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 .   4 A u g u s t   20 25 ,   p p .   4 0 8 7 ~ 4 0 9 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 4 . pp 4 0 8 7 - 4 0 9 8           4087       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Two - step ma jori t y  vo ting o co nv o lutiona l neural n et wo rks for  bra in t umo cla ss ificatio       I rwa n B u di Sa nto s o ,   Sh o f f in   Na hwa   Ut a ma ,   Su priy o no   I n f o r mat i c s E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t a s I sl a m N e g e r i   M a u l a n a   M a l i k   I b r a h i m ,   M a l a n g ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   2 5 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma y   2 3 ,   2 0 2 5       Bra in   t u m o ty p e   c las sifica ti o n   is   e ss e n ti a f o d e term in in g   f u rth e r   e x a m in a ti o n s.  C o n v o l u ti o n a n e u ra n e two rk   (CNN m o d e wi th   m a g n e ti c   re so n a n c e   ima g in g   (M RI)  i m a g e   in p u c a n   imp ro v e   b r a in   tu m o r   c las sifica ti o n   p e rfo rm a n c e .   H o we v e r,   d u e   t o   t h e   h i g h ly   v a r iab le  s h a p e ,   siz e ,   a n d   l o c a ti o n   o b ra in   tu m o rs,   in c re a sin g   t h e   p e rf o rm a n c e   o tu m o r   c las sifica ti o n   re q u ires   c o n sid e ra ti o n   o th e   re su lt o se v e ra d iffer e n CNN   m o d e ls.  Th e re fo re ,   we   p ro p o se d   a   two - ste p   m a jo rit y   v o ti n g   (M V)  o n   t h e   re su lt o se v e ra CNN   m o d e ls  f o tu m o c las sifica ti o n .   Th e   CN m o d e ls  in c lu d e d   I n c e p ti o n V 3 ,   Xc e p t i o n ,   De n sN e t2 0 1 ,   Eff icie n tNe tB3 ,   a n d   Re sN e t5 0 e a c h   wa c u sto m ize d   a th e   c las sifica ti o n   lay e r.   Th e   in i ti a ste p   o f   th e   m e th o d   is  tran sfe r - lea rn i n g   f o e a c h   CNN   m o d e l.   Th e   n e x ste p   is  to   c a rry   o u t   two   ste p o M V ,   n a m e ly   M o n   t h e   th re e   CN m o d e c las sifica ti o n   re su lt a d iffere n train in g   e p o c h a n d   M o n   th e   re su lt o f   th e   first  ste p .   Th e   p e rfo rm a n c e   e v a lu a ti o n   o th e   p ro p o se d   m e th o d   u se d   th e   Nic k p a rv a r   d a tas e t,   wh ic h   i n c lu d e d   M RI  ima g e o f   g li o m a ,   p it u it a ry ,   n o   tu m o r,   a n d   m e n in g io m a .   T h e   tes re su lt sh o we d   t h a t h e   p r o p o se d   m e th o d   o b tai n e d   a n   a c c u ra c y   o 9 9 . 6 9 %   with   a   p re c isio n   a n d   se n siti v it y   a v e ra g e   o f   9 9 . 6 7 %   a n d   a   sp e c ifi c it y   o 9 9 . 9 0 % .   Wi t h   t h e se   r e su lt s,  th e   p r o p o s e d   m e th o d   is b e tt e th a n   se v e ra o t h e m e th o d s.   K ey w o r d s :   B r ain   tu m o r   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   I m ag   Ma g n etic  r eso n an ce   im a g in g   Ma jo r ity   v o tin 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 :   I r wan   B u d i San to s o   I n f o r m atics E n g in ee r in g ,   Facu lty   o f   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y ,   Un iv er s itas   I s lam   Neg er i M au lan Ma lik   I b r ah im   J alan   Gaja y an a   5 0   Ma lan g   6 5 1 4 4 ,   Ma lan g ,   I n d o n esia   E m ail: ir wan @ ti.u in - m alan g . a c. id       1.   I NT RO D UCT I O N   T is s u th at  g r o ws  d u t o   ab n o r m al  ce lls   in   th b r ain   o r   its   s u r r o u n d in g s   ca n   ca u s b r ain   t u m o r s   [ 1 ] I n ac cu r ac y   in   class if y in g   th ty p o f   b r ain   tu m o r   in   p er s o n   ca n   ca u s er r o r s   in   s u b s eq u en m ed ical  ac tio n s ,   wh ich   ca n   lead   to   d ea th   [ 2 ] [ 3 ] .   T o   class if y   th ty p o f   tu m o r ,   r ad io l o g is ts   u s u ally   lo o k   at  th r esu lts   o f   b r ain   s ca n s   p r o d u ce d   b y   m ag n etic  r eso n an ce   im ag in g   ( MRI) .   MRI  im ag es  ca n   m ap   th in ter n al  s tr u ctu r es  o f   th h u m an   b o d y   [ 4 ] ,   th u s   p r o v i d in g   b etter   v is u aliza tio n   an d   s p atial  in f o r m atio n   [ 5 ] .   H o wev er ,   m an u ally   class if y in g   b r ain   tu m o r   ty p es  ag ain s MRI  im ag es  ca n   ca u s er r o r s .   T h er ef o r e,   d e v elo p in g   an   au to m atic   m eth o d   is   o n e   s o lu tio n   to   im p r o v th p er f o r m an ce   o f   tu m o r   ty p class if icatio n .   T h m eth o d   o f ten   u s ed   to   clas s if y   b r ain   tu m o r s   b ased   o n   b r ain   MRI  im ag es  is   c o n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k   ( C NN) ,   as  r e p o r te d   in   [ 6 ] [ 8 ] .   T h ei r   h y b r id   s ch e m es  p r o p o s ed   in v o lv ed   C NN  an d   c o n v e n tio n al  m ac h in lear n in g   ( ML )   to   o b tain   b etter   b r ai n   tu m o r   class if icatio n   p er f o r m an ce .   T h u s o f   s ev er al  C NN   m o d els  in   th s ch em e   is   to   ex t r ac th b est  b r ain   MRI  im ag e   f ea tu r es  as  i n p u t   to   t h class if i ca tio n   s tag u s in g   ML .   T h ML   is   also   u s ed   b ef o r th class if icatio n   s tag to   ev alu ate  f ea tu r es  an d   tak s o m o f   th b est   f ea tu r es  p r o d u ce d   b y   s ev er al  C NN  m o d els  [ 6 ] .   T h b est  f e atu r r esu lts   ar i n p u i n to   s e v er al  ML   m o d els  to   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 .   4 Au g u s t   20 25 :   4 0 8 7 - 4098   4088   class if y   b r ain   tu m o r s .   T h c o m b in atio n   o f   f ea tu r es  p r o d u ce d   b y   ea ch   m o d el  with   s ev er al  ML s   at  th class if icatio n   s tag is   to   c h o o s th b est  class if icatio n   p er f o r m an ce   r esu lts   am o n g   th e   co m b in atio n s ,   as  s h o wn   in   [ 7 ] .   E n s u r i n g   th at  o n ly   o n e   C NN  m o d el  is   u s ed   to   ex tr ac b r ain   MRI  im ag f ea tu r es  an d   co n tin u at  th class if icatio n   s tag with   o th e r   m o d els  also   im p r o v es  class if icatio n   p e r f o r m an ce   [ 8 ] .   T h e f f o r t   to   s u f f ice  o n ly   u s in g   o n C NN  m o d el  is   b ec au s th eir   s tu d y   em p h asizes  class if ier   o p tim izatio n .   B esid es,  u s in g   s ev er al  C N N   m o d els  f o r   MRI  im ag e   f ea tu r ex tr ac tio n   in   s ev e r al  s tu d i es  aim s   to   o b t ain   r ep r esen tat iv f ea tu r es  b y   th e   class if ier .   Ho wev er ,   th is   ef f o r will  o n ly   b p o s s ib le  if   th f ea tu r ex tr ac tio n   a n d   class if ier   m eth o d s   ar n o t   s ep ar ated .   T h en ,   th eir   wo r k   w as  to   tr y   s ev er al   m o d els  f o r   f e atu r ex t r ac tio n   an d   co m b in s ev er al  m o d els   ( b y   t r ial  an d   er r o r )   at  th e   class if icatio n   s tag to   ch o o s th b est o n [ 9 ]   T h p r o p o s ed   p r e - p r o ce s s in g   an d   C NN  m eth o d s   in   s o m p r ev io u s   s tu d ies  also   co n tr ib u t ed   to   th p er f o r m an ce   o f   t u m o r   class if icatio n .   Pre - p r o ce s s in g   u s in g   a   Gau s s ian   f ilt er   f o r   d e n o is in g   b r ain   MRI  im a g es  im p r o v e d   C NN  p er f o r m an ce   in   tu m o r   class if icatio n   [ 1 0 ] [ 1 1 ] .   Ho we v er ,   d u to   t h h ig h ly   v ar iab le   s h ap e,   s ize,   an d   p o s itio n   o f   tu m o r s   i n   ea ch   ty p e   o f   b r ai n   tu m o r   a n d   th e   co m p licated   s tr u ctu r o f   th e   h u m an   b r ain   [ 1 2 ] ,   o n l y   in v o lv in g   a   C NN  m o d el  wo u ld   m a k it  d if f icu l to   o b tain   b etter   class if icatio n   p er f o r m a n ce .   T o   o v er co m e   th is   p r o b le m ,   s ev e r al  p r ev io u s   r esear ch er s   co m b in ed   co n v o lu tio n s   f r o m   d if f er en m o d els  [ 1 3 ] m o d els  with   o t h er   a r ch itectu r es  [ 2 ] [ 1 4 ]   a n d   s o m e   co m b in ed   f ea tu r es  f r o m   d if f er en t   m o d u les  o r   b lo ck s   [ 1 5 ] C h atter jee  et  a l.   [ 1 3 ]   p r o p o s ed   R esNet( 1 +2 ) D,   wh ich   co m b in es  1 an d   2 co n v o lu t io n s ,   an d   p r o p o s ed   R esNet  m ix ed   co n v o lu tio n ,   wh ich   co m b i n es  2 an d   3 D   co n v o lu tio n s .   