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 .   3 ,   J u n 2 0 2 6 ,   p p .   2337 ~ 2 3 4 6   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 3 . p p 2 3 3 7 - 2 3 4 6           2337     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 d ete ction using  V G G - 1 6  mo del       Aicha   O us s o u s ,   Abderra hm a ne  E z - Z a ho ut,   So um ia   Z it i   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s,  M o h a mm e d   V   U n i v e r si t y   i n   R a b a t ,   R a b a t ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   2 9 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   2 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ap r   2 0 ,   2 0 2 6       Re se a rc h   in   m e d ica ima g e   a n a ly sis,  sp e c ifi c a ll y   th ro u g h   d e e p   c o n v o l u ti o n a l   n e two rk s,   a d d re ss e th e   c h a ll e n g e o m a n u a ll y   a n a ly z i n g   larg e   m a g n e ti c   re so n a n c e   ima g in g   ( M RI )   ima g e   v o l u m e fo r   b ra i n   t u m o d e te c ti o n .   Th e   m a n u a a n a l y sis  is   ti m e - c o n su m i n g ,   ted i o u s ,   a n d   p r o n e   to   i n a c c u ra c ies   d u e   to   su b tl e   v isu a l   sim il a rit ies   b e t we e n   n o rm a ti ss u e   a n d   tu m o c e ll s.  Th is   re se a rc h   a ims   to   a u t o m a te  tu m o d e tec ti o n ,   in c re a sin g   a c c u ra c y   a n d   e fficie n c y   in   m e d ica trea tme n ts.  Th is   stu d y   a ime d   to   d e v e l o p   a   m o d e l   c a p a b le  o f   c las sify in g   b ra in   tu m o rs  2 M RI  ima g e s,  a n d   th e   c o n v o l u ti o n a l   n e u ra n e two r k   ( CNN ) - b a se d   m o d e l   su c c e ss fu ll y   a c h iev e d   a n   a c c u ra c y   o f   9 9 . 2 1 %   b u t   su ffe re d   fr o m   n o ti c e a b le  Ov e rfit ti n g .   Im p lem e n ti n g   t h e   in d e p e n d e n t   tes ts  se a n d   e a rly   sto p p in g   m it ig a ted   th is  issu e ,   m a k in g   th e   m o d e m o re   re li a b le  f o p r o d u c ti o n   d e p l o y m e n a n d   d e m o n st ra ti n g   i ts  p o ten ti a i n   su p p o r ti n g   p h y sic i a n in   d e tec ti n g   b ra i n   tu m o rs ,   t h e re b y   e n h a n c in g   trea tme n e fficie n c y .   Th e   u se   o P y th o n ,   Ten s o rF l o w,  a n d   Ke ra fa c il it a ted   th e   d e v e l o p m e n t   o f   t h e   p ro p o se d   so l u ti o n ,   fo c u sin g   o n   a   d i v e rse   se o f   M RI   ima g e with   v a ry in g   tu m o siz e s,  lo c a ti o n s,   sh a p e s,  a n d   in ten siti e s.   K ey w o r d s :   B r ain   tu m o r   d etec tio n   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   m o d el   Dee p   lear n in g   Ma g n etic  r eso n an ce   im a g in g     Seg m en tatio n   VGG - 16   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 :   Aich a   Ou s s o u s   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   Facu lty   o f   Scien ce s ,   Mo h am m ed   Un iv er s ity   in   R ab at   R ab at,   Mo r o cc o   E m ail : a ich a_ o u s s o u s @ u m 5 . a c. m a       1.   I NT RO D UCT I O N   Dee p   lear n in g   s ig n if ican tly   i m p ac ts   th m ed ical  f ield   [ 1 ] ,   in clu d in g   th d e v elo p m en o f   n ew  d r u g s ,   im p r o v e d   clin ical  d ec is io n - m ak in g ,   an d   in n o v ativ m e d icin [ 2 ] .   Me d ical  im ag in g ,   wh ich   in v o lv es     non - in v asiv v is u aliza tio n   o f   th b o d y ' s   in ter io r ,   is   cr itical  f o r   d iag n o s is   an d   tr ea tm en t ,   r ely in g   o n   im ag e   s eg m en tatio n   to   en h a n ce   ef f ec tiv en ess   [ 3 ] .   I n   co n tex o f   b r ai n   tu m o r   class if icatio n ,   m ed ica im ag p r o ce s s in g   ev alu ates  3 d atasets   f r o m   c o m p u ted   to m o g r ap h y   ( CT )   o r   m ag n etic  r eso n an ce   im ag in g   ( MRI )   s ca n n er s   to   d iag n o s d is ea s es,  p lan   s u r g er ies,  an d   co n d u ct  r esear ch .   R ad io lo g is ts ,   p h y s ician s ,   an d   en g in ee r s   an aly ze   h u m an   an ato m y   t h r o u g h   m ea s u r es,  s tatis tical  an aly s is ,   an d   s im u latio n   m o d els  in c o r p o r at in g   r ea l   an ato m ical  g eo m etr ies,  en h a n cin g   i n s ig h ts .   T u m o r s   r ef e r   to   ab n o r m al  c ell  g r o wth ,   wh ile  ca n ce r   is   ty p o f   tu m o r   [ 4 ] .   Dee p   lear n in g   h as  d em o n s tr ated   p r o m is in g   r esu lts   in   au to m ated   b r ain   tu m o r   clas s if icatio n ,   en h an cin g   d iag n o s tic  ac cu r ac y   an d   f ac ilit atin g   tim ely   i n ter v en tio n s   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   Var io u s   ar c h itectu r es,  s u ch   as  co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs ) , U - Net,   an d   V - Net,   h av b ee n   ev alu ate d   o n   p o p u lar   d atasets   lik b r ain   tu m o r   s eg m e n tatio n   c h allen g ( B r aT S ) in ter n et   b r ain   s eg m en tatio n   r e p o s ito r y   ( I B SR ) ,   an d   m ed ical  im ag e   co m p u tin g   an d   c o m p u ter   ass is ted   in ter v e n tio n   ( MI C C AI )   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   Ho wev er ,   ch allen g es  r e m ain ,   in clu d in g   th e   n ee d   f o r   lar g e ,   an n o tated   d at asets   to   ad d r ess   is s u es  lik c lass   im b alan ce ,   d ata  s ca r city ,   an d   in ter - s ca n n er   v ar iab ilit y .   