I AE S   I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   Ar t if icial   I n t e ll ig e n c e   ( I J - AI )   Vol.   14 ,   No.   4 Augus 2025 ,   pp.   3099 ~ 3108   I S S N:  2252 - 8938 ,   DO I 10 . 11591/i jai . v 14 .i 4 . pp 30 99 - 3108             3099       Jou r n al  h omepage ht tp: // ij ai . iaes c or e . c om   E f f ic ie n t   lu n g   d is e as e   c la ssi f ic at io n   t h r o u gh   lu m in e s c e n t   f e a t u r e   se le c t io n   u si n g   f ir e f ly   al gor it h m       Anj u gam   S h an m u gave lu ,   Ar u l   L e e n a   Ros e   P e t e r   Jos e p h   D e pa r tm e nt   of   C omput e r   S c ie nc e ,   F a c ul ty   of   S c ie nc e   a nd   H um a ni ti e s ,   S R M   I ns ti tu te   of   S c ie nc e   a nd   T e c hnol ogy,   C he nga lp a tt u ,   I ndi a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le   h is tor y :   R e c e ived   M a 5,   2024   R e vis e d   F e 24,   2025   Ac c e pted   M a r   15,   2025       O v er   t h e   p as t   co u p l e   of   d ecad e s ,   t h ere   h a s   b een   a   s u b s t an t i al   i n creas e   in   the   p rev a l en ce   of   l u n g   ai l men t s ,   res u l t i n g   in   3 . 5   mi l l i o n   fat a l i t i e s   each   y ear.   T h i s   n eces s i t at e s   the   ad o p t i o n   of   a   l u n g   d i s ea s e   d et ec t i o n   t ech n o l o g y   t h a t   is   effect i v e,   t r u s t w o rt h y ,   a n d   c o s t - effect i v e.   In   t h i s   s t u d y ,   we   p r o p o s e   an   o p t i mi zed   c o n v o l u t i o n a l   n e u ral   n et w o r k   (CN N )   mo d el ,   u s e d   fo r   m u l t i c l as s   cat eg o ri za t i o n   of   l u n g   ai l me n t s   b as e d   on   fro n t al   ch es t   X - ra y s .   T h e   cl as s i f i cat i o n   i n cl u d e s   fo u r   cat e g o r i es :   CO V ID - 19,   v i ral   p n eu m o n i a,   l u n g   o p ac i t y ,   an d   n o n - i n fect i o u s   n o rmal   g r o u p .   We   i mp l emen t e d   the   fi ref l y   al g o ri t h m   to   o p t i m i ze   t h e   g l o b a l   effi ci e n cy   of   feat u re   s el ec t i o n   of   t h e   l u n g   ab n o rmal i t y   in   the   X - ray   i ma g es   of   l u n g   d i s eas e   an d   C O V I D - 19   to   c l as s i f y   the   i n p u t   acco r d i n g   to   t h e   t arg e t   cl a s s .   T h e   p ro p o s ed   al g o ri t h m   w a s   t es t ed   f o r   acc u racy ,   p rec i s i o n ,   recal l ,   an d   F1 - s co re.   T h e   fi n d i n g s   w ere   v al i d a t ed   u s i n g   the   t ra n s fer  l e arn i n g   mo d e l   V G G - 16;   the   al g o r i t h m   ach i e v ed   a   s u p er i o r   accu racy   of   9 9 . 3 %   co mp are d   to   t h a t   of   o t h er   cu t t i n g - e d g e   mo d el s   s u c h   as   In cep t i o n v 3   an d   Res N et 5 0 .     K e y w o r d s :   C onvolut ional   ne ur a l   ne twor k   F ir e f ly   a lgo r it hm   Hybr id   f e a tur e   s e lec ti on   L ung   dis e a s e   c la s s if ica ti on   VGG - 16   Th i s   is   an   o p en   a c ces s   a r t i c l e   u n d e r   the   CC   BY - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din g   A u th or :   Ar ul   L e e na   R os e   P e ter   J os e ph   De pa r tm e nt   of   C omput e r   S c ienc e ,   F a c ult y   of   S c ien c e   a nd   Huma nit ies   S R M   I ns ti tut e   of   S c ienc e   a nd   T e c hnology   Ka tt a nkulathur - 603203,   C he nga lpattu,   T a mi l   Na du ,   I ndia   E mail :   lee na . r os e 527@gmail. c om       1.   I NT RODU C T I ON     T he   lung   is   a   c r uc ial   or ga n   in   the   human   body,   a nd   lung   dis e a s e s   can   c a us e   s e r ious   he a lt h   is s ue s ,   including   im pa ir e d   lung   f unc ti on,   dif f iculty   b r e a thi ng,   a nd   e ve n   de a th   if   not   tr e a ted   or   diagnos e d   pr ompt ly.   C ons e que ntl y,   r e s pir a tor y   a il ments   a r e   the   th ir d - lea ding   c a us e   of   mor talit y   globally ,   r e s ult ing   in   a r o und   f ive   mi ll ion   f a talit ies   pe r   ye a r .   T his   c ould   be   a tt r ibu t e d   to   s e ve r a l   va r iable s   includ ing   c ontaminants   in   the   a ir ,   mi c r obial   inf il t r a ti on,   c he mi c a l   c ons umpt ion,   a nd   phys ica l   a il ments .   F ur ther mor e ,   lung   dis e a s e s ,   pa r ti c ular ly   pne umoni a ,   C OV I D - 19,   tuber c ulos is ,   a nd   pne umot hor a x   a r e   indi c a ted   as   the   major   c a us e s   of   de a th   wor ldwide   by   the   W or ld   He a lt h   Or ga niza ti on   ( W H O)   [ 1] .   P n e u mo ni a   is   a   l un g   i n f e c ti on   c a us e d   by   ba c te r ia ,   vi r us e s ,   or   f u ng i .   It   r e s ul ts   in   in f la mm a t io n   a nd   f lu id   b u il du p   in   the   l un g's   a i r   s a c s ,   l e a di ng   to   b r e a th i ng   d i f f i c u lt ies   a n d   s y m pt oms   l ike   c o ug h ,   c he s t   pa i n ,   a n d   f e ve r   [ 2 ] .   S i m il a r l y ,   C OV I D - 19 ,   or   t he   n ov e l   c o r o na vi r us   d is e a s e ,   is   c a us e d   by   th e   v i r us   S AR S - C oV - 2.   It   a pp e a r e d   in   l a te   20 19   a n d   r a pi dl y   be c a m e   a   g lo ba l   p a n de mi c .   T h e   dis e a s e   ma i nl y   im pa c ts   th e   r e s pi r a t or y   s ys t e m ,   le a d in g   to   s ym pt oms   l i ke   f e ve r ,   c ou gh ,   s h or t ne s s   of   b r e a th ,   a nd   f a ti gu e .   In   s e ve r e   c a s e s ,   it   c a n   c a us e   p ne u m on ia   a n d   a c ute   r e s pi r a t or y   dis t r e s s   s yn d r o me   ( AR D S ) .   As   a   r e s ul t   of   d e la ye d   r e s ul ts   r e po r ti ng ,   l im i ted   t e s t in g   c a pa c i t y ,   a nd   i na de qu a te   di a g nos is ,   t he   C O V I D - 19   p a n de mi c   h a s   r a is e d   mo r tal i ty   r a tes .   T h e r e f o r e ,   im p r o ve d   tes t in g   i n f r a s t r uc t ur e ,   un iv e r s a l   a c c e s s ,   a n d   e f f e c ti ve   d iag n os t ic   te c h ni qu e s   a r e   e s s e n t ial   f o r   pa nd e m ic   m it i ga ti on .     A   s e r i e s   of   tes ts ,   in c l ud in g   a nt ig e n   tes t in g ,   r e a l - t im e   po ly me r a s e   c ha i n   r e a c ti on ,   th e   M a nt ou x   tu be r c ul i n   s k in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell Vol.   14,   No.   4,   Augus 2025 309 9 - 3108   3100   t e s t ,   a nd   a   c o mp le te   b lo od   c o un t   ( C B C )   lev e l   a r e   r e c om me nd e d   f o r   di a g nos is .   T he s e   m e t ho ds   a r e   ti me - i n te ns i ve   a nd   h a v e   li m it a t io ns   s uc h   as   a   20 %   r a te   of   i na c c u r a c ies   a nd   an   80 %   l e v e l   of   a da p ta bi l it y   [ 3 ] .   E a r l y   id e nt i f ica t io n   of   t he s e   d is e a s e s   g r e a t ly   e n ha nc e s   t he   c ha nc e s   of   s ur v iva l   a nd   r e d uc e s   f a t a l it ies   [ 4 ] .   A c c u r a t e   d ia gno s is   a n d   c las s i f i c a ti on   of   c he s t   d is e a s e s   a r e   e s s e nt ia l   f o r   e f f e c t iv e   t r e a t men t   a nd   m a n a ge me nt .   