T h eir   test s   s h o wed   th at  p r o p o s ed   m o d els  wer s u p er io r   to   R esNet3 D   with   an   ac cu r ac y   o f   9 6 . 9 8 %.  Kh a n   et  a l.   [ 2 ]   co m b i n ed   th VGG1 6   with   th 2 3 - lay e r   C NN  ar ch itectu r to   av o id   o v er f itti n g .   T h e   ev alu atio n   s h o wed   th at  th ei r   co m b in e d   m o d el   p r o d u ce d   class if icatio n   ac c u r ac y   o f   u p   to   9 7 . 8 a n d   1 0 0 f o r   t h f i r s an d   s ec o n d   d a ta  s ets.  Yo u n is   et  a l.   [ 1 4 ]   co n d u cted   alm o s th e   s a m r esear ch   b y   co m b in in g   C NN  with   VGG1 6   a n d   o b tain i n g   a n   ac c u r ac y   o f   9 8 . 1 4 %.  Dif f er en f r o m   t h at  u n d er tak e n   b y   No r ee n   et  a l.   [ 1 5 ] ,   co m b i n ed   f ea t u r es  ex tr a cted   f r o m   th p r e - tr ain ed   I n ce p tio n V3   m o d u le  an d   en ter ed   in to   th So f tMa x .   T h ey   also   co m b in ed   th f ea tu r es o f   th p r e - tr ain e d   Den s Net2 0 1   b lo ck s   an d   f o r w ar d ed   th em   to   So f tMa x .   T h test   r esu lt s   s h o wed   th at  th eir   p r o p o s ed   m eth o d s   y ield ed   ac cu r ac ies  o f   9 9 . 3 4 % a n d   9 9 . 5 1 %,   r esp ec tiv ely .   C o m b in in g   co n v o lu tio n al   [ 1 3 ]   o r   co m b in i n g   f ea t u r es  o r   ar ch itectu r [ 2 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ]   h as  th s am p r in cip le  to   o b ta in   m o r r e p r esen tativ f ea tu r e s   to   th class if ier   o r   to p   lay er   i n   C NN,   as  well  as  t h p r e - p r o ce s s in g   m et h o d   r ep o r ted   in   [ 1 0 ] [ 1 1 ] [ 1 5 ] .   Ho w ev er ,   in v o lv in g   o n l y   o n o r   two   C NN  m o d els  in   b r ain   tu m o r   class if icatio n   is   n o en o u g h   to   o b tain   th e   b est  c l ass if icatio n   r esu lts   b ec au s b r ai n   tu m o r s   h a v h ig h   c h ar ac ter is tics   v ar iatio n   in   s h ap e ,   s ize,   an d   p o s itio n   in   MRI   im ag es.   C o m b in in g   t h class if icatio n   r esu lts   o f   s ev er al   C NN  m o d els  th r o u g h   a n   en s em b le  c o m b in atio n   o f   th eir   class if icatio n   r esu lts   ca n   b s o lu tio n   to   im p r o v class if icatio n   p er f o r m a n ce .   B ased   o n   th r esu lts ,   p o ten ti al  p er f o r m an ce   i m p r o v em en t s   an d   s o lu tio n s   a r o b tain ed   b y   s ev er al   p r ev io u s   s tu d ies.  C o m b in in g   th class if icatio n   r esu lt s   o f   s ev er al  C NN  m o d els  i s   o n s o lu tio n   to   im p r o v e   tu m o r   clas s if icatio n   p er f o r m a n ce .   On   th e   o th er   h an d ,   c o n s id er in g   t h class if icatio n   r esu lts   o f   m an y   d if f er en t   C NN  m o d els  ca n   o v er co m h ig h   v ar iatio n s   in   s h ap e   an d   s ize,   an d   th e   p o s itio n   o f   th e   tu m o r   is   d if f icu lt   to   d eter m in [ 1 6 ] .   Sev e r al  well - k n o wn   C NN  m o d els  h a v d if f er en ar ch itectu r es  with   d if f er en n u m b er s   o f   co n v o l u tio n   lay e r s   an d   co n v o lu tio n   f ilter   s izes  an d   h a v th p o ten tial  to   o b tain   d if f er en t   MRI  b r ain   im ag e   f ea tu r es  an d   class if icatio n   r esu lts .   T h u s ,   class if icat io n   th at  co n s id er s   th class if icat io n   r esu lts   o f   s ev er al   C NN  m o d els  in d ir ec tly   co n s id er s   th b est  b r ain   MRI  im a g f ea tu r es  o f   ea c h   C NN  m o d el  s o   th at  it  ca n   s tr en g th en   th e   f in al  class if icatio n   p er f o r m a n ce     [ 9 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] .   I n   a d d itio n ,   co n s id er i n g   th r esu lts   o f   C NN   m o d els  at  s ev er al  d if f e r en ep o ch s   in   lear n in g   is   also   ess en tial  to   r ed u ce   u n ce r tain ty   in   cl ass if icatio n .   T h u s ,   co n s id er in g   t h class if icatio n   r esu lts   u s in g   m ajo r ity   v o tin g   ag ain s th class if icatio n   r esu lts   o f   s ev er al  C NN  m o d els  at  d if f er en ep o ch s   is   s o lu tio n   to   o v er c o m th is   p r o b lem .   T h e r ef o r e,   th is   s tu d y   p r o p o s es  two - s tep   m ajo r ity   v o tin g   ( MV )   b ased   o n   s ev er al  well - k n o wn   C NN  m o d els  f o r   b r ai n   tu m o r   class if ic atio n .   C NN  m o d els   in v o lv ed   in   class if icatio n   in cl u d I n ce p tio n V3   [ 1 9 ] ,   Xce p ti o n   [ 2 0 ] ,   Den s Net2 0 1   [ 2 1 ] ,   E f f icien tNetB 3   [ 2 2 ] an d   R esNet5 0   [ 2 3 ] .   E ac h   C NN  m o d el  ca n   p r o v id e   th b est  r esu lts   th r o u g h   tr a n s f er   lear n in g ,   ac c o r d in g ly ,   co n s id er in g   th class if icatio n   r esu lts   o f   th ese  C NN  m o d els  th r o u g h   m aj o r ity   v o tin g   ca n   s tr en g th en   th e   f in al   class if icatio n   r esu lts .   T wo - s t ep   MV   will  s tr en g th en   th class if icatio n   o f   ea ch   C NN  b y   co n s id er i n g   th e   class if icatio n   r esu lts   at  d if f er e n ep o c h s ,   f o llo we d   b y   th e   cla s s if icatio n   r esu lts   am o n g   o th er   C NN  m o d els.  T h e   ex p er im en tal   r esu lts   s h o wed   th at  th e   two - s tep   MV   co u ld   im p r o v e   th e   p er f o r m a n ce   o f   b r ai n   tu m o r   class if icatio n .   Hen ce ,   th er ar s ev er al  co n tr ib u t io n s   to   th is   s tu d y ,   wh ich   in clu d e:  a )   in v o lv in g   s ev er al  C NN  m o d els  ( I n ce p tio n V 3 ,   Xce p tio n ,   De n s Net2 0 1 ,   E f f icien tNet B 3 ,   an d   R esNet5 0 )   b y   a d ju s tin g   th e   to p   lay e r   o f   ea ch   m o d el  f o r   b r ain   tu m o r   c lass if icatio n ,   an d   b )   p r o p o s in g   two - s tep   m ajo r ity   v o tin g   s ch em to   co m b in e   th class if icatio n   r esu lts   o f   C NN  m o d els at  d if f er e n t le ar n in g   ep o c h s .   I n   th is   s tu d y ,   Sectio n   2   d escr ib es  th d ataset  f o r   ev alu atio n ,   th s tep s   o f   th p r o p o s ed   m e th o d ,   an d   th h y p er p a r am eter s   o f   th p r o p o s ed   m eth o d .   Sectio n   3   co n tain s   th e   r esu lts   o f   th te s t   an d   d is cu s s es  th r esu lts .   Sectio n   4   ex p lain s   th co m p ar is o n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   with   s ev er al  p r ev io u s   m eth o d s .   Fin ally ,   s ec tio n   5   co n tain s   co n clu s io n s   b ased   o n   t h r esu lts   an d   d is cu s s io 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         Tw o - s tep   ma jo r ity  vo tin g   o f c o n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r ks fo r     ( I r w a n   B u d i S a n to s o )   4089   2.   M AT E R I AL   A ND  M E T H O   T h class if icatio n   o f   b r ain   tu m o r s   in   th is   s tu d y   is   to   class if y   th ty p es  o f   b r ai n   tu m o r s ,   in clu d in g   g lio m a,   m en in g io m a,   a n d   p itu itar y   an d   n o   tu m o r .   Me asu r in g   th class if icatio n   p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   i n   th e   class if icatio n   o f   b r ain   tu m o r s   is   o n o f   t h o b j ec tiv es  o f   th is   s tu d y .   Fig u r e   1   s h o ws  th s tep s   o f   b r ain   tu m o r   class if icatio n   with   th p r o p o s ed   m et h o d .   T h e   s tep s   in clu d d ataset  ac q u is itio n ,   p r e - p r o ce s s in g ,   tr ain in g   o f   b ase  C NN  m o d els,  an d   two - s tep   m ajo r ity   v o ti n g .   Data s et  ac q u is itio n   in v o l v es  ac q u ir in g   MRI   im ag es  o f   b r ain   tu m o r s   ( g lio m a,   m en in g io m a,   a n d   p itu itar y )   an d   n o   tu m o r s   f o r   tr ain in g   an d   test in g .   T h e   p r o ce s s   also   in v o lv es  s p litt in g   th t r ain in g   d ataset  in t o   d atasets   f o r   lear n in g   an d   m o d el  v alid atio n .   T h n ex t   s tep   is   p r e - p r o ce s s in g   to   r esize  ea ch   MRI  b r ai n   im a g to   th s am s ize  f o r   tr ain in g   an d   test in g .   