r o p o s ed   an   en s em b le  o f   C NNs  f o r   class if y in g   m a m m o g r ap h y   im ag es  u s in g   th MI AS  a n d   ig i tal  d atab ase  f o r   s cr ee n in g   m am m o g r ap h y   ( DDSM)   d atasets   [ 2 1 ] .   T h eir   a p p r o ac h   m er g ed   th ese  d atasets   to   a d d r e s s   is s u es  o f   d ataset  im b alan ce   an d   o v er f itti n g ,   ac h ie v in g   an   a cc u r ac y   o f   9 5 . 7 %.   W h ile  th eir   en s em b le  s tr ateg y   im p r o v ed   r o b u s tn ess ,   it  la ck ed   ar ch itectu r al  n o v elty ,   a n d   th eir   f o c u s   o n   m am m o g r a m s   lim its   its   d ir e ct  ap p licab ilit y   to   h is to p ath o lo g ical  d atasets   lik B AC an d   f in n ee d le   asp ir atio n   cy to lo g y   ( FNAC ) .   Nev er th el ess ,   th eir   ef f o r ts   to   m itig ate  o v er f itti n g   an d   h an d le  d i v er s d atasets   p r o v id v alu ab le  in s ig h ts   f o r   th is   s tu d y .   Ma m d y   an d   Petli  [ 2 2 ]   d ev e lo p ed   co m p u tatio n ally   ef f icien f r am ewo r k   f o r   MRI - b ased   b r ea s ca n ce r   d ete ctio n   u s in g   a   m o d if ie d   f u zz y   r o u g h   s et  tech n i q u e   an d   s tack e d   au to e n co d e r s .   T h is   m eth o d   ac h iev e d   a   r em a r k ab le  9 9 class if icatio n   ac c u r ac y   wh ile  m in im izin g   co m p u ta tio n al  co m p lex ity .   Alth o u g h   f o cu s ed   o n   MRI  im a g in g   r ath e r   th an   h is to p ath o lo g y ,   th eir   d im e n s io n ality   r ed u ctio n   tech n iq u es  o f f e r   in s ig h ts   in to   o p tim izin g   f ea t u r ex t r ac tio n ,   wh ich   c o u ld   co m p lem en t   th is   s tu d y ' s   en s em b le  ap p r o ac h   b y   en h an cin g   th e   ef f icien cy   o f   f e atu r es  d er i v e d   f r o m   VGG1 9 .   Mu d av ad k ar   et   a l.   [ 2 3 ]   ap p lied   en s em b le  lea r n in 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         I mp r o vin g   b r ea s t c a n ce r   cla s s ifica tio n   w ith   a   n o ve l V GG1 9 - b a s ed   en s emb le  …  ( C h a ym a e   Ta ib )   2811   to   g astric  ca n ce r   d etec tio n   u s in g   th GasHis S DB   d ata s et.   B y   co m b in in g   R esNet5 0 ,   VGG Net,   an d   R esNet3 4 ,   th ey   ac h ie v ed   o v er   9 9 ac c u r ac y   ac r o s s   v a r io u s   r eso lu ti o n s .   Alth o u g h   u n r elate d   to   b r ea s ca n ce r ,   th is   s tu d y   h ig h lig h ts   th p o ten tial  o f   en s em b le  m o d els  to   ca p tu r cr iti ca f ea tu r es  ac r o s s   r eso lu tio n s .   Ho wev er ,   it  lack s   s p ec if icity   r eg ar d in g   b r ea s t   ca n ce r   d atasets ,   lim itin g   its   ap p licab ilit y   to   th is   r e s ea r ch ' s   f o cu s   o n   h is to p ath o lo g ical  d ata.   Ko n d e jk ar   et  a l.   [ 2 4 ] .   d em o n s tr ated   th ef f ec tiv en ess   o f   R esNet  m o d els  in   p r o s tate  ca n ce r   g r a d in g   u s in g   m u lti - s c ale  p atch - lev el  p ath o lo g y   im a g es,  ac h iev in g   n ea r - p er f ec ac cu r ac y   o f   0 . 9 9 9   i n   id en tify in g   clin ically   s ig n if ica n ca n ce r .   W h ile  th is   s tu d y   em p h asizes  th s ca lab ilit y   an d   p r ec is io n   o f   C NNs,  its   f o cu s   o n   p r o s tate  ca n ce r   an d   g r ad in g   d iv er g es  f r o m   th e   class if icatio n   o b jectiv es o f   th is   r esear ch .   No n eth eless ,   its   s u cc es s   in   p atch - lev el  an al y s is   r ein f o r ce s   th p o ten tial  o f   C NNs  lik VG G1 9   f o r   h is to p ath o lo g ical  task s .   Sin g h   et   a l.  [ 2 5 ] .   in tr o d u ce d   an   AI - b ased   web   ap p licatio n   in teg r atin g   E f f icien tNet - B 1   f o r   p r o s tate  ca n ce r   d iag n o s is .   W h ile  th eir   f o c u s   was  o n   u s ab ilit y   an d   clin ical  wo r k f lo i n teg r atio n ,   th s t u d y   h ig h lig h ts   th e   im p o r tan ce   o f   tr an s latin g   AI   m o d els in to   p r ac tical  to o ls   f o r   p ath o lo g is ts .     I n   s u m m ar y ,   p r ev io u s   s tu d ies  h ig h lig h th p r o m is o f   d ee p   lear n in g   an d   en s em b le  tech n iq u es  in   ca n ce r   d ia g n o s tics   b u t   also   ex p o s k ey   lim itatio n s .   T h ese   in clu d d e p en d e n ce   o n   o u td ated   ar ch itectu r es,  p o o r   g en er aliza b ilit y   ac r o s s   d atasets ,   an d   lim ited   in n o v atio n   in   en s e m b le  s tr ateg ies.  T o   o v er c o m th ese  ch allen g es,  th is   s tu d y   in tr o d u ce s   n o v el   en s em b le  ap p r o ac h   b ased   o n   th a d ap tab le  a n d   d ee p er   VGG1 9   ar ch itectu r e,   s p ec if ically   d esig n ed   f o r   b r ea s t c an ce r   class if icatio n .       3.   M E T H O D   T h b r ea s ca n ce r   class if icatio n   p r o ce s s ,   illu s tr ated   in   Fig u r 1 ,   f o llo ws  s ev er al  k e y   s tep s ,   s tar tin g   with   d ata  co llectio n   an d   p r o g r ess in g   th r o u g h   to   th e   class if icatio n   s tag e.   