Fu r th er   r esear ch   is   ess en tial  to   im p r o v d iag n o s tic  ac cu r ac y   a n d   clin ical  d ec is io n - m ak in g   in   n eu r o - o n co l o g y   [ 9 ] .   Key   c h a llen g es  an d   f u tu r d ir ec tio n s   in clu d cr ea tin g   lar g e - s ca le,   m u lti - m o d al,   an d   an n o tated   d atasets ,   s tan d ar d iz in g   ev al u atio n   m etr ics,  an d   i n teg r atin g   ex p lain a b le  ar tific i al  in tellig en ce   in to   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 .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 3 3 7 - 2 3 4 6   2338   clin ical  en v ir o n m en ts   [ 1 0 ] .   D esp ite  th ch allen g es  in   m ed ic al  im ag e   an aly s is ,   d ee p   lear n in g   tec h n iq u es   h av e   im p r o v e d   b r ain   tu m o r   class i f icatio n ,   b en e f itin g   p atien o u tco m es  b y   in c r ea s in g   ac cu r ac y   an d   r e d u cin g   m an u al  lab o r .   T h ese  ad v a n c em en ts   co n tr ib u te  to   a   b ette r   u n d er s tan d in g   o f   b r ain   tu m o r s   an d   o p tim ize  tr ea tm en t stra teg ies f o r   r esear ch er s ,   clin ician s ,   an d   m e d ical  im ag in g   p r o f ess io n als.   Gli o m s e g m e n ta ti o n ,   c r u cia as p ec o f   m e d i ca l   im a g p r o ce s s i n g ,   in v o l v es  d e te cti n g   t u m o r s   i n   t h e   b r ai n   a n d   s p i n al   c o r d .   MRI   d a ta   d e r i v e d   f r o m   cl in ica l   s c an s   o r   a r ti f ic ial   d ata b ases   [ 1 1 ]   c a n   b e   c o m p l ex   d u e   to   v a r i ati o n s   i n   s ca n n i n g   e q u i p m e n t   a n d   t ec h n i q u es,   r es u l ti n g   i n   i n te n s it y   d i f f e r e n c es   a cr o s s   i m a g es .   T h ch all en g e   is   f u r t h e r   c o m p l ic ate d   b y   th n ec ess it y   o f   u s i n g   m u lti p le   m o d a liti es  to   d is ti n g u is h   tu m o r   s u b - r e g i o n s .       2.   RE L AT E WO RK     Dee k s h et  a l.   [ 1 2 ]   in tr o d u c C NN - b ased   m o d el  f o r   c lass if y in g   p r ev alen t   b r ain   tu m o r   ty p es,   in clu d in g   m en in g i o m as,  g lio m as,  an d   p itu itar y   ad e n o m as ,   u s in g   MRI  im ag es.  T h e   m o d el   is   co n s tr u cted   u s in g   Ker as  an d   T e n s o r Flo w,   in c o r p o r ati n g   lay e r s   o f   co n v o l u tio n ,   p o o lin g ,   an d   c o m p let co n n ec tiv ity .   T h e   p r o p o s ed   m o d el  was  tr ain ed   an d   test ed   o n   d ataset  o f   2 5 3   MRI  s ca n s ,   ac h iev in g   an   a cc u r ac y   o f   9 2 . 6 2 %.    T h C NN  m o d el' s   p er f o r m an ce   was  b en ch m ar k ed   a g ain s tr ad itio n al  class if ier s   s u ch   as  k - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN ) d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   an d   r an d o m   f o r ests   ( R F) ,   with   t h C NN  m o d el  d em o n s tr atin g   s u p er io r   ac cu r ac y .   Ad d itio n ally ,   th a u th o r s   d ev e lo p ed   web   in ter f ac f o r   c o n v en ien t a cc ess   an d   u tili za tio n   o f   th m o d el.   Feb r ian to   et  a l.  [ 1 3 ]   c o n d u ct ed   s tu d y   o n   d etec tin g   b r ain   tu m o r s   in   MRI  im ag es  u s in g   C NNs.  A   d ataset  o f   2 , 0 6 5   im ag es  was  d iv id ed   in to   7 0 tr ain in g ,   1 5 test in g ,   an d   1 5 v alid atio n .   T wo   C NN  m o d els  wer p r o p o s ed   a n d   c o m p ar e d :   m o d el  1   with   o n c o n v o lu tio n   lay er   an d   m o d el   2   with   two   co n v o l u tio n   lay e r s .   Mo d el  2   o u tp er f o r m e d   m o d el   1 ,   with   9 6 av g .   ac cu r ac y   o n   tr ain in g   d ata,   9 3 o n   test   d ata,   an d   an   F 1 - s co r e   o f   9 2 %.  Ho wev er ,   m o d el  2   to o k   lo n g e r   f o r   tr ain in g .   T h s tu d y   co n f ir m ed   C NN's  ef f ec tiv en ess   in   d iag n o s in g   b r ain   tu m o r s   ( 9 3 ac cu r ac y ,   0 . 2 3 2 6 4   lo s s )   an d   em p h asized   th im p ac t   o f   co n v o lu tio n   lay er s   o n   class if icatio n   q u ality .   I m a g a u g m en tatio n   i n cr ea s ed   d iv e r s ity   an d   im p r o v ed   class if icatio n   r esu lts .   T h s tu d y   s u g g ested   th at  u s in g   m o r i m ag es a n d   f o cu s i n g   o n   s p ec if ic  tu m o r   ty p es c o u ld   f u r t h er   en h an ce   class if icatio n   p er f o r m a n ce .   Gay ath r et  a l.  [ 1 4 ]   p r o v i d an   o v er v iew  o f   v ar io u s   s tu d i es  th at  h av u tili ze d   C NN s ,   m u lti - lay er   p er ce p tr o n s   ( ML Ps ) ,   an d   m u l tiv ar iab le  r eg r ess io n   an d   n eu r al  n etwo r k   m o d els  f o r   d etec ti n g   an d   s eg m e n tin g   d if f er en ty p es  o f   ca n ce r s ,   in cl u d in g   b r ain   tu m o r s ,   b lad d e r   ca n ce r ,   an d   lu n g   ca n ce r ,   th r o u g h   m ed ical  im ag in g .   T h r ev iew  ad d r ess es  th ch allen g es  an d   lim itatio n s   o f   th ese  tech n iq u es,  s u ch   as  t h r eq u ir e m en f o r     d o m ain - s p ec if ic  e x p er in ter p r etatio n ,   s ig n if ican a n ato m ical  v ar iatio n s ,   an d   c o n ce r n s   r elate d   to   im ag e   q u ality .   T h au th o r s   cu s to m ized   an d   tr ain ed   v is u al  g eo m etr y   g r o u p   1 6 - lay e r   ( VGG - 16 )   m o d el  o n   d ataset  co n s is tin g   o f   1 , 6 5 5   b r ain   MR I   im ag es  with   tu m o r s   an d   1 , 5 9 8   tu m o r - f r ee   im ag es,   ac h iev in g   9 4 ac cu r ac y   af ter   h y p e r p ar am eter   o p tim iz atio n .   