I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 ,   p p .   429 ~ 442   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 1 . p p 4 2 9 - 4 4 2           429       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Bra in t umo r seg menta tion a nd  cla ss ificatio n using  a rtif icia humm ing bird opt imiza tion a lg o rith m       Ra dh a k rish na n K a rt hik ey a n,  Ara pp a leeswa ra n M urug a na nd ha m   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   R a j a r a j e sw a r i   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   1 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   No v   1 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Dec   1 5 ,   2 0 2 5       Th e   ti m e   a n d   m e d ica p e rso n n e e x p e rien c e   a re   th e   o n ly   fa c to rs  th a t   d e term in e   wh e th e r   b ra in   t u m o rs  c a n   b e   m a n u a l ly   id e n ti fied   fro m   n u m e ro u s   m a g n e ti c   re so n a n c e   ima g i n g   ( M RI)   p ict u re i n   m e d ica p ra c ti c e .   M a n y   fra m e wo rk b a se d   o n   b ra i n   tu m o rs  a re   d iag n o se d   u si n g   b o t h   d e e p   lea rn in g   a n d   m a c h in e   lea rn in g .   T h is  stu d y   p ro p o se a   W a ss e rste in   d e e p   c o n v o l u ti o n a l   g e n e ra ti v e   a d v e rsa rial  n e tw o rk   ( WDCG AN )   o p ti m ize d   u si n g   t h e   a rti ficia l   h u m m in g b ir d   o p t imiz a ti o n   a l g o rit h m   (AH BOA )   f o r   b ra i n   t u m o r   se g m e n tatio n   a n d   c las sifica ti o n   ( S CBT) .   F irst ,   th e   Bra TS   d a tas e is  u se d   to   g a th e th e   in p u d a ta.  Th e n   it   i p re - p ro c e ss e d   c o n su m i n g   a d a p ti v e   se lf - g u i d e d   f il terin g   (A S G F a n d   th e   r e su lt   is  se g m e n ted   u sin g   f u z z y   p o ss ib il isti c   C - o rd e re d   m e a n   c lu ste rin g   (F P COMC).   Afte th a t,   fe a tu re a re   e x trac ted   u sin g   t h e   d u a l   tree   c o m p le x   d is c re te  wa v e let  tran sfo rm   ( DT - CD WT ).   T h e   c h a ra c teristics   o fe a tu re   e x trac t e d   a re   fe d   to   WDCG AN   fo e ffe c ti v e l y   c a teg o rize   th e   v a rio u p a ra m e ters Th e n   t h e   p r o p o se d   M ATLAB  is  u se d   t o   imp lem e n th e   tec h n i q u e ,   a n d   t h e   p e rfo rm a n c e   m e a su re m e n ts  li k e   F 1 - sc o re ,   a c c u ra c y ,   e rro ra te,  p re c isio n ,   se n siti v it y ,   m e a n   sq u a re   e rro r re c e iv e o p e ra ti n g   c h a ra c teristic  (ROC) a n d   c o m p u tatio n a ti m e   a re   a n a l y z e d .   T h e   WDCG AN - AH BOA - S CBT  m e t h o d   sig n ifi c a n t ly   imp ro v e p re c isio n   i n   S CBT   b y   i n teg ra ti n g   a d a p ti v e   o p ti m iza ti o n   stra teg ies ,   re su lt in g   in   3 2 . 1 8 ,   3 2 . 7 5 ,   a n d   3 2 . 9 0 %   h ig h e p re c is io n   in   c o n tras to   c u rre n t   tec h n i q u e s.  Th is   d e m o n stra tes   th a th e   a p p r o a c h   i m o re   a c c u ra te  a n d   e ffe c ti v e ,   m a k in g   i a   re li a b le t o o fo r   m e d ica d iag n o si s.   K ey w o r d s :   Ad ap tiv s elf - g u id e d   f ilter in g   Ad v er s ar ial  n etwo r k   Ar tific ial  h u m m in g b ir d   B r ain   tu m o r   d etec tio n   Du al  tr ee   co m p lex   d is cr ete   w av elet  tr an s f o r m   Fu zz y   p o s s ib ilis tic  C - o r d er ed   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ar ap p alee s war an   Mu r u g an a n d h am   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   R ajar ajeswar i Co lleg o f   E n g in ee r in g   B an g alo r e,   I n d ia   E m ail:  a. m u r u g an an d h am @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Am o n g   th e   m o s h o r r if y i n g   il ln ess es  o f   th m o d er n   d a y   is   b r ain   tu m o r .   T h m o s co m m o n   r ea s o n s   ar th ab er r an ce lls   co llectiv b eh av io r   in   th e   b r ain   [ 1 ] .   I n   b io lo g y ,   b e n ig n   tu m o r   is   s m all  an d   tin y   in   ea r ly   s tag es  [ 2 ] .   W h en   tu m o r   is   co n s id er ed   b e n ig n   in   b io lo g y   as  it  is   s m all  in   th in itial  s tag e   [ 3 ] .   W h en   tu m o r   r ea ch es  th s ec o n d a r y   s tag e,   it   is   r ef er r ed   t o   as  m alig n an t   s in ce   it  h as  g r o wn   b ey o n d   b en ig n   b o u n d ar ies  an d   is   g r ea ter   in   s ize  [ 4 ] .   Ab o u 7 0 0 , 0 0 0   p eo p le  in   th USA  s u f f er   f r o m   b r ai n   tu m o r   d is ea s e,   ac co r d in g   to   th e   Natio n al  B r ain   T u m o r   So ciety   [ 5 ] .   Of   th o s e,   3 0 . 2 ar m alig n an in   o r ig in ,   an d   th r e m ain in g   6 9 . 8 ar e   b en ig n   [ 6 ] .   T h r e p o r s tates  th at  o n ly   3 6 o f   t h p atien ts   will  s u r v iv [ 7 ] .   A b o u 8 7 , 0 0 0   in   2 0 2 0 ,   in d iv id u als  wer d iag n o s ed   with   b r ain   tu m o r s   [ 8 ] .   T h er wer e   8 4 , 1 7 0   p eo p le  with   b r ain   tu m o r s   in   2 0 2 1 ,   ac co r d in g   to   esti m ate  [ 9 ] .   T h er wer 6 9 , 9 5 0   p er s o n s   o v e r   4 0   with   d ia g n o s is .   B r ain   tu m o r s   ar class i f ied   in to   two   s tag es:   h ig h - g r ad g lio m ( HGG)   a n d   lo w - g r a d g lio m ( L GG)   b ased   o n   t h eir   h ig h   m o r tality   r ate.   I n   ad d itio n ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   429 - 4 4 2   430   co m p ar ed   to   HGG,   th e   L GG  s u r v iv al  r ate   is   q u ick er   [ 1 0 ] .   Sin ce   th a v er ag e   life s p an   o f   HGG  is   o n l y   two   y ea r s ,   p r o m p t tr ea tm en t is n ec ess ar y .     I n   th e   clin ics,  v ar io u s   m eth o d s   ar em p lo y ed   to   tr ea t   b r ain   t u m o r s   [ 1 1 ] .   R ad iatio n   th e r ap y   is   h elp f u l   in   th b en i g n   s tag e,   a n d   s u r g er y   is   n o n ec ess ar y   f o r   th p atien to   s u r v iv [ 1 2 ] .   C o n v e r s ely ,   th m alig n an t   s tag is   d an g er o u s   an d   is   cu r ab le  with   r a d iatio n   a n d   c h em o th er ap y   [ 1 3 ] .   As  r esu lt,   b e n ig n   tu m o r s   u s u ally   s p r ea d   m o r s lo wly   t h an   m alig n an o n es.  B u r e g ar d less   o f   th s itu atio n ,   d ia g n o s is   is   c r itical  an d   r eq u ir es   q u alif ied   r ad i o lo g is ts   [ 1 4 ] .   I n   m ed ical  im ag in g ,   m o r co n tem p o r ar y   im ag in g   tech n o lo g y   h as  d em o n s tr ated   r em ar k ab le  s u cc ess   in   th d iag n o s is   an d   d etec tio n   o f   s er io u s   h u m an   d is ea s es,  co u n tin g   b lo o d   ca n ce r ,   lu n g   ca n ce r ,   s to m ac h   ca n ce r ,   b r ain   tu m o r s ,   an d   h o s o f   o th e r   co n d itio n s   [ 1 5 ] C o m p u ted   to m o g r ap h y   ( C T )   an d   m ag n etic  r eso n an ce   im ag in g   ( MRI)   s ca n s   ar m o r h elp f u im ag in g   m eth o d s   f o r   b r ain   tu m o r s .   