T h d ata  u s ed   co n s is ts   o f   im ag es o f   n o r m al  an d   ca n ce r o u s   b r ea s tis s u e,   wh ich   u n d er g o   v ar io u s   tech n iq u es  to   en h a n ce   m o d el  p er f o r m an ce ,   i n clu d in g   r o tatio n ,   s h ea r ,   zo o m ,   h o r izo n tal  f lip ,   f ill  m o d e ,   r escalin g ,   a n d   wid th   a n d   h ei g h s h if tin g .   Featu r ex tr ac tio n   is   p er f o r m ed   u s in g   d ee p   lear n in g   m o d els  s u ch   as  R esNet5 0 ,   VGG1 9 ,   C o n v Nex t B ase,   Den s eNe t1 2 1 ,   E f f icien tNetV2 B 0 ,   E f f icien tN etB 0 ,   Mo b ileNet,   an d   NasNetM o b ile.   As  s h o wn   in   Fig u r e   2 ,   t h e   ar c h itectu r u tili ze s   th e   VGG1 9   m o d el  with   ad d itio n al  cu s to m   lay er s   th at   in clu d a   f u lly   co n n ec ted   d en s lay er   with   5 1 2   u n its ,   f o llo we d   b y   d r o p o u lay e r s   ( with   a   d r o p o u t   r ate  o f   0 . 5 )   to   p r ev en o v er f itti n g .   Af ter war d ,   an o th e r   d en s lay e r   with   2 5 6   u n its   an d   a n o th er   d r o p o u lay er   ar ap p lied .   T h co n v o l u tio n al  b ase  o f   VGG1 9   is   f r o ze n   to   p r eser v p r e - tr ain e d   f ea tu r es,  an d   th m o d if ied   V GG1 9   ex tr ac ts   d ee p   f ea tu r es  f r o m   t h d ataset.   T h ese  ex tr ac ted   f ea tu r es  ar th en   n o r m alize d   b ef o r b ein g   f ed   in to   b a g g in g   en s em b le  m o d el.   T h b ase  esti m ato r s   f o r   b ag g in g   in cl u d s u p p o r v ec to r   class if ier s ,   DT ,   an d   LR .   T o   f u r t h er   o p tim ize  p er f o r m an ce ,   h y p er p ar am eter   tu n in g   is   p er f o r m e d   u s in g   R an d o m ized Sear ch C V,   en s u r in g   th b est   co m b in atio n   o f   p ar am eter s   f o r   th class if ier s .           Fig u r 1 .   Ov e r v iew  o f   th co m b in atio n   b etwe en   C NN - tech n iq u es a n d   b ag g i n g .       I n   th class if icatio n   s tag e,   b a g g in g   e n s em b le  m eth o d   is   em p lo y ed   with   b ase  esti m ato r s   lik s u p p o r v ec to r   m ac h in es ( SVM) ,   d ec is io n   tr ee s   ( DT ) ,   an d   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R )   to   im p r o v m o d el  p er f o r m a n ce   an d   r o b u s tn ess .   T h is   en s em b le  ap p r o ac h   c o m b in es  m u ltip le  p r e d ictio n s   f r o m   d if f er en b ase  cl ass if ier s   to   g en er ate   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 :   2 8 0 9 - 2 8 1 9   2812   m o r r eliab le  an d   ac c u r ate  c lass if icatio n   r esu lts .   T h is   p ip elin p r o v id es  co m p r eh e n s iv f r am ewo r k   f o r   d etec tin g   an d   class if y in g   b r ea s t c an ce r   im ag es.   T h is   d iag r am   r ep r esen ts   p r o p o s ed   ar c h itectu r f o r   b r ea s ca n ce r   class if icatio n   u s in g   m o d if ied   VGG1 9   m o d el  c o m b in e d   with   m ac h in e   lear n in g   tech n i q u es.  T h p r o ce s s   b eg in s   with   th d ataset,   wh ich   in clu d es  b r ea s ca n ce r   im ag es.  T h d ata  is   s p lit  in to   tr ain i n g   an d   test in g   s ets  an d   r esh ap e d   f o r   co m p atib ilit y   with   th VGG1 9   m o d el.   T h is   ar ch itectu r is   d esig n ed   to   en h a n ce   b o th   ac c u r ac y   a n d   r o b u s tn ess   in   class if y in g   b r e ast  ca n ce r   im ag es.  I lev er ag es  th p o wer f u f ea tu r ex tr ac tio n   ca p ab ilit ies  o f   th d ee p   lear n in g   m o d el  VGG1 9 ,   co m b in ed   with   th en s em b le  s tab ilit y   o f   b ag g in g   ap p r o ac h   u s i n g   m ac h in lear n in g   b ase  esti m ato r s .   T h is   in teg r atio n   aim s   to   ca p italize  o n   th s tr en g th s   o f   b o th   m eth o d s   f o r   im p r o v ed   d ia g n o s tic  p er f o r m a n ce .           Fig u r 2 .   Ov e r v iew  o f   th m o d if ied   VGG1 9       3 . 1 .     T he  da t a s et   des cr iptio n a nd   prepro ce s s ing   I n ter n atio n al   C o n f er e n ce   o n   I m ag An aly s is   an d   R ec o g n iti o n   ( I C I AR )   [ 2 6 ] :   Hem ato x y lin   an d   eo s in   ( H& E )   s tain ed   b r ea s h is to lo g y   m icr o s co p y   an d   wh o le - s lid im ag es  co m p r is th d ataset.   T h d atase t   co m p r is es 4 0 0   m icr o s co p p ic tu r es,  wh ich   ar e   d is tr ib u ted   as f o llo ws:   1 0 0   is   co n s id er ed   n o r m al,   Po s itiv e:  1 0 0 ,   1 0 0   ca s es  o f   in   s itu   ca r cin o m a , 1 0 0   ca s es  o f   in v asiv ca r cin o m Mic r o s co p y   p ictu r es  ar in . tiff   f o r m at  an d   m ee th f o llo win g   r eq u ir em e n ts R ed   Gr ee n   B lu is   th e   co lo r   m o d el,   Dim en s io n s : 2 0 4 8 × 1 5 3 6   p ix els,  0 . 4 2 × 0 . 4 2   m   p ix el  s ca le,   1 0 - 2 0   MB  o f   m e m o r y   s p ac e,   T y p o f   lab el:  im ag e - wis e.   I n   th is   s tu d y   we  u s ed   th two   class es   n o r m al  an d   b e n ig n   th at  c o n tai n ed   1 0 0   im ag es e ac h .   FNAC   d ataset:  Data b ase  o f   f i n n ee d le  asp ir atio n   cy to lo g y   ( FNAC )   [ 2 7 ] : We a cq u ir ed   im ag es o f   th FNAC   d ataset  u s in g   L eica   I C C 5 0   HD  m icr o s co p e   with   4 0 0   r eso lu tio n   a n d   2 4 - b it c o l o r   d ep th ,   as   well  as a   5 - m eg ap ix el  ca m e r attac h ed   t o   t h m icr o s co p e .   