T h ey   also   ev alu ate  h o well  th VGG - 1 6   m o d el  p er f o r m s   co m p ar ed   to   o th er   tech n i q u es f o r   d etec tin g   b r ain   tu m o r s ,   co n f ir m in g   its   ab ilit y   to   id en tify   t h ese  tu m o r s   ac cu r ately .   Ad d itio n ally ,   th au th o r s   h ig h lig h th n ec ess ity   o f   ca r ef u e v alu atio n   an d   u s o f   d ee p   lear n in g   to o ls   in   m ed ical  en v ir o n m en ts .   T h ey   em p h asize  th n ee d   to   co n s id er   eth ical  co n ce r n s   an d   th p o s s ib le  r ep er cu s s io n s   o f   f alse  p o s itiv e s   an d   n e g ativ es .   T h ey   also   s tr ess   th im p o r tan ce   o f   c r ea tin g   clea r   p r o to co ls   f o r   th in co r p o r atio n   o f   th ese  to o l s   in to   h ea lth ca r p r ac tice.   Ma h m u d   et  a l.  [ 1 5 ]   in tr o d u c C NN  f r am ewo r k   s p ec if i ca lly   tailo r ed   f o r   e f f ec tiv b r ain   tu m o r   id en tific atio n   u s in g   MRI .   T h i s   f r am ewo r k   is   co m p ar ed   to   n u m b er   o f   o th er   m o d els,  s u ch   as  R esNet - 5 0 ,   VGG - 1 6 ,   an d   I n ce p tio n - V 3 .   E v alu atio n   is   b ased   o n   cr iter i in clu d in g   ac cu r ac y ,   r ec all,   l o s s ,   an d   ar ea   u n d er   th cu r v ( AUC).   T h f in d in g s   in d icate   th at  th s u g g ested   C NN  f r am ewo r k   o u ts h in es  th o th er   m o d els  in   id en tify in g   b r ain   t u m o r s   f r o m   co llectio n   o f   3 , 2 6 4   MR im ag es.   Gay ath r an d   Ku m ar   [ 1 6 ]   in v e s tig ate  tr an s f er   lear n in g - b as ed   VGG - 1 6   m o d el  f o r   t h s eg m en tatio n   an d   class if icatio n   o f   b r ai n   tu m o r s   u s in g   MRI  s ca n s .   T h is   an aly s is   em p lo y s   th B r aT 2 0 1 8   d ataset.   T h e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   ac h iev es  a n   ac cu r ac y   o f   9 9 . 6 %,  9 5 . 3 5 %,   an d   9 4 f o r   v ar i o u s   tu m o r   lo ca tio n s ,   ex ce ed in g   r esu lts   f r o m   ea r lier   m eth o d s .   I t a ls o   attain s   clas s if icatio n   a cc u r ac y   o f   9 9 . 6 %,  b etter   th an   co m p etin g   m eth o d s   lik s o f tm ax   en s em b le  ( 9 9 . 1 %)  an d   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM ) - r ad ial  b asis   f u n ctio n   ( R B F )   ( 9 7 . 7 0 %).   R ag h u v an s h an d   Dh a r iwal  [ 1 7 ]   an aly ze   th e f f ec tiv en ess   o f   C NNs,  VGG - 1 6 ,   an d   a d d iti o n al  d ee p   lear n in g   m o d els  in   d etec tin g   b r ain   tu m o r s   th r o u g h   MRI  im ag in g .   T h ey   also   d is cu s s   th c lin ical  im p licatio n s   o f   th ese  tech n o lo g ies,  em p h as izin g   th eir   p o ten tial  to   aid   r ad i o lo g is ts   in   b r ain   d iag n o s tics   an d   im p r o v p atien o u tco m es.  T h a u th o r s   s tr ess   t h cr itical  r o le  o f   d ee p   lear n in g   in   th m e d ical  f ield   an d   its   s ig n if ican t in f lu e n ce   o n   b r ai n   tu m o r   r esear ch .   I s m ail  et  a l.  [ 1 8 ]   r ep o r o n   t h u s o f   th e   VGG - 1 6   s tr u ctu r o f   C NNs  f o r   ca te g o r izin g   m ed ica l   im ag es,  s p ec if ically   tar g etin g   d atasets   r elate d   to   b r ain   t u m o r s   an d   Alzh eim e r ' s   d is ea s e.   T h ey   h ig h lig h   th im p o r tan ce   o f   class if y in g   m ed ical  im ag es  an d   h o C NNs,  p ar ticu lar ly   VGG - 1 6 ,   ca n   im p r o v p r ec is io n   an d   d e p en d a b ilit y   in   th is   ar ea .   T wo   d atasets   wer cr ea t ed ,   with   d ata  a u g m e n tatio n   tech n iq u es  s u ch   as   r o tatio n ,   s ca lin g ,   a n d   f lip p in g   em p lo y ed   to   in cr ea s th e   d ata s et  s ize  an d   c o u n ter   class   im b alan ce s .   T h e   r esu lts   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   d etec tio n   u s in g   V GG - 1 6   mo d el   ( A ich a   Ou s s o u s )   2339   s h o th at  th e   m o d el  is   v e r y   e f f ec tiv at  d etec tin g   ir r eg u lar iti es  in   m ed ical   im ag es,  esp ec ial ly   with in   th e   b r ain   tu m o r   d ataset.       3.   M E T H O   T h m eth o d o lo g y   co n s is ts   o f   s ev er al  k ey   s tag es.  I n itially ,   we  ac q u ir ed   p u b licly   av ailab le  d ataset  o f   b in ar y - class   b r ai n   MRI  im ag es  f r o m   t h Kag g le  p latf o r m ,   wh ich   in cl u d es  t o tal  o f   2 5 3   im ag es:  1 5 5   wit h   tu m o r s   an d   9 8   with o u t.  Alth o u g h   th o r ig in al  im a g es  v ar ied   in   s ize,   we  s tan d ar d ized   th em   to   u n if o r m   d im en s io n   b e f o r f ee d in g   th e m   in to   th m o d el  f o r   tr ai n in g .   All  im ag es  ar o f   h ig h   q u ality ,   an d   Fig u r 1   illu s tr ates  s ix   ex am p les  f r o m   th d ataset.   Fo llo win g   th is ,   w p r e - p r o ce s s ed   th d atasets   t o   p r ep ar th e m   f o r   an aly s is .   W em p lo y ed   th VGG - 1 6   m o d el  as  o u r   d ee p   C NN  ar ch itectu r to   tr ain   th im a g es.  T o   v alid ate  o u r   r esu lts ,   we  ass e s s ed   p er f o r m a n ce   m etr ics s u ch   as a cc u r ac y   a n d   lo s s .           Fig u r 1 .   