MRI  s ca n s   o u tp er f o r m s   b etter   th an   C T   i m ag in g   w h en   it  c o m es  to   lea r n   ab o u th e   tex tu r e   an d   tu m o r   s h ap es.  Fo r   th e   p u r p o s o f   illn ess   p r ev e n tio n   an d   tr ea tm en t,   ea r ly   id en tifi ca tio n   o f   b r ain   ca n ce r   is   cr u cial.   Sev er al  d ee p   lear n in g   m eth o d s   ar p r o p o s ed   to   d etec b r ain   tu m o r s .   Ho wev er ,   th cu r r en ap p r o a ch   to   b r ain   ca n ce r   d etec tio n   is   n o ac cu r ate  en o u g h   an d   tak es  lo n g e r   to   co m p u t e.   n u m b er   o f   cu r r e n tech n i q u es  ar o f f er e d   to   ad d r ess   th is   p r o b lem   wh ile  cl ass if y in g   b r ain   tu m o r s .   Ho we v er ,   th cu r r en m et h o d   in cr ea s es  ca lcu latio n   tim e   d u r in g   jo b   ex ec u tio n   wh ile  p r o v id in g   in s u f f icien p r ec is io n .   T h ap p r o ac h   o f   th c u r r e n m eth o d s   in s p ir ed   th is   d ev elo p m en [ 1 6 ] [ 2 1 ] .   B r ain   tu m o r s   ar e   am o n g   th e   m o s alar m in g   illn ess es  f ac ed   b y   in d iv i d u als  to d a y ,   d e f in ed   b y   th e   ag g r eg ate   ac tio n s   o f   ab e r r an b r ain   ce lls .   C an ce r   co n tain e r   i s   class if ied   in to   b en ig n   an d   m alig n an ca teg o r ies.   I n itially ,   a   tu m o r   is   ter m ed   b en ig n   w h en   it  is   s m all  an d   c o n f in ed   to   its   o r i g in al  lo ca tio n .   Ho wev e r ,   as  it   p r o g r ess es  to   m alig n an s tag e,   it  s u r p ass es  its   b en ig n   b o u n d ar ies  an d   b ec o m es  m o r t h r ea ten in g .   HGG  is   s ig n if ican tly   d ea d lier ,   with   an   av er ag life   s p an   o f   o n ly   two   y ea r s   af ter   d iag n o s is ,   u n d er s co r in g   th u r g en cy   o f   m ed ical  in ter v en tio n .   B r ain   tu m o r s   ar tr ea ted   in   v ar io u s   way s b en ig n   tu m o r s   u s u ally   r eq u ir r ad iatio n   th er ap y   with o u r e q u ir in g   u n d er g o in g   s u r g e r y ,   w h er ea s   m ali g n an t o r   ca n ce r o u s   t u m o r   n ee d s   co m b in atio n   o f   r ad iatio n   a n d   c h em o th e r ap y .   T h MRI  an d   C T   s ca n   m a ch in er ies  in tr o d u ce d   in to   c o n tem p o r a r y   m e d ical  im ag in g   h av p lay ed   an   im p o r tan p ar i n   th e   id en tific atio n   an d   d ia g n o s is   o f   s ev er d is ea s es  in   h u m a n s ,   s u ch   as  b r ain   tu m o r s .   MRI  is   ex ce p tio n ally   g o o d   at  d is tin g u is h i n g   th e   tex tu r e   an d   s h ap o f   th tu m o r   an d   is   th u s   ex tr em ely   v alu ab le  f o r   ea r ly   c an ce r   d etec tio n   an d   in ter v en ti o n .   Ma n y   d ee p   lear n in g   f r am ewo r k s   ar p lan n ed   f o r   co n tr i b u tio n   to   b r ain   ca n c er   id en tific atio n   with   an   aim   f o r   h ig h   ac cu r ac y   a n d   lo co m p u tatio n   tim e.   I n   g en er al,   e x is tin g   m eth o d s   s ee m   to   b f a u lty ,   lea d in g   to   h ig h er   ca lcu latio n   tim es  an d   u n s atis f ac to r y   p r ec is io n   d u r in g   ex ec u tio n .   Alt h o u g h   p r e v i o u s   wo r k s   h a v e   p r ese n te d   h o w   d ee p   le ar n i n g   i n f lu e n ce s   i d en ti f y in g   b r ai n   t u m o r s ,   th e y   h a v e   n o t e x p lic itl y   ad d r ess e d   h o t h e   o p t im i za ti o n   al g o r it h m s   i n f lu e n ce   e n h a n ci n g   t h cl ass if ica ti o n   a cc u r ac y .   Mo s t   o f   t h e   ex is ti n g   f r a m e w o r k s   ar e   b ase d   o n   c o n v en ti o n al   m a c h i n e   l ea r n i n g   m o d els   t h a t   o f t e n   la ck   th p r ec is i o n   r eq u i r ed   f o r   a cc u r at e   d i ag n o s is .   A d d it io n all y ,   c u r r e n t m e th o d s   t e n d   t o   i n c r e ase   c o m p u t ati o n   t im a n d   r e q u i r s ig n i f i ca n t   m an u al  in te r v e n ti o n .   Als o ,   t h e   e x is ti n g   m e th o d s   i d e n t if ies   t h s p ec i f i t u m o r s   to   p r e d ic a n d   n e ed   m o r e   a lg o r it h m s   ar n e e d ed   t o   ca l c u la te   t h e   d if f e r e n t   p a r a m et er s   t o   f in ali ze .   T o   ad d r ess   th ese  g ap s ,   we  p r o p o s th W ass er s tein   d ee p   co n v o lu tio n al   g en e r ativ a d v er s ar ial  n etwo r k   ( W DC GAN)   o p tim ized   th r o u g h   ar tific ial   h u m m in g b ir d   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( AHBOA )   f o r   b r ai n   tu m o r   s eg m en tatio n   an d   class if icatio n   ( SC B T ) .   T h is   r esear ch   aim s   to   im p r o v e   b r ain   t u m o r   class if icatio n   ac cu r ac y   b y   in co r p o r atin g   cu ttin g - ed g e   m ac h in lear n i n g   m et h o d s   with   o p tim izati o n   s tr ateg ies.   T h f o llo win g   ar e   th is   s tu d y ' s   p r im ar y   co n t r ib u tio n s :   i)   Pre - p r o ce s s in g i n p u im ag e s   f r o m   th B r aT d ataset  ar in itially   p r e - p r o ce s s ed   u s in g   ad ap tiv e     s elf - g u id ed   f ilter in g   ( ASGF)  to   co r r ec t c o r r u p ted   a n d   b l u r r e d   im ag es.   ii)   Seg m en tatio n f u zz y   p o s s ib ili s tic  C - o r d er ed   m ea n   clu s ter in g   ( FP C OM C )   s eg m en ts   th af f ec ted   ar ea s   f r o m   n o is e - r em o v ed   im ag es,  p r ep ar in g   th em   f o r   th s u b s eq u en t stag es.   iii)   Featu r e x tr ac tio n d u al  tr ee   c o m p lex   d is cr ete  wav elet  tr an s f o r m   ( DT - C DW T )   ex tr ac ts   Har alick   tex tu r e   f ea tu r es  an d   g r ay s ca le  s tatis tical  f ea tu r es  a r ex a m p les  o f   r ad i o m ic  f ea tu r es,  f r o m   th s eg m en te d   im ag es.   iv )   C las s if icatio n u s in g   th W D C GAN ,   th p r o ce s s ed   im ag e s   ar ca teg o r ize d   in to   g r o u p s   lik g lio m a ,   m en in g io m a ,   p itu itar y ,   an d   n o   tu m o r .   v)   Op tim izatio n AHBOA   is   u til i ze d   to   m ax im ize  W DC GA N ' s   weig h p ar am eter s ,   en s u r in g   ac cu r ate  b r ai n   tu m o r   class if icatio n .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   T h liter atu r o n   t h s u b d iv is io n   an d   class if icatio n   o f   b r ain   tu m o r s   u s in g   d ee p   lear n in g   was  f u ll  o f   s tu d y   in f o r m atio n s o m cu r r en attem p ts   wer in clu d ed   h er e.   Ag r awa l   et   al .   [ 1 6 ]   h av s u g g ested   th at     3D - UNe d ee p   n eu r al  n etw o r k s   ( DNN)   p er f o r m   b r ain   tu m o r   class if icatio n   an d   s eg m en tatio n .   T h e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B r a in   tu mo r   s eg men ta tio n   a n d   cla s s ifica tio n   u s in g   a r tifi cia l h u mmin g b ir d     ( R a d h a kris h n a n   K a r th ikey a n )   431   p r e - p r o ce s s in g   m o d u le  tak es  th p r e - p r o ce s s ed   im ag es  f ir s t.  T h d is to r ted   an d   f u zz y   im a g es  ar f ilter ed   b y   th m o d u le  u n d e r   p r esen tatio n .   T h e   p r esen ted   ar c h itectu r c o n s is ted   o f   b etter   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   to   class if y   MRI  im a g e s   an d   b etter   3 D - UNe p r o to t y p f o r   s eg m en tin g   v o lu m es  i n   th e   d e v elo p m e n o f   an   o b jectiv ex p er t sy s tem   to   p r ed ict  b r ain   tu m o r s   ea r ly .   D e v i   et   al .   [ 1 7 ]   h a v e   p r e s e n t e d   b r a i n   t u m o r s   a r e   c l as s i f i e d   a n d   s e g m e n t e d   u s i n g   a d a p t i v e   k er n e l   f u z z y   m e a n s   c l u s t e r i n g   w i t h   i m m o b i l e   t r a n s m is s i o n   o f   w a v e l e t   p a c k e t s   t h a t   u s e   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g .   I t   i s   a   d e e p   l e a r n i n g   s y s t e m   h y b r i d   t h a t   i s   u s e d   t o   d i a g n o s e   a n d   c l a s s i f y   b r a i n   t u m o r s .   T h e   i m a g e s   w h i c h   h a d   b e e n   p r o c e s s e d   b e f o r e   w e r e   t a k e n   a d v a n t a g e   o f   b y   t h e   f e a t u r e   e x t r a ct i o n   p r o c e s s .   A   c o m b i n a ti o n   o f   h y b r i d   a d a p t i v e   b l a ck   w i d o w   o p t i m i z at i o n   w it h   m o t h   f l a m e   o p t i m i z a ti o n   ( H AB W MF O )   w as   u s e d   t o   s e l e c t   t h e   b e s c h a r a c t e r is t i cs .   T o   p e r f o r m   d i s s e ct i o n ,   t h e   a d a p t i v e   k e r n e l   f u z z y   m e a n s   c l u s t e r in g   t e c h n i q u e   w a s   a d j u s t e d .   Pre eth an d   Ais h war y a   [ 1 8 ]   h av p r esen ted   a n   ef f ec tiv wa v elet - f u s io n   im ag e   f u s io n   tec h n iq u o f   MRI  im ag es  an d   p o s itro n   em is s io n   to m o g r a p h y   ( PET )   im a g es  o f   th s eg m e n tatio n   an d   d etec tio n   o f   b r ain   tu m o r s .   T h p r o p o s ed   r esear c h   p r esen ts   an   ef f icien f u s io n - b ased   m eth o d   o f   class if y in g   a n d   d etec tin g   b r ain   tu m o r s .   T h is   is   d o n e   b y   f ir s f u s in g   th e   in p u t   im ag with   th h elp   o f   d is cr ete  wav elet  tr a n s f o r m   an d   a   s p ec ial  f u s io n   r u le.   T h f u s io n   p r o ce s s   r etr iev ed   th f ea tu r es  o f   th g r ay - lev el  co - o cc u r r en ce   m atr ix   ( GL C M) .   T h en   d em o n s tr ate  th b r ain   im a g es a s   n o r m al  o r   ab n o r m al  with   an   id ea DNN .   Ku m ar   an d   Kar ib asap p [ 1 9 ]   h av p r esen ted   an   attitu d d ep en d   o n   th e   d u al - t r ee   co m p lex   to   id en tify   b r ain   tu m o r s   Gab o r   wa v elet  tr an s f o r m ati o n   ( DT C GW T )   u s in g   Had o o p   b ig   d ata  a n aly s is   alo n g   a   n eu r al   n etwo r k .   I n   th p r esen ted   s tu d y ,   b r ain   tu m o r   ca teg o r izatio n   an d   s eg m en tatio n   ar ac h iev e d   b y   th in teg r atio n   o f   i m ag p r o ce s s in g   an d   h u g d ata.   T h Had o o p   s y s tem   o n   MA T L AB   was  u s ed   f o r   im m en s d ata  an aly s is   o f   th b r ain   tu m o r   im ag es.  T h d ata  f r o m   th i n v esti g atio n   is   b r o k e n   d o wn   u s in g   th r ec en t ly   cr ea ted   d u al - tr ee   co m p o s ite  Gab o r   wav elet  tr an s f o r m .     Qad er   et  a l.   [ 2 0 ]   h av ac ce s s ib le  g r ea ter   d ee p   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( DC NN)   d et ec tio n   an d   ca teg o r izatio n   u tili zin g   au g m en ted   MRI  im a g es  b y   em p lo y in g   h y b r i d   o p tim izatio n   s tr ateg ies.  T h e   p r esen te d   wo r k   ad o p ts   im p r o v ed   o p tim izatio n   s tr ateg ies  to   ass u r d ev elo p m en in   d ee p   co n v o lu tio n al  lear n in g .   Ad d itio n ally ,   Ots u   th r esh o ld i n g   was  r u m m ag e - s ale  to   d iv id th tu m o r   to   s ec tio n s   th at  f o cu s   o n   b r ain   tu m o r   id en tific atio n .   T h p r esen tatio n   o f   th e   p r esen ted   tech n iq u is   ass es s ed   th r o u g h   e x p er i m en tatio n s   o n   2 , 0 7 3   en h an ce d   MRI  im ag es in   all.   Van k d o th u   an d   Ham ee d   [ 2 1 ]   h av s h o wed   h o b r ain   t u m o r s   wer d iv id e d   in   th m ag n etic  r eso n an ce   im a g es  ap p ly in g   th s u p p o r t   v ec to r   m ac h in e   ( SVM)   an d   f u zz y   class if ier   in   th e   m ac h in lear n in g .   T h is   r esear ch   p a p er   ex p lo r e d   b r ain   tu m o r   s eg m e n tatio n   b y   th u s o f   C T .   W h ich ev er   p r e p r o ce s s in g   m eth o d   o n em p lo y s ,   th tech n iq u es  o f   f ea tu r ex tr ac tio n   ar r e v is ed   p r io r   to   s u b jectin g   th im a g to   class if icatio n   s tep s ,   wh eth er   b ein g   th e   class i f ier   u s ed   in   SVM  o f   th e   ad ap ti v n eu r o - f u zz y   in f e r en ce   s y s tem   ( ANFI S)  o r   n o t   to   d eter m in wh et h er   it is   ab n o r m al  o r   n o r m al.   T ab le  1   p r o v id es a n   o v er v iew  o f   th e   r ev ie wed   ap p r o ac h .   Alth o u g h   p r ev i o u s   r esear ch   h as  ex am in ed   h o d ee p   lear n in g   af f ec ts   th id en tific atio n   o f   b r ai n   tu m o r s ,   th ey   h av n o ex p licitly   ad d r ess ed   th in f lu en ce   o f   o p tim izatio n   alg o r it h m s   o n   en h an ci n g   class if icatio n   ac cu r ac y .   Ma n y   ex is tin g   f r am ewo r k s   r ely   o n   s tan d ar d   m ac h in lear n i n g   m o d els,  wh ich   o f ten   lack   th p r ec is io n   n ee d ed   f o r   ac cu r ate  d iag n o s is .   Ad d itio n ally ,   cu r r e n m eth o d s   ten d   to   in cr ea s co m p u tatio n   tim an d   r eq u ir s ig n if ican m an u al  in ter v e n tio n .   T o   ad d r ess   th ese  g ap s ,   th is   wo r k   is   p r o p o s ed .       T ab le  1 .   Ov e r v iew  o f   t h ex a m in ed   m eth o d o lo g y   R e f e r e n c e   M e t h o d s   O b j e c t i v e s   G a p s   A g r a w a l   e t   a l .   [ 1 6 ] ,   2 0 2 2   C N N   D e v e l o p   a n   e x p e r t   s y st e f o r   e a r l y   b r a i n   t u m o r   p r e d i c t i o n ,   a c h i e v e   p r e c i se   seg m e n t a t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   o f   b r a i n   t u m o r s   Li mi t e d   t o   t h e   sp e c i f i c   st r u c t u r e   o f   3 D - U N e t ,   may   r e q u i r e   si g n i f i c a n t   c o m p u t a t i o n a l   r e so u r c e s   f o r   p r o c e ss i n g   3 D   v o l u mes   D e v i   e t   a l .   [ 1 7 ] 2 0 2 2   H A B W M F O   En h a n c e   b r a i n   t u mo r   c a t e g o r i z a t i o n   a n d   seg m e n t a t i o n   a c c u r a c y ,   i d e n t i f y   o p t i m a l   f e a t u r e s f o r   d i a g n o si u s i n g   H A B W M F O   C o m p l e x i t y   i n   c o m b i n i n g   mu l t i p l e   o p t i m i z a t i o n   st r a t e g i e s,   ma y   n o t   g e n e r a l i z e   w e l l   t o   d i f f e r e n t   d a t a se t s   P r e e t h i   a n d   A i sh w a r y a   [ 1 8 ] 2 0 2 1   DNN   U se  f u si o n   t e c h n i q u e t o   i mp r o v e   seg m e n t a t i o n   a n d   i d e n t i f i c a t i o n ,   d i s t i n g u i s h   b e t w e e n   n o r ma l   a n d   a b n o r ma l   b r a i n   i ma g e s   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   P o t e n t i a l   l o ss  o f   d e t a i l   d u r i n g   i ma g e   f u si o n ,   l i m i t e d   f o c u o n   sp e c i f i c   t y p e o f   b r a i n   t u m o r s   K u mar  a n d   K a r i b a sa p p a   [ 1 9 ] 2 0 2 2   D TC G W T   I n t e g r a t e   b i g   d a t a   w i t h   i ma g e   p r o c e ss i n g   f o r   a c c u r a t e   c a t e g o r i z a t i o n ,   l e v e r a g e   w a v e l e t   t r a n sf o r ms f o r   e n h a n c e d   s e g me n t a t i o n   C o m p l e x i t y   a n d   r e s o u r c e   d e ma n d s   o f   b i g   d a t a   p r o c e ssi n g ,   l i mi t e d   s c a l a b i l i t y   b e y o n d   H a d o o p   e n v i r o n me n t s   Q a d e r   e t   a l .   [ 2 0 ] 2 0 2 2   D C N N   Emp l o y   h y b r i d   o p t i m i z a t i o n   t o   i mp r o v e   n e t w o r k   p e r f o r ma n c e ,   a c c u r a t e l y   d e t e c t ,   a n d   c a t e g o r i z e   b r a i n   t u m o r s i n   M R I   i mag e s   D e p e n d e n c e   o n   a u g m e n t e d   i m a g e s   m a y   l i mi t   r e a l - w o r l d   a p p l i c a b i l i t y ,   r e q u i r e s   e x t e n si v e   c o m p u t a t i o n a l   p o w e r   f o r   d e e p   l e a r n i n g   a n d   o p t i m i z a t i o n   V a n k d o t h u   a n d   H a mee d   [ 2 1 ] 2 0 2 2   S V M - A N F I S   U t i l i z e   S V M   a n d   f u z z y   c l a ss i f i e r f o r   a c c u r a t e   se g me n t a t i o n ,   d e t e r mi n e   t h e   a b n o r m a l i t y   i n   C T   i m a g e s   Li mi t e d   a c c u r a c y   i n   sp e c i f i c   b r a i n   t u m o r   t y p e s ,   ma y   n o t   h a n d l e   n o i s e   a n d   a r t i f a c t s   e f f e c t i v e l y   i n   C sc a n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   429 - 4 4 2   432   3.   ME T H O D   W DC GAN - AH B OA - S C B T   d is cu s s e s   th b r ain   tu m o r   an al y s is   in   af f ec ted   in d iv id u als  with in   th is   s ec tio n .   T h is   m o d el  in clu d e s   f o u r   d if f e r en p r o jecte d   b r ain   tu m o r   c o n d itio n s g lio m as,  m en in g io m as,   p itu itar ies,  an d   n o   tu m o r   im a g es.  T h p r o to ty p u n d er g o es  in itial  d ata  co llectio n   b y   b r a in   tu m o r   illn ess es   b ef o r b ein g   f o r war d e d   f o r   ad d itio n al  p r o ce s s in g .   T h ese   ch ap ter s   g o   th r o u g h   f o u r   m ain   d ev elo p m en ts p r ep r o ce s s in g ,   s eg m en tatio n ,   f ea tu r ex tr ac tio n ,   an d   ca teg o r izatio n ,   in   later   s ec to r s .   T h u s ,   th ex p lan atio n   is   p r esen ted   ac co r d in g ly ,   an d   Fig u r 1   r ep r esen ts   th r ec o m m e n d ed   W DC GAN - AH B OA - S C B T   f lo w.       I n p u t   d a t a   f r o m   B r a   T S   D a t a s e t P r e - P r o c e s s i n g   U s i n g   A d a p t i v e   S e l f - G u i d e d   F i l t e r i n g I m a g e   S e g m e n t a t i o n   b y   F u z z y   P o s s i b i l i s t i c   C - O r d e r e d   M e a n   C l u s t e r i n g   F e a t u r e   E x t r a c t i o n   u s i n g   D u a l   T r e e   C o m p l e x   D i s c r e t e   W a v e l e t   T r a n s f o r m C l a s s i f i c a t i o n   U s i n g   W a s s e r s t e i n   D e e p   C o n v o l u t i o n a l   G e n e r a t i v e   A d v e r s a r i a l   N e t w o r k   O p t i m i z a t i o n   U s i n g   A r t i f i c i a l   H u m m i n g   B i r d   O p t i m i z a t i o n   A l g o r i t h m G l i o m a M e n i n g i o m a P i t u i t a r y N o   T u m o r   I m a g e     Fig u r 1 .   W o r k f lo o f   th p r o p o s ed   W DC GAN - AH B OA - S C B T   f r am ewo r k       3 . 1 .     Da t a   a cquis it io n   T h d ata  u s ed   h er is   b ased   o n   B r aT d ataset  [ 2 2 ] .   B r aT h av co n tin u o u s ly   f o cu s ed   o n   s eg m en tin g   b r ain   tu m o r s   in   m u ltimo d al  MRI  d ata  with   s tate - of - th e - a r m eth o d s .   B r aT 2 0 2 0   u s e s   m u lti - in s titu tio n al    p r e - o p er ativ MRI  im a g in g   f o r   s eg m en tin g   in t r in s ically   h eter o g en eo u s   b r ai n   tu m o r s ,   s u ch   as  g lio m as.  I n   o r d er   to   ass ess   th clin ical  v alid ity   o f   th is   s eg m en tatio n   t ask ,   ev alu ate   th o v er all  p atien t' s   s u r v iv al,   an d   q u an tify   th e   tu m o r ' s   f alse  p r o g r ess io n   ag ain s its   ac tu al  r ec u r r en ce ,   B r aT S' 2 0   also   u s es  m ac h in lear n in g   alg o r ith m s   an d   in teg r ated   an al y s es o f   r ad io m ics f ea tu r es.     3 . 2 .     Ada ptiv s elf - g uid ed  f ilte ring - ba s ed  pre - pro ce s s ing   ASGF  [ 2 3 ]   tech n iq u e   is   u tili ze d   f o r   p r e - p r o ce s s in g   th b r ain   tu m o r   im ag e.   Her e,   th n o is es  ar in d if f er en f r o m   th im ag es  wh ile  p r o ce s s in g   th b r ain   tu m o r   im ag es  o f   th cr is p   ed g es  an d   it  b ec o m es    n o is e - f r ee   d u r in g   th f lash /n o - f lash   d e n o is in g   d o es  t h g u id ed   f ilter   p e r f o r m   v e r y   well  in   ter m s   o f   e d g e   p r eser v atio n .   ASGF  m eth o d   i s   u s ed   to   ad ap tiv ely   r eg u late  th r eg u lar izatio n   p ar am eter   i n   ea ch   s tag o f   th e   ad ap tiv g u id ed   f ilter in g   p r o c ess   o f   im ag es.  T h en   th e   r eg u lar izatio n   is   g iv en   as ( 1 ) .     + 1 = 1 | | +   ( 1 )     W h er = 0 , 1 , 2 , . . .   + 1   d en o ted   as  th g u id an ce   im ag e;    is   u p d ated   d y n a m ically   u s in g   th o u tco m es  o f   ea ch   c y cle,   u s in g   t h in itial  g u id in g   im ag as  th i n p u im ag e;    d en o ted   as  th ce n t r al  p i x el  o f   th e   cu r r e n t   win d o ,   wh ich   is     an d     in d icate s   th n th   iter atio n   o f   ad ap tiv e   g u id ed   f ilter in g   u s in g   in p u ( ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B r a in   tu mo r   s eg men ta tio n   a n d   cla s s ifica tio n   u s in g   a r tifi cia l h u mmin g b ir d     ( R a d h a kris h n a n   K a r th ikey a n )   433   I is   cr u cial   to   r em em b e r   th at   in   th e   cu r r e n s tu d y ,   t h is   r eg u lar izatio n   v al u wh ic h   is   p r o v i d ed   b y   ( 2 )   af f ec ts   wh eth er   th win d o h a s   lar g v ar iatio n   o r   is   f lat.     ( , ) = ( ( + ) 2 + ( ) 2 )   ( 2)     W h er = 1 , 2 , 3 , . . . .   is   th an ticip ated   n o is lev el  th at  d eter m in es  th e   r eg u lar izatio n   p ar am eter   is   u p d ated   d y n a m ically   u s in g   th o u tco m es  o f   ea ch   c y cle,   u s i n g   th in itial  g u id in g   im a g a s   th in p u im ag e;       d en o ted   as  th ce n tr al  p ix el  o f   th cu r r en win d o ,   wh ich   is     in d icate s   th n th   iter atio n   o f   ad ap tiv e   g u id ed   f ilter in g   u s in g   in p u ( ) ;   an d     d en o tes   th r e g u lar izati o n   p ar a m eter   o f   th win d o w's  f ea tu r e.   B y   p r o ce s s in g   th is   s y s tem ,   th B r aT d ataset ' s   in p u d ata  is   c lean s ed   o f   im ag n o is e.   Nex t,  th s eg m en tatio n   p h ase  r ec eiv es th p r e - p r o ce s s ed   d ata.     3 . 3 .     Seg m ent a t i o n us ing   f uz zy   po s s ibi li s t ic  C - o rder ed  m ea n c lus t er ing   I n   t h is   s e cti o n ,   FP C OM C   [ 2 4 ]   m et h o d   is   u s e d   f o r   s eg m en t in g   t h e   a f f ec te d   p ar f r o m   t h e   n o is e   r e m o v ed   i m a g e.   T h e   o r d er e d   m et h o d   is   t y p ic al   a n d   th e   f l ex i b l e   p o s s i b i lis ti C - o r d er ed   m ea n s   m et h o d   t h a t   m o d er ates   t h e   o u t lie r s   e f f e ct.   Ass u m th at  s et  o f   d a ta  wit h     p o i n ts   is   d i v i d e d   i n t o   t h e   a f f e cte d   p a r t   o f   n o is e   r e m o v ed   i m a g es   b y   t h e   FP C O MC a l g o r it h m .   T h e   f o ll o wi n g   cr i te r i o n   f u n cti o n   o f   FP C O MC   is   g i v en   as   ( 3 ) .      = 1 = 1   ( 3 )     W h er e      d en o tes  th k th   p o in t' s   m em b er s h ip   d eg r ee   in   r elatio n   to   th i th   v alu a n d   , ,      r ep r esen t ed   as  th p ar am eter   o f   FP C OM C .   T h is   co m p ar ativ ely   h ig h   r a n k in g   was  s u p p lied   b y   th tu m o u r   s eg m en tatio n   in   s ag ittal v iew  p ictu r es.  T h en   th d is tan ce   wh ich   is   m ea s u r ed   wh ile  s eg m en tin g   is   g iv en   as ( 4 ) .      = 1 1 + [  ; ]   ( 4 )     W h er   d en o ted   as  th ty p icality   m atr ix    d en o tes  th v ar io u s   f ac to r s   in f lu e n ce   m em b er s h ip   an d   ty p icality   d en o tes  th d is tan ce   wh ich   is   m ea s u r ed   u s in g   th lo s s   f u n ctio n    r ep r esen ts   th k th   p o in t   ty p icality   f o r   th i th   v alu e;   an d   , ,      r ep r esen ted   as  th e   p ar a m eter   o f   FP C OM C .   T h p er f o r m an ce   o f   clu s ter in g   will  b im p ac ted   b y   th s en s itiv ity   o f   n o is an d   o u tlier s   in   th e   d ata  s eg m en ti n g   th e   af f ec ted   p ar t   f r o m   th e   n o is r em o v ed   im a g e .   T h en   th e   af f ec ted   p ar t o f   im a g is   g iv en   as ( 5 ) .      [ ] = [ [ (  ) +  (  ) ]   [ ]  = 1 ] [ [ (  ) +  (  ) ]   [ ] = 1 ]   ( 5 )     W h er    d en o tes  th v ar io u s   f ac to r s   in f lu en ce   m em b er s h ip   a n d   ty p icality ;    [ ]   is   eq u iv alen to   th i th   v alu e   ce n ter   in   th e   s th   iter atio n    d en o tes  th k th   p o in t' s   m em b er s h ip   d e g r ee   in   r elatio n   t o   th i th   v al u e;   [ ]   r ep r esen ts   th p ar am eter   t h at  is   b ased   o n   t h r esid u al  a n d   t h lo s s   f u n ctio n    r ep r esen ts   th k th   p o i n t' s   ty p icality   f o r   t h i th   clu s ter ;   an d        d ep en d e n u p o n   h o ty p ical  th p o i n is   ac r o s s   all  v alu es;     , ,      r ep r esen ted   as  th e   p a r am eter   o f   FP C OM C .   Fin ally ,   th af f e cted   p ar t   im ag es  a r s eg m e n ted   f r o m   th n o is r em o v ed   im a g e,   af te r   wh ich   th f ea tu r ex t r ac tio n   s ec tio n   r ec eiv es th s eg m en te d   im ag e.     3 . 4 .     F e a t ure  ex t r a ct io n by   d ua l t re co m plex   dis cr et wa v elet   t ra ns f o r m s   T h s eg m en ted   af f ec te d   p a r p ictu r es  ar s en t o   f ea t u r e x tr ac tio n   a n d   th f ea tu r es  ar e   ex tr ac ted   u tili zin g   DT - C DW T   [ 2 5 ] DT - C DW T   ex tr ac ts   f ea tu r es  ac co r d in g ly   f r o m   th e   s eg m en ted   i m ag es.  B y   u tili zin g   DT - C DW T   th g r ay s ca le  s tatis tic  f ea tu r es  an d   f ea tu r es  o f   H ar alick   t ex tu r in clu d m ea n ,   s k ewn ess ,   co n tr ast,  an d   h o m o g en e ity .   T h c r ea tio n   o f   n o v el   ex tr ac tio n   o p e r ato r   em p lo y in g   r id g cu r v id en tific atio n   is   th e   m ain   o b jectiv o f   th DT - C D W T   b ein g   p r esen ted .   I n   ( 6 )   e x p r ess es it.     ( ) = , , ( ) ,   ( 6 )     W h er   d en o tes  s ca lin g   f ac to r   th at  d en o tes  f r e q u en cies  ar in v er s e;  ,   d en o ted   as  s et  o f   weig h tin g   co ef f icien ts ( )   d en o tes  s h if alo n g   tim ax is   in tr o d u ce d   b y   th d ilatio n   p ar am eter ;   an d   , ( )   ar a   co llectio n   o f   f u n d am en tal  f u n ctio n s   th at  ca n   b ac q u ir ed   b y   alter in g   s ca lin g   f u n ctio n .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   429 - 4 4 2   434   3 . 4 . 1 .   G ra y s ca le  s t a t is t ic  f ea t ures   I n   th is   p ar t,  th e   w av elet  t r a n s f o r m   was  u s ed   to   elim in ate   g r ay s ca le  s tatis tical  ch ar ac te r is tics   lik e   m ea n   an d   s k ewn ess .   Ad d itio n ally ,   th f o llo win g   tech n iq u es  ar e:   i)   Me an t h im ag e' s   m ea n   co lo r   v alu ca n   b u s ed   to   d ef in t h m ea n .   I t e x p r ess ed   in   ( 7 ) .     [ ] = ( × ) [ ]   ( 7 )     W h er , k , N   d en o te d   as  th o r d er   o f   f ilter [ ]   d en o ted   as  th e   d ata   p o in ts   o f   m ea n   im a g e ;   an d   [ ]   d en o ted   as a p p r o x im atio n   a n d   d etail  co ef f icien t o f   m ea n   im a g e.   ii)   S k e w n e s s :   i t   u s e s   d e v ia t i o n   as   a   m e a s u r e   o f   t h e   d e g r e e   o f   as y m m e t r y   i n   t h e   d i s t r i b u t i o n .   