T h d ig itized   i m ag es  wer th en   e v alu ated   b y   co m p eten ce r tifie d   cy to p ath o l o g i s ts ,   wh o   p ick e d   2 1 2   im a g es in   to tal  1 1 3   Ma lig n an t a n d   9 9   B en ig n .   T h I C I AR   d ataset  was  ch o s en   f o r   its   h ig h - q u ality   H& E - s tain ed   b r ea s h is to lo g y   im ag e s ,   o f f er in g   b alan ce d   a n d   well - lab eled   ca t eg o r ies  id ea f o r   ea r ly - s tag e   c an ce r   d etec tio n .   T h n o r m al   an d   b en ig n   class es   wer s p ec if ically   s elec ted   to   alig n   with   th s tu d y ' s   f o cu s   o n   ea r ly - s tag ab n o r m alities .   T h FNAC   d ata s et   co m p lem en ts   th is   with   cy to lo g ical - lev el  im ag in g ,   p r o v id in g   f in e - g r ain e d   d iag n o s tic  d etails  v alid ated   b y   ex p e r cy to p ath o l o g is ts .   T o g eth e r ,   th e s d atasets   o f f er   d iv e r s an d   r eliab le  d ata  t o   s u p p o r t   r o b u s t   m o d el  d ev elo p m en t   an d   ev alu atio n .     3 . 2 .     Da t a   pre - pro ce s s ing   T h in itial  an d   m o s im p o r tan s tep   in   b u ild in g   r eliab le  p r ed ictiv m o d el  is   p r ep r o ce s s in g   th in p u im ag es  u s in g   v ar io u s   p r ep r o c ess in g   tech n iq u es.  T o   au g m en an d   b alan ce   th d ata,   g eo m e tr ic  tr an s f o r m atio n s   wer ap p lied .   I n itially ,   th im ag es  u n d er we n H is to g r am   E q u aliza tio n   to   en h an ce   c o n tr ast  an d   n o r m alize   in ten s ity   d is tr ib u tio n .   T h is   w as  f o llo wed   b y   Data   Au g m en tatio n   to   ex p a n d   th d ataset  a n d   im p r o v m o d el  g en er aliza tio n .   T h au g m en tat io n   p r o c ess   in clu d ed   tr an s f o r m atio n s   s u ch   as  r o tatio n   u p   to   3 0   d eg r e es,  zo o m in g   with   r an g o f   0 . 2 ,   s h ea r in g   w ith   r a n g o f   0 . 2 ,   wid th   s h if tin g   with   a   r an g e   o f   0 . 3 ,   h eig h t   s h if tin g   with   a   r an g e   o f   0 . 3 ,   h o r izo n tal  f lip p in g ,   an d   r escalin g   b y   d iv id i n g   p ix el   v alu es  b y   2 5 5 .   Ad d itio n ally ,   f ill  m o d e   s et  to   n ea r est   was u s ed   to   h an d le  g ap s   d u r in g   tr an s f o r m atio n s ,   e n s u r in g   r o b u s tn ess   in   th p r ep r o ce s s in g   p ip elin e.   T h d ataset  was  th en   s p lit  in to   8 0 f o r   tr ain in g   an d   2 0 %   f o r   test in g   to   en s u r co m p r eh en s iv ev alu atio n   o f   th m o d el' s   p er f o r m an ce .   T h is   s p lit  p r o v id e d   s u f f icien am o u n t   o f   d ata   f o r   tr ai n in g   wh ile   r eser v in g   an   a p p r o p r iate  p o r ti o n   f o r   ass ess in g   th m o d e l' s   ab ilit y   to   g en er alize   to   u n s ee n   d ata.   co n s is ten r an d o m   s ee d   was  u s ed   to   e n s u r th r ep r o d u cib ilit y   o f   th e   s p lit.  Fu r th er m o r e,   class   lab els  wer p r ep r o ce s s ed   in to   o n e - h o en co d ed   f o r m at  to   f ac ilit ate  m u lti - clas s   cl ass if icatio n ,   en s u r in g   co m p at ib ili ty   with   n eu r al  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         I mp r o vin g   b r ea s t c a n ce r   cla s s ifica tio n   w ith   a   n o ve l V GG1 9 - b a s ed   en s emb le  …  ( C h a ym a e   Ta ib )   2813   n etwo r k   m o d els  an d   en h an ci n g   th ef f icie n cy   o f   th lea r n in g   p r o ce s s .   T h is   s tan d ar d ized   p r ep r o ce s s in g   ap p r o ac h   en s u r e d   co n s is ten cy   ac r o s s   th tr ain in g   a n d   test in g   p h ases   f o r   r eliab le  e v alu atio n .         3 . 3 .     P er f o r m a nce  m e a s ures   T h p er f o r m an ce   o f   th h y b r i d   tech n iq u es  was  ass ess ed   u s i n g   th f o llo win g   m etr ics  [ 2 8 ] :   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all  an d   F1 - s co r e,   d ef in ed   i n   th ( 1 ) - ( 4 ) .       =  +   +  +  +       ( 1 )      =   +      ( 2 )      =   +      ( 3 )     1 = 2 ×  ×    +        ( 4 )     wh er e:  T P ( T r u Po s itiv e) : T h n u m b e r   o f   ca s es c o r r ec tly   p r ed icted   as p o s itiv e.   T ( T r u Neg ativ e ) : T h n u m b er   o f   ca s es c o r r ec tly   p r e d icted   as n eg ativ e.   FP   ( Fals Po s itiv e) : T h n u m b er   o f   ca s es in co r r ec tly   p r e d icted   as p o s itiv e.   FN ( Fals Neg ativ e) : T h n u m b er   o f   ca s es in co r r ec tly   p r ed ic ted   as n eg ativ e     3 . 4 .     P er f o r m a nce  s et up       All  ex p er im en ts   wer e   co n d u ct ed   o n   Go o g le  C o lab   Pro   with   5 0   GB   R AM   an d   1 0 7 . 7   GB   d i s k   s to r ag e.   T h co d es  wer im p lem en te d   in   T en s o r Flo u s in g   Py th o n   3   as  th p r o g r am m in g   lan g u ag e.   T h co m p u tatio n al   b ac k en d   was  p o wer e d   b y   G o o g le  C o m p u te  E n g in with   C PU  s u p p o r t.  T h e   h y p er p a r a m eter s   u s ed   in   th B ag g in g C lass if ier   with   L R   wer ca r ef u lly   s elec ted   to   o p tim ize  th e   m o d el' s   p er f o r m an ce   an d   e n s u r r ep r o d u cib ilit y .   