B r ain   tu m o r   MRI  im ag es       3 . 1 .     Da t a s et   co llect i o n a nd   pre - pro ce s s ing   Fo r   th is   wo r k ,   th d ataset  o f   b r ain   MRI  im ag es   is   u tili ze d   f o r   d etec tin g   b r ain   tu m o r s .   I n   to tal,   we  g ath er ed   2 5 3   im ag es,  wh ich   in clu d ed   1 5 5   with   tu m o r s   an d   9 8   with o u t,  f ea tu r in g   r an g o f   tu m o r   s izes,  s h ap es,  lo ca tio n s ,   an d   in ten s ities .   T h is   d ata s et  aim s   to   d is tin g u is h   b etwe en   im ag es  co n tain in g   tu m o r s   an d   th o s with   h ea lth y   tis s u e.   T o   m itig ate  o v er f itti n g   an d   en h an ce   t h m o d el' s   ef f ec tiv en ess ,   we  em p lo y e d   d ata  au g m en tatio n   s tr ateg ies.  Data   au g m en tatio n   in v o lv es  a p p ly in g   r an d o m   m o d if icatio n s   to   t h tr ain in g   im ag es,  lead in g   t o   th e   cr ea tio n   o f   n ew  d ata  v ar iatio n s .   B y   u s in g   th ese  tech n iq u es,  we  en h an ce d   b o t h   th d iv er s ity   an d   s ize  o f   th d ataset,   th er eb y   lo wer in g   th ch an ce   o f   o v er f itti n g   [ 1 9 ] I n   th is   m eth o d ,   th I m a g eDa taGe n er ato r   class   f r o m   Ker as  was  u tili ze d   f o r   d ata  a u g m en tatio n V ar io u s   p ar a m e ter s   wer s et   to   s p ec if y   th ty p es  an d   lev els  o f   tr an s f o r m atio n s   to   b ap p lied ,   s u ch   as  r o tatio n ,   s h if tin g   in   wid th   an d   h eig h t,  r escalin g ,   s h ea r in g ,   ad ju s tin g   b r ig h tn ess ,   an d   f lip p in g   im ag es  b o th   h o r izo n tally   an d   v er tically .   B y   r a n d o m l y   i m p lem en tin g   th ese   m o d if icatio n s   o n   th e   tr ain in g   im ag es,  t h m o d el  b ec o m es  m o r r o b u s a n d   b etter   e q u ip p e d   to   m an ag e   v ar iatio n s   f ac ed   in   r ea l - life   s itu atio n s .     3 . 2 .     Dee lea rning   mo dels   T h C NN  m o d el  is   o n o f   th to p   tech n iq u es  in   m ed ical  im ag an aly s is   is   th e   C NN .   T h is   s p ec if ic   k in d   o f   a r tific ial  n eu r al   n et wo r k   is   aim ed   at  r ec o g n izin g   an d   p r o ce s s in g   im ag es,  m ak in g   it  p ar ticu lar ly   ef f ec tiv f o r   task s   th at  in v o l v u n d er s tan d in g   co m p lex   v is u al  elem en ts .   C NN s   ca n   au to m atica lly   ca teg o r ize  b r ain   t u m o r s   th r o u g h   a   s y s tem atic  m eth o d   th at   in v o lv es  b o th   tr ain i n g   an d   v alid atio n   s ta g es.  I n   th is   r esear c h ,   th b r ai n   im ag i n g   d ataset  was so u r ce d   f r o m   th e   p u b licly   a v ailab le  co llectio n   o n   Kag g le.   T h d ec is io n   t o   u s a   C NN  f o r   o u r   m o d el  co m es  f r o m   its   in ter co n n ec ted   p a r a m eter s   an d   s h ar ed   f ea tu r es,  wh ich   im p r o v its   ef f ec tiv en ess   in   im ag class if icatio n   task s .   Dr awin g   in s p ir ati o n   f r o m   th m en tal  f u n ctio n s   o f   cr ea tiv an im als  an d   s o p h is ticated   co g n itiv ab ilit ies,  C NNs   ex em p lify   an   in n o v ativ ca teg o r y   o f   d e ep   n eu r al  n etwo r k s   ( DNNs) .   T h d esig n   o f   C NN  is   m ad u p   o f   lay er e d   s tr u ctu r th at  in clu d es  f u lly   co n n ec te d   lay er 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 .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 3 3 7 - 2 3 4 6   2340   co n v o l u tio n al  lay er s ,   p o o lin g   lay er s ,   f latten in g   lay e r s ,   an d   o u tp u lay e r s .   E ac h   C NN  h as  d is tin ctiv s et  o f   im ag es  th at  v ar y   in   n u m b er ,   s ize,   an d   ty p e,   alo n g   with   d if f er en ac tiv atio n   f u n ctio n s .   T h e   s ettin g s   o f   th e   C NN   ar estab lis h ed   th r o u g h   test in g   an d   e x p er im e n tal  ad ju s tm e n ts .   Fu n d am en tally ,   a   C NN  co n tain s   n u m e r o u s   lay er s ,   with   th m ain   o n es  b ei n g   th co n v o lu tio n al  lay er   an d   th s u b s am p lin g   lay er .   T h co n v o l u tio n al  lay er   d etec ts   f ea tu r es  in   th im ag e,   en ab lin g   th n etwo r k   to   ca p t u r cr itical  attr ib u tes  th at  r em ain   s im ilar   ac r o s s   d if f er en t   p ar ts   o f   th e   im ag e.   T h is   lay er   b o o s ts   th m o d el' s   ca p ab ilit y   to   id en tify   p atter n s   an d   ch a r ac ter is tics ,   wh ich   ar e   th en   u tili ze d   f o r   cla s s if icatio n .   C o n v er s ely ,   th e   s u b s am p lin g   lay e r   d e cr ea s es  th e   d im en s io n s   o f   t h in p u im ag e,   h elp in g   t o   f o r m   v ec to r   r e p r esen tatio n   as   th in f o r m atio n   m o v es  th r o u g h   th C NN.   T h is   p r o ce d u r e,   k n o wn   as  p o o lin g ,   co n d en s es  th d ata  wh ile  p r eser v in g   ess en tial  f ea tu r es  n ee d ed   f o r   p r ec is class if icatio n   [ 2 0 ] .   T h VGG - 1 6   m o d el  is   an   ad v an ce d   d ee p   C NN   th at  co n s is ts   o f   m u ltip le  lay er s ,   s u ch   as c o n v o lu tio n al   an d   f u lly   co n n ec ted   lay er s ,   ar r an g e d   in   s eq u e n tial  m a n n er   t o   p r o ce s s   an d   class if y   MRI  im ag es.  T h is   ar ch itectu r en a b les  th m o d el  to   id en tify   in tr icate   f ea tu r e s   f r o m   in p u im ag es,  wh ich   a id s   in   th ac cu r ate  id en tific atio n   an d   class if icatio n   o f   b r ain   tu m o r s   [ 2 1 ] .   