All  MRI   im ag d ata  o f   t h s am s ize  wer f o r war d ed   in to   t h e   tr ain in g   p r o ce s s .   T h is   s tag r eq u ir ed   s ev er al  h y p er p ar am eter s   in   th lear n in g   p r o ce s s   o f   s ev e r al  C NN  m o d els  to   o b tain   th e   weig h ts   o f   ea ch   tr ain ed   m o d el.   T h last   s tep ,   b r ain   tu m o r   class if icatio n ,   u s es  th p r o p o s e d   m eth o d ,   n am el y   two - s tep   MV ,   to   d ev elo p   an   en s em b le  co m b in atio n   o f   th f ir s t p r ed ictio n   r esu lts   o f   ea c h   C NN  m o d el  u s ed .           Fig u r 1 .   T h p r o p o s ed   s ch e m e:  tu m o r   class if icatio n   u s in g   t wo - s tep   m ajo r ity   v o tin g   o f   C NNs       2 . 1 .     Da t a s et   a cquis it io n       Data s et  ac q u is itio n   in v o lv es  ac q u ir in g   MRI  im ag es  o f   b r ain   tu m o r s   ( g lio m a ,   m e n in g i o m a,   a n d   p itu itar y )   an d   n o   tu m o r s   f o r   t r ain in g   an d   test in g .   T h e   p r o c ess   also   in v o lv es  s p li ttin g   th e   d ataset  f o r   tr ai n in g   in to   d atasets   f o r   lear n in g   an d   v alid atio n .   I n   t h is   s tu d y ,   b r ain   MRI  im ag es  ( ax ial,   s ag ittal,  a n d   co r o n al  p lan es)   f o r   test in g   wer o b tain ed   f r o m   th Nick p ar v ar   b r ain   tu m o r   MRI  d ataset  [ 2 4 ] .   T h e   d atase was  o b tain ed   f r o m   th Kag g le  web s ite,   wh ich   co n tain s   co m b in atio n   o f   th Sa r taj   [ 2 5 ] ,   B R 3 5 [ 2 6 ] ,   a n d   Fig s h ar [ 2 7 ]   d atasets .   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 .   4 Au g u s t   20 25 :   4 0 8 7 - 4098   4090   T h d ataset  co n s is ts   o f   d atas ets  f o r   tr ain in g   an d   test in g   t o   ev alu ate  th class if icatio n   m eth o d .   T h to tal  n u m b er   o f   b r ain   MRI  im ag e s   in   th tr ain in g   d ataset  was  5 , 7 1 2 ,   in clu d i n g   1 , 3 2 1   g lio m im ag es,  1 , 3 3 9   m en in g io m im a g es,  1 , 4 5 7   p i tu itar y   im ag es,  an d   1 , 5 9 5   n o - tu m o r   im ag es.  Me an wh ile,   th to tal  n u m b er   o f   b r ain   MRI  im ag es  f o r   test in g   is   1 , 3 1 1 ,   in clu d in g   3 0 0   g lio m im ag es,  3 0 6   m en in g io m im ag es,  3 0 0   p itu itar y   im ag es,  an d   4 0 5   n o - tu m o r   im ag es.  Fig u r 2   s h o ws  g lio m a ,   m en in g io m a ,   p itu itar y ,   an d   n o - tu m o r   b r ai n   MRI   im ag es.  T o   e v alu ate  ea c h   b as C NN  m o d el,   1 0 ( 5 7 2   b r a in   MRI  im ag es)  wer e   r an d o m ly   tak en   f r o m   th e   o r ig in al  tr a in in g   d ataset  f o r   v alid atio n .   T h u s ,   th er wer 5 7 2   MRI  im ag es  f o r   v alid atio n   an d   th r em ai n in g   5 , 1 4 0   MRI  im ag es   f o r   th e   lear n in g   p r o ce s s   o f   ea c h   b ase   C NN  m o d el.   T ab le  1   s h o ws  th e   co m p o s itio n   o f   th e   d ataset  u s ed   f o r   th e   tr ain in g ,   test in g ,   an d   v alid atio n   p r o ce s s es.                 Fig u r 2 .   E x am p les o f   g lio m a,   m en in g io m a,   p itu itar y ,   an d   n o   tu m o r   in   MRI  im ag es       T ab le  1 .   T h co m p o s itio n   o f   tu m o r   ( g lio m a,   m en in g i o m a,   p i tu itar y )   an d   n o   tu m o r   f o r   ev al u atio n   o n   th Nick p ar v ar   d ataset   La b e l   Tr a i n i n g   V a l i d a t i o n   Te st i n g   M R I   P l a n e   g l i o m a   1 , 1 8 9   1 3 2   3 0 0   A x i a l ,   S a g i t t a l ,   a n d   C o r o n a l   men i n g i o m a   1 , 2 0 5   1 3 4   3 0 6   A x i a l ,   S a g i t t a l ,   a n d   C o r o n a l   p i t u i t a r y   1 , 3 1 1   1 4 6   3 0 0   A x i a l ,   S a g i t t a l ,   a n d   C o r o n a l   n o   t u m o r   1 , 4 3 5   1 6 0   4 0 5   A x i a l ,   S a g i t t a l ,   a n d   C o r o n a l   To t a l   5 , 1 4 0   5 7 2   1 3 1 1         2 . 2 .     P re - pro ce s s ing   o f   bra in M RI im a g e   I n   th is   s tu d y ,   th e   p r e - p r o ce s s in g   s tag is   u s ed   to   r esize  ea c h   MRI  b r ain   im a g to   th e   s am s ize  f o r   tr ain in g ,   v alid atio n ,   an d   test in g .   I n   th p r o p o s ed   s ch em in   Fig u r 1 ,   all  MRI  im ag es  in v o lv ed   as  in p u to   th e   b as C NN  m o d els  ar e   s ized   2 2 4 × 2 2 4 × 3 .   E ac h   MRI  b r ain   im ag e   is   an   R GB   im ag with   th r ee   ch an n els,   n am ely   r e d ,   g r ee n ,   an d   b lu e,   with   ea ch   ch a n n el  m ea s u r in g   2 2 4 × 2 2 4   p ix els.  T h e   in p u s h a p o f   th MRI  b r ain   im ag is   th r ec o m m e n d atio n   o f   ea ch   b ase  C NN  m o d el,   as  s h o wn   in   T ab le  2 .   Fu r th er m o r e,   all  r esized   b r ain   MRI  im ag es  in   th tr ain in g   a n d   v alid atio n   d atasets   ca n   b f o r war d ed   to   t h lear n in g   p r o ce s s .   T h s am th in g   ap p lies   to   th test in g   d ataset;  af ter   b ein g   r esized ,   ea ch   M R I   b r ain   test in g   im ag ca n   b en ter ed   in to   th e   class if icatio n   p r o ce s s .       2 . 3 .     T ra ini ng   o f   b a s CNN  m o dels   T h is   s ec tio n   co v er s   th lear n in g   an d   h y p er p ar am eter s   o f   ea ch   b ase  C NN  m o d el  f o r   en s em b le  co m b in atio n   in   th n ex s tag e.   T h b ase  C NN  m o d els  in   th is   s tu d y   in clu d Xce p tio n ,   I n ce p tio n V3 ,   Den s Net2 0 1 ,   E f f icien tNetB 3 ,   an d   R esNet5 0 .   B ef o r lear n in g ,   ea ch   C NN  m o d el  o n   th to p   lay er   n ee d s   cu s to m izatio n   to   class if y   f o u r   class es g lio m a,   m en in g io m a,   p it u itar y ,   an d   n o   tu m o r .   T o   o b tain   g o o d   lear n i n g   r esu lts ,   th lear n in g   p r o ce s s   o f   ea ch   b ase  m o d el  r e q u ir es  h y p er p a r am eter   tu n in g .   T ab le  2   p r o v id es  an   o v er v iew   o f   th e   h y p er p ar a m et er   s ettin g s   f o r   ea c h   b ase  m o d e l,  in clu d i n g   in p u t   s h ap e,   cu s to m izatio n   o n   t h to p   lay er ,   ep o ch ,   b atc h   s ize,   lo s s   f u n ctio n ,   o p tim izer ,   lear n in g   r ate,   an d   m o d el  weig h in itializatio n .   I n   tr ain in g   an d   test in g ,   th in p u s h ap o f   ea ch   b ase  m o d el  is   22 2 2 4 × 3 .   T h in p u s h ap is   th r ec o m m en d atio n   o f   th e   m o d el  in   g en er al.   Ad j u s tm en ts   to   th to p   lay e r   f o r   tu m o r   c lass if icatio n   in v o lv all  b ase  C NN  m o d els.  T h 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         Tw o - s tep   ma jo r ity  vo tin g   o f c o n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r ks fo r     ( I r w a n   B u d i S a n to s o )   4091   I n ce p tio n V3 ,   Den s Net2 0 1 ,   a n d   E f f icien tNetB 3   m o d els  u s g lo b al  av er a g p o o lin g   an d   d en s s ize  4   ( m an y   class es /lab els)  with   So f tMa x   ac tiv atio n   f u n ctio n   o n   th to p   lay er .   Me an wh ile,   a d ju s ti n g   t h Xce p tio n   m o d el  o n   th e   to p   lay er   also   in v o l v es  g lo b al  av e r ag p o o lin g ,   b u th o u tp u lay er   u s es  s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n   [ 2 8 ] .   T h u s o f   th m o d el' s   g lo b al  av er a g p o o lin g   an d   ac tiv atio n   f u n ctio n   h as  b ee n   p r o v en   to   b r o b u s in   p r ac tice  an d   is   r ec o m m e n d ed   b y   th m o d el  [ 2 9 ] [ 3 1 ] .   I n   R esNet5 0 ,   th to p   lay er   o f   t h m o d el  in v o lv es  av er ag p o o lin g   a n d   f latten   l ay er s   with   a   So f tMa x   ac tiv at io n   f u n ctio n   o n   th e   o u tp u la y er .   T h u s o f   th e   ac tiv atio n   f u n cti o n   is   also   r ec o m m en d ed   b y   t h C NN  m o d el  in   [ 9 ]   a n d   [ 3 2 ] .       T ab le  2 .   