T h e n s em b le   was  co n f ig u r ed   with   a   v ar y in g   n u m b er   o f   esti m ato r s ,   s p ec if ically   5 0 ,   1 0 0 ,   a n d   2 0 0 ,   to   ass ess   t h im p ac o f   th e   en s em b le  s ize   o n   class if icatio n   p e r f o r m an ce .   Fo r   L R ,   th e   r eg u lar izatio n   s tr en g th   ( C )   was  tu n ed   o v er   r an g o f   v alu es,  in clu d in g   0 . 0 1 ,   0 . 1 ,   1 ,   1 0 ,   1 0 0 ,   an d   1 0 0 0 ,   allo win g   f o r   co n tr o o v er   th e   tr ad e - o f f   b etwe en   b ias  an d   v ar ian ce .   r an d o m   s tate  o f   4 2   was  u s ed   th r o u g h o u th p r o ce s s   to   g u ar an tee   co n s is ten r esu lts .   T h ese  ch o ices  r ef lect  s tr u ctu r ed   an d   m et h o d ical  ap p r o ac h   to   id e n tify in g   th o p tim al  m o d el  co n f ig u r atio n   f o r   r o b u s t a n d   r e liab le  class if icatio n .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N     T h e   e v a l u a ti o n   m e t r i c s   a c c u r ac y ,   F 1 - s c o r e ,   r e c al l ,   a n d   p r e c is i o n   f o r   e i g h C N a r c h i t ec t u r es   VG G 1 9 ,   R es N e t 5 0 ,   N as N e tM o b i l e ,   M o b i l e N e t ,   E f f i ci e n t N et B 0 ,   E f f i ci e n t N e tV 2 B 0 ,   D e n s e N et 1 2 1 ,   an d   C o n v N e Xt T i n y   w e r e   c o m b i n e d   w i t h   t h r e e   c l ass i f i e r s   D T ,   L R ,   a n d   S VM   a n d   a s s e s s e d   o v e r   t w o   d a t as e ts ,   FNA C   a n d   I C I A R .   T h r e s u l ts ,   p r e s e n t e d   i n   F i g u r es   3   t o   9   a n d   T a b l e s   1   a n d   2 ,   p r o v i d e   a   c o m p r e h e n s i v e   a n a l y s i s   o f   m o d e l   p e r f o r m a n c e   a c r o s s   v a r i o u s   c o n f i g u r a t i o n s .   T h e   c o n f u s i o n   m a t r i c e s ,   p a r t i cu l a r l y   f o r   t h e   F N A C   d a t as e t   as  s h o w n   i n   F i g u r e s   3 ,   4 ,   5 ,   a n d   9 ,   d e m o n s t r a t t h a m o d e l s   i n t e g r a t e d   w it h   SV c o n s is t e n tl y   a c h i e v t h h i g h e s t   a cc u r a c y .   T h e s m o d e ls   p r o d u c e   s i g n i f i c a n t l y   f ew e r   f a l s e   n e g a ti v e s   a n d   f a ls e   p o s it i v e s ,   h i g h li g h t i n g   t h e i r   r o b u s t n es s   i n   c o r r e c tl y   c l a s s i f y i n g   c a n c e r o u s   a n d   n o n - c a n c e r o u s   s a m p l es .   F o r   t h e   I C I A R   d a t as e t ,   F i g u r e   6   r e v e a l s   a   s i m il a r   t r e n d ,   w h e r C N Ns   c o m b i n e d   wi t h   SV M   o u t p e r f o r m   D T   a n d   L R ,   d e m o n s t r a t i n g   f e we r   m i s c l as s i f i c at i o n s   a n d   s u p e r i o r   c l a s s i f ic a t i o n   c a p a b i l it y .   T h i s   in d i c a t e s   t h e   p o t e n ti a l   o f   S V M   t o   e n h a n c e   t h e   d i a g n o s t i c   a c c u r a c y   o f   C NN - b a s e d   m o d e l s   a c r o s s   v a r y i n g   d a t as e ts .   On   th FNAC   d ataset,   T ab le  1   h ig h lig h ts   th at  th 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   o f   9 5 %,  o u tp er f o r m in g   NasNetM o b ile  an d   Mo b ileNet,   wh ich   s co r ed   ar o u n d   8 0 %,  an d   Den s eNe t1 2 1 ,   wh ich   also   s h o wed   co m p etitiv p er f o r m a n ce .   Fo r   th I C I AR   d ataset  s h o ws   in   T ab le  2 ,   ac cu r ac y   d ec l in ed   s lig h tly   f o r   all   m o d els,  with   VGG1 9   an d   M o b ileNet  ac h iev in g   b etwe en   7 0 an d   7 7 %,  wh ile  th p r o p o s ed   m o d el  s till   o u tp er f o r m ed   o th er s   with   a n   ac cu r ac y   o f   8 2 %.  T h ese  r esu lts   s u g g est  th at  DT ,   th o u g h   ef f ec tiv e,   ar e   o u tp er f o r m ed   b y   o th e r   class if i er s   in   ter m s   o f   r o b u s tn ess   an d   p r ec is io n .   L R   ex h ib ited   s tr o n g   p er f o r m a n ce   o n   th e   FNAC   d ataset,   wi th   VGG1 9   a n d   R esNet5 0   ac h iev in g   ac cu r ac ies  o f   9 2 an d   8 0 %,  r esp ec tiv ely ,   as  s h o wn   in   T ab le  1 .   Ho wev er ,   th p r o p o s ed   m o d el  s u r p ass ed   all  o th er s   w ith   r em ar k ab le  ac cu r ac y   o f   9 5 %,  in d icatin g   en h an ce d   r o b u s tn ess   wh en   u s i n g   th e   in teg r ated   m eth o d .   O n   th I C I AR   d ataset,   s im ilar   tr e n d s   wer e   o b s er v e d ,   with   VGG1 9   an d   Mo b ileNet  em er g in g   as  th e   to p - p er f o r m in g   m o d els  af ter   th p r o p o s ed   m o d el,   wh ich   m ain tain ed   s u p er i o r   ac cu r ac y   an d   r eliab ilit y .   SVM  co n s is ten tly   d eliv er ed   t h b est  p er f o r m a n ce   ac r o s s   b o th   d atasets .   On   FNA C ,   m o d els  s u ch   as   VGG1 9 ,   Mo b ileNet,   an d   th p r o p o s ed   a r ch itectu r ac h iev ed   ac cu r ac ies  r an g in g   f r o m   9 0 t o   9 7 %,  as  in d icate d   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 :   2 8 0 9 - 2 8 1 9   2814   in   T ab le  1 .   