VGG - 1 6   co n tain s   to tal  o f   1 6   la y er s ,   wh ich   in clu d e     1 3   co n v o lu tio n al  lay e r s   an d   3   f u lly   co n n ec ted   lay er s .   T h c o n v o lu tio n al  lay er s   u tili ze   s m all  f ilter s   f o r   f ea tu r ex tr ac tio n   th r o u g h   co n v o l u tio n ,   ef f ec tiv ely   ca p tu r i n g   s p atial   ar r an g e m en ts   an d   l o ca ch ar a cter is tics   with in   th e   im ag es.  T h is   allo ws  th m o d el   to   u n d er s tan d   r ep r esen tatio n s   at  d if f e r en lev els  o f   d etail.   At  th co n cl u s io n   o f   th n etwo r k ,   th e   f u lly   co n n ec t ed   lay er s ,   also   k n o wn   as  d en s lay er s ,   p er f o r m   class if icatio n   task s   b ased   o n   th e   f ea tu r es  o b tain ed   f r o m   th e   co n v o lu tio n al  lay er s .   T h e y   c o m b in th e   ex tr ac te d   f ea t u r es  to   m ak p r ed ictio n s   o n   wh eth er   b r ai n   tu m o r s   ar p r es en in   th MRI  im ag es.  B y   la y er in g   s ev er al  c o n v o lu tio n al  a n d   f u lly   co n n ec ted   lay er s ,   th VGG - 1 6   m o d el  s k illfu lly   ca p tu r es  s u b tle  d etails  an d   co m p le x   co n n ec tio n s   in   b r ain   tu m o r   im ag e r y ,   lead in g   to   im p r ess iv ac cu r ac y   in   tu m o r   d etec tio n .   T h s tr u ctu r o f   th e   p r o p o s ed   n etwo r k   m o d el   is   illu s tr ated   in   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   T h p r o p o s ed   n etwo r k   m o d el' s   s tr u ctu r e       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   A   tr an s f er   lear n in g   ap p r o ac h   u s in g   a   VGG - 1 6   m o d el  p r e - tr ain ed   is   em p lo y e d   o n   th e   I m ag eNe t   d atab ase  to   class if y   MRI  im ag es  f o r   b r ain   t u m o r   d ete ctio n .   T h m eth o d o lo g y   in v o lv ed   r etr ie v in g   t h e     p r e - tr ain ed   VGG - 1 6   m o d el  to   ex tr ac f ea tu r es  f r o m   MRI  im ag es,  th en   r ep lacin g   t h f in al  class if icatio n   lay er   with   b in ar y   o u tp u lay er   f o r   "tu m o r   p r esen t/ab s en t"  cl ass if icatio n   wh ile  r etain in g   th o th er   la y er s   to   p r eser v ac q u ir ed   k n o wled g e .   T h e   cu s to m   ar ch itectu r e   ad d ed   a   f latten   lay er   to   tr a n s f o r m   th e   d ata   in to   a   v ec to r ,   f o llo wed   b y   d en s la y er   with   a   s o f tm ax   ac tiv atio n   f u n ctio n   f o r   b i n ar y   class if icati o n .   B ef o r tr ain i n g ,   MRI  im ag es  wer p r ep r o ce s s ed   b y   r esizin g   to   2 2 4 × 2 2 4   p ix els  an d   e n h an ce d   u s in g   d ata  au g m en tatio n   tech n iq u es,  in clu d in g   r o tatio n ,   s h if tin g ,   f lip p in g ,   an d   b r ig h tn ess   ad ju s tm en t,  to   im p r o v class if icatio n   p er f o r m an ce   a n d   p r ev en o v er f itti n g .   T h m o d el  was  co n f ig u r e d   with   t h Ad am   o p tim izer ,   ca teg o r ical     cr o s s - en tr o p y   as  th lo s s   f u n c tio n ,   an d   ac cu r ac y   as  th p r i m ar y   ev alu atio n   m etr ic.   T r ain in g   was  co n d u cted   o v er   1 0   ep o c h s   with   2 6   tr ai n in g   s tep s ,   ac h iev in g   a n   im p r ess iv ac cu r ac y   o f   9 9 . 2 1 %.  T h is   r e p r esen ts   a   s u b s tan tial a d v an ce m en t in   g r ad ien t d escen t o p tim izatio n   te ch n iq u es,  with   th r esu lts   illu s tr ated   in   Fig u r 3 .   T h m o d el  was  tr ain ed   f o r   1 0   ep o ch s ,   ea ch   co m p r is in g   2 6   s tep s   an d   tak in g   7 1   to   9 3   s ec o n d s   to   co m p lete.   T r ain in g   lo s s   d ec r ea s ed   s ig n if ican tly   f r o m   0 . 9 7 8 7   in   th f ir s ep o ch   to   0 . 1 2 7 6   b y   th ten th   ep o ch ,   wh ile  tr ain in g   ac cu r ac y   im p r o v ed   f r o m   6 9 . 1 7 to   9 4 . 0 7 % .   Valid atio n   m etr ics  also   s h o wed   p o s itiv tr en d s ,   with   v alid atio n   lo s s   d r o p p i n g   f r o m   0 . 7 6 8 3   to   0 . 0 4 9 6   an d   v a lid atio n   ac cu r ac y   r is in g   f r o m   6 6 . 8 0 to   9 9 . 2 %.   No tab ly ,   v alid atio n   ac cu r ac y   co n s is ten tly   s u r p ass ed   tr ain in g   ac cu r ac y ,   s u g g esti n g   ef f ec tiv d ata  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   d etec tio n   u s in g   V GG - 1 6   mo d el   ( A ich a   Ou s s o u s )   2341   au g m en tatio n ,   p o te n tial  o v er f itti n g ,   o r   is s u es  with   d ataset  s p litt in g .   Desp ite  m in o r   f lu ct u atio n   in   e p o ch   9 ,   th m o d el  s tab ilized   b y   ep o c h   1 0 ,   ac h ie v in g   h ig h   p er f o r m a n ce   m etr ics  o v er all.   Ho wev er ,   th u n u s u ally   h i g h   v alid atio n   ac cu r ac y   r aises   co n ce r n s   ab o u p o s s ib le  o v er f itti n g   o r   d ata  leak ag e.           Fig u r 3 .   Ou tc o m g e n er ated   b y   o u r   s u g g ested   a p p r o ac h       I n   Fig u r es 4   an d   5 ,   th an aly s is   o f   th tr ain in g   an d   v alid atio n   lo s s es   r ev ea ls   p o s it iv lear n in g   tr en d ,   with   b o th   m etr ics  d ec r ea s in g   o v er   tim e,   p ar ticu lar ly   s teep ly   in   t h in itial   ep o c h s   b ef o r e   lev elin g   o f f .   