Hy p er p ar a m eter   tu n i n g   o f   b ase  C NN  m o d els    H y p e r p a r a me t e r   B a se   C N N   m o d e l s   I n c e p t i o n V 3   X c e p t i o n   D e n sN e t 2 0 1   Ef f i c i e n t N e t B 3   R e sN e t 5 0   I n p u t   sh a p e   2 2 4 x 2 2 4 x 3   2 2 4 x 2 2 4 x 3   2 2 4 x 2 2 4 x 3       2 2 4 x 2 2 4 x 3   2 2 4 x 2 2 4 x 3   To p   l a y e r   G l o b a l   A v e r a g e   P o o l i n g   D e n se   ( 4 ,   a c t i v a t i o n = 'S o f t M a x ')   G l o b a l   A v e r a g e   P o o l i n g   D e n se   ( 4 ,   a c t i v a t i o n = 'si g m o i d ')   G l o b a l   A v e r a g e   P o o l i n g     D e n se   ( 4 ,   a c t i v a t i o n = 'S o f t M a x ')   G l o b a l   A v e r a g e   P o o l i n g     D e n se   ( 4 ,   a c t i v a t i o n = 'S o f t M a x ')   A v e r a g e   P o o l i n g   F l a t t e n   D e n se   ( 4 ,   a c t i v a t i o n = 'S o f t M a x ' )   Ep o c h   1 0 ,   2 0 ,   3 0   1 0 ,   2 0 ,   3 0   1 0 ,   2 0 ,   3 0   1 0 ,   2 0 ,   3 0   1 0 ,   2 0 ,   3 0   B a t c h   si z e   16   16   16   16   16   Le a r n i n g   r a t e   0 . 0 0 1   0 . 0 0 1   0 . 0 0 1   0 . 0 0 1   0 . 0 0 1   Lo ss f u n c t i o n   C a t e g o r i c a l   C r o ss e n t r o p y   C a t e g o r i c a l   C r o ss e n t r o p y   C a t e g o r i c a l   C r o ss e n t r o p y   C a t e g o r i c a l   C r o ss e n t r o p y   C a t e g o r i c a l   C r o ss e n t r o p y   O p t i mi z e r   A d a ma x   A d a ma x   A d a ma x   A d a ma x   A d a ma x   W e i g h t   i n i t i a l i z a t i o n   I mag e N e t   I mag e N e t   I mag e N e t   I mag e N e t   I mag e N e t       E ac h   b ase  C NN  m o d el  in   th is   s tu d y   in v o lv ed   lear n in g   at   ep o ch s   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 .   L ea r n i n g   a d if f er e n ep o ch s   ac co m m o d ates  th p o s s ib ilit y   o f   v ar y in g   class if icatio n   r esu lts   in   ea ch   m o d el.   E ac h   b ase  C NN   m o d el's   b atch   s ize  an d   lear n i n g   r ate  a r 1 6   an d   0 . 0 0 1 .   T h e   lear n in g   in v o lv i n g   b atch   s ize  a n d   lear n in g   r ate  s izes  h as  s h o wn   th b est  p er f o r m an ce   r esu lts   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] ,   [ 3 3 ] .   T h o p tim izer   en g ag ed   in   th lear n in g   p r o ce s s   is   Ad am ax ,   wh ich   s h o ws m o r s tab le  r esu lts   [ 3 4 ] ,   [ 3 5 ] .   T h is   s tu d y ' s   class if icatio n   o f   b r ain   t u m o r s   is   m u lti - class ,   h en ce ,   th l o s s   f u n ctio n   u s ed   in   th lear n in g   is   ca teg o r ical  cr o s s - en tr o p y   [ 3 0 ] ,   [ 3 6 ] .   I n   a d d itio n ,   th e   lear n in g   o f   ea ch   C NN  m o d el  ap p lies   tr an s f er   lear n in g .   I n   th is   s tu d y ,   th in itial  weig h ts   wer tak en   f r o m   th r esu lts   o f   lear n in g   b ase  C NN  m o d els  u s in g   th e   I m ag eNe d ataset  [ 3 7 ] ,   th u s   h el p in g   th lear n in g   p r o ce s s   o f   C NN  m o d els o n   s m all  d atasets   [ 3 8 ] .   I n ce p tio n V3   is   C NN  ar ch ite ctu r f r o m   th I n ce p tio n   f am i ly   with   s ev er al  im p r o v em en ts   [ 1 9 ] .   T h e   m o d el  ar ch itectu r e   h as  s team   b lo ck   an d   in ce p tio n   b lo c k   ( A,   B ,   an d   C ) ,   r ed u ctio n   b lo ck   ( an d   B ) ,   a n d   au x iliar y   class if ier   b lo ck .   I n   th is   s tu d y ,   th I n ce p tio n V 3   lear n in g   p r o ce s s   in v o lv ed   t h r e lear n i n g   ep o ch s ,   n am ely   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 .   As  r esu lt,  th er ar e   3   I n ce p tio n V 3   class if icatio n   r esu lts ,   n am el y   at  ep o ch   1 0   ( 1 ) ,   ep o ch   2 0   ( 2 ) ,   an d   ep o c h   3 0   ( 3 )   in   Fig u r 1 .   Xce p tio n   is   a   C NN  ar ch itect u r th at   co n tin u es  th e   I n ce p t io n   ar c h itectu r e   [ 2 0 ] Xce p tio n   h as  3 6   co n v o l u tio n al  lay er s   d iv i d ed   i n to   1 4   m o d u les.  T h e   ar ch itect u r h as  co n v o lu tio n   o p er ati o n   ( f ilter   s ize  1 × 1 )   to   o b tain   cr o s s - ch an n el   co r r el atio n   as  a   2 D   1 m a p p in g .   Xce p tio n   in   th is   s tu d y   also   in v o lv ed   t h r ee   lear n in g   ep o ch s ,   n am el y   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 .   T h class if icatio n   r esu lts   u s in g   Xce p tio n   at  ep o c h   ten   a r s h o wn   with   4 ep o ch   2 0   with     5 ,   an d   e p o ch   3 0   with   6   in   Fig u r 1 .   Den s Net2 0 1   is   C NN  ar ch ite ctu r with   ea ch   lay er   to   ea ch   n ex lay er   co n n ec te d   u s in g   f e ed f o r war d   [ 2 1 ] .   T h u s ,   t h ar c h itectu r h as  d ir ec co n n ec tio n s   o f   ( L ×( L +1 ) ) /2 ,   with   ea ch   la y er   p r o d u cin g   f ea tu r e   m a p   as  in p u to   th n ex la y er .   T h e   Den s eNe t - 2 0 1   ar ch itectu r e   h as  f o u r   d en s b lo ck s ,   ea c h   wit h   6 ,   1 2 ,   2 4 ,   a n d   1 6   co n v o l u tio n   b lo c k s .   I n   t h is   s t u d y ,   Den s eNe t - 2 0 1   also   ap p lied   th r ee   lear n i n g   ep o ch s ,   n am ely   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 ,   with   th class if icatio n   r esu lts   o f   ea ch   e p o ch   i n d icate d   with   7 8 ,   an d   9   ( s ee   Fig u r 1 ) .   E f f icien tNetB 3   is   o n o f   th e   C NN  ar ch itectu r es  p ar o f   t h E f f icien tNet  v ar ia n th at  s ca les  al l   d im en s io n s   u n if o r m ly   u s in g   p o o lin g   co e f f icien ts   [ 2 2 ] .   T h C NN  ar ch itectu r h as  two   co n v o lu tio n   lay e r s   an d   s ev en   m o b ile  b o ttlen ec k   c o n v o lu tio n   ( MBC o n v )   la y er   b l o c k s .   E ac h   lay er   in   th MBC o n v   b lo ck ,   e x ce p t h f ir s lay er ,   in v o lv es  an   in v er t ed   r esid u al  co n n ec tio n .   E f f ici en tNetB 3   also   ap p lied   th r ee   ep o ch s   in   lear n in g   with   th class if icatio n   r esu lts   s h o wn   b y   10   at  ep o ch   1 0 ,   11   at  ep o c h   2 0 ,   a n d   12   at  ep o c h   3 0   in   Fig u r 1 .   R esNet5 0   is   C NN  ar ch itectu r th at  u s es  r esid u al  c o n n ec tio n s   s o   th at  th n etwo r k   ca n   lea r n   s er ies  o f   r esid u al  f u n ctio n s   th at  m ap   in p u ts   to   th d esire d   o u tp u ts   [ 2 3 ] .   T h ar ch itectu r h as  co n v o lu ti o n al  lay er ,   an   id en tity   b lo ck ,   an d   co n v o lu tio n al  b lo c k .   T h co n v o l u tio n al  lay er   is   im p lem en ted   to   ex tr ac f ea tu r es,  wh ile  th id en tity   an d   co n v o lu tio n al  b lo ck s   tr an s f o r m   f ea tu r es.  R esNet5 0   al s o   in v o lv ed   th r ee   ep o ch s   in   lear n in g   f r o m   wh ich   class if icatio n   r esu lts   ar s h o wn   as  13   in   ep o ch   1 0 ,   14   in   ep o ch   2 0 ,   an d   15   in   ep o ch   3 0   in   Fig u r 1   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 .   4 Au g u s t   20 25 :   4 0 8 7 - 4098   4092   2 . 4 .     T wo - s t ep  m a j o rit y   v o t ing       Ma jo r ity   v o tin g   ( MV )   in   im p lem en tatio n   h as  an   im p ac o n   im p r o v in g   class if icatio n   o r   d etec tio n   p er f o r m an ce   [ 9 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] .   T wo - s tep   m ajo r ity   v o tin g   is   a   p r o p o s ed   m eth o d   t h at  in v o lv es  two   s tep s   o f   th m ajo r ity   v o tin g   p r o ce s s .   T h f ir s s tep ,   MV   ( o n e - s tep   MV ) ,   is   p er f o r m ed   o n   th class if icatio n   r esu lts   o f   th s am C NN  m o d el  with   d if f e r e n lear n in g   e p o ch s .   ( 1 ) ,   ( 2 ) ,   ( 3 ) ,   ( 4 ) ,   an d   ( 5 )   ar e   m ath e m atica eq u atio n s   o f   th e   f ir s s tep   MV   f o r   th I n ce p tio n V3 ,   Xce p tio n ,   Den s Net2 0 1 ,   E f f icien tNe tB 3 ,   an d   R esNet5 0   m o d els.  T h f ir s s tep ,   MV ,   aim s   to   s tr en g th en   th class if icatio n   r esu lts   o f   e ac h   C NN  m o d el.   1 2 3 4 ,   an d     5   in   th e   eq u atio n   a r e,   r esp ec tiv ely ,   t h v o tin g   r esu lts   f o r   th e   cl ass if icatio n   r esu lts   o f   I n ce p tio n V3 ,   Xce p tio n ,   Den s N et2 0 1 ,   E f f icie n tNetB 3 ,   an d   R esNet5 0   at  e p o ch s   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 .   