Fo r   I C I AR ,   th p er f o r m a n ce   was  s lig h tly   lo we r ,   with   ac cu r ac ies  r an g in g   f r o m   8 3 to   9 0 %,  as  s h o wn   in   T ab le  2 .   T h p r o p o s e d   m o d el  d em o n s tr ated   e x ce p ti o n al  ef f ec tiv e n ess ,   ac h iev in g   t h h ig h est  ac cu r ac y   o f   9 0 o n   th e   I C I AR   d ataset.   T h is   em p h asizes  th r elia b ilit y   o f   th c o m b in e d   C NN - SVM  ap p r o ac h   in   m in im izin g   f alse  p o s itiv es  a n d   n eg ativ es,  c r itical  f o r   ap p licatio n s   in   b r ea s ca n ce r   d ia g n o s is .   T h e   r esu lts   u n d er s co r t h ad v a n tag es  o f   in teg r atin g   C NN  ar ch itectu r es  with   SVM  c lass if ier s ,   p ar ticu lar ly   in   m ed ical  im ag class if icatio n   task s   wh er p r ec is io n   an d   r eliab ilit y   a r p ar a m o u n t.  T h e   p r o p o s ed   m o d el  c o n s is ten tly   o u tp er f o r m ed   tr a d itio n al  s tan d alo n ap p r o ac h es  an d   alter n ativ class if ier   co m b in atio n s   ac r o s s   b o th   d atasets .   T h ese  f in d in g s   h ig h lig h th r o b u s tn ess   o f   th co m b i n ed   C NN - SVM  ap p r o ac h ,   p ar tic u lar ly   f o r   m o d els  lik e   VGG1 9   an d   Mo b ileNet,   wh ic h   ex h i b it  s u p er io r   f ea tu r ex t r a ctio n   ca p ab ilit ies.  T h e   r ed u ctio n   in   f alse  n eg ativ es   an d   p o s itiv es  is   esp ec ially   s ig n if ican f o r   d ia g n o s tic  ap p licatio n s ,   wh er e r r o r s   ca n   h av c r itical  im p licatio n s .   Ov er all,   th in teg r atio n   o f   C NNs  wi th   en s em b le  tech n iq u es  s u ch   as  SVM  o f f er s   p r o m is in g   p ath   to war d   d ev elo p in g   ac cu r ate  an d   r eliab le  d iag n o s tic  s y s tem s   f o r   b r ea s t c an ce r .           Fig u r 3 C o n f u s io n   m atr i x   o f   th eig h t CNN te ch n iq u es c o m b in ed   with   d ec is io n   tr ee   Ov e r   FNAC           Fig u r 4 . C o n f u s io n   m atr ix   o f   t h eig h t CNN te ch n iq u es c o m b in ed   with   lo g is tic  r eg r ess io n   Ov er   FNAC       T h co m p ar is o n   o f   C NN  ar ch itectu r es  r ev ea ls   v ar y in g   l ev els  o f   p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en t   co n f ig u r atio n s .   VGG1 9   d e m o n s tr ates  co n s is ten tly   h ig h   r esu lts ,   ac h iev in g   s tr o n g   b alan ce   o f   ac cu r ac y ,     F1 - s co r e,   r ec all,   an d   p r ec is io n ,   p ar ticu lar ly   wh en   co m b i n ed   with   SVM  an d   b a g g in g ,   as  h ig h lig h ted   in     Fig u r 8 .   Mo b ileNet  an d   NasNetM o b ile  also   p er f o r m   well  ac r o s s   b o th   d atasets   an d   class if i er s ,   s h o wca s in g   th at  lig h tweig h ar ch itectu r es  ca n   b h ig h ly   ef f ec tiv f o r   im ag class if icatio n   task s .   I n   co n tr as t,  E f f icien tNet  ( B 0   an d   V2 B 0 )   u n d e r p er f o r m s   co m p ar ed   t o   VGG1 9   a n d   Mo b ileNet,   in d icatin g   th at  i n cr ea s e d   m o d el   co m p le x ity   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         I mp r o vin g   b r ea s t c a n ce r   cla s s ifica tio n   w ith   a   n o ve l V GG1 9 - b a s ed   en s emb le  …  ( C h a ym a e   Ta ib )   2815   d o es  n o alwa y s   lead   to   b etter   p er f o r m a n ce   in   th is   s p ec if ic  co n tex t.  Similar ly ,   Den s eNe t1 2 1   a n d   C o n v NeX tTin y   ex h ib it lo wer   p e r f o r m an ce ,   es p ec ially   wh en   p air e d   with   DT   an d   LR .           Fig u r 5 C o n f u s io n   m atr i x   o f   eig h t CNN te ch n iq u es c o m b i n ed   with   SVM  o v er   FNAC           Fig u r 6 C o n f u s io n   m atr i x   o f   eig h C NN   tech n iq u es c o m b i n ed   with   DT   o v er   I C I AR           Fig u r 7 . C o n f u s io n   m atr ix   o f   t h eig h t CNN  tech n iq u es c o m b in ed   with   L R   o v e r   I C I AR   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 :   2 8 0 9 - 2 8 1 9   2816       Fig u r 8 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   th eig h t CNN te ch n iq u es c o m b in ed   with   SVM  o v e r   I C I A R           Fig u r 9 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   th m o d if ied   VGG1 9   co m b in e d   with   th b a g g in g   o v er   two   d atasets       T ab le  1 T h r esu lts   o f   th f o u r   m er ics o f   e v alu atio n   o v er   F NAC   Est i m a t o r   C N N   A C C   F1 - S C O R E   R e c a l l   P r e c i s i o n   DT   V G G 1 9   77 %   77 %   77 %   77 %     R e s n e t 5 0   68 %   6 7%   6 7 %   6 7 %     N a sN e t M o b i l e   74 %   72 %   72 %   7 6%     M o b i l e N e t   80 %   8 0 %   8 0 %   8 0 %     Ef f i c i e n t N e t B 0   59 %   5 9 %   5 9 %   5 9 %     Ef f i c i e n t N e t V 2 B 0   71 %   7 0%   7 0%   71 %     D e n seN e t 1 2 1   77 %   7 5 %   7 5 %   7 7 %     C o n v N e X t T i n y   64 %   6 2 %   6 2 %   6 3 %     P r o p o se d   9 5 %   9 5 %   9 5 %   9 5 %   LR   V G G 1 9   92 %   9 2 %   9 2 %   9 2 %     R e s n e t 5 0   80 %   8 0 %   8 0 %   79 %     N a sN e t M o b i l e   91 %   9 1 %   9 1 %   9 1 %     M o b i l e N e t   96 %   9 6 %   9 6 %   9 6 %     Ef f i c i e n t N e t B 0   50 %   48 %   49 %   