R e c e nt ly ,   tec hno l og ica l   a dv a nc e m e n ts ,   i nc lu di ng   de e p   lea r ni ng   a n d   a r t if i c i a l   in te l li ge n c e   a l go r i t hms ,   ha ve   p r ov e n   be n e f i c i a l   in   d ia gn os in g   a nd   c las s i f y in g   c he s t   d is e a s e s   th r oug h   r a d io g r a p h ic   i mag i ng   l ik e   c he s t   X - r a ys   or   c om pu te t o mo g r a p hy   ( CT )   s c a ns .   T h e s e   tec hn o lo gi e s   h e l p   h e a l thc a r e   p r o f e s s io na ls   q ui c k ly   a n d   a c c u r a t e l y   i d e n ti f y   v a r i ous   c he s t   c on di t io ns ,   r e s u l ti ng   in   t im e l y   i nt e r ve n t io ns   a nd   be t te r   pa ti e n t   o ut c o mes .     M or e ove r ,   f e a tur e   s e lec ti on   is   a n   e s s e nti a tas in   f e e ding  knowle dge it   is   us ua ll c a r r ied  ou du r ing   the  da ta  pr e pa r a ti on  s tage   [ 5 ] .   T he   objec ti ve   is   to  identif y   the  mos s uit a ble  c oll e c ti on   of   f e a t ur e s   that  e nc o mpas s   im por tant  f e a tur e s   of   the  da tas e whil e   e li mi na ti ng  unne c e s s a r or   r e dunda nt  f e a tu r e s   t ha may  ha ve   ne ga ti ve   im pa c ts   on   the   a c c ur a c of   the   c las s if ica ti on  a nd   the   e f f ica c y   of   a   c las s if ier .   T his   is   c r uc ial  f or   va li da ti ng  the  a c c ur a c of   the   pr opos e a lgor it hm s   [ 6] .   T he   s ugge s ted  tec hnique  uti li z e s   f ir e f l ies   f il ter ing  to   opti mi z e   f e a tur e   s e lec ti on  in  mac hine  lea r ning.   T his   f il ter ing  s tr a tegy  f a c il it a tes   the  de tec ti on  of   a p pr opr iate   f e a tur e s   while  mi nim izing  the  pr oba b il it y   of   f a ls e   pos it ives   [ 7] .   Nume r ous   meta he ur is ti c   a lgor it hms ,   pa r ti c ular ly  thos e   ins pir e by   na tur e ,   s uc a s   in t e ll igenc e   f r om   s wa r ms   a nd  e volut ionar a lgo r it h ms ,   ha ve   s hown  im pr e s s ive  e f f e c ti ve ne s s   in  a ddr e s s ing  th e   dif f icult ies   in  f e a tur e   s e lec ti on  [ 8] .   How e v e r ,   ther e   is   potential  f or   f u r ther   a dva nc e ments   in  c las s if ying  t he   dis e a s e ,   e ns ur ing  pr e c is ion,   im pr oving   tr a ini ng   dur a ti on,   a nd  incr e a s ing  the  number   of   pa r a mete r s .   S e ve r a e s tablis he meta he ur is ti c   methods   e n c ounter   s t a gna ti on  withi s ub - opti mal  domains   [ 9] ,   [ 10] .   Additi on a ll y,   it   is   c ha ll e nging  to   s c r e e f or   s ys temic  pulm ona r y   a il ments   owing  to   a   lac k   of   tes p r oc e dur e s   a nd  li mi ted  hos pit a l   r e s our c e s .   C ons e que ntl y,   a utom a ti on  in   the  f ield  of   medic a im a ging   in  lung   dis e a s e   c las s if ica t ion  c a e nha nc e   e a r ly  diagnos is .     F ur ther mor e ,   the   us e   of   de e p   lea r ning   tec hniques   li ke   c onvolut ional   ne ur a ne two r ks   ( C NN s )   ha s   pr ove n   s uc c e s s f ul   in   e xt r a c ti ng   f e a tur e s   f r om   c he s t   X - r a y   im a ge s ,   a idi ng   in   the   quick   a nd   a c c ur a te   d e tec ti on   of   lung   dis e a s e s .   How e ve r ,   ther e   is   a   r e s e a r c h   ga p   in   e xplor ing   mor e   a dva nc e d   f e a tur e   s e lec ti on   m e thods   to   f ur ther   i mpr ove   c las s if ica ti on   a c c ur a c y   a nd   opti mi z e   the   pe r f or manc e   of   de e p   lea r ning   models   in   dia gnos ing   lung   dis e a s e s   us ing   c he s t   X - r a y   im a ge s .   T his   s tudy   inves ti ga ted   the   e f f e c ts   of   us ing   meta he ur is ti c   a l gor it hms   to   opti mi z e   f e a tur e   s e lec ti on   in   de e p   lea r ning   m ode ls ,   s pe c if ica ll y   f oc us ing   on   the   f ir e f ly  na tur e - ins pir e d   opti mi z a ti on   a lgor it hm .   W hil e   e a r li e r   s tudi e s   h a ve   e xplor e d   the   im pa c t   of   t r a dit ional   f e a tu r e   s e lec ti on   methods ,   they   ha ve   not   e xpli c it ly   a ddr e s s e d   the ir   inf luenc e   on   the   pe r f or manc e   a nd   e f f icie nc y   of   de e p   lea r ning   models   whe n   opti m ize d   us ing   meta he ur is ti c   a lgor it h ms .   T he   f ir e f ly   a lgor it hm ,   known   f o r   its   s im pli c it y   a nd   a bil it y   to   a void   loca l   opti ma ,   of f e r s   a dva ntage s   s uc h   as   e nha n c e d   e xplor a ti on   of   th e   s e a r c h   s pa c e ,   e f f icie nt   ha ndli ng   of   high - dim e ns ional   da ta,   a nd   r obus t   pe r f or manc e   in   nois y   e nvir onments .   T his   s tudy   int r oduc e s   an   opti mi z e d   C NN   model   f or   c las s if ying   lung   dis e a s e s   f r om   c he s t   X - r a ys   int o   f our   c a tegor ies :   C OV I D - 19,   vir a l   pne umoni a ,   lung   opa c it y,   a nd   non - inf e c ti ous   nor mal.   F ur the r mor e ,   the   f ir e f ly   a lgor it hm   wa s   us e d   to   im pr ove   f e a tur e   s e lec ti on   e f f icie nc y   f o r   lung   a bno r malit ies .       2.   L I T E RA T UR E   RE VI E W   T he   r e s e a r c pr e s e nts   a   method  f o r   diagnos ing   pne umoni a   us ing  X - r a im a ge s .   T his   method  c ombi ne s   C NN   a nd  tr a ns f e r   lea r ning  tec hniques .   S pe c if ica ll y,   it   a dopts   a   pr e vious ly  tr a ined  M obil e Ne model  a nd  incor por a tes   a ddit ional  laye r s   f or   f ine - tuni ng.   Nota bly,   the  pr opos e s tr a tegy  e xhibi ted  s upe r ior   pe r f or manc e   in  c ompar is on  to  other   C NN   mod e ls   uti li z ing  c onve nti ona mac hine   lea r ning  tec hniques ,   ther e by  de mons tr a ti ng  it s   e f f e c ti ve ne s s   in  diagnos ing  pne umoni a   [ 11] .   Additi ona ll y ,   de e lea r ning  c a c r e a te  models   that   c a e f f e c ti ve ly  f or e c a s a nd   de tec t   c e r tain  dis e a s e s ,   including   C OV I D - 19,   us ing   im a ge s   [ 12] T his   tec hnology  is   pa r ti c ular ly  e f f e c ti ve   in  a c hie ving  pr e c is e   r e s ult s   in  medic a diagnos is .   F or   in s tanc e ,   a   c a tegor iza ti on  s ys tem  f or   C OV I D - 19,   dif f e r e nt   f o r ms   of   pne umoni a ,   tuber c ulos is ,   a nd  nor mal  X - r a im a ge s   ha s   be e s ugge s ted  [ 13] .   M or e ove r ,   Kha s a wne h   e al.   [ 14 ]   p r opos e the   us e   of   a utom a ti on  f or   id e nti f ying   C OV I D - 19  dis e a s e   f r om  c he s X - r a ys   us ing  de e l e a r ning   a lgor it hms .     T his   s tudy  e xa mi ne s   a pplyi ng  de e lea r ning  a ppr oa c he s   to  de tec pne umoni a   in  c he s X - r a im a ge s .   T he   a uthor   d is c us s e the  c ha ll e nge s   a nd  li mi tations   of   a nnotate da tas e ts ,   inequa li ti e s   in   c las s e s ,   c ompr e he ns ion  of   model  p r e dictions ,   ge ne r a li z a ti on,   a nd   ins e r ti on   int o   c li nica p r oc e dur e s .   