I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   14 , N o.   4 A ugus t   20 25 , pp.  3253 ~ 3261   I S S N 2252 - 8938 ,   D O I 10.11591/ ij a i. v 14 .i 4 .pp 3253 - 3261           3253     Jou r n al  h om e page ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   S t r i d - C N N :  m ovi n g f i l t e r s wit h  c on vol u t i on  n e u r al   n e t w or k  f or   m u l t i - c l ass  p n e u m o n i a c l ass i f i c at i on       K h u s h b oo T r iv e d i ,   C h in t an  B h u p e s h b h ai  T h ac k e r   D e pa r t m e nt  of  C om put e r  S c i e nc e  a nd E ngi ne e r i ng, P a r ul  I ns t i t ut e  of   T e c hnol ogy, F a c ul t y of  E ngi ne e r i ng a nd T e c hnol ogy,    P a r ul  U ni ve r s i t y, V a doda r a , I ndi a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e M a r   28 2024   R e vi s e M a r   21 2025   A c c e pt e J un   8 2025       Millions  of  people  around  the  world  suffer  from  pneumonia,  seriou lung  illness.  To  effec tively  treat  and  manage  this   condition,  quick  and   a ccurate   diagnosis  is  essential.  This  study  thoroughly  examines  different  w ays  of   using  transfer  learning  to  classify  pneumonia  into  multiple  categori es.  We  use  well - known  methods  like   DenseNet121,  VGGNet - 16,   ResNet - 5 0,  and  Inception  Net,  as  well  as  new  method  called  Strid - CNN which  applies  moving  filters  with  convolution   neural  network.   Through  extensive   t esting,  we  show  that  each   method  effectively  uses   pre - learned   informatio on  a   large  dataset  of  medical  images,  accurately  identifying  pneumonia  across  various  classes.  Our  results  reveal   subtle  differences   in  performance  among  thes methods,  providing  insights  into  how   well  they  adapt  t the   challengi ng  field  of  medical  image  analysis Additi onally,   the  Strid - CNN  method  shows  promising  results,  indicating  its  potential  as  comp etitive  alternati ve.  This  research  offers  valuable  guidance  on  choosing   the  right  transfer   learning  approac for  classifying  pneumonia  into  m ultiple  categories,   contribu ting  to  improvem ents  in  diagnost ic  accurac and   healthcare  effectiveness.  Our  study  not   only  highlights  the   current  s tate  of  transfer   learning   in  pneumonia   classification  but   also  its  potenti al  to  e nhance  clinical  outcom es and pat ient care.   K e y w o r d s :   C onvolut io n ne ur a ne twor k   F in e - tu ni ng   M ovi ng f il te r s   M ul ti - c la s s  pne um oni a   T r a ns f e r  l e a r ni ng   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   K hus hboo T r iv e di   D e pa r tm e nt  of  C om put e r  S c ie nc e  a nd  E ngi ne e r in g, P a r ul  U ni ve r s it y   V a doda r a , G uj a r a t,  I ndi a   E m a il khus hboo.tr iv e di 21305@ pa r ul uni ve r s it y.a c .i n       1.   I N T R O D U C T I O N   P ne um oni a   a f f e c ts   m il li ons   of   pe opl e   w or ld w id e   e a c ye a r pos in a   s ig ni f ic a nt   gl oba he a lt c ha ll e nge C h a r a c te r iz e by   s ym pt om s   s uc h   a s   c oughing,  f e ve r a nd  di f f ic ul ty   br e a th in g,  pne um oni a   le a ds   to   in f la m m a ti on  of   th e   lu ngs A c c ur a te   a nd  ti m e ly   di a gnos is   is   c r uc ia f or   e f f e c ti ve   t r e a tm e nt   a nd  m a na ge m e nt   [ 1] [ 2] M e di c a im a gi ng   te c hni que s   li ke   c he s t   X - r a ys   pl a a   vi ta r ol e   in   pne um oni a   di a gnos i s   by   a ll ow in doc to r s   to   e xa m in e   th e   pa ti e nt ' s   lu ngs   a nd  id e nt if ke in di c a t or s   of   th e   di s e a s e   [ 3] [ 5] H ow e ve r de te c ti ng   a nd  a na ly z in g   s ubt le   s ig ns   a nd   pa tt e r ns   in   m e di c a l   im a ge s   i s   c ha ll e ngi ng,   w it pne um oni a   c la s s if ic a ti on  be in pa r ti c ul a r ly   im por ta nt   [ 6] [ 8] T r a di ti ona c la s s if ic a ti on  m e th ods   of te n   r e ly   on  m a nu a ll c r a f te d   f e a tu r e s w hi c c a be   la bor - in te ns iv e   a nd  pr one   to   e r r or s T hi s   pa pe r   in tr oduc e s   th e   S tr id - C N N   a r c hi te c tu r e ,   w hi c a ppl ie s   m ovi ng  f il te r s   w it c onvolut io n   ne ur a ne t w or k ,   a   nove a ppr oa c th a de m ons tr a te s   c om pe ti ti ve   pe r f or m a nc e   in   pn e um oni a   c la s s if ic a ti on. T he   s ig n if ic a nc e   of   th is   a r c hi te c tu r e   li e s   in   it s   pot e nt ia l   to   e nha nc e   di a gnos ti c   a c c ur a c y,  s tr e a m li ne   pa ti e nt   c a r e a nd  r e duc e   m e di c a c os t s B le ve r a gi ng  tr a ns f e r   le a r ni ng,  S tr id - C N N   c a le a r ge ne r a c ha r a c te r is ti c s   f r om   pr e - tr a in e m ode ls   on  la r ge - s c a le   da ta s e ts   a nd   a da pt   th e s e   f e a tu r e s   f or   s p e c if ic   ta s k s   li ke   pn e um oni a   c la s s if ic a ti on.  