I n itially ,   tr ain in g   lo s s   was  h ig h er   th an   v alid atio n   lo s s ,   b u th ey   c o n v er g ed   ar o u n d   e p o ch   6 ,   with   v alid atio n   lo s s   b ec o m in g   s lig h tly   lo wer   th er e af ter .   Ho wev er ,   n o tab le  s p i k in   tr ain i n g   l o s s   ar o u n d   ep o ch   8   s u g g ests   s o m in s tab ilit y ,   p o s s ib ly   d u to   a   ch allen g in g   b atc h   o f   tr ain i n g   d ata.   I n   ter m s   o f   ac c u r ac y ,   b o th   tr ain in g ,   an d   v alid atio n   m etr ics  in cr ea s ed   as  ex p ec ted ,   b u v alid atio n   a cc u r ac y   co n s is ten tly   ex ce ed e d   tr ain in g   ac c u r ac y ,   wh ich   is   u n u s u al  an d   m a y   in d icate   p ec u liar ities   in   th e   d atase o r   t h d ata   au g m en tatio n   p r o ce s s .   B y   th en d   o f   th tr ain in g ,   b o th   ac cu r ac ies  wer im p r ess iv ely   h ig h ,   with   v alid atio n   ac cu r ac y   a p p r o a ch in g   1 0 0 %.  T h is   in d icate s   clea r   lear n i n g   p r o g r e s s   an d   g o o d   g en e r aliza tio n ,   as e v id en ce d   b y   th e   clo s alig n m en o f   tr ain in g   an d   v alid atio n   m etr ics.  Ho wev er ,   th co n s is ten tly   h ig h er   v alid atio n   ac cu r ac y   r aises   co n ce r n s   ab o u p o ten tial   o v er f itti n g   o r   d ata   leak ag e,   w ar r an tin g   f u r th er   in v esti g atio n .   T h e   s p ik i n   tr ain i n g   lo s s   also   h ig h lig h ts   a   n ee d   to   ass ess   m o d el  s tab ilit y .   T o   m itig ate  th e   r is k s   o f   o v er f itti n g ,   wh ich   ar is f r o m   t h m o d el  m e m o r izin g   f ea tu r es  o f   th tr ain i n g   s et  r ath er   th an   lear n i n g   th em ,   an d   f r o m   a n   im b alan ce   o r   in s u f f icien s ize  in   th v alid atio n   s et,   we  f ir s t p er f o r m ed   s et  o f   in d ep en d en t te s ts   an d   th en   ap p lied   ea r ly   s to p p i n g .             Fig u r 4 .   T r ain in g   a n d   v alid atio n   lo s s es     Fig u r 5 .   T r ain in g   a n d   v alid atio n   ac cu r ac y   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 .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 3 3 7 - 2 3 4 6   2342   T h d a t a s e i s   d i v id ed   in t o   t r a i n in g   s e t ,   t e s t   s e t ,   an d   v a l i d a t io n   s e t .   T h e n   p e r f o r m e d   a   s e o f   i n d ep e n d en t   t e s t s .   T h e   n ew   r e s u l t s ,   a s   i l l u s t r a t ed   i n   F i g u r e s   6   an d   7 ,   d em o n s t r a t e   a   s i g n if i c a n i m p r o v em e n i n   m o d e l   p e r f o r m a n c e   f o l lo w i n g   t h e s m o d if i c a t i o n s ,   wh e r F i g u r e   7 ( a )   s h o w s   t r a in i n g   an d   v a l i d a t io n   a c cu r ac y   a n d   F i g u r 7 ( b )   s h o w s   t r a in i n g   an d   v a l i d a t io n   l o s s e s .   W i t h   a   f i n a l   t e s t   a c cu r a c y   o f   8 6 . 2 7 a n d   a   te s t   l o s s   r ed u ce d   to   0 . 2 6 1 0 ,   th m o d e n o e x h i b i t s   b e t te r   g en e r a l i z a t i o n   c ap ab i l i t i e s .   T h t r i p ar t i t e   d i v i s i o n   o f   t h d a t as e t   ( t r a in i n g / v a l i d a t io n / te s t )   s i g n i f i ca n t ly   m i t ig a t ed   th e   p r e v i o u s l y   o b s er v ed   o v er f i t t in g   p r o b le m .   H o w ev e r ,   a   s l i g h t   te n d e n cy   to w a r d s   o v e r f i t t i n g   i s   s t i l l   o b s e r v e d   a f t er   e p o c h   6 ,   s u g g e s t in g   t h a t   a n   e ar l y   s t o p p i n g   s t r a t e g y   c o u l d   f u r th er   o p t i m i z th r e s u l t s .   I m p l e m en t i n g   in d e p en d en c t e s t s   a n d   s e p ar a t e   s e t   o f   t e s t s   e n s u r e s   m o r e   r i g o r o u s   a n d   r e l ia b l e   e v a lu a t io n   o f   t h m o d e l 's   t r u p r ed i c t i v p o w e r .           Fig u r 6 .   Ou tc o m g e n er ated   b y   o u r   s u g g ested   a p p r o ac h   af t er   im p lem en tin g   in d e p en d e n t te s ts   s et         ( a)     ( b )     Fig u r 7 .   T r ain in g   a n d   v alid atio n   r esu lts   af ter   im p lem e n tin g   an   in d ep e n d en t te s tin g   s et  o n   ( a)   m o d el  ac c u r ac y   an d   ( b )   m o d el  lo s s       T h r esu lts   o b tain ed   a f ter   i m p lem en tin g   ea r ly   s to p p in g ,   illu s tr ated   in   Fig u r es  8   an d   9 ,   r ev ea l   r em ar k ab le  im p r o v em en in   th m o d el' s   p er f o r m a n ce ,   w h er Fig u r 9 ( a)   s h o ws  tr ain in g   an d   v alid atio n   ac cu r ac y   an d   Fig u r e   9 ( b )   s h o ws  tr ain in g   a n d   v alid atio n   lo s s es .   T est  ac cu r ac y   n o r ea ch es   8 4 . 3 1 with   lo s s   o f   0 . 2 8 4 6 ,   d em o n s tr atin g   ex ce llen g en er aliza tio n   ca p ab i liti es.  T r ain in g   s to p p e d   au to m atica lly   af ter   1 0   ep o ch s ,   allo win g   th m o d el  to   co n v er g to   an   o p tim al  p o in with o u ex ce s s iv o v er f itti n g .   C o m p ar ed   to   th e   p r ev io u s   r esu lts   ( 8 6 . 2 7 %),   th s lig h d ec r ea s in   test   ac cu r ac y   to   8 4 . 3 1 is   ac tu ally   p o s itiv in d icato r it  s u g g ests   th at  th m o d el  p r io r it izes  r o b u s tn ess   an d   g en e r aliza tio n   o v er   ex ce s s iv m em o r iza tio n .   