F ur ther mor e ,   the   li ter a tur e   r e view   e xa mi ne s   C NN - ba s e f r a mew or ks ,   t r a ns f e r   lea r ning,   da tas e de ve lopm e nt ,   a nd  da ta   pr e pr oc e s s ing  methods ,   s uc a s   im a ge   s c a li ng,   a n nor maliza ti on,   to  im pr ove   model  pe r f o r manc e   [ 15] .   F o r   e xa mpl e ,   Oz yur e t   al.   [ 16 ]   im pleme nted   VGG - 16,   De ns e Ne t - 169,   a nd  De ns e Ne t - 201  to  diagnos e   the  c he s t   X - r a im a ge s .   Dur ing  the  f e a tur e   e xtr a c ti on  s tag e ,   they  identif ied  the  im po r tant  c ha r a c ter is ti c s   us ing  the  s c a le - invar iant  method,   a nd  the  r e s ult s   we r e   e n ha nc e by  us ing  the   binar y - r obus invar iant   s c a lable   ke point s .   T he y   de ve loped  a   dyna mi c - s ize pyr a mi f us e with   the   ba s e   model  f o r   f e a tur e   s e lec ti on  a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       E ff icie nt  lung   dis e as e   c las s if ication  thr ough  lumines c e nt  featur e   s e lec ti on  …  ( A njugam  Shanmugav e lu)   3101   c las s if ica ti on  of   c he s X - r a im a ge s   a c c or ding  to  the  tar ge dis e a s e ,   a c hieving  a a c c ur a c o f   95. 84%   us ing  thi s   f e a tur e   ge ne r a ti on  ne two r [ 17 ] .     M a c h in e   l e a r n in g   e nc ou nt e r s   n ot a b le   di f f ic ul ti e s   in   f e a t ur e   s e le c t io n;   t his   i nc lu de s   c ho os in g   a   s ubs e t   of   c om p li me nta r y   a tt r ib ut e s   f r o m   c ol lec t io n   of   c ha r a c te r is t ics   to   e n ha nc e   c l a s s i f ica t io n   a c c u r a c y .   T h e   t r a i t   ' c o mp le me nt a r y '   is   e s s e nt ia l   d ue   to   t he   po te nt ia l   f o r   s e ve r a l   in te r a c t io ns   be twe e n   f e a t u r e s ,   wh ic h   b e c om e s   mo r e   c ha ll e n gi ng   as   n u mbe r   of   f e a t ur e s   i nc r e a s e s .   F ur t he r m o r e ,   the   di f f i c u l ty   in   i mp le me nta t io n   c o ul d   be   a t tr ib u ted   to   t he   ne e d   f o r   a c h ie vi ng   a   b a l a nc e d   c las s i f ica ti on   a c c u r a c y   a nd   m in im iz in g   f a ls e   pos it iv e s ,   to   a vo id   i nc o r r e c t   t r e a tm e n t   r e c om me nda t io ns .   F e a tu r e   s e l e c t i on   mi n i mi z e s   d i men s i ona l it y   of   th e   i np ut   da ta   by   e li m i na ti ng   e xt r a ne ous   qu a l it ies   a nd   no is e ,   th us   ob ta in i ng   an   op t im a l   s ubs e t   of   f e a t ur e s .   T he r e   a r e   t hr e e   p r im a r y   t y pe s   of   f e a t ur e   s e lec t io n   a p p r oa c h e s :   w r a p pe r - b a s e d   te c h ni qu e ,   f i lt e r - ba s e d   me th od ,   a nd   e m be dd in g   m e t ho ds   [ 18 ] .     M e tahe ur is ti c s   a lgor it hms ,   pa r ti c ular ly  na tu r e - ins pir e tec hniques   s uc a s   e volut ionar y   ge ne r a ted  a lgor it hms   a nd  s wa r opti mi z a ti on ,   a r e   ve r e f f icie nt  f or   f e a tur e   s e lec ti on  be c a us e   they  c a e f f e c ti ve ly  e xplor e   the  va s s e a r c a r e a .   F o r   e xa mpl e ,   the   ge ne ti c   a lgor it hm   ( GA )   is   f r e que ntl e mpl oye d   a s   a   wr a ppe r   tec hnique  in  thes e   methodologi e s   [ 19] S w a r in tel l ig e nc e   is   a   r o bus op t im iz a t io me th od   th a t   is   e f f e c t ive   f o r   s ol vi ng   a c t ua l   pr ob le ms   t ha a r e   di f f icu l to   s o l ve   us i n t r a d i ti on a l   a lg o r i th ms   [ 20 ] .   T h is   is   a c hi e ve d   b im i ta ti ng  n a t u r a l   s ys te ms   a n d   us in g   o pe r a ti ons   th a t   inc l ude   bo th   e xp l oi ti ng   a nd   e x pl o r i ng   the   is s u e   s pa c e .   P o pu la r   i n te ll ig e n s ys te ms   ha ve   be e n   d e ve lo pe ba s e d   o a nt   c ol on y - i ns p i r e op t im iza t io te c h ni que s ,   in he r it a n c e   o f   w o r k in g   p a t te r ns   o f   b e e   c ol on ies ,   ba t   a lg o r i th m ,   a nd  t he   f i r e f l ies   a l go r it h m   ( F A )   [ 17 ] ,   [ 1 8 ] ,   [ 2 1] [ 2 4 ] .     Gupta   e al.   [ 25]   pr opos e the  F meta he ur i s ti c s ,   ins pir e by  the  gr e ga r ious   a nd   f las hing  c ha r a c ter is ti c s   of   f ir e f li e s .   F A   e mpl oys   s e ve r a a p pr oxim a ti on  r ules   to  a c c ur a tely   r e pr e s e nt  the  int r i c a te  a nd  a dva nc e na tur e   of   the  pr a c ti c a a ppli c a ti ons   of   n a tur a s ys tems .   T he   f it ne s s   va lue  is   obtaine ba s e on  the  lum inos it of   the  br ight   f ly   a nd  the  a tt r a c ti on  o f   f i r e f li e s   with  the  br ight e r   f ly;   the  a tt r a c ti on  in   mos c omm on  FA   im pleme ntations   is   c onti nge nt  upon   the   lum in os it y,   whos e   va lue  is   de ter mi ne by   the   obj e c ti ve   f unc ti on.   T he   a ppr oa c in  thi s   s tudy  is   s uit a ble  f or   mi nim i z a ti on  s c e na r ios .   Additi ona ll y,   a pplyi ng  pr e - tr a ined  ne ur a ne twor ks   li ke   VG G - 16,   C a ps Ne t ,   M obil e Ne t,   I nc e pti onV3,   a nd   De ns e Ne f or   a na lyzing  lung   im a ge s ,   e s pe c ially  in  c a s e s   s uc a s   lung  in f e c ti ons   a nd  C OV I D - 19,   is   pr omi s ing  [ 26] .   P ne umoni a   is   one   o f   the  ke s ympt oms   of   C OV I D - 19  dis e a s e .   T r a ns f e r   lea r n in f a c il it a tes   the   identif ica ti on   of   a   s ha r e c a us a ti ve   a ge nt  f or   both   pne umoni a   a nd   C OV I D - 19  dis e a s e   a n it s   va r iants .   T his   s tudy   pr e s e nts   e s s e nti a knowle dge   obtaine us ing  a   tr a ined  model  in   dis ti nguis hing  be twe e vir a pne umoni a ,   tuber c ulos is ,   a nd   C OV I D - 19.         3.   P ROP OS E D   M E T HO DOL OG Y   3. 1 .     Dat as e t   d e s c r ip t ion   T he   C OV I D - 19   r a diogr a phy  da taba s e   is   a   c omp r e he ns ive   r e pos it or y   of   c he s t   X - r a y   im a ge s   that   c a ptur e   ins tanc e s   of   C OV I D - 19,   nor mal   c ondit ions ,   lung   opa c it y,   a nd   vir a l   pne umoni a .   T he   da taba s e   e xpa nde d   s igni f ica ntl y   s tar ti ng   with   an   ini ti a l   s e t   of   219   im a ge s .   A   major   upda te   a dde d   1, 200   C OV I D - 19     X - r a y   im a ge s .   T he   s e c ond   e dit ion,   r e lea s e d   in   2021,   include s   im a ge s   of   3 , 616   C OV I D - 19   c a s e s ,     10, 192   nor mal   c a s e s ,   6, 012   lung   opa c it y   c a s e s ,   a nd   1,   345   vi r a l   pne umoni a   c a s e s .   T he   da taba s e   is   e x pe c ted   to   be   c onti nuous ly   upda ted   with   ne w   X - r a y   im a ge s ,   pa r ti c ular ly   thos e   of   C OV I D - 19   pa ti e nts   with   ne w   va r iants   a nd   pne umoni a   [2 7] ,   [ 28] .   T he   X - r a y   im a ge s   a nd   mas ks   us e d   in   thi s   s tudy   a r e   s hown   in   F igur e s   1 ( a )   to  1( d) .                 ( a )   ( b)   ( c )   ( d)     F igur e   1.   L ung  dis e a s e   types   of   (a )   nor mal ,   ( b )   C O VI D - 19,   ( c )   pne umon ia,   a nd   ( d )   lung  opa c it y   with  their   r e leva nt  mas k       T he   methodology   s e c ti on   outl ines   the   de e p   lea r ni ng   a ppr oa c h   e mpl oye d   f or   e f f icie ntl y   c a tegor izing   c he s t   X - r a y   im a ge s   us ing   pr e - tr a ined   C NN s .   