T r a ns f e r   le a r ni ng  ha s   s how pr om is in Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol 14 , N o.  4 A ugus t   20 25 :   3253 - 3261   3254   r e s ul ts   in   m e di c a im a g e   a na ly s is   [ 9] [ 11] a c hi e vi ng  s ta te - of - th e - a r pe r f or m a nc e   on  publ ic ly   a va il a bl e   pne um oni a   da ta s e ts   a nd  s ur pa s s in tr a di ti ona c la s s if ic a ti on   a lg or it hm s T hi s   pa p e r   a ddr e s s e s   th e   m a jo r   is s ue s  of  di a gnos ti c   a c c ur a c y a nd  e f f ic ie nc y i n m e di c a im a gi ng, pr ovi di ng ne w  i ns ig ht s  i nt o t he  de ve lo pm e nt   of  r obus di a gnos ti c  t ool s .   F ig ur e   de s c r ib e s   a   r oa dm a of   th e   ke e le m e nt s   di s c us s e d.  T he   p a pe r   be gi ns   w it a   de t a il e de s c r ip ti on  of   th e   S tr id - C N N   a r c hi te c tu r e hi ghl ig ht in it s   uni que   f e a tu r e s   a nd  a dva nt a ge s .   N e xt th e   m e th odol ogy  s e c ti on  out li ne s   th e   d a ta   pr e pa r a ti on,  m ode l   tr a in in g,  a nd  e va lu a ti on   pr oc e dur e s T he   r e s ul ts   s e c ti on  pr e s e nt s   th e   pe r f or m a nc e   m e tr ic s   of   S tr id - C N N   on  publ ic ly   a va il a bl e   pne um oni a   da ta s e t s c om pa r in th e m   w it tr a di ti ona c la s s if ic a ti on  a lg or it hm s F in a ll y,  th e   di s c us s io e la bor a te s   on  th e   im pl ic a ti ons   of   th e   f in di ngs pot e nt ia li m i ta ti ons a nd  f ut u r e   r e s e a r c di r e c ti o ns B f ol lo w in th is   s tr uc tu r e th e   pa pe r   s ys te m a ti c a ll bui ld s   it s   a r gum e nt s pr ovi di ng  a   c om pr e he ns iv e   unde r s ta ndi ng  of   S tr id - C N N ' s   c ont r ib ut io ns   to  pne um oni a  c la s s if ic a ti on.           F ig ur e  1. P ne um oni a   p r oc e s s   [ 1]       2.   S U M M A R I Z I N G  K E Y  F I N D I N G S   T he   f in di ngs   hi ghl ig ht   th e   e f f e c ti ve ne s s   of   S tr id - C N N   in   m ul ti - c la s s   pne um oni a   c la s s if ic a ti on,   de m ons tr a ti ng  it s   pot e nt ia to   e nha nc e   di a gnos ti c   a c c ur a c y   a nd  s uppor c li ni c a de c is io n - m a ki ng.  K e obs e r va ti ons  i nc lu de  a  s tr ong c or r e la ti on be twe e n f e a tu r e s  i n t h e  da ta s e t,  s uc h a s  " f e a tu r e  X "  a nd " f e a tu r e  Y . "   S tr id - C N N   s how e a   di s ti nc c la s s   di s tr ib ut io n,  w it a   hi ghe r   p r opor ti on  of   in s ta nc e s   c la s s if ie a s   " C la s s   A ,"   in di c a ti ng  it s   pr of ic ie nc in   di s ti ngui s hi ng  th is   c la s s T he   in t r oduc ti on  of   m ovi ng  f il te r s   im pr ove ove r a ll   pe r f or m a nc e pa r ti c ul a r ly   in   s e ns it iv it a nd  s pe c if ic it y,  s ho w c a s in th e   m ode l’ s   e nha nc e c la s s if ic a ti on   a c c ur a c y.  A ddi ti ona ll y,  S tr id - C N N   de m ons tr a te s tr ong   ge ne r a li z a ti on  a c r os s   va r io us   da ta s e t s c ons is te nt ly   out pe r f or m in g ba s e li ne  m e th ods , e m pha s iz in g i ts  r obus tn e s s   a n d a da pt a bi li ty  i n r e a l - w or ld  a ppl ic a ti ons .       3.   M E T H O D O L O G Y   T he   r e s e a r c h   m e th odol ogy  us e s   m od e r de e p   le a r ni ng  te c hni que s   to   a ddr e s s   uni que   pr obl e m s   in   m e di c a im a ge   a na ly s is   s p e c if ic a ll in   pe di a tr ic   c he s X - r a a s s e s s m e nt T h e   m e th odol ogy  s ta r ts   th r ough  a   da ta   c ol le c ti on  s te f oc us e d   on  c r e a ti ng  a   m e ti c ul ous ly   v a li da te X - r a im a ge   da ta s e c ont a in in la be le d   im a ge s   of   pne um oni a   a nd  nor m a X - r a c ont e nt F e a tu r e   e xt r a c ti on  oc c ur s   w it D e n s e N e t1 21 ,   vi s ua ge om e tr gr oup   ( VGG ) - 16 ,   R e s N e t5 0 ,   a nd   I nc e pt io nN e ne ur a ne twor a r c hi te c tu r e s   th a p e r f or m   c om pl e pa tt e r de te c ti on  in   m e di c a im a gi ng. T he  s tu dy  in tr oduc e s  a   u ni que   S tr id - C N N   m ode im pl e m e nt in m ovi ng  f il te r s   in   c om bi na ti on  w it r e c ti f ie li ne a r   uni ( R e L U )   a c ti va ti on  a nd  M a xP ool in to   e f f ic ie nt ly   e xt r a c t   a nd   r e f in e   f e a tu r e s T he   m ode l   ut il iz e s   w e ig ht e d   c r os s - e nt r opy  lo s s   a s   a   m e th od  to   ha ndl e   im ba la n c e d a ta s e t s   a nd  boos c la s s if ic a ti on  a c c ur a c y.  