Me a n wh ile,   m o d is   f u n ctio n   th at   o b tain s   th m ajo r ity   v o te  f o r   t h class if icatio n   r esu lts   o f   ea ch   C NN  m o d el.     1 = mode ( 1 , 2 , 3 )   ( 1 )     2 = mode ( 4 , 5 , 6 )   ( 2 )     3 = mode ( 7 , 8 , 9 )   ( 3 )     4 = mod e ( 10 , 11 , 12 )   ( 4 )     5 = mode ( 13 , 14 , 15 )   ( 5 )     E ac h   b ase  C NN  m o d el' s   ar ch itectu r ca n   o b tain   d if f er en t   tu m o r   class if icatio n   r esu lts .   T h e   p o ten tial  f o r   d if f er en class if icatio n   r esu lts   is   d u to   th o th er   lay e r s   o r   co n v o lu tio n   b lo ck s   b u ilt  b y   ea ch   m o d el.   T h e   in v o lv em e n o f   s ev er al   C NN  m o d els  as  b ase  m o d els  with   t h eir   r esp ec tiv e   ad v a n tag es  is   s o lu tio n   t o   class if y   tu m o r   ty p es  with   v ar ied   s h a p es,  s izes,  o r   p o s itio n s .   C o n s eq u en tly ,   th s ec o n d   s tep   MV   is   ap p lied   to   th e   r esu lts   o f   th f ir s s tep   MV   to   o b tain   t h f in al   class if icatio n   r esu lts   th at  co n s id er   all  th c lass if icatio n   r esu lts   o f   b ase  C NN  m o d els.  Ma th em atica lly ,   th two - s tep   MV   ca n   b wr itten   as ( 6 ) .       = mode ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 )   ( 6 )     T h s tep s   in   Alg o r ith m   3   ar u s ed   to   o b tain   th f in al  class if icatio n   r esu lts   with   th p r o p o s ed   m eth o d   ( two - s tep   MV ) .   T h alg o r ith m ' s   in p u is   all   b ase  C NN  m o d els  th at  h av u n d er g o n lear n in g   p r o ce s s   b ased   o n   p ar am eter   in   T a b le  2 .   I n   t h alg o r ith m ,   th in p u o f   th e   b ase  C NN   m o d els  in clu d es  M 11 M 12 M 13   wh ich   s h o th lear n in g   r esu lts   o f   I n ce p tio n V3 ,   M 21 M 22 M 23   ar th lear n in g   r esu lts   o f   Xce p tio n ,   M 31 M 32 M 33   ar e   th lear n in g   r esu lts   o f   Den s N et2 0 1 ,   M 41 M 42 M 43   ar th lear n in g   r esu lts   o f   E f f icien tN etB 3 ,   an d   M 51 M 51 M 51   ar th lear n in g   r esu lts   o f   R esNet5 0 .   T h ese  lear n in g   r es u lts   ar s u cc es s iv ely   ca r r ied   o u at  ep o ch s   1 0 ,   2 0 ,   an d   3 0   f o r   ea ch   m o d el.   T h o th er   al g o r ith m   in p u is   X ,   w h ich   s h o ws  th e   b r ain   MRI  i m ag o f   th e   test in g   d ataset.   T h f ir s s te p   o f   th al g o r ith m   is   th p r e - p r o ce s s in g   s tag o f   th im ag to   o b tain   th s am im ag s ize   as  th tr ain in g   im a g s ize,   wh ich   is   22 2 2 4 × 3 .   T h e   n e x s t ep   is   th e   f ir s class if icatio n   o f   tu m o r s   u s in g   ea ch   b ase  C NN  m o d el  an d   ep o c h   with   th i n p u im a g e   ( Z ) .   I n   t esti n g   th two - s tep   MV   m eth o d ,   th r e e   class if icatio n s   o f   b r ain   tu m o r s   ar ca r r ied   o u t in   s tag es.   T h f ir s t c lass if icat io n   r esu lt is   s h o wn   b y   ,   wh ich   is   d eter m in ed   b y   th ar g m a x   o p e r atio n   o n   th s o f tm a x   v alu o f   ea ch   b ase  C NN  m o d el,   with     1 ,   2 ,   . . . ,   1 5 .   T h e     v alu is   clas s   lab el  ( k ) k =0   if   class if ied   as  g lio m tu m o r ,   1   f o r   m en in g io m a,   2   f o r   n o   tu m o r ,   an d   3   f o r   p itu itar y .     in clu d es    1 2 ,   an d   3   wh ich   ar e   th f i r s class if icatio n   r esu lts   o f   I n ce p tio n V 3 .   4   5 ,   an d   6   ar th f ir s t c lass if icatio n   r esu lts   o f   Xce p tio n .   7 8 ,   an d   9   ar th f ir s t c lass if icatio n   r esu lts   o f   Den s Net2 0 1 .   10 11 ,   an d   12   ar th f ir s class if icatio n   r e s u lts   o f   E f f icien tN etB 3 .   13 14 ,   an d   15   ar th f ir s t   class if icatio n   r esu lts   o f   R esN et5 0 .   All  class if icatio n   r esu lts   o f   ea ch   m o d el  a r r esp ec tiv el y   at  ep o c h s   1 0 ,   2 0 ,   an d   3 0 .   T h in itial  class if icati o n   r esu lts   at  ea ch   ep o ch   an d   t h C NN  m o d el  ar th en   f o r w ar d ed   to   th s ec o n d   class if icatio n   s tag u s in g   th f ir s MV   ( o n e - s tep   MV )   with   th r esu lts   in d icate d   b y     with   1 ,   2 , . . ,   5 .     in clu d es   1 2 3 4 ,   an d   5 ,   wh ich   ar e   th s ec o n d   class if icatio n   r esu lts   with   o n e - s tep   MV   u s in g   ( 1 ) ,   ( 2 ) ,   ( 3 ) ,   ( 4 ) ,   a n d   ( 5 ) .   T h r esu lts   o f   th s ec o n d   class if icatio n   ar th en   f o r war d ed   to   th f in al  ( t h ir d )   class if icatio n   s tag with   th s ec o n d   MV   ( two - s tep   MV )   u s in g   ( 6 ) ,   w h o s r esu lt s   ar in d icate d   b y   Fro m   th r esu lts   o f   th e   th ir d   class if icatio n ,   it  ca n   th en   b d ec id ed   w h eth er   th MRI  im ag o f   th test in g   b r ain   is   class if ied   as  g lio m a,   m en in g io m a ,   p itu itar y ,   o r   n o   t u m o r .   Alg o r ith m   3 ,   in   its   im p lem en tatio n ,   in v o lv es  th class if icat i o n   r esu lts   o f   b ase  C NN   m o d els  s h o wn   in   Alg o r ith m   1   an d   o n e - s tep   M in   Alg o r ith m   2 .   T h e   co m p a r is o n   o f   th th r ee   alg o r ith m s   c an   b s ee n   f r o m   th e   class if icatio n   r esu lts .   Alg o r ith m   3   is   co n tin u atio n   o f   Alg o r ith m   2   r esu lts ,   an d   Alg o r ith m   2   is   co n tin u atio n   o f   Alg o r ith m   1   r esu lts .   Alg o r i th m   1   co n tain s   th s tep s   f o r   te s tin g   MRI  im ag class if icat io n   u s in g   th tr ain 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         Tw o - s tep   ma jo r ity  vo tin g   o f c o n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r ks fo r     ( I r w a n   B u d i S a n to s o )   4093   r esu lts   o f   ea ch   C NN  m o d el  in   th b ase  m o d els  at  ea ch   ep o ch .   At  th s am tim e,   th h y p er p ar am eter   tu n in g   in   T ab le  2   is   th e   tr ea tm en o f   C NN  m o d el  p a r am eter s   in ten d e d   f o r   th lea r n in g   p r o ce s s   to   p r o v id e   g o o d   m o d el  tr ain in g   r esu lts .     Alg o r ith m   1 .   B ase  C NN  m o d els  c lass if icatio n     I n p u t :   M 11 ,   M 12 ,   M 13   {I n c e p t i o n V3 },   M 21 , M 22 ,   M 23 { Xc e p t i o n },   M 31 ,   M 32 , M 33   {Den s N e t 2 0 1 },   M 41 , M 42 ,   M 43   {E f f i c i e n t N e t B3   },   M 51 , M 51 ,   M 51   {R e s N e t 5 0 }{ T h e   t r a i n i n g   r e su l t s   o f   e a c h   m o d e l   a re  c o n se c u t i v e l y   a t   e p o c h 1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 ,   r e sp e c t i v e l y } ,   X   {B r a i n   M RI   i m a g e   o f   t e st i n g }   O u t p u t :     {C l a ss i f i c a t i o n   o f   e a c h   C N N   m o d e l   a n d   e p o c h   i n c l u d e   1 2 ,   . . . ,   15   }     1     r e si z e   ( X,   2 2 4 , 2 2 4 , 3 {p r e - p r o c e ssi n g }   2     0   3   f o r   i   1   t o   5   { n u m b e r   o f   m o d e l s}   4             f o r   i   1   t o   3   {n u m b e o f   e p o c h s { 1 0 , 2 0 , 3 0 }}   5                                     p + 1   {i n d e x   o f   c l a ssi f i c a t i o n }   6                                       a r g max 0≤ k ≤3   ( M ij   ( Z ))  { c l a ss i f i c a t i o n   o f   e a c h   b a s e   C N N   m o d e l }   7   r e t u r n        Alg o r ith m   2 .   On e - s tep   m ajo r ity   v o tin g     I n p u t :   M 11 ,   M 12 ,   M 13   {I n c e p t i o n V3 },   M 21 , M 22 ,   M 23 { Xc e p t i o n },   M 31 ,   M 32 , M 33   {Den s N e t 2 0 1 },   M 41 , M 42 ,   M 43   {E f f i c i e n t N e t B3   },   M 51 , M 51 ,   M 51   {R e s N e t 5 0 }{ T h e   t r a i n i n g   r e su l t s   o f   e a c h   m o d e l   a re  c o n se c u t i v e l y   a t   e p o c h 1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 ,   r e sp e c t i v e l y } ,   X   {B r a i n   M RI   i m a g e   o f   t e st i n g }   O u t p u t :     {C l a ss i f i c a t i o n   o f   o n e - s t e p   m a j o ri t y   v o t i n g   f o r   e a c h   C N N   m o d e l :     1 2 , , 5   }     1     r e si z e   ( X,   2 2 4 , 2 2 4 , 3 {p r e - p r o c e ssi n g }   2     0   3   f o r   i   1   t o   5   { n u m b e r   o f   m o d e l s}   4             f o r   i   1   t o   3   {n u m b e o f   e p o c h s= { 1 0 , 2 0 , 3 0 }}   5                                     p + 1   {i n d e x   o f   c l a ssi f i c a t i o n }   6                                       a r g max 0≤ k ≤3   ( M ij   ( Z ))  { c l a ss i f i c a t i o n   o f   e a c h   b a s e   C N N   m o d e l }   7   f o r   i   1   t o   5   { n u m b e r   o f   m o d e l s}   8                           1 + 3 ( i - 1 )   9                           mo d e   ( + 1 ,   + 2 ) {t h e   f i rst   s t e p   o f   m a j o ri t y   v o t i n g }   10   r e t u r n        Alg o r ith m   3 .   