P r e - t r a ined   models   tr a ined   on   s ubs tantial   da tas e ts   a r e   a va il a ble   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell Vol.   14,   No.   4,   Augus 2025 309 9 - 3108   3102   f or   r e late d   tas ks   a nd   ha ve   a lr e a dy   lea r ne d   d iver s e   f e a tur e s   a nd   pa tt e r ns .   T his   s tudy   im p leme nted   a   VGG - 16   pr e - tr a ined   model.   T he   e xpa nde d   da tas e t   include s   lung   im a ge s   a nd   thei r   c or r e s ponding   mas ks   to   e nha nc e   the   pe r f or manc e   of   the   model .   T he   FA   wa s   uti l ize d   to   s e lec t   a   li mi ted   s e t   of   f e a tur e s ,   f oll owe d   by   the   de p loym e nt   of   a   t r a ns f e r   lea r ning   model.   T h is   methodology   e ns ur e s   a   higher   a c c ur a c y   in   c las s if ying   lung   dis e a s e s ,   pa r ti c ular ly   in   the   c ontext   of   C OV I D - 19   diagnos is .       3. 2 .     F ire f li e s   algorit h m   T he   f ir e f ly   a lgor it hm   is   a   f ly - ins pir e d   na tur e   a lg or it hm   that   r e pli c a tes   the   be ha vior   of   f ir e f li e s   at   night ,   s pe c if ica ll y   thei r   f las hing   pa tt e r n,   to   de ter mi ne   the   a tt r a c ti ve ne s s   of   the   br ight e r   f i r e f ly.   T he   thr e e   r ules   a r e   de r ived   f r om   the   be ha vior a l   pa tt e r ns   e xhibi ted   by   f ir e f li e s   [ 29] [ 31 ] .   T he   r ules e t   f o r   the   f e a tur e   s e lec ti on   with   FA   is   r e pr e s e nted   in   F igur e   2.   T he   im pleme n ted   r e s u lts   a r e   s hown   in   F igu r e   3   ha s   an   it e r a ti on   of   50   f or   va lue   n= 4   a nd   F igur e   4   r e p r e s e nts   the   r e c ur s ive   s tr ide   to   c a ptur e   the   f e a tur e   f or   one   it e r a ti on .   T h e   logi c a l   s teps   of   the   FA   a r e   as   f oll ows :     R ule   1   s tate s   that     f ir e f li e s ,   r e ga r dles s   of   ge nde r ,   a r e   a tt r a c ted   to   each   other   ba s e d   on   their   br ight ne s s ,   whic h   is   ti e d   to   an   objec ti ve   f unc t ion   B = f ( O ).     W he n   two   f ir e f li e s   ( F1   a nd   F2 )   a r e   p r e s e nt,   the   moveme nt   of   F1   towa r ds   F2   is   de ter mi ne d   by   th e ir   br ight ne s s   dif f e r e nc e m ove ment   F1 F2 = α ( B F2 B F1 ),   whe r e   α   is   a   c ons tant   f a c tor .     F ir e f li e s   with   lowe r   lum inos it y   move   towa r ds   f ir e f li e s   wi th   highe r   lum inos it y M ove ment   low high = β ( B h i g h B l o w ),   whe r e   β   is   a nother   c ons tant   f a c tor .     T he   leve l   of   a tt r a c ti ve ne s s   ( A)   is   dir e c tl y   c o r r e late d   to   the   br ight ne s s   of   the   f i r e f ly   ( B ) :   A= B .     Obs e r va ti ona ll y,   if   f i r e f ly   F1   is   les s   br ight   than   F2   (B F1 <B F 2 ),   both   f ir e f li e s   be c ome   les s   br ight   as   t he ir   dis tanc e   ( D)   incr e a s e s   f r om   the   obs e r ve r B F1 =B F1 e−α D,   B F2 =B F2 e−α D .     If   no   f i r e f li e s   e mi t   s tr onge r   li gh t,   a   f ir e f ly   mov e s   r a ndoml y M ove ment = γ r a ndom( ) ,   whe r e   γ   is   a   c ons tant   f a c tor .     R ule   2   s tate s   that   the   f ir e f ly   br ight ne s s   is   inf luen c e d   by   the   e nc ode d   objec ti ve   f unc ti on,   guidi ng   t he ir   int e r a c ti ons .     R ule   3   s tate s   that   a tt r a c ti ve ne s s   is   dir e c tl y   li nke d   to   the   br ight ne s s .   F o r   ins tanc e ,   as   s hown   in   F igu r e   2,   f ir e f ly   F1   is   les s   br ight   than   F 2 ,   a nd   both   de c r e a s e   in   br ight ne s s   with   dis tanc e   f r om   the   obs e r ve r .   If   no   br ight e r   f ir e f li e s   a r e   ne a r by,   r a ndom   moveme nt   e n s ue s .     T he   a lgor it hm   pr opos e s   a   method   f o r   f e a tur e   s e lec ti on   ba s e d   on   the   int e ns it y   of   li ght   I   ( r )   a dhe r e s   to   the   inver s e   s qua r e   r ule.   I 0   de notes   the   int e ns it y   of   l ight   at   the   s our c e   as   s hown   in   ( 1 ) .     ( ) =   0 2   ( 1)       T he   inver s e   s qua r e   law   can   be   tr a ns f or med   int o   Ga us s ian   f or m   f o r   e s ti mating   a bs or pti on :     ( ) =   0 2   ( 2)     w he r e   γ   is   a   c ons tant.       T he   va r iation   in   the   f or c e   of   a tt r a c ti on   may   be   c h a r a c ter ize d   as   the   inver s e   s qua r e   r e lations hip   be tw e e n   the   int e ns it y   of   li ght   I   a nd   the   dis tanc e   r   ( r a ndom   mot ion) .       ( ) =   0 2   ( 3)       I ( 4 )   upda tes   the   a tt r a c ti ve ne s s   pos it ion   X i   ba s e d   on   the   a tt r a c ti ve ne s s   of   ne ighbor ing   f i r e f li e s   a nd   r a ndom   moveme nt ,         + 1 =   +   0 2    (   ) +   +     ( 4)     T he   a lgor it hm   wa s   im pleme nted  s tepw is e   in  the  da tas e a f ter   pr e - pr oc e s s ing  the  number   of   c las s e s   f or   c las s if ica ti on,   with   the   s e lec ti on  of   f li e s   ini ti a t e a n= 4 .   T he   nu mber   of   f ir e f li e s   wa s   f ixed   a t   50   a nd  the  maximum   it e r a ti on  wa s   f ixed  a 100.   T he   gr a p h s   r e pr e s e nt  the  maximum   f e a tur e s   of   50  it e r a ti ons ,   a nd  f r e que nc is   a   pos it ive  f e a tur e   o f   the   model   that   pr oduc e s   a c c ur a c y.   T he   f e a tur e   s ubs e a r r a y   wa s   pa s s e int o   the  C NN   to  c las s if the  dis e a s e s .   T he   F a lgor it hm,   pr opos e in  [ 32] ,   is   ins pir e by  the  lum in ous   a nd  gr e ga r ious   be ha vior   o f   f ir e f li e s .   F A   e mpl oys   many  a ppr oxim a ti on   pr inciples   to   s im ulate   c o mpl e a nd   s ophis ti c a ted  r e a l - wor ld  biol ogica s ys tems .   F ir e f l br ight ne s s   a nd  a tt r a c ti ve ne s s   a r e   us e to  r e pr e s e n f it ne s s   f unc ti ons   in  a   wa that,   in  mos c omm on  F i mpl e menta ti ons ,   a tt r a c ti ve ne s s   is   de p e nde nt  on  b r ight ne s s ,   whic is   de ter mi ne by   the   va lue  of   the  f unc ti on  with  the  objec ti ve .   F o r   m ini mi z a ti on  is s ue s ,   the   f or mul a   is   e xpr e s s e a s   de s c r ibed  by  [ 32] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       E ff icie nt  lung   dis e as e   c las s if ication  thr ough  lumines c e nt  featur e   s e lec ti on  …  ( A njugam  Shanmugav e lu)   3103       F igur e   2.   Dia gr a m   il lus tr a ti ng   wo r kf low   of   the   FA           F igur e   3 .   T he   pr opos e d   f i r e f ly   a lgo r it hm   a nd   its   s e l e c ted   f e a tur e s   with   50   it e r a ti ons           F igur e   4.   T he   f r e que nc de ns it g r a ph  of   the  f ir e f l a lgor it hm   s hows   pos it ive  f e a tur e   a tt a inm e nt       3. 