T h ac c u r ac y   g r ap h   s h o ws  m o r s tab le  an d   p r ed ictab le  cu r v es,  with   less   v o latilit y   th an   b ef o r e .   E ar ly   s to p p in g   p r e v en ted   p r o lo n g ed   tr ain in g   b ey o n d   t h o p tim al  p o in t,  t h u s   en s u r in g   b etter - b alan ce d   m o d el,   m o r r eliab le  f o r   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   d etec tio n   u s in g   V GG - 1 6   mo d el   ( A ich a   Ou s s o u s )   2343   p r o d u ctio n ,   an d   ca p ab le  o f   m ain tain in g   co n s is ten p er f o r m an ce   o n   n ew  d ata.   T ab le  1   s h o ws  d etailed   co m p ar is o n   o f   th r esu lts   o b ta in ed   at  th th r ee   s tag es o f   m o d el  im p r o v em e n t.           Fig u r 8 .   Ou tc o m g e n er ated   b y   o u r   s u g g ested   a p p r o ac h   af t er   im p lem en tin g   an   ea r l y   s to p p in g   s tr ateg y         ( a)     ( b )     Fig u r 9 .   T r ain in g   a n d   v alid atio n   r esu lts   af ter   im p lem e n tin g   an   im p lem en tin g   an   ea r ly   s to p p in g   s tr ateg y   o n   ( a)   m o d el  ac cu r ac y   an d   ( b )   m o d el  lo s s       T ab le  1 .   C o m p a r ativ tab le  o f   m o d el  p er f o r m a n ce s   C r i t e r i a   I n i t i a l   M o d e l   I n d e p e n d e n t   t e st s   se t   E a r l y   st o p p i n g   st r a t e g y   Te st   a c c u r a c y     86 . 2 7 %   84 . 3 1 %   Te st   l o ss     0 . 2 6 1 0   0 . 2 8 4 6   Tr a i n i n g   a c c u r a c y   ~ 9 3 ( é p o q u e   8 )   ~ 9 6 ( é p o q u e   8 )   ~ 9 9 . 3 0 %   ( é p o q u e   1 0 )   V a l i d a t i o n   a c c u r a cy   99 . 2 ( é p o q u e   1 0 )   ~ 8 2 ( é p o q u e   1 0 )   ~ 8 2 . 0 5 %   ( é p o q u e   1 0 )   Tr a i n i n g   l o ss   ~0 . 05   ~0 . 12   ~0 . 05   V a l i d a t i o n   l o ss   0 . 9 9 2   ~0 . 53   ~0 . 54   N u mb e r   o f   e p o c h s   10   10   1 0 ( w i t h   e a r l y   s t o p p i n g )   O v e r f i t t i n g   S e v e r e   ( f r o p e r i o d   6 - 7)   M o d e r a t e   ( sl i g h t   a f t e r   e p o c h   5 - 6)   M i n i m a l   ( c o n t r o l   e f f e c t i v e l y )   C u r v e   s t a b i l i t y   Lo w   ( st r o n g   d i v e r g e n c e )   A v e r a g e   ( r e d u c e d   d i v e r g e n c e )   Ex c e l l e n t   ( h a r m o n i o u s c o n v e r g e n c e )   D a t a   d i v i si o n   Tr a i n / v a l i d a t i o n   o n l y   Tr a i n / v a l i d a t i o n / t e st   Tr a i n / v a l i d a t i o n / t e st   G e n e r a l i z a t i o n   c a p a c i t y   V e r y   l o w   G o o d   Ex c e l l e n t       4 . 1 .     Co m pa ra t iv a na ly s is   wit h e x is t ing   t ec hn iqu e s     Sev er al  r ec en s tu d ies  h av in v esti g ated   C NN - b ased   m eth o d s   f o r   b r ai n   tu m o r   d etec tio n   in   MRI  im ag es,  with   v a r y in g   s u cc ess   lev els  as  s h o wn   in   T ab le  2 .   R esear ch   b y   I r s h ei d at  an d   D u wair [ 2 2 ]   u s ed   a     two - s tag C NN  ap p r o ac h   t h a f ir s em p lo y ed   b o u n d i n g   b o x es  f o r   tu m o r   l o ca lizatio n ,   a n d   th e n   c o n d u cted   class if icatio n .   T h s tu d y   in   [ 2 3 ]   s h o wed   th u s o f   Mo b ile Net  v 2 ,   I n ce p tio n V 3 ,   an d   R esNet5 0   ar ch itectu r es,   r ep o r tin g   9 8 . 3 %,  9 8 . 6 %,  an d   9 8 . 6 at  5 10 ,   an d   2 0 - f o ld   c r o s s - v alid atio n .   Me an wh ile,   So wr ir ajan   et  a l.  [ 2 4 ]   ex am in ed   VGG - 1 6 ,   ac h iev in g   9 7 . 9 ac cu r ac y   in   t h eir   t ests .   An o th er   im p o r tan wo r k   in   [ 2 5 ]   co m b i n ed     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 .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 3 3 7 - 2 3 4 6   2344   VGG - 1 6   with   g r ay - le v el  co - o cc u r r e n ce   m atr ix   ( GL C M)   f ea tu r es  f o r   b r ain   MRI  an al y s is ,   r ea ch in g   9 6 ac cu r ac y .   T h e   p r o p o s ed   VG G - 1 6   tr an s f er   lear n in g   f r am e wo r k   g r ea tly   s u r p ass es  th ese  m eth o d s ,   d eliv er in g   h ig h er   class if icatio n   ac cu r ac y   at  9 9 . 2 1 %.  T h n o ta b le  in cr ea s in   ac cu r ac y   h ig h lig h ts   th ef f ec tiv en ess   an d   r eliab ilit y   o f   o u r   ap p r o ac h   f o r   au to m ated   b r ain   tu m o r   d etec ti o n   an d   class if icatio n .       T ab le  2 .   C o m p a r is o n   with   ex i s tin g   tech n iq u es   R e f e r e n c e   A l g o r i t h m   A c c u r a c y   ( %)   [ 2 2 ]   C N N   9 6 . 7   [ 2 3 ]   M o b i l e N e t V 2 ,   I n c e p t i o n V 3 ,   a n d   R e sN e t 5 0   9 8 . 3 ,   9 8 . 6 ,   a n d   9 8 . 6   a t   f i v e ,   t e n ,   a n d   2 0 - f o l d   c r o ss - v a l i d a t i o n   [ 2 4 ]   VGG - 16   9 7 . 9   [ 2 5 ]   VGG - 1 6   w i t h   G LC M   96   P r o p o se d   m e t h o d   VGG - 16   9 9 . 2 1       5.   CO NCLU SI O   T u m o r s   p o s a   m ajo r   d an g e r   to   p eo p le  b ec au s m alig n an c ells   ca n   in v ad n ea r b y   tis s u es  an d   s p r ea d   to   d if f er e n p a r ts   o f   th e   b o d y .   T im ely   i d en tific atio n   o f   b r ain   tu m o r s   is   ess en tial  f o r   d eliv er in g   t h b est  tr ea tm en t.  T h is   r esear ch   u tili ze s   C NN s   to   cr ea te  m o d el  th at  class if ie s   M R I   s ca n s   o f   b r ain   tu m o r s .   