I n   ( 8 )   e x p r e s s es   i t .     [ ] = = [ ] [ ]   ( 8 )     W h er j , k , N   d en o ted   as  th e   o r d er   o f   f ilter ;   [ ]   d en o ted   as  th d ata  p o in ts   o f   m ea n   im a g e;     [ ]   d en o te d   as  ap p r o x im ati o n   a n d   d etail  co e f f icien o f   m ea n   i m ag e ;   an d   [ ]   co m p u ted   b y   r u n n in g   it  th r o u g h   s ev er al  s eg m e n ts   o f   i m ag e.     3 . 4 . 2 .   H a ra lic k   t e x t ure  f ea t ures   I n   th is   s ec tio n ,   th wav elet  tr an s f o r m   was  u s ed   to   elim in at Har alick   t ex tu r p r o p er ties   in clu d in g   h o m o g en eity   an d   co n tr ast.  Ad d itio n ally ,   th f o llo win g   tec h n iq u es a r e:   i)   C o n tr ast:   it  ca lcu lates  th d en s ity   co n tr ast  b etwe en   p ix e an d   its   s u r r o u n d in g   p i x els  th r o u g h o u th e   wh o le  im ag e.   I n   ( 9 )   ex p lain s   th co n tr ast.      [ ] = [ ] [ 2 ] =   ( 9 )     W h er  [ ]   s y n th esized   to   lo w - f r e q u en cy   o f   DT - C DW T   co ef f icien t;  , ,   d en o te d   as  th o r d er   o f   f ilter [ ]   d en o ted   as  th d ata   p o in ts   o f   m e an   im ag e;  [ ]   d e n o ted   as  ap p r o x im atio n   an d   d etail   co ef f icien t o f   m ea n   im a g e ;   an d   [ ]   co m p u ted   b y   r u n n in g   it th r o u g h   s ev er al  s eg m e n ts   o f   im ag e.   ii)   Ho m o g en eity :   i is   em p lo y ed   t o   q u an tify   h o w   clo s th e   d is tr i b u tio n   o f   GL C elem en ts   is   ap p r o x im ated   to   th GL C d iag o n al.   I n   ( 1 0 )   ex p lain s   th h o m o g en eity .     [ ] = [ ] [ 2 ] =   ( 1 0 )     W h er e   [ ]   s y n th esized   to   h ig h - f r eq u en cy   o f   DT - C DW T   co ef f i cien t;  j , k , N   d en o ted   as  th o r d er   o f   f ilter [ ]   d en o ted   as  th d ata   p o in ts   o f   m e an   im ag e;  [ ]   d e n o ted   as  ap p r o x im atio n   an d   d etail   co ef f icien t o f   m ea n   im a g e ;   an d   [ ]   co m p u ted   b y   r u n n in g   it th r o u g h   s ev er al  s eg m e n ts   o f   im ag e.     Fin ally ,   g r a y s ca le  s tatis tical  a n d   Har alick   tex tu r f ea t u r es  a r ex tr ac ted   f r o m   th i m ag es  to   ca p tu r e   im p o r tan t   in ten s ity   an d   tex t u r in f o r m atio n .   T h ese  e x tr ac ted   f ea tu r es  a r th e n   u s ed   as  in p u to   th e   W DC GAN   m o d el.   Usi n g   th is   ap p r o ac h ,   th m o d el  class if ies  th im ag es  in to   f o u r   ca teg o r ies:   g lio m a,   m en i n g io m a ,   p itu itar y   tu m o r ,   an d   n o   tu m o r .       3 . 5 .     Cla s s if ica t io n us ing   WDCG AN   W DC GAN   [ 2 6 ]   is   d is cu s s ed   i n   th is   s ec tio n .   W DC GAN   g en er ates  to   cr ea te  n ew  d ata  b y   r an d o m l y   ad d in g   n o is an d   f itti n g   im a g e s   to   class if y   th b r ain   tu m o r .   W DC GAN   ca n   clas s if y   th o u tp u ty p b y   ad d i n g   co n d itio n al  d ata  to   th lab el  o f   th g en er ato r .   In   ( 1 1 )   r ep r es en ts   th two   co m p o n en ts   o f   th W D C GAN 's  to ta l   ad d itio n   co n d itio n al.     = = 1   ( 1 1 )     W h er   r ep r esen th in p u o f   W DC GAN   an d     r ep r esen th o u tp u ts   o f   W DC GA N .   T h o r ig in al  im ag es  ar class if ied   to   cr ea te   th b r a in   tu m o r   im ag es,  w h ich   is   th e n   f ed   in to   th W DC GAN   clas s if ier   an d   it  is   g iv en   as  in   ( 1 2 ) .     ( ) = [ ( ) ]   ( 1 2 )     W h er ( )   d en o ted   as  th e   tr an s f o r m ed   i m ag es;  [ ( ) ]   d en o ted   as  th e   s u b   s am p lin g   lay er   is   to   less en   th e   alter ed   d ata' s   v ar ian ce ;   an d     r ep r esen ts   th v alu es  o f   s p ec if ic  ch ar ac ter is tic  in   s ec tio n   o f   th in p u Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B r a in   tu mo r   s eg men ta tio n   a n d   cla s s ifica tio n   u s in g   a r tifi cia l h u mmin g b ir d     ( R a d h a kris h n a n   K a r th ikey a n )   435   lay er .   T h e   W DC GAN   cla s s if i er   u s es  th ex ten d ed   d ata  as  its   in p u t,  an d   to   class if y   d i r ec tly   f r o m   th d ata  an d   it is   g iv en   as  in   ( 1 3 ) .     ( ) = [ ( ) + [ ( ) ] ]   ( 1 3 )     W h er ( )   d en o ted   as  th e   tr an s f o r m ed   i m ag es;  [ ( ) ]   d en o ted   as  th e   s u b   s am p lin g   lay er   is   to   less en   th e   alter ed   d ata' s   v ar ian ce   r ep r esen ts   th v alu es  o f   s p ec if ic   c h ar ac ter is tic  in   a   s ec tio n   o f   th in p u t   lay er ;   an d     d en o te d   as  th m a x - p o o lin g   f u n ctio n .   T h e   p u r p o s o f   th s u b s am p lin g   la y er   is   to   less en   th v ar ian ce   o f   th m o d if ied   d ata  in   o r d er   to   co m p u te  th v al u e s   o f   ce r tain   im ag es  in   th s e ctio n   o f   in p u lay er   an d   co m b in th em   to g eth e r .   T h en   th v ar ian ce   o f   th m o d if i ed   d ata  is   g iv en   as  in   ( 1 4 ) .     ( , ) =    ( | )    ( 1 4 )     W h er    r ep r esen ts   th d is cr im in ato r ' s   o u tp u an d    ( | )   d en o ted   as  th g e n er ated   d ata  an d   th e   o r ig in al  d ata  d is tr ib u tio n .   Fin ally ,   W DC GAN   clas s if ies  b r ain   ca n ce r s   in to   f o u r   g r o u p s m en in g io m a,   p itu itar y ,   g lio m a,   an d   n o   tu m o r .   Her e,   t h weig h t a n d   b ias    p ar am eter s   o f   W DC GA N   ar tu n ed   u s in g   AHBOA.     3 . 6 .     O pti m iza t io n f o WDCG AN   us ing   AH B O A   AHBOA  [ 2 7 ]   is   p r o p o s ed   to   en h an ce   th weig h ts   o f   th W DC GAN .   T h weig h p ar a m eter     o f   W DC GAN   is   o p tim ized   u s in g   th p r o p o s ed   AHBOA.  AHB OA  is   co n s id er ed   th s m allest  b ir d s   in   th e   wo r ld ,   h u m m in g b ir d s   a r am az i n g   c r ea tu r es.  Hu m m i n g b ir d s   ar e   th m o s in tellectu al   s p ec ies  o n   th e   p lan et,   ev e n   h u m an s ,   if   i n tellig en ce   is   d ete r m in ed   u s in g   b r ain - to - b o d y   r a tio .     Step   1 i n itializatio n .   AHBOA's   f ir s p o p u latio n   was  cr e ated   at  r a n d o m .   I n   ( 1 5 )   th e n   d er i v es  th e   in itializatio n .     =  + . (   )   ( 15 )     W h er R   d en o ted   as  th e   r an d o m   v ec to r   b etwe en   [ 0   an d   1 ]   d en o tes  th i th   f o o d   s u p p l y   f its   in to   th e   s o lu tio n   o f   a   p ar ticu lar   is s u e ;   an d            b o u n d s ,   b o th   u p p e r ,   lo wer ,   f o r   d - d im e n s io n al  p r o b lem .     Step   2 r an d o m   g en er atio n .   