T h e   m e th odol ogy  c om b in e s   tr a di ti ona a ppr oa c he s   w it in nova ti ve   te c hni c a e le m e nt s   f or   im pr ovi ng  bot a ut om a te de t e c ti on  of   pne um oni a   a nd  th e   e f f e c ti ve ne s s   of   a r ti f ic ia l   in te ll ig e nc e  ( A I )   s ol ut io ns  i unde r  r e s our c e d   e nvi r onm e nt s .     3.1.   D at as e t   T he   da ta s e in   [ 12]   c ons ti tu te s   a   pi vot a c ont r ib ut io to   th e   r e a lm   of   m e di c a im a ge   a na ly s is w it a   f oc us   on  pe di a tr ic   c he s X - r a a s s e s s m e nt .   W it m e ti c ul ou s   o r ga ni z a ti on  in to   ' tr a in ,'   ' te s t, '   a nd  ' va l'   f ol de r s th e   da ta s e e nc om pa s s e s   5,863  J P E G - f or m a c he s X - r a im a ge s   c a te gor iz e a s   ' pne um oni a '   a nd  ' nor m a l .'   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       St r id - C N N :  m ov in g f il te r s   w it h c onv ol ut io n ne ur al  ne t w or k  f o r   m ul ti - c la s s     ( K hus hboo T r iv e di )   3255   O r ig in a ti ng  f r om   th e   G ua ngz hou  W om e a nd  C hi ld r e n’ s   M e di c a C e nt e r   a nd   c a pt ur e dur in r out in e   c li ni c a l   c a r e  of  one  t o f iv e - ye a r - ol d pa ti e nt s , t he s e  i m a ge s  unde r w e nt  r i gor ous  qua li ty  c ont r ol  a nd dua l  e xpe r gr a di ng   f or   a c c ur a te   di a gnos is T h e   da ta s e t' s   c om pr e he ns iv e   s tr uc tu r e c oupl e w it it s   m e ti c ul ous   c ur a ti on  a nd   va li da ti on,  pr e s e nt s   a in di s pe ns a bl e   r e s our c e   f or   de ve lo pi ng   a nd  va li da ti ng  A I   s y s te m s   a im e a a dv a nc in pne um oni a  di a gnos is  t hr ough me di c a im a gi ng w it hi n t he  r e a lm  of  pe di a tr ic  he a lt hc a r e .     3.2.   D e n s e N e t 121   A e xt e ns io of   th e   D e n s e N e f r a m e w or k,  D e ns e N e t1 21  w a s   f ir s pr e s e nt e by   H ua ng  e t   al in   2017   [ 13] [ 14] I is   a   121 - la ye r   de e le a r ni ng  m ode th a ha s   be e pr e - tr a in e us in da ta   f r om   th e   I m a ge N e t   da ta s e t.  T he   pr im a r c onc e pt   unde r ly in D e n s e N e t1 21  i s   to   c r e a te   a   ne twor w it a   de n s e   c onn e c ti on  pa tt e r by  ha vi ng  e a c la ye r   li nke to   a ll   th e   pr e c e di ng  le ve ls   in   a   de ns e   bl oc k.  A s   a   r e s ul t,   th e   m ode m a be c om e   m or e   f e a tu r e - a w a r e   w it le s s   n e twor pa r a m e te r s I F ig ur e   D e ns e N e t1 21  is   a   n e twor a r c hi te c tu r e   th a us e s   f our   de ns e   bl oc ks e a c of   w hi c is   f ol lo w e by  a   t r a ns it io la ye r   th a s c a le s   dow th e   f e a tu r e   m a ps '   s pa ti a di m e ns io n s   [ 15] [ 16] T he   ne twor be gi n s   w it a   c onv ol ut io na la ye r w hi c i s   e s s e nt ia ll y   a   s e r ie s   of   f il te r s   a ppl ie to   th e   in put   p ic tu r e T he   out put   of   th is   la ye r   is   us e a s   in put   f or   th e   f ir s de ns e   bl oc k,  w hi c h   c ons is ts  of  nume r ous  c onvolut io na la y e r s , a  ba tc h nor m a li z a ti o n l a ye r , a nd a  R e L U  a c ti va ti on f unc ti on.           F ig ur e  2. A r c hi te c tu r e  of  D e ns N e t1 21  [ 4]       3. 3 .   V G G - 16 N e t   T he   V G G 16  a r c hi te c tu r e de ve lo pe d   by  th e   V G G   a th e   U ni ve r s it of   O xf or d,  is   a   c onvolut io na l   ne ur a ne twor th a de but e in   2014  [ 17] [ 19] I t   is   a   16 - la ye r   de e ne ur a ne twor w it c onvolut io na a nd  m a x - pool in la ye r s   m a ki ng  up  th e   bul k   of   th e   ne twor k.  A   224 × 224 × 3 - pi xe l   pi c tu r e   is   s e nt   in to   th e   F ig ur e   3   V G G 16  ne twor a r c hi te c tu r e T he   ne twor be gi ns   w it a   c onv ol ut io na la ye r   th a ha s   64  f il te r s e a c w it a   ke r ne s iz e   of   3 × a nd  a   s tr id e   of   1.  A f te r w a r ds   c om e s   ye a not he r   64 - f il te r   c onvolut io na la ye r w it h   th e   s a m e   3 × ke r ne a nd  1 - s te p s tr id e N e xt  c om e s   a   m a x   pool in l a ye r w hi c in   th i s   c a s e   h a s  a   pool  s iz e   of   2 × a nd a  s tr id e  of  2.           F ig ur e  3. A r c hi te c tu r e  of  V G G 16  [ 8]     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol 14 , N o.  4 A ugus t   20 25 :   3253 - 3261   3256   3. 4 .   R e s N e t 50   M i c r o s o f R e s e a r c l a un c h e d   th e   R e s N e t5 0   c onv ol u ti o na n e ur a n e t w or a r c hi t e c tu r e   i 2 015 I t' s   a   50 - l a y e r  d e e ne ur a n e t w or k m a d e   s p e c if i c a ll to   s ol v e  t he   i s s ue  of  di s a p pe a r i ng  gr a di e nt s   th a c r o p s  up  i ve r y   c om pl e x   n e ur a l   ne tw or k s   [ 2 0] ,   [ 2 1] .   