49 %     Ef f i c i e n t N e t V 2 B 0   93 %   9 3 %   9 3 %   9 3 %     D e n seN e t 1 2 1   91 %   9 1 %   9 2 %   9 1 %     C o n v N e X t T i n y   73 %   7 3 %   7 3 %   7 3 %     P r o p o se d   9 5 %   9 5 %   9 5 %   9 5 %   S V M   V G G 1 9   90 %   9 0 %   9 0 %   9 0 %     R e s n e t 5 0   77 %   7 7 %   7 7 %   7 7 %     N a sN e t M o b i l e   92 %   9 2 %   9 3 %   9 2 %     M o b i l e N e t   96 %   9 6 %   9 6 %   9 6 %     Ef f i c i e n t N e t B 0   55 %   5 5 %   5 5 %   5 5 %     Ef f i c i e n t N e t V 2 B 0   73 %   7 3 %   7 3 %   7 3 %     D e n seN e t 1 2 1   95 %   9 5 %   9 5 %   9 5 %     C o n v N e X t T i n y   65 %   6 5 %   6 5 %   6 5 %     P r o p o se d   9 7 %   9 7 %   9 7 %   9 7 %   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         I mp r o vin g   b r ea s t c a n ce r   cla s s ifica tio n   w ith   a   n o ve l V GG1 9 - b a s ed   en s emb le  …  ( C h a ym a e   Ta ib )   2817   R eg ar d in g   class if ier   ef f ec tiv en ess ,   SVM  co n s is ten tly   em er g e s   as  th b est - p er f o r m in g   class if ier   ac r o s s   b o th   d atasets ,   p ar ticu lar ly   w h e n   co m b in e d   with   VGG1 9   a n d   Mo b ileNet.   I ts   ab ilit y   to   ef f ec t iv ely   h an d le  h ig h - d im en s io n al  f ea t u r s p ac es  a n d   d is tin g u is h   b etw ee n   class es  lik ely   ac co u n ts   f o r   its   s u p er io r   p er f o r m a n ce .   LR   also   p er f o r m s   r ea s o n a b ly   wel l,  th o u g h   it  f alls   s h o r o f   SVM,   p ar ticu lar ly   wh en   ap p lied   to   m o r co m p lex   ar ch itectu r es  lik e   E f f icien tN et.   Ho wev er ,   it  ac h iev es  co m p etitiv r esu lts   wh en   co m b in ed   with   VGG1 9 ,   h ig h lig h tin g   its   p o ten tial  as  s im p ler   y et  ef f ec tiv alter n ativ in   s o m e   co n f ig u r atio n s .   T h ese  f in d i n g s   u n d er s co r e   th im p o r tan ce   o f   s elec tin g   ap p r o p r iate  class if ier - ar ch itectu r co m b i n atio n s   to   o p tim ize   p er f o r m an ce   f o r   s p ec if ic  d atas ets an d   task s .       T ab le  2 .   T h r esu lts   o f   th f o u r   m etr ics o f   ev al u atio n   o v er   I C I AR   Est i m a t o r   C N N   A C C   F1 - S C O R E   R e c a l l   P r e c i s i o n   DT   V G G 1 9   72 %   7 2 %   7 2 %   7 2 %     R e s n e t 5 0   72 %   72 %   7 3 %   72 %     N a sN e t M o b i l e   72 %   7 2 %   7 2 %   7 2 %     M o b i l e N e t   70 %   7 0 %   7 0 %   7 0 %     Ef f i c i e n t N e t B 0   71 %   7 0 %   7 0 %   7 3 %     Ef f i c i e n t N e t V 2 B 0   66 %   6 6 %   6 6 %   6 6 %     D e n seN e t 1 2 1   66 %   6 5 %   6 5 %   6 7 %     C o n v N e X t T i n y   68 %   6 7 %   6 8 %   70 %     P r o p o se d   86 %   86 %   86 %   86 %   LR   V G G 1 9   83 %   8 3 %   8 3 %   8 3 %     R e s n e t 5 0   69 %   6 9 %   6 9 %   6 9 %     N a sN e t M o b i l e   79 %   7 9 %   7 9 %   7 9 %     M o b i l e N e t   85 %   8 5 %   8 5 %   8 5 %     Ef f i c i e n t N e t B 0   56 %   5 6 %   5 6 %   5 6 %     Ef f i c i e n t N e t V 2 B 0   57 %   5 7 %   5 7 %   5 7 %     D e n seN e t 1 2 1   82 %   82 %   8 3 %   82 %     C o n v N e X t T i n y   77 %   7 7 %   7 7 %   7 7 %     P r o p o se d   90 %   9 0 %   9 0 %   9 0 %   S V M   V G G 1 9   83 %   8 3 %   8 3 %   8 3 %     R e s n e t 5 0   68 %   6 8 %   6 8 %   6 8 %     N a sN e t M o b i l e   82 %   8 2 %   8 2 %   8 2 %     M o b i l e N e t   86 %   8 6 %   8 6 %   8 6 %     Ef f i c i e n t N e t B 0   53 %   5 3 %   5 3 %   5 3 %     Ef f i c i e n t N e t V 2 B 0   59 %   5 9 %   5 9 %   5 9 %     D e n seN e t 1 2 1   86 %   8 6 %   8 6 %   8 6 %     C o n v N e X t T i n y   74 %   7 4 %   7 4 %   7 4 %     P r o p o se d   90 %   9 0 %   9 0 %   9 0 %       5.   CO NCLU SI O N     I n   th is   s tu d y ,   we   ap p lied   m o d if ied   VGG1 9   m o d el  co m b in ed   with   b ag g in g ,   u s in g   SVM  as  th b ase  class if ier ,   to   clas s if y   im ag es  f r o m   two   d atasets .   T h r esu lts   d em o n s tr ated   s tr o n g   p er f o r m an ce ,   with   h ig h   ac cu r ac y   an d   co n s is ten r esu lts   ac r o s s   tes s et s .   T h co n f u s i o n   m atr ices  r ev ea led   th at  th m o d el  was  ef f ec tiv in   co r r ec tly   class if y in g   b o th   tr u p o s itiv es  an d   tr u n e g ativ es,  with   m in im al  m is class if icatio n s .   T h e   h y p er p ar am eter   tu n in g   o f   th e   SVM  u s in g   R an d o m ize d Sear c h C f u r th er   o p tim ized   th e   m o d el,   e n h an cin g   its   g en er aliza tio n   ab ilit y .   T h ese  f in d in g s   s u g g est  t h at  th co m b in atio n   o f   d ee p   f ea tu r ex tr ac tio n   u s in g   VGG1 9   an d   th en s em b le  lear n i n g   a p p r o ac h   p r o v id ed   b y   b a g g in g   h as  th p o ten tial  to   h an d l co m p lex   im ag e   class if icatio n   ta s k s   ef f ec tiv el y .   Fu tu r wo r k   co u l d   ex p lo r ad d itio n al  en h an ce m en ts   to   im p r o v m o d el   p er f o r m an ce   f u r th e r .   On e   d ir ec tio n   co u l d   in v o lv e   ex p e r im en tin g   with   d if f er e n en s em b l m eth o d s ,   s u ch   as   b o o s tin g ,   to   co m p a r its   ef f icac y   with   b ag g i n g .   