T h in p u weig h p ar am ete r s   ar g en er ated   r an d o m ly   f o llo win g   in itializatio n   u s in g   th AHBOA a p p r o ac h .     Step   3 f itn ess   f u n ctio n .   T h in p u weig h p ar a m eter s   ar g en er ated   r a n d o m ly   f o llo win g   in itializatio n   u s in g   th AHBOA a p p r o ac h .           =    [ ]   ( 1 6 )       Step   4 ex p lo r atio n   p h ase .   T h th r ee   f ly in g   s k ills   o m n id ir ec tio n al,   d iag o n al  an d   ax ial  f lig h ts   th at  ar ad eq u ately   u tili ze d   d u r in g   f o r ag in g   a r r e p r esen ted   b y   d i r ec tio n   s witch   v ec to r   in   th AHA  m eth o d .     I n   d - d im e n s io n   s p ac e,   th is   v ec to r   d eter m in es  wh eth er   o n o r   m o r d ir ec tio n s   ex is t.  T h ex p lo r in g   p h ase   is   th en   g iv en   b y   ( 1 7 ) .     ( + 1 ) = , ( ) + . . ( ( ) , ( ) )   ( 1 7 )     W h er , ( )   is   wh er th i th   h u m m in g b ir d   p lan s   to   v is it  wh en   it  c o m es  to   f in d in g   f o o d ( + 1 )   is   wh er i th   f o o d   s u p p ly   at  tim T   d en o ted   as  th d ir ec ted   f ac t o r   an   is   d is tr ib u ted   n o r m ally   ac co r d in g   to   N( 0 ,   1 ) ;   an d   H   d en o ted   as  th p o ten tial  f o o d   s u p p ly   h as  h ig h er   r ate  o f   n ec tar   r e p len is h m en th an   th e   o n th at  ex is ts   n o w.     Step   5 e x p lo itatio n   p h ase  f o r   o p tim izin g   .   Af ter   v is itin g   i ts   tar g et  f o o d   s o u r ce   an d   co n s u m in g   th n ec tar   f r o m   f lo wer s ,   h u m m i n g b ir d   s ea r ch es  f o r   a   n ew  f o o d   s o u r ce   r ath er   th an   g o i n g   t o   an o th er .   Af te r   th at,   it  tak es  o f f   f o r   n ea r b y   ar ea   with in   its   o wn   r an g e,   wh er it  m ig h t   d is co v er   f r esh   f o o d   s o u r ce   o r   s o m eth in g   b etter   t h an   wh at  it  n o h as.  I n   ( 1 8 )   th en   p r o v id es   th ex p lo itatio n   p h ase.     ( + 1 ) = ( ) + . . ( )   ( 1 8 )     W h er ( + 1 )   d en o tes  i th   f o o d   s u p p ly   at  tim T   d en o ted   as  th d ir ec ted   f ac to r   an   is   d is tr ib u ted   n o r m ally   ac co r d in g   to   N( 0 ,   1 ) ;   H   d en o te d   as  th p o ten tial   f o o d   s u p p ly   h as  h ig h er   r a te  o f   n ec tar   r ep len is h m en th an   th o n th at  ex is ts   n o w ;   an d     is   ter r ito r ial  co m p o n en th at  h as  m ea n   o f   0   an d   d is tr ib u ted   ac co r d in g   to   th n o r m al  d is tr ib u tio n   0 , 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   429 - 4 4 2   436     Step   6 t er m in ati o n .   T h wei g h p a r am eter   o f   g en er at o r     f r o m   atten tio n   in d u ce d   m u lti  h ea d   C NN   is   o p tim iz ed   b y   u tili zin g   AHBOA an d   it  wil r ep ea s tep   3   u n til  it  o b tain s   it s   h altin g   cr iter ia  = + 1 .   T h en   W DC GAN - AH B OA - S C B T m eth o d   ef f ec tiv ely   class if ies  th b r ain   tu m o r   lik g lio m a,   m en in g io m a ,   p itu itar y ,   an d   n o   tu m o r .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h e   u n t r i e d   r e s u l t s   o f   w is h ed - f o r   W DC G AN - A HB OA - SC B T   a r e   c o n f e r r e d   i n   t h is   s e c t o r .   T h s i m u l at i o n   i s   e x e c u t e d   i n   P y t h o n   u s i n g   P C   d o n e   I n t e l   c o r e   i 5 ,   8   G B   R A M ,   2 . 5 0   G H z   C PU ,   W i n d o ws   7   u t i l i z i n g   B r a T S   d at a s et .   O b t ai n e d   o u t c o m e   o f   t h e   p r o p o s e d   W D C GA N - A HB OA - SC B T   a p p r o a c h   i s   a n a l y z e d   wi t h   e x i s ti n g   3 D - U Ne t - D NN - SC B T   [ 1 6 ] ,   C NN - l o n g   s h o r t - t e r m   m e m o r y   ( L S T M ) - SC B T   [ 1 7 ] ,   a n d   D N N S C B T   [ 1 8 ]   s y s tem s .   Fig u r 2   d is p lay s   o u t p u t o f   p r o p o s ed   W DC GAN - A HB OA - S C B T   s y s tem .           Fig u r 2 .   Ou t p u t r esu lt o f   p r o jecte d   W DC GA N - AHB OA - S C B T   m eth o d       4 . 1 .     P er f o r m a nce  m e a s ures   T h ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   an d   m ea n   s q u a r e r r o r   ( MSE )   p er f o r m an ce   m ea s u r es   ar u s ed   t o   an aly ze   th d esire d   s lan t' s   p er f o r m an ce .   T h f o llo win g   p ar am eter s   ar co m p u te d   u s in g   th s u g g ested   ap p r o ac h   to   o b tain   th d if f er en v alu es,  an d   th eir   s ig n if ican ce   is   em p h asized   b y   c o m p ar is o n   with   th cu r r en t m eth o d s .     A c c u r a c y :   a c c u r a c y   d e f i n e s   d e t e c t i o n   r a t e ,   w h i c h   a r e   c o r r e c t l y   c a t e g o r i z e d .   T h e n   f o r m u l a   i s   d e r i v e d   i n   ( 1 9 ) .       = (  +  ) (  +  +  +  )   ( 1 9 )       Pre cisi o n p r ec is io n   co m p u tes  th co u n t   o f   tr u p o s itiv es  d iv id ed   t h r o u g h   tr u e   p o s itiv es  p lu s   n u m b er ,   f alse p o s itiv n u m b e r . I t is g iv en   b y   ( 2 0 ) .       =  (  +  )   ( 2 0 )       MSE it  is   m ea s u r ed   b y   MSE ,   r is k   f u n ctio n   in   s tatis tics .   I f   y o u   wis h   to   p en alize   h u g e   er r o r s   m o r e   th a n   litt le  o n es  in   r eg r ess io n   an d   y o u   t h in k   y o u r   o b jectiv is   n o r m ally   d is tr ib u te d ,   u tili ze   MSE .   T h en   t h e   MSE   is   d er iv ed   in   ( 2 1 ) .     MSE = 1 ( ̂ ) = 1   ( 2 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B r a in   tu mo r   s eg men ta tio n   a n d   cla s s ifica tio n   u s in g   a r tifi cia l h u mmin g b ir d     ( R a d h a kris h n a n   K a r th ikey a n )   437   4 . 2 .     P er f o r m a nce  a na ly s is   Fig u r es  3   to   5   d ep icts   s im u la tio n   o u tco m W DC GAN - AH B OA - S C B T   m eth o d .   T h p er f o r m an ce   m etr ics  ar co m b in ed   with   e x is tin g   3 D - UNet - DNN - SC B T ,   C NN - L STM - SC B T ,   an d   D NN - SC B T   m eth o d s .   Acc u r ac y   a n aly s is   is   s h o wn   i n   Fig u r e   3 .   T h e   p r o p o s ed   W DC GAN - AH B OA - S C B T   attain s   3 1 . 8 2 ,   3 2 . 0 4 ,   a n d   3 2 . 3 6 g r ea ter   ac cu r ac y   f o r   b r ain   tu m o r   im ag w h ich   is   ex am in ed   co m p ar e d   with   ex is tin g   3 D - UNet - DNN - SC B T ,   C NN - L STM - S C B T ,   an d   DNN SC B T   m eth o d s .   Fig u r 4   d ep icts   th p er f o r m an ce   an aly s is   o f   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y .   T h p r o p o s ed   W DC GAN - AH B OA - SC B T   attain s   3 1 . 1 8 ,   3 2 . 7 5 ,   an d   3 2 . 9 0 g r ea ter   f o r   p r ec is io n attain s   2 9 . 1 8 ,   3 0 . 5 1 ,   an d   3 1 . 7 5 g r ea ter   f o r   s en s itiv ity attain s   3 2 . 