A s   s how n   in   F ig ur e   R e s N e t5 0   a r c h it e c tu r e   ta ke s   a   22 4 × 2 24 × 3 - pi x e l   pi c tu r e   a s   in put . A   c onvolut io na la y e r   of   64  f il te r s e a c w it h a   ke r ne s iz e   of   7 × 7   a nd a   s tr id e   of   2,   s e r ve s   a s   th e   ne twor k' s   f ir s la ye r T he   ne xt   la ye r   is   a   m a pool in la ye r a nd  it s   pa r a m e te r s   a r e   a s   f ol lo w s pool   s iz e   3 × 3, s tr id e  2.           F ig ur e  4. A r c hi te c tu r e  of  R e s N e t - 50  [ 15]       3. 5 .   I n c e p t io n N e t   I nc e pt io nN e t,   or   G oogl e N e a s   it   is   of te r e f e r r e to   a s is   a   c onvolut io na ne ur a ne twor k   a r c hi te c tu r e   de ve lo pe by   a   gr oup  of   G oogl e   R e s e a r c he r s   in   2 014  [ 22] [ 24] I is   a   de e ne ur a n e twor th a us e s   a   num be r   of   pa r a ll e c onvolut io na la ye r s   to   boos th e   s pe e a nd  a c c ur a c of   c om put a ti on  f or   im a ge   c la s s if ic a ti on  t a s ks .   A s   s how n   in   F ig ur e   5   I nc e pt io nN e n e twor a r c hi te c tu r e   ta k e s  a   224 × 224 × 3   pi xe pi c tu r e   a s  i nput   [ 25] . A  c onvolut io na la ye r  of  64 f il te r s , e a c h w it h a  ke r ne s iz e  of  7 × 7 a nd a   s tr id e  of  2, s e r ve s  a s  t he   ne twor k' s   f ir s la ye r T he   ne xt   la ye r   is   a   m a pool in la ye r a n it s   pa r a m e te r s   a r e   a s   f ol lo w s pool   s iz e 3 × 3,   a nd  s tr id e , 2.           F ig ur e  5. A r c hi te c tu r e  of  I nc e pt io nN e [ 18]       3. 6 .   S t r id - C N N :  m ovi n g f il t e r s  w it h  c on vol u t io n  n e u r al   n e t w or k   S tr id - C N N   is   a   m e th od   f or   e xt r a c ti ng  f e a tu r e s   f r om   da ta   by   a p pl yi ng  c onvolut io f il te r s   of   va r yi ng  di m e ns io ns   or   va lu e s F in a ll y,  f e a tu r e s   a r e   di s c ove r e by  a c ti va ti ng  e a c ta r ge pi xe us in th e   R e L U .   M a xP ool   la ye r s   th e f ur th e r   im pr ove   th e   f e a tu r e s   in   th e   m ode l.   T he   s e pa r a ti on  be twe e f il te r s   is   c ont r ol le by  th e   s tr id e   s e tt in gs .   W he th e r   or   not   th e   bor de r   pi xe ls   a r e   di s r e ga r de i s   s e by   th e   pa ddi ng   va lu e     ( a ddi ng z e r os  he lp s  t he  ne ur a ne twor k t o ge in f or m a ti on on the  bor de r ) .     3. 6 .1.  L os s   f u n c t io n   I bi na r c la s s if ic a ti on  ta s ks ,   th e   c r os s - e nt r opy  lo s s   f unc ti on   is   c om m onl us e to   qua nt if th e   di f f e r e nc e  be twe e pr e di c te d   pr oba bi li ti e s  a nd a c tu a c la s s  l a be l s     c r os s - e nt r opy   ( ) = ( l o g ( ( ) ) + ( 1 ) l o g ( 1 ( ) ) )   ( 1)     T he   a ve r a ge   c r os s - e nt r opy los s  f or  t he  f ul N - by - D  t r a in in g s e m a y be  r e c a s a s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       St r id - C N N :  m ov in g f il te r s   w it h c onv ol ut io n ne ur al  ne t w or k  f o r   m ul ti - c la s s     ( K hus hboo T r iv e di )   3257   c r os s - e nt r opy   ( ) = 1 ( pos i t i ve  e xa m pl e s   l o g ( ( ) ) + ne ga t i ve e xa m pl e s   l o g ( 1 ( ) ) )   ( 2)     A   m ode th a f a vor s   th e   dom in a nt   c la s s   w il be   pr oduc e by   a p pl yi ng  a   s ta nd a r lo s s   f unc ti on  to   im ba la nc e da ta U s in a   w e ig ht e d   lo s s   f unc ti on  is   on e   a ppr oa c h.   W he a ppl ie to   th e   lo s s   f unc ti on,  w e ig ht s   w il e qua li z e  t he  va r io us  c ont r ib ut io ns .     c r os s - e nt r opy   ( ) = ( l o g ( ( ) ) + ( 1 ) l o g ( 1 ( ) ) )   ( 3)     3.6.2. T h e  n ove lt y of  t h e   p r op os e d  s t r id - C N N  m od e l   T he   pr oc e s s   of   f e a tu r e   e xt r a c ti on  in   S tr id - C N N   in vol ve s   m o d - c onvolut io n,  a ppl yi ng  c onvolut io n   f il te r s   w it va r yi ng  di m e ns io ns   to   id e nt if e s s e nt ia f e a tu r e s T he   R e L U   a c ti va ti on  m e th od   e f f e c ti ve ly   a c ti va te s   ta r ge pi xe ls hi ghl ig ht in s ig ni f ic a nt   f e a tu r e s M a xP ool   la ye r s   f ur th e r   r e f in e   th e s e   f e a tu r e s ,   e nha nc in th e   m ode l’ s   pe r f or m a nc e T he   s tr id e   s e tt in gs   c ont r o th e   s pa c in be twe e f il te r s a ll ow in f o r   th e   c a pt ur e   of   f in e - gr a in e in f o r m a ti on.  P a ddi ng  va lu e s by  a ddi n z e r os e ns ur e   th a bor de r   pi xe ls   a r e   in c lu de d   in   th e   a na ly s i s a id in th e   n e ur a ne twor in   pr oc e s s in e dg e   in f or m a ti on.  