3   P r op os e d   c las s if icat io n   m o d e l   F or   c las s if ica ti on,   the   p r opos e d   model   e mpl oye d   a   c ombi na ti on   of   a   pr e - tr a ined   VGG - 16   model   a nd   a   C NN   with   f ull y   int e r c onne c ted   laye r s .   T he   X - r a y   im a ge s   us e d   to   de ter mi ne   the   pr e s e nc e   of   s pe c if ic   types   of   c he s t   dis e a s e s   we r e   a na lyze d   us ing   the   VGG - 16   model   [ 20] ,   f oll owe d   by   the   C NN   model .   F igur e   5   pr ovides   a   c ompr e he ns ive   de piction   of   the   model   a r c hit e c tur e   a nd   T a ble   1   de tails   the   im pleme ntation   of   the   pr opos e d   s ys tem.   Dur ing   the   f e a tur e   e xt r a c ti on   s tage ,   d im e ns ionalit y   r e duc ti on   wa s   a c hieve d   us ing   th e   f ir e f ly   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell Vol.   14,   No.   4,   Augus 2025 309 9 - 3108   3104   a lgor it hm,   a f te r   whic h   the   VGG - 16   model   wa s   int e gr a ted   with   a ddit ional   C NN   blocks .   T he   VGG - 16   model,   r e nowne d   f or   its   e xc e pti ona l   pr e c is ion   in   im a ge - r e late d   tas ks ,   s e r ve d   as   the   ba c kbone   of   the   a r c hit e c tur e .     It   c ons is ted   of   16   c onvolut ional   laye r s ,   each   c onf ig ur e d   with   3 × 3   c onvolut ion   f il ter s   a nd   a   s tr ide   of   1.           F igur e   5.   p r opos e a ppr oa c f o r   f ou r - c las s   c las s if ica ti on  methodology       T a ble   1.   De tailed   ove r view   of   the   pr opos e d   s ys tem   im pleme ntation   S ta ge   D e s c r ip ti on   L a ngua ge s /F r a me w or ks   D a ta   a c qui s it io n   X - r a y   im a ge s   r e s iz e d   to   128× 128 × 3,   s ta nd a r di z e d ,   a nd   nor ma li z e d   P yt hon,   O pe nC V   F e a tu r e   e xt r a c ti on   F ir e f ly   a lg or it hm  f or   di me ns io na li ty   r e duc ti on   P yt hon,   S c iP y   P r e - tr a in e d   mode l   VGG - 16   w it h   16   c onvolut io na l   la ye r s   ( 3   f il te r s ,   s tr id e   of   1)   T e ns or F lo w ,   K e r a s   C N N   a r c hi te c tu r e   A ddi ti ona l   C N N   la ye r s   w it h   R e L U ,   ba tc h nor ma li z a ti on, ma x - pool in g, dr opout   T e ns or F lo w ,   K e r a s   C la s s if ic a ti on   F ul ly   c onne c te d   la ye r s   w it h   S of tM a x   f or   f our - c la s s   c a te gor iz a ti on   T e ns or F lo w ,   K e r a s   T r a in in g   a nd   E va lu a ti on   C r os s - e nt r opy   lo s s ,   A da m   opt im iz e r ,   a c c ur a c y,   pr e c is io n,   r e c a ll ,   F1 - s c or e   P yt hon,   T e ns or F lo w   D a ta s e t   s pl it ti ng   T r a in   ( 70% ) ,   va li da ti on  ( 15% ) ,   te s ( 15% )   P yt hon,   P a nda s   H a r dw a r e   N V I D I A   G P U s   f or   a c c e le r a te d   tr a in in g   -   S of twa r e   T e ns or F lo w ,   K e r a s ,   N umP y,   O pe nC V ,   M a tp lo tl ib   P yt hon       3. 4 .     L aye r   c on f igu r a t ion   A   de e p   lea r ning   f r a mew or k   wa s   e mpl oye d   f or   the   mul ti - c las s if ica ti on   of   lung   d is or de r s .   T he   de s ign   im pleme nted   a   f lattening   laye r   in   the   ini ti a l   pha s e   of   c las s if ica ti on,   f oll owe d   by   s ubs e que nt   thi c k   laye r s   to   a c hieve   f ur ther   a bs tr a c ti on.   T he   VGG - 16   model   in c or por a tes   a   f lattening  laye r   as   a   pivot a l   c ompone nt   in   the   ini ti a l   s tage   of   its   c las s if ica ti on   pr oc e s s .   T his   lay e r   is   e s s e nti a l   f o r   c onve r ti ng   the   mu lt i - dim e ns ional   output   f r om   the   pr e c e ding   c onvolut ional   laye r s   int o   a   o ne - dim e ns ional   a r r a y.   T his   tr a ns f or mation   is   c r it i c a l   as   it   pr e pa r e s   the   e xtr a c ted   f e a tur e s   f or   s ubs e que nt   pr oc e s s ing   in   the   de ns e   laye r s .   I n   the   VGG - 16   a r c hit e c tur e ,   the   f lattening  laye r   c onne c ts   the   c onvolut ional   laye r s   r e s pons ibl e   f or   f e a tur e   e xt r a c ti on   to   the   f ull y   c o nne c ted   laye r s   de dica ted   to   c las s if ica ti on.   F lattening   the   ou tput ,   the   hier a r c hica l   f e a tur e s   lea r ne d   by   the   c onvo lut ional   laye r s   a r e   e f f e c ti ve ly   f e d   int o   the   de ns e   laye r s ,   e ns ur ing   a   s moot h   t r a ns it ion   f or   a c c ur a te   c las s if ica ti on.   F oll owing   the   f lattening  laye r ,   the   model   e mp loys   thr e e   de ns e   laye r s   wi th   va r ying   ne ur on   c ounts   of   5 12,   256 ,   a nd   128   ne ur ons ,   r e s pe c ti ve ly.   T he s e   de ns e ly   int e r c onne c ted   laye r s   a r e   de s igned   to   lea r n   int r ica te   pa tt e r ns   a nd   r e lations hips   in   the   e xtr a c ted   f e a tur e s .   T he   hi gh   c onc e ntr a ti on   of   ne u r ons   in   each   de ns e   laye r   e nha nc e s   the   model's   a bil it y   to   c a ptur e   both   low - leve l   a nd   high - leve l   f e a tur e s ,   ther e by   c ontr ibut ing   to   its   c a pa c it y   to   dis c e r n   c ompl e x   pa tt e r ns   a nd   make   p r e c is e   c las s if ica ti ons .   T he   f inal   output   laye r   c ons is ts   of   f our   ne ur ons ,   each   r e pr e s e nti ng   a   dif f e r e nt   c las s :   C OV I D - 19,   pne umoni a ,   lung   opa c it y   a nd   nor mal.   T he   S of tM a x   a c ti va ti on   f unc ti on   is   a ppli e d   to   thi s   laye r   to   ge ne r a te   a   pr oba bil it y   dis tr ibut ion   a c r os s   thes e   c las s e s ,   f a c il it a ti ng   a c c ur a te   outcome   c a tegor iza ti on.         4.   RE S UL T S   AND   DI S CU S S I ON     A   c he s t   dis e a s e   c las s if ica ti on   model   wa s   de ve lope d   us ing   the   3 . 11. 0   r e lea s e   of   P ython   a nd   the   Ke r a s   f r a mew or k.   T he   s im ulation   of   the   model   wa s   pe r f or med   on   a   Google   C olab   P r e mi u m   ve r s io n,   whic h   pr ovided   2   TB   of   s tor a ge ,   25   GB   of   R AM ,   a nd   a   C P U - P 100.   T he   p r e - pr oc e s s ing   s tage   invol ve d   uti l izing   the   I mage Da taG e ne r a tor   c las s   in   Ke r a s   f or   tas ks   s uc h   as   im a ge   e xpa ns ion,   nor maliza ti on,   a nd   da ta   c onve r s ion.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       E ff icie nt  lung   dis e as e   c las s if ication  thr ough  lumines c e nt  featur e   s e lec ti on  …  ( A njugam  Shanmugav e lu)   3105   T he   pr opos e d   de e p   lea r ning   a r c hit e c tur e   f o r   c las s if ying   mul ti ple   lung   dis e a s e s   wa s   de ve loped   us ing   the   F A.   T he   model   wa s   tr a ined   a nd   va li da ted   us ing   an   op ti mi z a ti on   a lgor it hm   a nd   f i t   methods   li mi ted   to   100   e poc hs .   E a c h   e poc h   c ons is ted   of   f ou r   it e r a ti ons   a nd   wa s   u s e d   at   a   ba tch   s ize   of   128 .   