5 3 ,   3 2 . 7 1 ,   an d   3 2 . 8 1 g r ea ter   f o r   r ec all attain s   3 0 . 1 5 ,   3 1 . 5 0 ,   a n d   3 2 . 9 1 h i g h er   f o r   s en s itiv ity ;   an d   attain s   2 8 . 9 5 ,   3 1 . 2 0 ,   an d   3 2 . 4 8 % h ig h er   f o r   F1 - s co r e   [ 2 8 ]   wh ich   is   an aly ze d   with   ex is tin g   3 D - UNet - DNN - SC B T ,   C NN - L STM - SC B T ,   an d   DNN SC B T   m eth o d s .   An aly s is   o f   MSE   is   s h o wn   in   Fig u r 5 .   T h p r o p o s ed   W DC GA N - AHBOA - S C B T   attain s   2 8 . 7 2 ,   3 0 . 9 4 ,   an d   3 1 . 0 4 lo wer   MSE   f o r   g lio m a attain s   2 9 . 6 8 ,   3 0 . 7 1 ,   an d   3 1 . 9 2 lo wer   MSE   f o r   m en in g io m a ; a ttain s   3 1 . 5 3 ,   3 2 . 8 3 ,   an d   3 2 . 1 1 %   lo wer   MSE   f o r   p itu itar y ;   an d   attain s   2 9 . 7 5 ,   3 0 . 8 0 ,   an d   3 1 . 1 5 lo wer   MSE   f o r   n o   tu m o r   im a g wh ich   is   an aly ze d   with   ex i s tin g   3 D - UNet - DNN - SC B T ,   C NN - L STM - S C B T   an d   DNN SC B T   m eth o d s .           Fig u r 3 .   Acc u r ac y   a n aly s is           Fig u r 4 .   Per f o r m an c an aly s i s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 :   429 - 4 4 2   438       Fig u r 5 .   Me an   s q u ar e r r o r   a n aly s is       T ab le  2   p r esen ts   s o m co m p ar ativ an aly s es  d o n a m o n g   v ar io u s   m eth o d s   f o r   s eg m en tin g   b r ain   tu m o r s   an d   ca teg o r izatio n ,   s h o win g   s tr ik in g   v ar ia n ce   in   ce r tain   p er f o r m an ce   m etr ics  s u ch   as  ac cu r ac y p r ec is io n k ap p s tatis tic  ( K ap p a) ,   Ma tth ew  co r r elatio n   co ef f icien ( MCC ) ,   av er ag Hau s d o r f f   d is tan ce   ( AHD) ,   p r o ce s s in g   tim e er r o r   r ate,   in ter s ec tio n   o v er   u n i o n   ( I o U) ,   d ice  s im ilar ity   co e f f icien t s p ec if icity   s co r e ,   an d   Hau s d o r f f   d is tan ce .   T h e   C NN  ap p r o ac h   h ad   an   a cc u r ac y   o f   8 9 . 5 7 with   p r ec is io n   at  9 0 . 8 6 an d   K ap p a   v alu e   o f   9 0 . 4 5 ,   d ep i ctin g   g o o d   p er f o r m a n ce   b u with   r elativ ely   h ig h   p r o ce s s in g   tim at   0 . 7   a n d   an   er r o r   r ate  o f   0 . 6 .   Am o n g   th e m ,   th e   HABW MF m eth o d   h ad   a   lo wer   ac cu r ac y   o f   7 8 . 5 4 b u t   v er y   h ig h   p r ec is io n   at  8 9 . 0 7 %.  On   th e   o th er   h an d ,   th DNN  ap p r o ac h   ac h iev ed   h ig h er   ac cu r ac y   o f   9 0 . 6 5 at  p r ec is io n   8 8 . 9 6 %,  r e f lectin g   it s   v er y   s tr o n g   p er f o r m a n ce   in   v ar io u s   m etr ics s u ch   as M C C   a n d   I o U.       T ab le  2 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   b r ain   tu m o r   s eg m e n tatio n   m eth o d s   M e t h o d s   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   K a p p a   st a t i st i c   M C C   AHD   P r o c e ss i n g   t i m e   Er r o r   r a t e   I o U   D i c e   si mi l a r i t y   S p e c i f i c i t y   sco r e   H a u s d o r f f   d i s t a n c e   C N N   [ 1 6 ]   8 9 . 5 7   9 0 . 8 6   9 0 . 4 5   8 8 . 7 8   7 9 . 5 6   0 . 7   0 . 6   8 8 . 9 5   7 5 . 4   6 5 . 4   76   H A B W M F O   [ 1 7 ]   7 8 . 5 4   8 9 . 0 7   8 8 . 9 7   8 9 . 4 7   7 9 . 9 7   0 . 6   0 . 4   8 9 . 7 5   5 8 . 7 6   7 7 . 9 7 6   73   DNN  [ 1 8 ]   9 0 . 6 5   8 8 . 9 6   9 0 . 5 2   8 9 . 6 3   9 0 . 8 2   0 . 5   0 . 6   8 9 . 6 2   6 6 . 5 7   8 5 . 2 4   77   D TC G W T   [ 1 9 ]   9 0 . 4 8   8 9 . 7 4   7 8 . 5 5   8 9 . 4 2   9 3 . 5 1   0 . 4   0 . 5   8 9 . 7 2   7 5 . 4 2   6 5 . 3   76   D C N N   [ 2 0 ]   9 0 . 2 3   8 9 . 9 8   9 0 . 5 3   9 2 . 8 2   9 0 . 9 1   0 . 6   0 . 6   9 2 . 8 2   6 7 . 8 2   7 4 . 8 1   69   S V M - A N F I S   [ 2 1 ]   9 0 . 8 1   8 8 . 6 2   9 0 . 8 3   8 9 . 8 2   9 0 . 7 9   0 . 5   0 . 4   8 9 . 7 2   6 6 . 4   8 5 . 6   76   W D C G A N - A H B O A - S C B T   ( p r o p o s e d )   9 9 . 9 7   9 8 . 8 2   9 9 . 8 2   9 9 . 8 3   9 9 . 8 9   0 . 1   0 . 1   9 9 . 8 3   9 5 . 8 2   9 6 . 6   25       T h SVM - ANFI S d em o n s tr ated   th ef f ec tiv en ess   o f   th e   co m b in atio n   o f   m ac h in lea r n in g   with   f u zz y   lo g ic  an d   th ac c u r ac y   o f   9 0 . 8 1 %   an d   p r ec is io n   o f   8 8 . 6 2 % .   T h p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   W DC GAN - AH B OA - SC B T ,   was  f ar   m u c h   b etter   w ith   an   ac c u r ac y   o f   9 9 . 9 7 % ,   p r ec is io n   o f   9 8 . 8 2 % ,   Kap p a   o f   9 9 . 8 2 ,   an d   MCC   o f   9 9 . 8 3   at  th e x p en s o f   all  o t h er   m eth o d s .   T h e   ap p r o ac h   al s o   p r esen ted   im p r o v e d   v alu es  o f   AHD,   I o U,   an d   d ice  s im ilar ity   co ef f icien wi th   th least  v alu es  o f   p r o ce s s in g   tim an d   e r r o r   r ate  at  0 . 1   an d   v e r y   lo w   Hau s d o r f f   d is tan ce   o f   2 5 .   I i s   th is   in - d ep th   co m p ar is o n   th at  p r o v id es  r ea s o n   to   b eliev e   th at  th s u g g ested   ap p r o ac h   is   m u ch   s u p er io r   to   th cu r r en o n es  in   te r m s   o f   en h an ce m en o f   th e   s eg m en tatio n   an d   ca teg o r izatio n   o f   ac cu r ac y ,   ef f icien cy ,   an d   r eliab ilit y .   T ab le  3   co n tr asts   th co m p u tatio n al  co s an d   c o m p lex ity   o f   m an y   tech n i q u es  f o r   s eg m en tin g   an d   class if y in g   b r ain   tu m o r s .   T h co m p u tin g   d em an d s   v ar y   f o r   e ac h   ap p r o ac h ,   t h u s   m ak in g   b ig   d if f er e n ce   in   th e   ap p licab ilit y   an d   p e r f o r m an ce   o f   an   ap p licab le  tech n iq u e.   T h C NN  ap p r o ac h   d is p lay s   m o d est  ef f icien cy   i n   b o th   co m p u tatio n al  c o s an d   co m p lex ity ,   with   v alu o f   0 . 5   a n d   0 . 7 ,   r esp ec tiv ely .   T h HABW MF O   m eth o d o l o g y   h as  lo wer   lev e o f   co m p lex ity ,   s tan d in g   at  0 . 6 ,   y et  h ig h er   o n   c o m p u tatio n al  co s t,  s tan d in g   at  0 . 7 ,   wh ic h   m ea n s   th is   tech n iq u is   less   co m p licated   t h an   s o m o th er   tech n iq u es  b u r eq u ir es  m o r co m p u tatio n al  r eso u r ce s .   T h DNN  ap p r o ac h   is   r eso u r ce - in ten s iv b u h as  co m p ar ativ ely   s im p ler   co m p u tatio n al   s tr u ctu r e,   as  in f er r ed   f r o m   its   co m p u tatio n al  c o s o f   0 . 7   a n d   co m p le x ity   o f   0 . 5 .   T h DT C GW T   0 2 4 6 8 10 12 Gli o m a Me n in g io m a Pi tu i tar y No   T u m o r MSE Dif f er en b r ain   tu m o r   im ag es Pro p o s ed E x is ti n g   1 E x is ti n g   2 E x is ti n g   3 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.