I c a s e s   of   im ba la n c e da ta ,   a   s ta nda r lo s s   f unc ti on  m a y   bi a s   th e   m ode to w a r th e   dom in a nt   c la s s r e duc in g   it s   p e r f or m a nc e   on  m in or it c la s s e s T o a ddr e s s   th i s a   w e ig ht e lo s s   f unc ti on  is   us e d,  b a la n c in c la s s  c ont r ib ut io ns   a nd  im pr ovi ng  m ode l   a c c ur a c y. F ig ur e  6 di s pl a ys  t he  a r c hi te c tu r e  of  a  S tr id - C N N  m o de na m e d " s e que nt ia l_ 5" . I in c lu de s  m ul ti pl e   c onvolut io na la ye r s   ( c onv2d)   f ol lo w e by  m a pool in la ye r s   ( m a x_pooli ng2d) w hi c pr ogr e s s iv e ly   r e duc e   th e   s pa ti a di m e ns io ns   w hi le   in c r e a s in th e   de pt h.  T he   m ode e nds   w it a   f la tt e ne la ye r   to   c onve r t   2D   da ta   to   1D f ol lo w e d   by  two   de ns e   ( f ul ly   c onne c te d)   la ye r s w he r e   th e   f in a l   de ns e   la ye r   out put s   pr e di c ti ons   f o r     4 c la s s e s . T h e  m ode ha s   a  t ot a of  5,551,812 pa r a m e te r s , a ll  of   w hi c h a r e  t r a in a bl e .           F ig ur e  6. S tr id - C N N   a r c hi te c tu r e       4.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   I th is   r e s ul ts   a nd   di s c u s s io s e c ti on,   w e   pr e s e nt   a   c l e a r   a n c onc is e   a n a ly s is ,   e m pha s i z in th e   c om pa r is on  of   our   a ppr oa c h' s   pe r f or m a nc e   w it th a of   e xi s ti ng   tr a ns f e r   le a r ni ng   m ode ls F ig ur e   to ta no  of   P ne um oni a   im a ge s   a r e   r e a di ng  f or   di f f e r e nt   c la s s   ba c te r ia   = 2 42,  f unga l   = 23,  nor m a l   = 232  a nd  vi r us   = 148.     F ig ur e   s how s   th e   to ta l   w e   ha ve   tr a in   D e ns N e m ode w it 10  e poc hs   w it m e a s ur in a c c ur a c a nd  lo s s   T he  l os s  i s  s ta bl e  f or  t r a in in g ,   w hi le  va li da ti on i w a s  i nc r e a s e dr a m a ti c a ll y.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol 14 , N o.  4 A ugus t   20 25 :   3253 - 3261   3258       F ig ur e  7. D a ta s e r e a di ng           F ig ur e  8. A c c ur a c y a nd  lo s s  pl ot   f or  D e ns N e t1 21       F ig ur e   s how s   th e   to ta w e   ha ve   tr a in   V G G - 16  m ode w it 10  e poc hs   w it m e a s ur in a c c ur a c y   a nd  lo s s . T he  l os s  i s  s t a bl e  f or  t r a in  da ta  w hi le  va li da ti on da ta  i s   in c r e a s e d i n z ig - z a g pa tt e r n.   F ig ur e  10  s how s  t he   to ta w e   ha ve   tr a in   R e s N e t - 50  m ode l   w it 10  e po c hs   w it h   m e a s ur in a c c ur a c a nd   lo s s .   T h e   a c c ur a c of   tr a in in a nd   va li da ti on da ta  i nc r e a s e d i n z ig - z a g p a tt e r n.           F ig ur e  9. V G G - 16 a c c ur a c y a nd l os s  pl ot           F ig ur e  10. Ac c ur a c y a nd  l os s  f or  R e s N e t - 50   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       St r id - C N N :  m ov in g f il te r s   w it h c onv ol ut io n ne ur al  ne t w or k  f o r   m ul ti - c la s s     ( K hus hboo T r iv e di )   3259   F ig ur e   11  s how s   th e   to ta w e   ha ve   t r a in   I nc e pt io nN e m od e w it 10  e poc hs   w it m e a s ur in g   a c c ur a c a nd   lo s s .   T he   a c c ur a c of   tr a in in in c r e a s e d   in   li ne a r   w hi le   f or   va li da ti on  da ta   in c r e a s e in   z ig - z a pa tt e r n.   F ig ur e   12   s how s   th e   to ta w e   ha ve   t r a in   S t r id - C N N   m ode w it 10  e poc hs   w it m e a s ur in a c c ur a c a nd  lo s s S im il a r   to   I nc e pt io nN e t,   tr a in in g   a c c ur a c in c r e a s e s   li ne a r ly w hi le   va li da ti on  a c c ur a c in c r e a s e s   in   a   z ig - z a pa tt e r n.   T a bl e   s how s   c om pa r a ti ve   a s s e s s m e nt   of   a ll   tr a ns f e r   le a r ni ng   m ode ls   a m ong  th e m   pr opos e d S tr id - C N N  m ode  gi ve s  be s pe r f or m a nc e  f or  pne um oni a  c la s s if ic a ti on.           F ig ur e  11. T he  I nc e pt io nN e a c c ur a c a nd l os s  pl ot           F ig ur e  12.   S tr id - C N N  a c c ur a c y a nd l os s  pl ot       T a bl e  1. A s s e s s m e nt  of  l e a r ni ng t r a ns f e r  s tr a te gi e s   M ode l   P r e c i s i on   (%)   R e c a l l   (%)   F1 - s c or e   (%)   A c c ur a c y   (%)   N o. of  pa r a m e t e r s   N o. of  ope r a t i ons   D e ns ne t 121   90   86   87   88   7,037,504   2.78 bi l l i on F L O P s   VGG - 16   90   86   88   88   14,714,688   15 bi l l i on F L O P s   R e s N e t - 50   53   46   43   64   23,587,712   3.86 bi l l i on F L O P s   I nc e pt i onN e t   83   79   81   79   22,928,673   6.7 m i l l i on F L O P s   S t r i d - C N N     94   94   94   93   55,51,812   2.8 m i l l i on F L O P s       5.   