T he   opti mi z e r   Ada m   wa s   us e d   with   a   lea r ning   r a te   of   0. 001 .   T he   pe r f o r manc e   e va luation   wa s   c a r r ied   out   with   pr e c is ion,   a c c ur a c y,   r e c a ll ,   a nd   F1 - s c or e .   T he   pe r f o r manc e   mea s ur e s   a r e   s hown   in   T a ble   2.   In   c ompar is on,   to   c ur r e nt   s tate - of - the - a r t   a ppr oa c he s ,   whic h   of ten   s e r ve   as   the   " gr ound   t r ut h, "   our   model   de mons tr a tes   s upe r ior   pe r f or manc e .   T h is   is   e videnc e d   by   the   r e s ult s   pr e s e nted   in   T a ble   3,   whe r e   our   model   outper f o r ms   s e ve r a l   highl y   r obus t   pr e - tr a ined   models .   We   a s s e s s e d   the   c a tegor iza ti on   a nd   identif ica ti on   of   lung   dis or de r s ,   includ ing   the   diagnos is   of   lung   dis e a s e s   a nd   C OV I D - 19   us ing   the   pr e - tr a ined   ne twor k   f oll owe d   by   the   pr opos e d   C NN   models .         T a ble   2.   E va luation   of   the   VGG - 16   pe r f or manc e   w it h   lung   dis e a s e     A c c ur a c y   P r e c is io n   R e c a ll   F1 - s c or e   C O V I D - 19   0.9916   0.97   0.98   0.97   L ung   opa c it y   0.9982   0.94   0.91   0.92   N or ma l   0.9964   0.90   0.96   0.95   V ir a l   pne umoni a   0.9889   1.00   0.93   0.97       T a ble   3.   P e r f o r manc e   c ompar is on   with   s tate - of - the - a r t   a ppr oa c he s   M ode ls   A c c ur a c y   (%)   P r e c is io n   (%)   R e c a ll   (%)   F1 - s c or e   (%)   D e ns e N e t - 121   98.67   97.91   98.10   98.0   C a ps N e t   96.44   96.74   96.82   96.75   I nc e pt io nV 3   97.0   96.73   96.56   96.66   M obi le N e t   97.58   97.21   97.42   97.39   E f f ic ie nt N e t   96.84   97.64   97.36   97.41   P r opos e d   mode l   ( a ve r a ge )   99.38   95.25   94.50   95.25       T he   pr opos e model  wa s   int r oduc e ba s e on  a   r e f ined  VG G - 16  model.   T identif y   the  opti mal  model,   s e ve r a tr a ini ng/validation  r a ti os   we r e   e mp loyed.   T he   pe r f o r manc e   metr ics   f or   lung   dis e a s e   d e tec ti on  a r e   s hown  in  F igur e   6 .   T he s e   metr ics   we r e   c o ns ider e f or   a   c ompr e he ns ive  a na lys is   of   the  p r e diction,   a c c ur a c a nd  r obus tnes s   of   the  models .   T his   mod e a c hieve a a c c ur a c of   99. 3% ,   the  highes s p e c if icity,   F1 - s c or e ,   a nd  r e c a ll   on  the   im pleme nted   X - r a da tas e t.   Our   f indi ngs   s how  a   s igni f ica nt   im pr ov e ment  a s   pr ovided  by  the  model.   F igur e   s how  11  f e a tur e s   a r e   s e lec ted  a ini ti a it e r a ti on  a n f e a tur e s   a r e   r e duc e to   f e a tur e s   a t   the  10 th   it e r a ti on   tot a f e a tur e   r e s ult   f or   10   it e r a ti ons   is   1 , 920.   F igu r e   8   s hows   the  s i gnif ica nt  dif f e r e nc e s   in   the  s e lec ted  f e a tur e s   of   f ir e f li e s opti mi z a ti on  of   da ta  a nd   s tor a ge   o f   the  s ubs e f o r   the  p r opos e CN N.   Ove r   the  100 th   it e r a ti on,   the  f e a tur e   numbe r   dr ops   to   only  13   f e a tur e s   a r e   pa s s e to  the  c las s if ica ti on  model.   I n   s umm a r y,   the  pr opos e model   s tands   out  a s   the  be s t - pe r f or mi ng  model  a mong   thos e   c ompar e d,   of f e r ing  the  highes a c c ur a c a nd  ba lanc e pr e c is ion  a nd  r e c a ll   metr ics .   T his   indi c a tes   that  the  p r opos e model  is   not   only   mor e   r e li a ble   in   c las s if ying  lung   dis e a s e s   but  a ls mi nim ize s   the   c ha nc e s   of   f a ls e   pos it ives   a nd  f a ls e   ne ga ti ve s .   C ons e que ntl y,   the   im pleme nt a ti on  of   thi s   model   in   c li nica s e tt ings   c ould   lea d   to  be tt e r   diagnos ti c   outcome s ,   r e duc e   unne c e s s a r pr oc e dur e s ,   a nd  im pr ove   pa ti e nt  c a r e .           F igur e   6.   T he   lung  dis e a s e   outcome   with  VG G - 16  e va luation  r e s ult s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell Vol.   14,   No.   4,   Augus 2025 309 9 - 3108   3106       F igur e   7 .   F e a tur e   s e lec ti on   of   FA           F igur e   8 .   T he   r e duc e d   a tt r a c ti on   va lue   a r ound   13   a f ter   100   it e r a ti ons   of   FA       5.   CONC L USI ON   T his   pa pe r   in tr oduc e s   an   innovative   a ppr oa c h   us ing   the   f i r e f ly  a lgo r it hm   f or   opti mal   f e a tur e   s e lec ti on   in   the   c ontext   of   lung   dis e a s e   de tec ti o n.   By   e mpl oying   r e c ipr oc a l   c r os s - e ntr opy,   we   e f f e c ti ve ly   tac kled   c ha ll e nge s   a s s oc iate d   with   unde f ined   a nd   z e r o   va lues   in   the   logar it hmi c   f unc ti ons .   T he   a l gor it hm   leve r a ge s   a tt r a c ti ve ne s s   a nd   r a ndom   wa lk   mec ha nis ms   to   identi f y   a nd   s tor e   a bnor mal   da ta   as   a   s ub s e t.   T his   s ubs e t   is   then   uti li z e d   f or   pa tt e r n   matc hing   in   c o njunction   with   C NN ,   c ontr ibu ti ng   to   e nha nc e d   e f f ica c y   in   va r ious   lung   dis e a s e s   a nd   C OV I D - 19   de tec ti on.   T he   a ppli c a ti on   of   the   f i r e f ly   a lgo r it hm   e xtend s   to   the   c a lcula ti on   of   opti mal   mul ti - thr e s holds ,   f u r ther   r e f ini ng   pr e c is ion.   T he   c ur r e nt   s tudy   f oc us e s   on   a c hieving   higher   a c c ur a c y   in   the   identi f ica ti on   of   C OV I D - 19   a nd   other   lung   dis or de r s   while   r e duc ing   c omp utational   r unti me.   F u r ther mor e ,   the   pa pe r   s pe c if ica ll y   c onc e ntr a tes   on   the   mul ti c las s   c a t e gor iza ti on   of   lung   dis or de r s   ba s e d   upon   f r ontal   X - r a y   im a ge s   of   c he s t,   a nd   th us ,   the   s c ope   is   li mi ted   to   thi s   s pe c if ic   domain.   T his   wor k   lays   a   r obus t   f ounda ti on   f or   a dva nc ing   the   s tate - of - the - a r t   methodologi e s   in   C OV I D - 19   a nd   lung   dis e a s e   de tec ti on,   a nd   it   ope ns   a ve nue s   f or   f utur e   r e s e a r c h   in   de ve lopi ng   innovative   diagnos ti c   tec hni que s   a nd   tr e a tm e nt   s tr a tegie s   f or   lung   dis e a s e s   us ing   CT   s c a ns .       F UN DI NG  I NF ORM AT I ON    T his   r e s e a r c did  not  r e c e ive  a ny  s pe c if ic  gr a nt  f r om  f unding  a ge nc ies   in  the  publi c ,   c omm e r c ial,   or   not - f or - pr of it   s e c tor s       AU T HO CONT RI B U T I ONS   S T AT E M E N T     T his   jour na l   us e s   the   C ontr ibut o r   R oles   T a xo nomy  ( C R e diT )   to   r e c ognize   indi vidual   a uthor   c ontr ibut ions ,   r e duc e   a utho r s hip  dis putes ,   a nd  f a c il it a te  c oll a bor a ti on.