T wo - s tep   m ajo r ity   v o tin g     I n p u t :   M 11 ,   M 12 ,   M 13   {I n c e p t i o n V 3 },   M 21 ,   M 22 ,   M 23  {X c e p t i o n } ,   M 31 ,   M 32 ,   M 33   {De n sN e t 2 0 1 },   M 41 ,   M 42 ,   M 43   { Ef f i c i e n t N e t B 3   },   M 51 ,   M 51 M 51   {R e sN e t 5 0 }{ t h e   t ra i n i n g   r e su l t s   o f   e a c h   m o d e l   a r e   c o n s e c u t i v e l y   a t   e p o c h s   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 ,   r e sp e c t i v e l y },   X   { Bra i n   MR I   i m a g e   o f   t e st i n g }   O u t p u t :     {C l a ss i f i c a t i o n   r e su l t   }     1     r e si z e   ( X,   2 2 4 , 2 2 4 , 3 {p r e - p r o c e ssi n g }   2     0   3   f o r   i   1   t o   5   { n u m b e r   o f   m o d e l s}   4             f o r   i   1   t o   3   {n u m b e o f   e p o c h s= { 1 0 , 2 0 , 3 0 }}   5                                     p + 1   {i n d e x   o f   c l a ssi f i c a t i o n }   6                                       a r g max 0≤ k ≤3   ( M ij   ( Z ))  {c l a ss i f i c a t i o n   o f   b a se  C N N   m o d e l ,   k = 0 ( g l i o m a ) ,   k = 1 ( m e n i n g i o m a ) ,   k = 2 ( n o   t u m o r) ,   k = 3 ( p i t u i t a ry)}   7   f o r   i   1   t o   5   { n u m b e r   o f   m o d e l s}   8                           1 + 3 ( i - 1 )   {i n d e x   o f   c l a ssi f i c a t i o n }   9                           mo d e   ( + 1 ,   + 2 ) {t h e   f i rst   s t e p   o f   m a j o ri t y   v o t i n g }   10       m o d e ( ) {t h e   t w o   st e p   o f   m a j o ri t y   v o t i n g }   11   r e t u r n        2 . 5 .     P er f o r m a nce  ev a lua t io n o f   m e t ho ds       I n   th is   s tu d y ,   to   ev alu ate  th m eth o d ' s   p er f o r m an ce   in   b r ain   tu m o r   class if icatio n ,   s ev er al  in d icato r   m ea s u r es  wer u s ed ,   t h ey   we r ac cu r ac y   (  ) ,   p r ec is io n   (  ) ,   s en s itiv ity   (  ) ,   s p ec if icity   (  ) ,   an d   F - s co r e   (  [ 3 9 ] .   All  o f   t h ese  in d icato r s   ar o b tain e d   b ased   o n   th v al u es  o f   tr u p o s itiv (  ) ,   f alse  n eg ativ (  ) ,   tr u n e g ativ (  ) ,   an d   f alse  p o s itiv (  ) .   T h ese   p er f o r m a n ce   in d icato r s   ar d ef in e d   f o r   ea ch   d a taset  la b el,   n am ely   g lio m a,   m en in g io m a,   p itu itar y ,   an d   n o   tu m o r .   Fo r   g lio m a,      is   th n u m b er   o f   tim es  th g lio m b r ain   MRI  im ag e,   b ased   o n   t h class if icatio n   r esu lts ,   is   lab eled   as  g lio m a,      is   th n u m b er   o f   tim es  th g lio m b r ain   MRI  im ag e,   b a s ed   o n   th e   class if icatio n   r esu lts ,   is   lab eled   as  o th er   th an   g lio m a,      is   th e   n u m b er   o f   tim es  th b r ain   M R I   im ag o th er   th an   g lio m is   lab eled   as  o th er   th an   g lio m a,   an d      is   th e   n u m b er   o f   tim es  th b r ain   M R I   im ag o th er   th an   g li o m is   lab eled   as  g lio m in   t h s am way .   Me an wh ile,       ,   a n d      ar e   d eter m in ed   f o r   ea ch   lab el  a n d   ar r esp ec tiv e ly   d ef i n ed   in   ( 7 ) ,   ( 8 ) ,   ( 9 ) ,   ( 1 0 ) ,   an d   ( 1 1 ) .      = (  +  ) / (  +  +  +  )   ( 7 )   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 .   4 Au g u s t   20 25 :   4 0 8 7 - 4098   4094    =  / (  +  )   ( 8 )      =  / (  +  )   ( 9 )      =  / (  +  )   ( 1 0 )      = 2 (  ) (  ) / (  +  )   ( 1 1 )       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h im p lem en tatio n   o f   all  th m eth o d s   u s ed   Go o g le  C o lab   in   th lear n in g   p r o ce s s   o f   ea ch   b ase  C NN   m o d el,   t h p er f o r m an ce   test in g   o f   b ase  C NN  m o d els,  a n d   t h p e r f o r m an ce   test in g   o f   th e   p r o p o s ed   m eth o d   ( two - s tep   MV )   in   b r ain   tu m o r   class if icatio n .   T ab le  3   s h o w s   th r esu lts   o f   tes tin g   th p er f o r m a n ce   o f   b ase   C NN  m o d els  an d   two - s tep   M in   b r ain   t u m o r   class if icatio n   o n   t h n ick p ar v a r   d ataset.   T h r esu lts   o f   test in g   th b ase  C NN  m o d els  o n   th e   test in g   d ataset  f o r   th I n ce p tio n V3   m o d el  p r o d u ce d   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 8 . 7 8 at  ep o c h ,   9 9 . 2 4 at  ep o ch   2 0 ,   an d   9 9 . 0 8 at  ep o ch   3 0 .   Fo r   Xce p tio n ,   it  o b tain ed   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 9 . 2 4 % a t e p o ch   1 0 ,   9 9 . 4 7 % a t e p o ch   2 0 ,   a n d   9 9 . 3 9 % a t e p o ch   3 0 .   Den s Net2 0 1   o b tain e d   tu m o r   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 9 . 1 6 at  ep o c h   1 0 ,   9 9 . 3 6 at  ep o ch   2 0 ,   a n d   9 9 . 3 9 at  ep o ch   3 0 .   On   th o th er   h an d ,   E f f icien tNetB 3 ,   at   ep o c h s   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0 ,   p r o d u ce d   a   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 9 . 4 7 %,  9 9 . 0 8 %,   an d   9 9 . 3 1 %.  Me an w h ile,   R esNet5 0   at  ep o ch s   1 0 ,   2 0 ,   a n d   3 0   o b t ain ed   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 8 . 2 5 %,  9 8 . 8 6 %,   an d   9 8 . 7 0 %.  Fro m   th ese  r esu lts ,   Xce p tio n   at  ep o ch   2 0   an d   E f f icien tNetB 3   at  ep o ch   1 0   y ield ed   th h ig h est  ac cu r ac y   am o n g   th b ase  C NN  m o d els  an d   th b est  av er a g s en s itiv ity ,   p r ec is io n ,   s p ec if icity ,   an d   F - s co r co m p ar ed   to   o th er   m o d els.  T h e   lo west  ac cu r ac y   o f   th b ase  C NN  m o d el  is   R es Net5 0   at  ep o ch   1 0 ,   as  well  a s   th lo west a v er ag s en s itiv ity ,   p r ec is io n ,   s p ec if icity ,   a n d   F - S co r am o n g   th o th er   b ase  C NN  m o d els.       T ab le  3 .   Per f o r m an ce   o f   b ase  C NN  m o d els an d   two - s tep   m a jo r ity   v o tin g     M o d e l   Ac c u r a c y   A v e r a g e   p e r f o r ma n c e   P r e c i s i o n   S e n s i t i v y   S p e c i f i c i t y     F - sco r e   B a se   C N N   m o d e l ( e p o c h )   ( 1 )   I n c e p t i o n V 3   ( 1 0 )   0 . 9 8 7 8   0 . 9 8 6 8   0 . 9 8 6 8   0 . 9 9 6 0   0 . 9 8 6 8   ( 2 )   I n c e p t i o n V 3   ( 2 0 )   0 . 9 9 2 4   0 . 9 9 1 8   0 . 9 9 1 7   0 . 9 9 7 5   0 . 9 9 1 7     ( 3 )   I n c e p t i o n V 3   ( 3 0 )   0 . 9 9 0 8   0 . 9 9 0 2   0 . 9 9 0 7   0 . 9 9 7 0   0 . 9 9 0 4     ( 4 )   X c e p t i o n   ( 1 0 )   0 . 9 9 2 4   0 . 9 9 2 0   0 . 9 9 1 7   0 . 9 9 7 5   0 . 9 9 1 9     ( 5 )   X c e p t i o n   ( 2 0 )   0 . 9 9 4 7   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 2   0 . 9 9 8 3   0 . 9 9 4 2     ( 6 )   X c e p t i o n   ( 3 0 )   0 . 9 9 3 9   0 . 9 9 3 5   0 . 9 9 3 8   0 . 9 9 8 0   0 . 9 9 3 6     ( 7 )   D e n sN e t 2 0 1   ( 1 0 )   0 . 9 9 1 6   0 . 9 9 1 0   0 . 9 9 1 3   0 . 9 9 7 3   0 . 9 9 1 2     ( 8 )   D e n sN e t 2 0 1   ( 2 0 )   0 . 9 9 3 9   0 . 9 9 3 6   0 . 9 9 3 4   0 . 9 9 8 0   0 . 9 9 3 5     ( 9 )   D e n sN e t 2 0 1   ( 3 0 )   0 . 9 9 3 9   0 . 9 9 3 4   0 . 9 9 3 4   0 . 9 9 8 0   0 . 9 9 3 4     ( 1 0 )   Ef f i c i e n t N e t B 3   ( 1 0 )   0 . 9 9 4 7   0 . 9 9 4 2   0 . 9 9 4 2   0 . 9 9 8 3   0 . 9 9 4 2     ( 1 1 )   Ef f i c i e n t N e t B 3   ( 2 0 )   0 . 9 9 0 8   0 . 9 9 0 6   0 . 9 9 0 5   0 . 9 9 7 0   0 . 9 9 0 5     ( 1 2 )   Ef f i c i e n t N e t B 3   ( 3 0 )   0 . 9 9 3 1   0 . 9 9 3 0   0 . 9 9 2 6   0 . 9 9 7 7   0 . 9 9 2 8     ( 1 3 )   R e sN e t 5 0   ( 1 0 )   0 . 9 8 2 5   0 . 9 8 1 7   0 . 9 8 0 9   0 . 9 9 4 3   0 . 