C O N C L U S I O N   I c onc lu s io n,  th is   r e s e a r c h   de m ons tr a te s   th a u s in X - r a im a ge s   of   th e   lu ngs w e   c a n   e f f e c ti ve ly   di s ti ngui s be twe e h e a lt hy  a nd  pne um oni a - a f f e c te c ondi ti ons   us in tr a ns f e r   le a r ni ng.  T h e   pr e - tr a in e m ode ls , i nc lu di ng D e ns e N e t1 21, VG G - 16, R e s N e t - 50, I nc e pt io n N e t,  a nd S tr id - C N N , a c hi e ve d hi gh l e ve ls  of   a c c ur a c y,  pr e c is io n,  r e c a ll a nd   F 1 - s c or e   in   c la s s if yi ng  pne um o ni a unde r s c or in th e   e f f e c ti ve ne s s   of   tr a ns f e r   le a r ni ng  in   th is   c ont e xt N ot a bl y,  S tr id - C N N   de m ons tr a te a a c c ur a c of   93%   in   di s ti ngui s hi ng  be twe e th e   two c la s s e s . A ddi ti ona ll y, i nc or por a ti ng dive r s e  t r a in in g da ta  a nd us in g da ta  a ugm e nt a ti on t e c hni que s  s uc h a s   r ot a ti on a nd hor iz ont a f li ppi ng f u r th e r  e nha nc e d t he  m ode ls '  pe r f or m a nc e . T he s e  f in di ngs  pr ovi de  c onc lu s iv e   e vi de nc e   s uppor ti ng  th e   pot e nt ia of   tr a ns f e r   le a r ni ng  in   a c c ur a te ly   c a te gor iz in pne um oni a w hi c h   c oul a s s is t   doc to r s   in   m a ki ng  c or r e c di a gnos e s T im pr ove   th e   e f f ic ie nc of   c la s s if ic a ti on  m ode l s   a nd   br oa de th e   s c ope   of   f ut ur e   in ve s ti ga ti ons it   is   r e c om m e nde to   e xpl or e   a ddi ti ona pr e - t r a in e m ode ls   a nd  e m pl oy   va r ie d da ta  a ugm e nt a ti on s tr a te gi e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol 14 , N o.  4 A ugus t   20 25 :   3253 - 3261   3260   F U N D I N G  I N F O R M A T I O N   A ut hor s  s ta te  no f undi ng i nvol ve d.       A U T H O R  C O N T R I B U T I O N S  S T A T E M E N T   T hi s   jo ur na us e s   th e   C ont r ib ut or   R ol e s   T a xonomy  ( C R e di T )   to   r e c ogni z e   in di vi dua l   a ut hor   c ont r ib ut io ns , r e duc e  a ut hor s hi p di s put e s a nd f a c il it a te  c ol la bo r a ti on.     N am e  o f  A u t h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   K hus hboo T r iv e di                               C hi nt a B hupe s hbh a i   T ha c ke r                                 C     C onc e pt ua l i z a t i on   M     M e t hodol ogy   So     So f t w a r e   Va     Va l i da t i on   Fo     Fo r m a l   a na l ys i s   I     I nve s t i ga t i on   R     R e s our c e s   D   :   D a t a  C ur a t i on   O   :   W r i t i ng  -   O r i gi na l  D r a f t   E   :   W r i t i ng  -   R e vi e w  &   E di t i ng   Vi     Vi s ua l i z a t i on   Su     Su pe r vi s i on   P     P r oj e c t  a dm i ni s t r a t i on   Fu     Fu ndi ng a c qui s i t i on         C O N F L I C T  O F  I N T E R E S T  S T A T E M E N T   A ut hor s  s ta te  no c onf li c of  i nt e r e s t.       D A T A  A V A I L A B I L I T Y   D a ta   a va il a bi li ty   is   not   a ppl ic a bl e   to   th is   pa pe r   a s   no  ne w   da ta   w e r e   c r e a te or   a na ly z e in   th is   s tu dy.       R E F E R E N C E S   [ 1]   C J G hi a   a nd   G S R a m bha d,  S ys t e m a t i c   r e vi e w   a nd  m e t a - a na l ys i s   of   c om or bi di t i e s   a nd  a s s oc i a t e d   r i s f a c t or s   i n   I ndi a n   pa t i e nt s  of  c om m uni t y - a c qui r e d pne um oni a ,”   SA G E  O pe n M e di c i ne , vol . 10, 2022, doi :  10.1177/ 20503121221095485.   [ 2]   V R a j a gur u,  T H K i m J S h i n,  S G L e e a nd  W H a n,  A bi l i t of   t he   L A C E   i nde t pr e di c t   30 - da r e a dm i s s i ons   i pa t i e nt s   w i t h a c ut e  m yoc a r di a l  i nf a r c t i on,”   J our nal  of  P e r s onal i z e d M e di c i n e , vol . 12, no. 7, 2022, doi :  10.3390/ j pm 12071085.   [ 3]   M O L e w i s ,   P T T r a n,  Y H ua ng,  R .   A D e s a i Y S he n,   a nd  J D B r ow n,  D i s e a s e   s e v e r i t a nd  r i s f a c t or s   of   30 - da ho s pi t a l   r e a dm i s s i on  i n   pe di a t r i c   hos pi t a l i z a t i ons   f or   pne um oni a ,”   J ou r nal   of   C l i ni c al   M e di c i ne ,   vol 11,   no.  5,  2022 ,     doi :  10.3390/ j c m 11051185.   [ 4]   A K M onda l A B ha t t a c ha r j e e P S i ngl a a nd  A P P r a t hos h,  xV i T C O S :   e xpl a i na bl e   vi s i on  t r a ns f or m e r   ba s e c ovi d - 19  s c r e e ni ng  us i ng  r a di ogr a phy,”   I E E E   J our nal   of   T r ans l at i onal   E ngi ne e r i ng  i H e al t and  M e di c i ne vo l 10,  pp.   1 10,  2022,     doi :  10.1109/ J T E H M .2021.3134096.   [ 5]   C I e r a c i t a no  e t   al . ,   A   f uz z y - e nha nc e de e l e a r ni ng  a ppr oa c h f or   e a r l de t e c t i on  of   C ovi d - 19   pne um oni a  f r om   po r t a bl e   c he s t   X - r a y i m a ge s ,”   N e u r oc om put i ng , vol . 481, pp. 202 215, 2022, doi :  10.1016/ j .ne uc om .2022.01.055.   [ 6]   H R e e t   al . I nt e r pr e t a bl e   pne um oni a   de t e c t i on  by   c om bi ni ng  de e l e a r n i n a nd  e xpl a i na bl e   m ode l s   w i t m ul t i s our c e   da t a ,”   I E E E  A c c e s s , vol . 9, pp. 95872 95883, 2021, doi :  10.1109/ A C C E S S .2021.3090215.   [ 7]   L K ong  a nd  J C he ng,  B a s e on  i m pr ove de e c onvol ut i ona l   ne ur a l   ne t w or m ode l   pne um oni a   i m a ge   c l a s s i f i c a t i on,”   P L oS   O N E , vol . 16, no. 11, 2021, doi :  10.1371/ j our na l .pone .0258804.   [ 8]   M R os t a m i   a nd  M O us s a l a h,  A   nove l   e xpl a i na bl e   c ovi d - 19  di a gnos i s   m e t hod  by  i nt e gr a t i on   of   f e a t ur e   s e l e c t i on  w i t r a ndom   f or e s t ,”   I nf or m at i c s  i n M e di c i ne  U nl oc k e d , vol . 30, 2022, doi :  10.1016/ j .i m u.2022.100941.   [ 9]   M T oğa ç a r N M uz oğl u,  B E r ge n,   B S B Y a r m a n,   a nd  A M H a l e f l u,  D e t e c t i on  of   c ovi d - 19   f i ndi ngs   by   t he   l oc a l   i nt e r pr e t a bl e   m ode l - a gnos t i c   e xpl a na t i on  m e t hod   of   t ype   ba s e a c t i va t i ons   e xt r a c t e f r om   C N N s ,”   B i om e di c al   Si gna l   P r oc e s s i n g   and C ont r ol , vol . 71, 2022, doi :  10.1016/ j .bs pc .2021.103128.   [ 10]   D M a ha pa t r a Z G e a nd  M R e ye s S e l f - s upe r vi s e ge ne r a l i z e z e r s hot   l e a r ni ng  f or   m e di c a l   i m a ge   c l a s s i f i c a t i on  us i ng  nov e l   i nt e r pr e t a bl e   s a l i e nc m a p s ,”   I E E E   T r ans ac t i ons   on  M e di c al   I m agi ng vol 41,  no.  9,   pp.  2443 2456,   2022,     doi :  10.1109/ T M I .2022.3163232.   [ 11]   M L i   e t   al . E xpl a i na bl e   c ovi d - 19  i n f e c t i ons   i de nt i f i c a t i on  a nd  de l i ne a t i on   u s i ng  c a l i br a t e ps e udo  l a be l s ,”   I E E E   T r ans ac t i ons   on E m e r gi ng T opi c s  i n C om put at i onal  I nt e l l i ge nc e , vol . 7, no. 1, pp. 26 35, 2023, doi :  10.1109/ T E T C I .2022.3189054.   [ 12]   D K e r m a ny,  K Z ha ng,  M G ol dba um a nd  ot he r s L a be l e opt i c a l   c ohe r e nc e   t om ogr a phy  ( O C T )   a nd  c he s t   x - r a i m a ge s   f or   c l a s s i f i c a t i on,”   M e nde l e y   D at a,  V 2,   2018, doi :  10.17632/ r s c bj br 9s j .2.   [ 13]   A I A vi l e s - R i ve r o,  P S e l l a r s C B S c hönl i e b,  a nd  N P a pa da ki s G r a phX C O V I D :   E xpl a i na bl e   de e gr a ph  di f f us i on  ps e udo - l a be l l i ng f or  i de nt i f yi ng c ovi d - 19 on c he s t  x - r a ys ,”   P at t e r n R e c ogni t i on , vol . 122, 2022, doi :  10.1016/ j .pa t c og.2021.108274.   [ 14]   A M a l hot r a   e t   al . M ul t i - t a s dr i ve e xpl a i na bl e   di a gnos i s   of   C O V I D - 19  us i ng  c he s t   X - r a i m a ge s ,   P at t e r R e c ogni t i on   vol . 122, 2022, doi :  10.1016/ j .pa t c og.2021.108243.   [ 15]   G L i a ng  a nd  L Z he ng,  A   t r a ns f e r   l e a r ni ng   m e t hod  w i t de e r e s i dua l   ne t w or f or   pe di a t r i c   pne um oni a   di a gnos i s ,”   C om put e r   M e t hods  and P r ogr am s  i n B i om e di c i ne , vol . 187, 2020, doi :  10.1016/ j .c m pb.20 19.06.023.   [ 16]   W H O W H O   D i r e c t or - G e ne r a l s   ope ni ng  r e m a r ks   a t   t he   m e di a   b r i e f i ng   on  c ovi d - 19  -   11  M a r c 2020,”   W or l H e al t O r gani z at i on ,   2020.  [ O nl i ne ] A va i l a bl e :   ht t ps : / / w w w .w ho.i nt / di r e c t or - ge ne r a l / s pe e c he s / de t a i l / w ho - di r e c t or - ge ne r a l - s - ope ni ng - r e m a r ks - at - t he - m e di a - br i e f i ng - on - c ovi d - 19 - - - 11 - m a r c h - 2020   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       St r id - C N N :  m ov in g f il te r s   w it h c onv ol ut io n ne ur al  ne t w or k  f o r   m ul ti - c la s s     ( K hus hboo T r iv e di )   3261   [ 17]   M M H e l l ou  e t   al . N u c l e i c   a c i d   a m pl i f i c a t i on  t e s t s   on   r e s pi r a t or s a m pl e s   f or   t he   di a gnos i s   of   c or ona vi r us   i nf e c t i ons :   a   s ys t e m a t i c   r e vi e w   a nd  m e t a - a na l ys i s ,”   C l i ni c al   M i c r obi ol ogy   and  I nf e c t i on vol 27,  no.  3,  pp.  341 351,  M a r 2021,    doi :  10.1016/ j .c m i .2020.11.002.   [ 18]   F C ol a vi t a   e t   al . C ovi d - 19  r a pi a nt i ge t e s t   a s   s c r e e ni ng  s t r a t e gy  a t   poi nt s   of   e nt r y:   E xpe r i e nc e   i l a z i r e gi on,  c e nt r a l   i t a l y,   a ugus t oc t obe r  2020,”   B i om ol e c ul e s , vol . 11, no. 3, pp. 1 8, 2021, doi :  10.339 0/ bi om 11030425.   [ 19]   J . C . H s u, F . H . W u,  H . H L i n, D . J . L e e , Y . F C he n, a nd  C . S . L i n,  “ A I  m ode l s  f or  pr e di c t i ng r e a dm i s s i on of  pne um oni a  pa t i e nt s   w i t hi n 30 da ys  a f t e r  di s c ha r ge ,”   E l e c t r oni c s , vol . 11, no. 5, 2022, doi :  10.3390/ e l e c t r oni c s 11050673.   [ 20]   A F ur t a do,  L A ndr a de D F r i a s T M a i a R B a da r ó,  a nd  E G S pe r a n di N a s c i m e nt o,  D e e l e a r ni ng  a ppl i e t c he s t   r a di ogr a ph  c l a s s i f i c a t i on a   c ovi d - 19  pne um oni a   e xpe r i e nc e ,”   A ppl i e Sc i e nc e s vol 12,  no.  8,  2022,    doi :  10.3390/ a pp12083712.   [ 21]   Z . S a l a huddi n, H . C . W oodr uf f , A . C ha t t e r j e e , a nd P L a m bi n, “ T r a ns pa r e nc y o f  de e p ne ur a l  ne t w or ks  f or  m e di c a l  i m a ge  a n a l ys i s A   r e vi e w   of   i nt e r pr e t a bi l i t m e t hods ,”   C om put e r s   i B i ol ogy   and  M e di c i ne vol 140,  2022,    doi :  10.1016/ j .c om pbi om e d.2021.105111.   [ 22]   A R a nj a n,  C K um a r R K G upt a a nd  R M i s r a T r a ns f e r   l e a r ni ng  ba s e a p pr oa c f or   pne um oni a   de t e c t i on  us i ng  c us t om i z e d   V G G 16  de e l e a r ni ng  m ode l ,”   i I nt e r ne t   of   T hi ngs   and   C onne c t e T e c hnol ogi e s 2022,  pp.  17 28 ,     doi :  10.1007/ 978 - 3 - 030 - 94507 - 7_2.   [ 23]   M M R a hm a n,  S N oor uddi n,  K M A H a s a n,  a nd  N K D e y,  H O G   C N N   N e t :   di a gnos i ng  c ovi d - 19  a nd  pne um oni a   by  de e p   ne ur a l  ne t w or k f r om  c he s t  x - r a y i m a ge s ,”   SN  C om put e r  S c i e nc e , vol . 2, no. 5, 2 021, doi :  10.1007/ s 42979 - 021 - 00762 - x.   [ 24]   T H M a nde e l S M A w a d,  a nd  S N a j i P ne um oni a   b i na r c l a s s i f i c a t i on  us i ng  m ul t i - s c a l e   f e a t ur e   c l a s s i f i c a t i on  ne t w or on  c he s t   x - r a i m a ge s ,”   I A E I nt e r nat i onal   J our nal   of   A r t i f i c i al   I nt e l l i ge nc e vol 11,  no.  4,  pp.  1469 1477,  2022,     doi :  10.11591/ i j a i .v11.i 4.pp1469 - 1477.   [ 25]   Y B r i m a M .   A t e m ke ng,  S .   T D j i oka p,  J E bi e l e a nd  F .   T c ha kount é T r a ns f e r   l e a r ni ng  f or   t he   de t e c t i on  a nd   di a gnos i s   of   t yp e s   of   pne um oni a   i nc l udi ng  pne um oni a   i ndu c e by  C O V I D - 19  f r om   c he s t   X - r a i m a ge s ,”   D i agnos t i c s ,   vol 11,  no.   8,  2021 ,     doi :  10.3390/ di a gnos t i c s 11081480.       B I O G R A P H I E S  O F  A U T H O R S       Khushboo  Trivedi          holds  a   master’s  degree  in   computer  science   a nd  engineering   from  Parul  University  and  is  currently  pursuing   Ph.D .   in  the  doma in  of  deep  learning  and   computer  vision  f rom Parul  Universit y, Vadodara, Guj arat.  She has  12 +  years of  experience in   academia.  Her  research  interest are  in  machine  learning,   deep  lear ning,  AI and  computer  visio n.  Currently s he  serves  as  an  assistan professor  in  Department  of  Computer  Science   and  Engineering  in  Parul  Institute  of  Technology,  Parul  University.  She  can  be  contacted  at  email:  khushboo.trivedi21305@ paruluniversity.ac.in.         Dr.  Chintan  Bhupeshbhai   Thacker          received  the  Ph.D.  degree   in  the  domain  of  AI   and  computer  vis ion  from  Gujarat  Technical  University  in  the  year   2022.  He  had  served  as  head  of  the  Department  of  Computer   Science  and  Engineering  at   HJ Institute  of  Technical   Education  and  Research,  Kera,  India.  He   has  1+   years  of  experience   i industry  and  12+   years  of  experience  in  academia.   Currently,  he   serves  as  an   assistant  prof essor  in  Department  of   Computer  Science   and  Enginee ring  in  Parul  Institute  of  Enginee ring  Technol ogy,  Parul  University,  Vadodara,  Gujarat.  In  addition,  he  has   also  guided  severa doctorate  students  and   has  been  active  in   conducting  several   workshops  in  the   domain  o computer  vision Hi s   research  interests  are  in  machine  learning,  AI deep  learning,  and  computer  vi sion.  He  can  be  contacted  at email : chint an.thacker19 435@ paruluni versity. ac.in.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.