An o th e r   av en u is   to   in v esti g ate  h y b r id   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h es  b y   in c o r p o r atin g   o th er   co n v o lu tio n al  n eu r al  n et wo r k s   C NNs  alo n g s id VGG1 9 ,   o r   b y   in teg r atin g   f ea tu r f u s io n   tech n iq u es  t o   c o m b in i n f o r m atio n   f r o m   m u l tip le  lay er s .   Mo r e o v er ,   th e   u s o f   m o r e   ad v a n ce d   o p tim izatio n   tech n i q u es,  s u ch   as B ay esian   o p tim izatio n ,   co u l d   im p r o v th h y p e r p ar am eter   s ea r ch   p r o ce s s .       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 :   2 8 0 9 - 2 8 1 9   2818   Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   C h ay m ae   T AI B                               Ad n an   E l A h m a d i                               Otm an   Ab d o u n                                 El   k h atir   Haim o u d i                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T wo   p u b lic  d atasets   wer u s ed   in   th is   s tu d y .   -   T h d ata  t h at  s u p p o r th e   f in d in g s   o f   th is   s tu d y   a r o p en l y   av ailab le  in   in   Med ica l   I m a g A n a lysi s   at   h ttp s ://d o i.o r g /1 0 . 1 0 1 6 /j.m ed i a. 2 0 1 9 . 0 5 . 0 1 0 ,   r ef e r en ce   n u m b er   [ 2 6 ]   .   -   T h d ata  th at  s u p p o r th f i n d i n g s   o f   th is   s tu d y   ar o p en l y   a v ailab le  in   P a th o l o g -   R esea r ch   a n d   P r a ctice   at  h ttp s ://d o i.o r g /1 0 . 1 0 1 6 /j.tic e. 2 0 1 9 . 0 2 . 0 0 1 ,   r ef e r en ce   n u m b er   [ 2 7 ] .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   B r e a st   c a n c e r ,   2 0 2 4 .   h t t p s : / / w w w . w h o . i n t / n e w s - r o o m/ f a c t - s h e e t s / d e t a i l / b r e a st - c a n c e r   ( a c c e ss e d   S e p .   2 3 ,   2 0 2 4 ) .   [ 2 ]   B .   S .   A l o t a i b i   e t   a l . Th e   a c c u r a c y   o f   b r e a st   c a n c e r   d i a g n o s t i c   t o o l s,   C u re u s ,   J a n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 7 7 5 9 / c u r e u s. 5 1 7 7 6 .   [ 3 ]   M .   K a t a o k a ,   M .   I i ma,   K .   K .   M i y a k e ,   a n d   Y .   M a t su mo t o ,   M u l t i p a r a me t r i c   i m a g i n g   o f   b r e a st   c a n c e r :   A n   u p d a t e   o f   c u r r e n t   a p p l i c a t i o n s,   D i a g n o st i c   a n d   I n t e r v e n t i o n a l   I m a g i n g ,   v o l .   1 0 3 ,   n o .   1 2 ,   p p .   5 7 4 5 8 3 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d i i i . 2 0 2 2 . 1 0 . 0 1 2 .   [ 4 ]   C .   C h a k r a b o r t y ,   M .   B h a t t a c h a r y a ,   S .   P a l ,   a n d   S . - S .   Le e ,   F r o ma c h i n e   l e a r n i n g   t o   d e e p   l e a r n i n g :   A d v a n c e o f   t h e   r e c e n t   d a t a - d r i v e n   p a r a d i g m   sh i f t   i n   me d i c i n e   a n d   h e a l t h c a r e ,   C u rre n t   R e se a rc h   i n   Bi o t e c h n o l o g y ,   v o l .   7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c r b i o t . 2 0 2 3 . 1 0 0 1 6 4 .   [ 5 ]   H .   K a n g   e t   a l . A ssess i n g   t h e   p e r f o r man c e   o f   f u l l y   s u p e r v i s e d   a n d   w e a k l y   su p e r v i s e d   l e a r n i n g   i n   b r e a s t   c a n c e r   h i s t o p a t h o l o g y ,   Ex p e rt   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 3 7 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 3 . 1 2 1 5 7 5 .   [ 6 ]   C .   Ta i b ,   O .   A b d o u n ,   a n d   E.   H a i m o u d i ,   P e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f   d i a g n o st i c   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   sy s t e m u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   o n   A p a c h e   s p a r k ,   i n   L e c t u r e   N o t e s   i n   Me c h a n i c a l   E n g i n e e ri n g ,   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 4 5 1 5 4 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 1 - 2 3 6 1 5 - 0 _ 1 5 .   [ 7 ]   C .   Ta i b ,   O .   A b d o u n ,   a n d   E.   K .   H a i m o u d i ,   O p t i mi z i n g   b r e a s t   c a n c e r   d i a g n o s i s:   c o m b i n i n g   h y b r i d   a r c h i t e c t u r e s   t h r o u g h   A p a c h e   S p a r k ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E l e c t ri c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J EC E) ,   v o l .   1 4 ,   n o .   4 ,   p p .   4 2 6 1 4 2 7 2 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 4 i 4 . p p 4 2 6 1 - 4 2 7 2 .   [ 8 ]   C .   Z h a n g ,   P .   C h e n ,   a n d   T.   Le i ,   C a t e g o r y - w e i g h t   i n st a n c e   f u s i o n   l e a r n i n g   f o r   u n s u p e r v i se d   d o ma i n   a d a p t a t i o n   o n   b r e a st   c a n c e r   h i s t o p a t h o l o g y   i ma g e s,   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 .   9 9 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b sp c . 2 0 2 4 . 1 0 6 7 9 4 .   [ 9 ]   S .   M u k si m o v a ,   S .   U m i r z a k o v a ,   S .   K a n g ,   a n d   Y .   I .   