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       E ff icie nt  lung   dis e as e   c las s if ication  thr ough  lumines c e nt  featur e   s e lec ti on  …  ( A njugam  Shanmugav e lu)   3107   Nam e   of   Au t h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Anjuga S ha nmugave lu                               Ar ul  L e e na   R os e   P e ter   J os e ph                                 C     C onc e pt ua li z a ti on   M     M e th odol ogy   So     So f twa r e   Va     Va li da ti on   Fo     Fo r ma a na ly s is   I     I nve s ti ga ti on   R     R e s our c e s   D   :   D a ta   C ur a ti on   O   :   W r it in -   O r ig in a D r a f t   E   :   W r it in -   R e vi e w  &   E di ti ng   Vi     Vi s ua li z a ti on   Su     Su pe r vi s io n   P     P r oj e c a dmi ni s tr a ti on   Fu     Fu ndi ng a c qui s it io n         CONF L I CT   OF   I NT E RE S T   S T AT E M E N T     Author s   s tate   no  c onf li c t   of   int e r e s t.       DA T AV AI L A B I L I T Y   T he   da ta   that  s uppor t   the   f ind ings   o f   thi s   s tudy  a r e   ope nly   a va il a ble  a t   htt ps :/ /www . ka ggle. c om/ da tas e ts /t a ws if ur r a hman/c ovid19 - r a diogr a phy - da taba s e       RE F E RE NC E S   [ 1]   P M e ht a D F M c A ul e y,  M B r ow n,  E S a nc he z R S T a tt e r s a ll a nd  J J M a n s on,  C O V I D - 19:   c ons id e r   c yt oki ne   s t or s yndr ome s  a nd i mm unos uppr e s s io n,”   T he  L anc e t , vol . 395, pp.  1033 1034, 2020, doi:  10.1016 /S 0140 - 6736( 20 ) 30628 - 0.   [ 2]   S B .   A ti ta ll a h,  M D r is s W B oul il a A K ouba a a nd  H B .   G z a la F us io of   c onvolut io na ne ur a ne twor ks   ba s e on  D e mps te r S ha f e r   th e or f or   a ut oma ti c   pne umoni a   de te c ti on  f r om  c he s X - r a im a ge s ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   of   I m agi ng  Sy s t e m s   and T e c hnol ogy , vol . 32, no. 2, pp. 658 672, 2022, doi:  10.1002/i ma .22653.   [ 3]   Y F a ng  e al . ,   S e ns it iv it of   c he s C T   f or   C O V I D - 19:   c ompa r is on  to   R T - P C R ,”   R adi ol ogy vol .   296,  no.  2,   pp.  E 115 E 117,   2020, doi:  10.1148/r a di ol .2020200432.   [ 4]   M H a bi b,  T O T im ouda s Y D in g,  N N or d,  S C he n,   a n Q W a ng,  A   hybr id   ma c hi ne   l e a r ni ng  a ppr oa c f or   th e   l oa pr e di c ti on  in   th e   s us ta in a bl e   tr a ns it io of   di s tr ic he a ti ng  ne twor ks ,”   Sus ta in abl e   C it ie s   and  Soc ie t y vol 99,  2023,  doi 10.1016/j .s c s .20 23.104892.   [ 5]   A A .   A r da ka ni U R A c ha r ya S H a bi bol la hi a nd  A M oha mm a di C O V I D ia g:   a   c li ni c a C A D   s ys t e to   di a gnos e   C O V I D - 19  pne umoni a  ba s e d on  C T  f in di ngs ,”   E ur ope an R adi ol ogy , vol . 3 1, no. 1, pp. 121 130, 2021, doi:  10.1007/s 00330 - 020 - 07087 - y.   [ 6]   L J S e e la n,  L P S ur e s h,  A K .S .,  a nd  V P .K .,  C omput e r - a id e de te c ti on  of   huma lu ng  nodule s   on  c omput e r   to mogr a phy   im a ge s   vi a   nove opt im iz e d   te c hni que s ,”   C ur r e nt   M e di c al   I m agi ng  R e v ie w s vol .   18,  no.   12,  pp.  1282 1290,   2021,  doi :   10.2174/15734056 17666211126151713.   [ 7]   I . C houa t,  A E c ht io ui , R . K he ma khe m, W .  Z ouc h, M G hor be l , a nd A . B .   H a mi da , “ C O V I D - 19  de te c ti on i n C T  a nd C X R  i ma ge s   us in g de e p l e a r ni ng mode ls ,”   B io ge r ont ol ogy , vol . 23, no. 1, pp. 65 84, 2022, doi:  10.1007/s 10522 - 021 - 09946 - 7.   [ 8]   R J a in M G upt a S T a ne ja a nd  D J H e ma nt h,  D e e le a r ni ng  ba s e de te c ti on  a nd  a na ly s is   of   C O V I D - 19   on  c he s X - r a y   im a ge s ,”   A ppl ie d I nt e ll ig e nc e , vol . 51, no. 3, pp. 1690 1700, 2 021, doi:  10.1007/s 10489 - 020 - 01902 - 1.   [ 9]   B W a ng  a nd  W Z ha ng,  M A R ne t:   M ul ti - s c a le   a d a pt iv e   r e s i dua ne ur a ne twor f or   c he s X - r a im a ge s   r e c ogni ti on  of   l ung  di s e a s e s ,”   M at he m at ic al  B io s c ie n c e s  and E ngi ne e r in g , vol . 19, no. 1, pp. 331 350, 2022, doi:  10.3934/m be .2022017.   [ 10]   T . B e z da n,  M . Z iv kovi c , N . B a c a ni n, A . C hha br a a nd M . S ur e s h, “ F e a tu r e  s e le c ti on by hybr id  br a in  s to r m opt i mi z a ti on a lg or it hm  f or   C O V I D - 19 c la s s if ic a ti on,”   J our nal  of  C om put at io nal  B io lo gy , vol . 29, no. 6, pp. 515 529, 2022, doi:  10.1089/cmb.2021.0256.   [ 11]   A M a br ouk,  R P D R e dondo,  A D a hou,  M A .   E la z iz a nd  M K a ye d,  P ne umoni a   de te c ti on  on  c he s X - r a im a ge s   u s in e ns e mbl e  of  de e p c onvolut io na ne ur a ne twor k s ,”   A ppl ie d Sc ie nc e s , vol . 12, no. 13, 2022, doi 10.3390/a pp12136448.   [ 12]   L T D uong,  P .   T .   N guye n,  L I ovi no,  a nd  M .   F la mm in i,   A ut oma ti c   de te c ti on   of   C O V I D - 19  f r om  c he s X - r a a nd   l ung  c omput e to mogr a phy  im a ge s   u s in de e n e ur a ne twor ks   a n tr a ns f e r   le a r ni ng,”   A ppl ie Sof C om put in g vol 132,  2023,  doi :   10.1016/j .a s oc .2022 .109851.   [ 13]   P C ha kr a bor ty I ndi a   lo gs   774  ne w   C O V I D - 19  c a s e s de a t hs 619  J N .1  in f e c ti ons   s f a r ,”   I ndi T oday 2024.  A c c e s s e d F e b.  07,  2024 .   [ O nl in e ] A va il a bl e :   ht tp s :/ /ww w .i ndi a to da y.i n/ c or ona vi r us - out br e a k/ s to r y/ in di a - c ovi d - c a s e s - upda te - ke r a la - ka r na t a ka - jn 1 - in f e c ti ons - ta mi l - na du - guj a r a t - w in te r - s e a s on - 2485047 - 2024 - 01 - 06   [ 14]   N K ha s a w n e h,  M F r a iwa n,  L F r a iwa n, B K ha s s a w n e h,  a nd A I bni a n,  D e te c ti on  of   C O V I D - 1 f r om  c he s X - r a im a ge s   u s in g   de e p c onvolut io na ne ur a ne twor ks ,”   Se n s or s , vol . 21, no. 17,  2021, doi:  10.3390/s 21175940.   [ 15]   A W S a le hi   e al . A   s tu dy  of   C N N   a nd  tr a ns f e r   le a r ni ng  in   me di c a im a gi ng:   a dva nt a ge s c ha ll e nge s f ut ur e   s c op e ,”   Sus ta in a bi li ty , vol . 15, no. 7, 2023, doi 10.3390/s u15075930.   [ 16]   F O z yur t,   T T unc e r a nd  A S uba s i,   A a ut oma te C O V I D - 19  de te c ti on  ba s e on  f us e dyna mi c   e xe mpl a r   pyr a mi f e a tu r e   e xt r a c ti on  a nd  hybr id   f e a tu r e   s e le c ti on  us in g   de e p   le a r ni n g,”   C om put e r s   in   B io lo gy   and  M e di c in e vol 132,   2021,  doi 10.1016/j .c ompbi ome d.2021.104356.   [ 17]   A S in gh  e al . S e le c ti ve   w a ve le ngt opt ic a f il te r s   f r om   mi xe pol ymor ph  a nd  bi na r in te gr a ti on  of   M oO mul ti l a ye r   s tr uc tu r e s ,”   O pt ic al  M at e r ia ls , vol . 111, 2021, doi:  10.101 6/ j. o pt ma t. 2020.110709.   [ 18]   M A la r oud,  N T a ha t,   S A l - O ma r i,   D L S ut ha r a nd  S G ul ya z - O z yur t,   A a tt r a c ti ve   a ppr oa c a s s oc ia te d   w it tr a ns f or f unc ti ons   f or   s ol vi ng  c e r ta in   f r a c ti ona s w if t - hohe nbe r e qua ti on,”   J our nal   of   F unc ti on  Spac e s ,   vol 2021,   2021,  doi 10.1155/2021/ 3230272.   [ 19]   M S ha r ma   a nd   P K a ur A   c ompr e he n s iv e   a na ly s is   of   na tu r e - in s pi r e me ta - he ur is ti c   te c hni que s   f or   f e a tu r e   s e le c ti on   pr obl e m,”   A r c hi v e s  of  C om put at io nal  M e th ods  i n E ngi ne e r in g , vol . 28, no . 3, pp. 1103 1127, 2021, doi:   10.1007/s 11831 - 020 - 09412 - 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell Vol.   14,   No.   4,   Augus 2025 309 9 - 3108   3108   [ 20]   F M J .   M .   S ha mr a e al . L ungNe t2 2:   a   f in e - tu ne mode f or   mul ti c la s s   c la s s if ic a ti on  a nd  pr e di c ti on  of   lu ng  di s e a s e   us in X - r a y i ma ge s ,”   J ou r nal  of  P e r s onal iz e d M e di c in e , vol . 12, no. 5,  2022, doi:  10.3390/j pm12050680.   [ 21]   K N a im a B F a d e la C .   I me ne ,   a nd  C A bde lk a de r U S E   of   ge ni ti c   a lg or it hm  a nd  p a r ti c le   s w a r opt im is a ti on  me th od s   f or   th e   opt im a c ont r ol   of   th e   r e a c ti ve   pow e r   in   w e s te r a lg e r ia po w e r   s ys te m,”   E ne r g y   P r oc e di a vol 74,  pp.  265 272,  2015,  doi 10.1016/j .e gypr o.2015.07.597.   [ 22]   A S a hoo  a nd   S C ha ndr a ,   I m pr ove c e r vi le s io c l a s s if ic a ti on  us in mul ti - obj e c ti ve   bi na r f ir e f ly   a lg or it hm - ba s e f e a tu r e   s e le c ti on,”   I nt e r nat io nal  J ou r nal  of  B io - I ns pi r e d C om put at io n , vol . 8, no. 6, pp. 367 378, 2016, doi:  10.1504/I J B I C .2016.081326.   [ 23]   A K ha pa r de V D e s hmukh,   a nd  M K ow di ki E nha nc e na tu r e - in s pi r e a lg or it hm - ba s e hybr id   de e le a r ni ng  f or   c ha r a c te r   r e c ogni ti on i n s a ns kr it  l a ngua ge ,”   Se n s in g and I m agi ng , vol . 24, no. 1, 2023, doi 10.1007/s 11220 - 023 - 00421 - w.   [ 24]   M N s s ib i,   G M a ni ta ,   a nd  O .   K or ba a A dva nc e s   in   na tu r e - in s pi r e me ta he ur is ti c   opt im iz a ti on  f or   f e a tu r e   s e le c ti on  pr obl e m:   a   c ompr e he ns iv e  s ur ve y,”   C om put e r  S c ie nc e  R e v i e w , vol . 49, 20 23, doi:  10.1016/j .c os r e v.2023.100559.   [ 25]   N . G upt a , D G upt a , A . K ha nna , P . P . R .   F il ho, a nd V . H . C . de  A lb uque r qu e , “ E vol ut io na r y a lg or it hms  f or  a ut oma ti c  l ung dis e a s e   de te c ti on,”   M e as ur e m e nt :   J our nal   of   th e   I nt e r nat io nal   M e as ur e m e nt   C onf e de r at io n vol 140,  pp.  590 608,  2019,  doi 10.1016/j .me a s ur e me nt .2019.02.042.   [ 26]   A K a ve a nd  S M J a va di C ha os - ba s e f ir e f l a lg or it hms   f or   opt im iz a ti on  of   c yc li c a ll la r ge - s iz e   br a c e s te e dome s   w it h   mul ti pl e  f r e que nc y c ons tr a in ts ,”   C om put e r s  and Str u c tu r e s , vol . 214, pp. 28 39, 2019, doi:  10.1016/j .c omps tr uc .2019.01.006.   [ 27]   T B e z d a n,  D C v e tn ic L G a ji c M Z iv kovi c I .   S tr umbe r g e r a nd  N B a c a ni n,  F e a tu r e   s e le c ti on  by  f ir e f ly   a lg or it hm  w it im pr ove d i ni ti a li z a ti on s tr a te gy,”   A C M  I nt e r nat io nal  C onf e r e nc e  P r oc e e di ng Se r ie s , 2021, doi:  10.1145/3459960.3 459974.   [ 28]   T R a hma e al . Q C ovS M L a   r e li a bl e   C O V I D - 19  de te c ti o n   s ys te us in C B C   bi oma r ke r s   by  a   s ta c ki ng  ma c hi ne   le a r n in mode l,   C om put e r s  i n B io lo gy  and M e di c in e , vol . 143, 2022, doi:  10.1016/j .c ompbi ome d.2022.105284.   [ 29]   M E H C how dhur e al . C a A I   he lp   in   s c r e e ni ng  vi r a a nd  C O V I D - 19  P ne umoni a ? ,”   I E E E   A c c e s s vol 8,  pp.  132665 132676, 2020, doi:  10.1109/AC C E S S .2020.3010287.   [ 30]   T R a hma e al . E xpl or in th e   e f f e c of   im a ge   e nha nc e me nt   te c hni que s   on  C O V I D - 19  de te c ti on  us in c he s X - r a im a ge s ,   C om put e r s  i n B io lo gy  and M e di c in e , vol . 132, 2021, doi:  10 .10 16/ j. c ompbi ome d.2021.104319.   [ 31]   N B a c a ni n,  K V e nk a ta c ha la m,  T B e z d a n,  M Z iv ko vi c a nd  M A b ouh a w w a s h,  A   nov e f ir e f l a lg or it hm  a ppr o a c f or   e f f i c ie n t   f e a tu r e   s e l e c t io w it C O V I D - 19  da ta s e t ,”   M i c r op r o c e s s or s   and  M ic r os y s te m s , vol . 98 , 20 23,  doi :   10.1 016/ j .mi c pr o.2 023. 1047 7 8.   [ 32]   A S a ygı A   n e w   a ppr oa c f or   c omput e r - a id e de t e c ti on  of   c or ona vi r us   ( C O V I D - 19)   f r om  C T   a nd   X - r a im a ge s   us in g   ma c hi ne   le a r ni ng me th ods ,”   A ppl ie d Soft  C om put in g , vol . 105, 2021, doi:   10.1016/j .a s oc .2021.107323.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       A njug a m   Sha n m ug a v e l u           h o l d s   a   B. Sc.   in   Co mp u t e r   Sci en ce,   MCA   a n d   M. T ec h .   in   C o mp u t er   Sc i en ce.   S h e   is   cu rre n t l y   an   as s i s t a n t   p ro f es s o r   in   t h e   D e p art me n t   of   Co m p u t er   Sci en ce   at   Raj es w ari   V ed ac h al am   G o v ern me n t   A rt s   Co l l e g e,   Ch en g al p at t u .   Sh e   h as   22   y ears   of   t each i n g   ex p er i en ce.   Cu rren t l y ,   she   is   al s o   p u rs u i n g   Ph . D .   in   Co mp u t er  Sci e n ce  at   the   SRM   In s t i t u t e   of   Sci en ce   an d   T ec h n o l o g y ,   Ch en n a i .   H er   res earch   i n t ere s t   i n cl u d e s   d i g i t al   i mag e   p ro ce s s i n g ,   mach i n e   l ear n i n g ,   an d   d ee p   l earn i n g .   Sh e   h as   p res en t ed   h er   res earc h   p ap er s   at   i n t ern a t i o n a l   co n fere n ces   t h at   are   i n d ex e d   in   Sco p u s .   Sh e   can   be   co n t act e d   at   emai l :   s an j u g am7 8 @ g mai l . co m .           D r.   A rul   Leena   R o s e   P eter   J o s eph           o b t a i n e d   a   D o ct o ra t e   in   C o mp u t er   Sci e n ce   fro m   Mo t h er   T h eres a   U n i v ers i t y ,   l o ca t ed   in   K o d ai k an a l ,   In d i a,   in   2 0 1 6 .   Sh e   h o l d s   t h e   p o s i t i o n   of   a   Pro fes s o r   in   t h e   D e p art me n t   of   C o mp u t er   Sc i e n ce   at   SRM   In s t i t u t e   of   Sc i en ce   an d   T ech n o l o g y   in   Ch en n ai .   Sh e   p o s s e s s e s   a   w eal t h   of   k n o w l e d g e   w i t h   25   y ear s   of   t each i n g   ex p er i en ce   a n d   7   y ear s   of   re s earc h   ex p eri e n ce.   A d d i t i o n al l y ,   s h e   ex h i b i t s   p ro f i ci e n cy   in   v ari o u s   t ech n i cal   d o mai n s   l i k e   s o f t w are   en g i n eeri n g ,   D BMS,   an d   art i fi c i al   i n t e l l i g e n ce.   Sh e   s p ec i al i zes   in   mach i n e   l ear n i n g ,   i mag e   p r o ces s i n g ,   an d   art i fi c i al   n e u ral   n e t w o rk s .   Sh e   h as   au t h o re d   n u mero u s   res earc h   p ap er s   t h a t   h av e   b ee n   p u b l i s h e d   in   i n t ern a t i o n a l l y   reco g n i ze d   j o u rn a l s   an d   co n feren c es   i n d e x ed   in   Sc o p u s   a n d   W eb   of   Sci en ce.   S h e   can   be   c o n t act e d   at   emai l:   l een a. r o s e 5 2 7 @ g mai l . co m.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.