9 8 1 1     ( 1 4 )   R e sN e t 5 0   ( 2 0 )   0 . 9 8 8 6   0 . 9 8 8 0   0 . 9 8 7 6   0 . 9 9 6 2   0 . 9 8 7 8     ( 1 5 )   R e sN e t 5 0   ( 3 0 )   0 . 9 8 7 0   0 . 9 8 6 4   0 . 9 8 5 9   0 . 9 9 5 8   0 . 9 8 6 1   O n e - s t e p   M V   ( 1 6 )   M V   ( 1 , 2 , 3 )   0 . 9 9 4 7   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 2   0 . 9 9 8 3   0 . 9 9 4 2     ( 1 7 )   M V   ( 4 , 5 , 6 )   0 . 9 9 3 9   0 . 9 9 3 5   0 . 9 9 3 8   0 . 9 9 8 0   0 . 9 9 3 6     ( 1 8 )   M V   ( 7 , 8 , 9 )   0 . 9 9 5 4   0 . 9 9 5 1   0 . 9 9 5 0   0 . 9 9 8 5   0 . 9 9 5 0     ( 1 9 )   M V   ( 1 0 , 1 1 , 1 2 )   0 . 9 9 6 2   0 . 9 9 5 9   0 . 9 9 5 8   0 . 9 9 8 8   0 . 9 9 5 9     ( 2 0 )   M V   ( 1 3 , 1 4 , 1 5 )   0 . 9 8 8 6   0 . 9 8 7 9   0 . 9 8 7 6   0 . 9 9 6 2   0 . 9 8 7 7   Tw o - s t e p   M V   ( 2 1 )   M V   ( 1 6 , 1 7 , 1 8 , 1 9 , 2 0 )   0 . 9 9 6 9   0 . 9 9 6 7   0 . 9 9 6 7   0 . 9 9 9 0   0 . 9 9 6 7       T h test   r esu lts   f o r   th f ir s s t ep   MV   o n   ea ch   C NN  m o d el  with   d if f er en ep o c h s ,   th m aj o r ity   v o tin g   o n   th class if icatio n   r esu lts   o f   th E f f icien tNetB 3   m o d el  ( MV   ( 1 0 , 1 1 , 1 2 ) ) ,   g av an   ac c u r ac y   o f   9 9 . 6 2 an d   wer th b est  am o n g   th f ir s s tep   MV s   o n   o th er   m o d els.  T h lo west  MV   ac cu r ac y   am o n g   th o th e r   m o d els  was  th MV   o n   th R esNet5 0   class if icatio n   r esu lts   at  d if f er en ep o ch s   ( MV   ( 1 3 , 1 4 , 1 5 ) ) ,   with   an   ac cu r ac y   o f   98. 8 6 %.  Me an w h ile,   th s ec o n d   s tep   MV   ( two - s tep   MV )   g av b etter   class if icatio n   p er f o r m an ce   th an   th f ir s t   s tep   MV   an d   o n   all  b ase  C NN  m o d els.  Fro m   th ese  r esu lts ,   two - s tep   MV   ( MV   ( 1 6 , 1 7 , 1 8 , 1 9 , 2 0 ) )   in cr ea s ed   class if icatio n   ac cu r ac y   b y   0 . 2 2 %   to   1 . 4 4 o n   b ase  C NN   m o d els  an d   0 . 0 7 %   t o   0 . 8 3 m a jo r ity   v o tin g   o n   th e   f ir s s tep .   T wo - s tep   MV   im p r o v es  class if icatio n   p er f o r m a n c o n   b ase  C NN  m o d els  th r o u g h   two   s tep s   o f   MV .   T h f ir s s tep   o f   MV   will  s t r en g th en   th e   class if icatio n   p e r f o r m a n ce   o f   ea c h   b ase  C NN  m o d el.   T h e   MV   cla s s if icatio n   r esu lts   o f   ea c h   C NN  m o d el   im p lem en te d   b y   lear n in g   with   d if f er e n h y p er p a r am eter s   an d   ep o ch s   ca n   r ed u ce   th u n ce r ta in ty   ( co in ci d en ce   f ac to r )   o f   t h class if icatio n   r esu lts   o f   ea ch   m o d el.   T wo - s tep   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         Tw o - s tep   ma jo r ity  vo tin g   o f c o n vo lu tio n a l n e u r a l n etw o r ks fo r     ( I r w a n   B u d i S a n to s o )   4095   MV   ap p lied   to   o n e - s tep   MV   will  s tr en g th en   th e   clas s if icat io n   o f   s p ec if ic  tu m o r   ty p es  a n d   leav e   th wea k   C NN  m o d el  in   th class if icatio n   o f   th at  tu m o r   ty p e.   T ab le   4   s h o ws  th class if icatio n   p er f o r m a n ce   o f   th e   p r o p o s ed   m eth o d   a g ain s th e   b ase  C NN  m o d el  an d   th e   b est  o n e - s tep   MV   in   m o r e   d e p th .   On e - s tep   MV   y ie ld ed   th b est p e r f o r m an ce   t o   th E f f icien tNetB 3   m o d el  at  d if f er en t e p o ch s ,   a n d   th two - s tep   MV   im p r o v ed   th p r ec is io n   o f   g lio m a   an d   m en i n g io m a   class if icatio n   f o r   th e   o n e - s tep   MV   b y   0 . 0 1 a n d   0 . 3 2 %,   r esp ec tiv ely .   T h two - s tep   M also   p r o v id e d   im p r o v e m en ts   i n   th e   s en s itiv ity   o f   g lio m class if icatio n   b y   0 . 3 3 %,  im p r o v e m en ts   in   th e   s p ec if icity   o f   m en in g io m clas s if icatio n   b y   0 . 1 0 %,  a n d   a u to m atica lly   p r o v i d ed   im p r o v em e n ts   in   t h F - s co r e.   I n   ad d itio n ,   two - s tep   MV   al s o   im p r o v ed   p er f o r m a n ce   ag ain s th b est  b ase   C NN   m o d el  ( Xce p tio n   at   ep o ch   2 0   an d   E f f icien tNetB 3   at  e p o ch   1 0 ) ,   n am ely   g lio m a   class if icatio n   p r ec is io n   o f   0 . 3 4 %   to   0 . 6 7 %,  m en in g i o m class if icatio n   p r ec is io n   o f   0 . 3 3 %   to   0 . 6 5 %,  g lio m class if icatio n   s en s itiv ity   o f   0 . 3 3 %   to   0 . 6 6 %,  m en in g io m class if icatio n   s en s it iv ity   o f   0 . 3 2 %   to   0 . 6 5 %,  g lio m class if icatio n   s p ec if icity   o f   0 . 1 %   to   0 . 2 %,  m en in g io m class if icatio n   s p ec if icity   o f   0 . 1 0 %   to   0 . 2 %,  g lio m class i f icatio n   F - s co r o f   0 . 5 %,  an d   m en in g io m class if icatio n   F - s co r o f   0 . 4 9 %.       T ab le  4 .   Dee p   p er f o r m an ce   o f   th b est b ase  C NN  m o d els,  o n e - s tep   MV ,   an d   two - s tep   MV   M o d e l   La b e l   A v e r a g e   P e r f o r ma n c e   P r e c i s i o n   S e n s i t i v y   S p e c i f i c i t y     F - S c o r e   B a se   C N N   m o d e l ( e p o c h )   X c e p t i o n   ( 2 0 )   g l i o m a   0. 9 9 3 3   0. 9 8 6 7   0. 9 9 8 0   0. 9 9 0 0     men i n g i o m a   0. 9 8 3 8   0. 9 9 3 5   0. 9 9 5 0   0. 9 8 8 6       n o   t u m o r   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0       p i t u i t a r y   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 6 7   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 8 3     Ef f i c i e n t N e t B 3   ( 1 0 )   g l i o m a   0. 9 9 0 0   0. 9 9 0 0   0. 9 9 7 0   0. 9 9 0 0       men i n g i o m a   0. 9 8 7 0   0. 9 9 0 2   0. 9 9 6 0   0. 9 8 8 6       n o   t u m o r   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0       p i t u i t a r y   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 . 6 7   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 8 3   O n e - s t e p   M V   MV   ( 1 0 , 1 1 , 1 2 )   g l i o m a   0. 9 9 6 6   0. 9 9 0 0   0. 9 9 9 0   0. 9 9 3 3       men i n g i o m a   0. 9 8 7 1   0. 9 9 6 7   0. 9 9 6 0   0. 9 9 1 9       n o   t u m o r   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0       p i t u i t a r y   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 6 7   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 . 8 3   Tw o - s t e p   M V   MV   ( 1 6 , 1 7 , 1 8 , 1 9 , 2 0 )   g l i o m a   0. 9 9 . 6 7   0. 9 9 3 3   0. 9 9 9 0   0. 9 9 5 0       men i n g i o m a   0. 9 9 . 0 3   0. 9 9 6 7   0. 9 9 7 0   0. 9 9 3 5       n o   t u m o r   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0   1 . 0 0 0 0       p i t u i t a r y   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 6 7   1 . 0 0 0 0   0. 9 9 8 3       4.   CO M P ARI SO WI T H   E X I ST I NG   M E T H O DS   T h co m p ar ativ e   r esu lts   o f   e v alu atin g   t h p r o p o s ed   m eth o d   with   s ev e r al  p r ev io u s   m eth o d s   o n   th e   s am test in g   d ataset  ar in v e s tig atio n   ev id en ce   o f   t h m et h o d s   in   tu m o r   class if icatio n .   Ap p ly in g   two - s tep   m ajo r ity   v o tin g   to   th b ase  C NN  m o d els  ( th two - s tep   MV )   p r o d u ce s   b etter   p er f o r m an ce   th an   th ex is tin g   m eth o d s .   T a b le  5   s h o ws  th at  th p r o p o s ed   m eth o d   is   b etter   th an   th e   ex is tin g   m et h o d s ,   w ith   d if f e r en ce   o f   1 . 8 5 to   7 . 6 7 %.  T h i n v o l v em en o f   s ev er al  b ase  C N m o d els  in   two - s tep   MV   s tr en g th en s   t u m o r   class if icatio n   b y   ab an d o n in g   wea k   C NN   m o d els.  T h p r o p o s ed   m eth o d   ca n   im p r o v th class if icatio n   p er f o r m an ce   o f   b r ain   t u m o r   t y p es,  esp ec ially   g lio m an d   m e n in g io m tu m o r s   th at  ar e   alm o s th s am s h ap an d   s ize.           T ab le  5 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   two - s tep   m aj o r ity   v o tin g   with   th ex is tin g   m eth o d s   R e f e r e n c e s   M e t h o d s   A c c u r a c y   R a s h e e d   e t   a l .   [ 4 0 ]   I mag e   e n h a n c e me n t   a n d   C N N   0 . 9 7 8 4     S h i l a s k a r   e t   a l .   [ 4 1 ]   HOG   a n d   X G   B o o st   0 . 9 2 0 2   A t h a   a n d   C h a k i   [ 4 2 ]   S S B TC N e t     0 . 9 6 5   P r o p o se d   M e t h o d s   Tw o - st e p   ma j o r i t y   v o t i n g   0 . 9 9 6 9       5.   CO NCLU SI O   T wo - s tep   m ajo r ity   v o tin g   is   t h p r o p o s ed   m eth o d   in   th is   s tu d y   th at  a p p lies   two - s tep   m ajo r ity   v o tin g   to   th r esu lts   o f   th class if icat io n   o f   b ase  C NN  m o d els  b ased   o n   b r ai n   MRI  im ag es.  T h f ir s s tep   is   m ajo r ity   v o tin g   o n   th e   r esu lts   o f   tu m o r   class if icatio n   o n   ea ch   b ase  C NN  m o d el  with   d if f er en e p o ch s   ( 1 0 ,   2 0 ,   an d   3 0   ep o ch s )   ( o n e - s tep   m ajo r ity   v o tin g ) .   T h b ase  C NN  m o d els  in clu d ed   I n ce p tio n V3 ,   Xce p tio n ,   Den s Net2 0 1 ,   E f f icien tNetB 3 ,   an d   R esNet5 0 .   T h e   s ec o n d   s tep   is   m ajo r ity   v o tin g   o n   t h r esu lts   o f   all  t h m ajo r ity   v o tin g   i n   th f ir s s tep .   T h test   u s ed   t h N ick p ar v ar   d ataset.   Ou r   p r o p o s ed   m eth o d   p r o d u ce d   ac cu r ac y ,   s en s itiv ity ,   p r ec is io n ,   s p ec if icity ,   an d   F - s co r in   tu m o r   class if icatio n   o f   9 9 . 6 9 %,  9 9 . 6 7 %,  9 9 . 6 7 %,  9 9 . 9 0 %,  an d   9 9 . 6 7 %,   r esp ec tiv ely .   T wo - s tep   m ajo r i ty   v o tin g   in c r ea s ed   ac c u r ac y   o v er   b ase  C NN  m o d els  a n d   th o n e - s tep   m ajo r ity   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 .   4 Au g u s t   20 25 :   4 0 8 7 - 4098   4096   v o tin g .   T h d etailed   p er f o r m an ce   im p r o v e m en o cc u r r ed   in   class if y in g   g lio m an d   m en in g io m tu m o r s ,   wh ich   wer e   alm o s s im ilar   i n   s h ap e   an d   s ize.   I n   ad d itio n ,   th e   p r o p o s ed   m eth o d   was  b etter   th an   s ev er al   ex is tin g   m eth o d s   in   th e   test in g   u s in g   th s am d ata s et.   T h er ef o r e,   o u r   p r o p o s ed   m eth o d   ca n   h elp   n eu r o lo g is ts   in   tu m o r   class if icatio n .   Ad d i tio n ally ,   f o r   clin ical  im p lem en tatio n ,   th er is   p o ten tial   f o r   im p r o v in g   t h p er f o r m an ce   o f   t u m o r   class if icatio n   b ased   o n   b r ain   MRI  i m ag es  b y   ad d i n g   tr ai n in g   o r   test in g   MRI  im ag d ata.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   s tu d y   is   en tire ly   f u n d ed   b y   Un iv er s itas   I s lam   Ne g er Ma u lan Ma lik   I b r ah i m   Ma lan g ,   I n d o n esia,  th r o u g h   th Nati o n al  Dev elo p m e n Ap p lied   R esear ch   ( Pen elitian   T er ap an   Pen g em b an g a n   Nasio n al)   s ch em with   co n tr a ct  n u m b er   1 1 4 3 A/L P2 M/T L . 0 0 /0 2 /2 0 2 4 .       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 t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d 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 .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   I r wan   B u d i San to s o                                 Sh o f f in   Nah wa  Utam a                               Su p r iy o n o                                 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 h d ata  th at  s u p p o r t   th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar o p e n ly   av ailab le  at  h ttp s ://www. k ag g le. co m /d atasets /m aso u d n ick p ar v a r /b r ain - tu m o r - mri - d ataset,   r ef er e n ce   n u m b er   [ 2 4 ] .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   P e r e i r a ,   A .   P i n t o ,   V .   A l v e s,  a n d   C .   A .   S i l v a ,   B r a i n   t u mo r   s e g m e n t a t i o n   u si n g   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 i n   M R I   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 .   3 5 ,   n o .   5 ,   p p .   1 2 4 0 1 2 5 1 ,   M a y   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M I . 2 0 1 6 . 2 5 3 8 4 6 5 .   [ 2 ]   M .   S .   I .   K h a n   e t   a l . ,   A c c u r a t e   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   u si n g   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 ,   C o m p u t a t i o n a l   a n d   S t r u c t u r a l   Bi o t e c h n o l o g y   J o u r n a l ,   v o l .   2 0 ,   p p .   4 7 3 3 4 7 4 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c s b j . 2 0 2 2 . 0 8 . 0 3 9 .   [ 3 ]   A .   R .   L o u g h a n   e t   a l . ,   D e a t h - r e l a t e d   d i s t r e ss  i n   a d u l t   p r i m a r y   b r a i n   t u m o r   p a t i e n t s,”   N e u r o - O n c o l o g y   P ra c t i c e ,   v o l .   7 ,   n o .   5 ,   p p .   4 9 8 5 0 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 3 / n o p / n p a a 0 1 5 .   [ 4 ]   P .   Y .   W e n   e t   a l . ,   U p d a t e d   r e sp o n se  a ssessme n t   c r i t e r i a   f o r   h i g h - g r a d e   g l i o mas:   R e s p o n se  a ssess me n t   i n   n e u r o - o n c o l o g y   w o r k i n g   g r o u p ,   J o u r n a l   o f   C l i n i c a l   O n c o l o g y ,   v o l .   2 8 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 9 6 3 1 9 7 2 ,   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 2 0 0 / JC O . 2 0 0 9 . 2 6 . 3 5 4 1 .   [ 5 ]   E.   A .   S .   E l - D a h sh a n ,   H .   M .   M o h s e n ,   K .   R e v e t t ,   a n d   A .   B .   M .   S a l e m ,   C o mp u t e r - a i d e d   d i a g n o si o f   h u ma n   b r a i n   t u mo r   t h r o u g h   M R I :   A   su r v e y   a n d   a   n e w   a l g o r i t h m,   E x p e rt   S y s t e m s   w i t h   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   4 1 ,   n o .   1 1 ,   p p .   5 5 2 6 5 5 4 5 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 2 1 .   [ 6 ]   J.  K a n g ,   Z.   U l l a h ,   a n d   J .   G w a k ,   M r i - b a s e d   b r a i n   t u m o r   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   e n s e mb l e   o f   d e e p   f e a t u r e a n d   mac h i n e   l e a r n i n g   c l a ss i f i e r s,”   S e n s o rs ,   v o l .   2 1 ,   n o .   6 ,   p p .   1 2 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 1 0 6 2 2 2 2 .   [ 7 ]   S .   A h ma d   a n d   P .   K .   C h o u d h u r y ,   O n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   d e e p   t r a n sf e r   l e a r n i n g   n e t w o r k f o r   b r a i n   t u mo r   d e t e c t i o n   u si n g   M R   i ma g e s,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   5 9 0 9 9 5 9 1 1 4 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 7 9 3 7 6 .   [ 8 ]   S .   S h a n t h i ,   S .   S a r a d h a ,   J.   A .   S m i t h a ,   N .   P r a sa t h ,   a n d   H .   A n a n d a k u mar,   A n   e f f i c i e n t   a u t o m a t i c   b r a i n   t u m o r   c l a ssi f i c a t i o n   u s i n o p t i m i z e d   h y b r i d   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   I n t e l l i g e n t   N e t w o rks ,   v o l .   3 ,   p p .   1 8 8 1 9 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j i n . 2 0 2 2 . 1 1 . 0 0 3 .   [ 9 ]   I .   B .   S a n t o s o ,   Y .   A d r i a n t o ,   A .   S e n su s i a t i ,   D .   W u l a n d a r i ,   a n d   I .   P u r n a m a ,   Ep i l e p t i c   EEG   S i g n a l   C l a s si f i c a t i o n   U si n g   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   B a s e d   o n   M u l t i - S e g m e n t   o f   E EG   S i g n a l ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I n t e l l i g e n t   E n g i n e e r i n g   a n d   S y s t e m s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 0 1 7 6 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 2 2 6 6 / i j i e s 2 0 2 1 . 0 6 3 0 . 1 5 .   [ 1 0 ]   M .   R i z w a n ,   A .   S h a b b i r ,   A .   R .   Ja v e d ,   M .   S h a b b i r ,   T.   B a k e r ,   a n d   D .   A l - Ju m e i l y   O b e ,   B r a i n   t u m o r   a n d   g l i o m a   g r a d e   c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   G a u ss i a n   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   I EEE   A c c e s s ,   v o l .   1 0 ,   p p .   2 9 7 3 1 2 9 7 4 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 5 3 1 0 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.