C h o ,   C e r v i Le a r n N e t :   A d v a n c i n g   c e r v i c a l   c a n c e r   d i a g n o s i w i t h   r e i n f o r c e me n t   l e a r n i n g - e n h a n c e d   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k s ,   H e l i y o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   9 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 2 9 9 1 3 .   [ 1 0 ]   A .   A g h a n i m,   H .   C h e k e n b a h ,   O .   O u l h a j ,   a n d   R .   L a sr i ,   Q - Le a r n i n g   e m p o w e r e d   c a v i t y   f i l t e r   t u n i n g   w i t h   e p si l o n   d e c a y   s t r a t e g y ,   Pro g ress   I n   El e c t r o m a g n e t i c s R e se a r c h   C ,   v o l .   1 4 0 ,   p p .   3 1 4 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER C 2 3 1 1 1 9 0 3 .   [ 1 1 ]   H .   S l i m i ,   S .   A b i d ,   a n d   M .   S a y a d i ,   A d v a n c e d   d e e p   l e a r n i n g   st r a t e g i e f o r   b r e a s t   c a n c e r   i m a g e   a n a l y si s,   J o u r n a l   o f   R a d i a t i o n   Re se a rc h   a n d   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   4 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j r r a s.2 0 2 4 . 1 0 1 1 3 6 .   [ 1 2 ]   M .   N a ss e r   a n d   U .   K .   Y u s o f ,   D e e p   l e a r n i n g   b a se d   me t h o d s fo r   b r e a s t   c a n c e r   d i a g n o s i s:   A   s y st e ma t i c   r e v i e w   a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n ,   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   Ja n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o s t i c s1 3 0 1 0 1 6 1 .   [ 1 3 ]   M .   A mr a n e ,   S .   O u k i d ,   I .   G a g a o u a ,   a n d   T.   E n sar i ,   B r e a st   c a n c e r   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   i n   2 0 1 8   E l e c t ri c   El e c t ro n i c s,   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   Bi o m e d i c a l   En g i n e e ri n g s’   M e e t i n g   ( EBBT) ,   A p r .   2 0 1 8 ,   p p .   1 4 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / E B B T. 2 0 1 8 . 8 3 9 1 4 5 3 .   [ 1 4 ]   S .   K h a n ,   N .   I sl a m,   Z.   Ja n ,   I .   U d   D i n ,   a n d   J .   J .   P .   C .   R o d r i g u e s ,   A   n o v e l   d e e p   l e a r n i n g   b a s e d   f r a m e w o r k   f o r   t h e   d e t e c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   b r e a st   c a n c e r   u s i n g   t r a n sf e r   l e a r n i n g ,   Pa t t e rn   Re c o g n i t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   1 2 5 ,   p p .   1 6 ,   Ju l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p a t r e c . 2 0 1 9 . 0 3 . 0 2 2 .   [ 1 5 ]   F .   A t b a n ,   E.   E k i n c i ,   a n d   Z.   G a r i p ,   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   a l g o r i t h m f o r   b r e a st   c a n c e r   i ma g e   c l a ss i f i c a t i o n   w i t h   o p t i mi z e d   d e e p   f e a t u r e s ,   Bi o m e d i c a l   S i g n a l   P r o c e ssi n g   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   8 1 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b sp c . 2 0 2 2 . 1 0 4 5 3 4 .   [ 1 6 ]   R .   Q a sr a w i   e t   a l . H y b r i d   e n s e m b l e   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   f o r   a d v a n c i n g   b r e a s t   c a n c e r   d e t e c t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   i n   c l i n i c a l   a p p l i c a t i o n s,   H e l i y o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 9 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 3 8 3 7 4 .   [ 1 7 ]   R .   S .   R a a j ,   B r e a s t   c a n c e r   d e t e c t i o n   a n d   d i a g n o s i u s i n g   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g   a r c h i t e c t u r e ,   Bi o m e d i c a l   S i g n a l   Pro c e ssi n g   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   8 2 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b s p c . 2 0 2 2 . 1 0 4 5 5 8 .   [ 1 8 ]   M .   F .   A s l a n ,   A   h y b r i d   e n d - to - e n d   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   b r e a st   c a n c e r   d i a g n o si s :   c o n v o l u t i o n a l   r e c u r r e n t   n e t w o r k ,   C o m p u t e rs   a n d   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   v o l .   1 0 5 ,   Ja n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp e l e c e n g . 2 0 2 2 . 1 0 8 5 6 2 .   [ 1 9 ]   V .   S r e e p r a d a   a n d   D .   K .   V e d a v a t h i ,   Lu n g   c a n c e r   d e t e c t i o n   f r o X - r a y   i m a g e u si n g   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e ,   Pro c e d i a   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   2 3 0 ,   p p .   4 6 7 4 7 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 2 3 . 1 2 . 1 0 2 .   [ 2 0 ]   A .   A .   B a l a s u b r a ma n i a n   e t   a l . En s e mb l e   d e e p   l e a r n i n g - b a s e d   i ma g e   c l a s si f i c a t i o n   f o r   b r e a st   c a n c e r   s u b t y p e   a n d   i n v a s i v e n e ss   d i a g n o si s fr o m w h o l e   sl i d e   i ma g e   h i st o p a t h o l o g y ,   C a n c e rs ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 2 ,   Ju n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c a n c e r s 1 6 1 2 2 2 2 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.