n o tab le   b en ef it  o f   th is   m eth o d   is   its   ca p ac ity   to   a u to m atica lly   d etec in tr icate   f ea tu r es  in   m u lti - m o d al  MRI  s ca n s ,   allo win g   it  to   d if f er en tiate  b et wee n   b r ain   r eg io n s   with   tu m o r s   an d   th o s th at  ar e   h ea lth y .   T h m o d el  s h o ws  r em ar k ab le  r esu lts ,   r ea ch in g   a n   ac cu r ac y   o f   9 9 wh en   ev al u ated   o n   s m all  s elec tio n   o f   b r ain   tu m o r   d atasets   th at  h av u n e v en   class if icatio n s .   Ho wev er ,   d esp ite  th ese  en co u r ag in g   f in d in g s ,   th m o d el   en co u n ter s   s ev er al   is s u es  th at  co u ld   af f ec t   its   s u cc ess   in   p r ac tical  m ed ical  s ettin g s .   T o   tack le   th ese  c h allen g e s ,   f u tu r e   in itiativ es   s h o u ld   aim   to   in cr ea s a n d   d i v er s if y   th e   d ataset,   u s 3 C NN   f o r   th o r o u g h   s p atial  a n aly s is ,   an d   a d d   m o r e   d ata  ty p es  lik p atien m ed ical  h is to r y   an d   g e n etic  d et ails .   I m p r o v i n g   th e   m o d el' s   tr an s p ar en c y   an d   d ep en d a b ilit y   ca n   b ac co m p lis h ed   b y   u s in g   e x p lain a b le  AI   s tr ateg ies,  q u an tify i n g   u n ce r tai n ty ,   an d   co n d u ctin g   co m p r e h en s iv test in g .   Mo r eo v e r ,   in v esti g atin g   f ed er ated   lear n in g ,   co n tin u o u s   lear n in g   s y s tem s ,   an d   en s em b le   tech n iq u es  ca n   en h an ce   th m o d el' s   ef f ec tiv en ess   an d   ad a p tab ilit y .   L astl y ,   th o r o u g h   clin ical  v alid atio n   an d   ad h er en ce   to   et h ical  an d   r eg u lato r y   g u id elin e s   ar cr u cial  f o r   t h ef f ec tiv i n co r p o r atio n   o f   th e   m o d el  in to   h ea lth ca r p r ac ti ce s ,   m ak in g   s u r th at  it  n o t   o n ly   o p er ates  well  b u also   co m p lies   with   all  n ec ess ar y   leg al  an d   eth ical  s ta n d ar d s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Aich Ou s s o u s                               A b d e r r a h m a n e   E z - Z a h o u t                               So u m ia  Z iti                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au t h o r   d ec lar es  t h at  th e r ar e   n o   k n o wn   co n f licts   o f   in ter est  ass o ciate d   with   th is   p u b licatio n .   T h er ar n o   f in a n cial  o r   p e r s o n al  r elatio n s h ip s   th at  co u ld   in ap p r o p r iately   in f l u en ce   o r   b ias  th co n ten o f     th is   wo r k .     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   d etec tio n   u s in g   V GG - 1 6   mo d el   ( A ich a   Ou s s o u s )   2345   I NF O RM E CO NS E N T   W h av en ' u s ed   p r ed ef in ed   p er s o n we  h av ac q u ir e d   p u b licly   av ailab le  d ataset  o f   b in ar y - class   b r ain   MRI  im ag es f r o m   th K ag g le  p latf o r m .         E T H I CAL AP P RO V AL   T h is   s ec tio n   n o a p p licab le.   T h is   r esear ch   d id   n o in v o lv h u m a n   s u b jects,  h u m an   b io lo g ical   m ater ials ,   o r   ex p er im en tal  p r o ce d u r es  o n   an im als.  T h e   wo r k   was  co n d u cted   s o lely   o n   co m p u tatio n al  m o d els,   p u b licly   av ailab le  d atasets ,   o r   n o n s en s itiv d ata  th at  d i d   n o r eq u i r in ter v en tio n   with   liv in g   o r g a n is m s .     T h er ef o r e,   eth ical   ap p r o v al   f r o m   an   in s titu tio n al   r ev iew  b o ar d   o r   a n im al  eth ics  c o m m itte was  n o t   n ec ess ar y   f o r   th is   s tu d y .       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h au th o r s   c o n f i r m   t h at  th d ata   s u p p o r ti n g   t h e   f i n d in g s   o f   t h is   s t u d y   a r e   a v a ila b l wit h i n   t h e   a r ti cle .         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   O u ss o u s,   A .   Ez - Za h o u t ,   S .   Zi t i ,   a n d   A .   O u sso u s,   A n   o v e r v i e w   o f   t h e   mo s t   e f f i c i e n t   me t h o d s   f o r   p r e d i c t i n g   h e a l t h c a r e   d i s o r d e r s,”   i n   AI P   C o n f e re n c e   Pr o c e e d i n g s ,   2 0 2 3 ,   v o l .   2 8 1 4 ,   n o .   1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 5 . 0 1 5 0 0 2 5 .   [ 2 ]   A .   O u sso u s ,   A .   Ez - Z a h o u t ,   a n d   S .   Zi t i ,   R e v i e w i n g   c h r o n i c   a i l m e n t s:   p r e d i c t i n g   d i se a ses  w i t h   a   m u l t i - s y mp t o a p p r o a c h ,   I n d o n e si a n   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   3 5 ,   n o .   1 ,   p p .   4 1 8 4 2 7 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s . v 3 5 . i 1 . p p 4 1 8 - 4 2 7 .   [ 3 ]   D .   S .   P r a b h a   a n d   J .   S .   K u m a r ,   P e r f o r man c e   e v a l u a t i o n   o f   i ma g e   s e g m e n t a t i o n   u s i n g   o b j e c t i v e   met h o d s ,   I n d i a n   J o u r n a l   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   9 ,   n o .   8 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 7 4 8 5 / i j st / 2 0 1 6 / v 9 i 8 / 8 7 9 0 7 .   [ 4 ]   A .   M u st a q e e m,  A .   Ja v e d ,   a n d   T.   F a t i ma,   A n   e f f i c i e n t   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   a l g o r i t h u si n g   w a t e r sh e d   a n d   t h r e sh o l d i n g   b a se d   seg m e n t a t i o n ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I m a g e ,   G ra p h i c a n d   S i g n a l   Pr o c e ssi n g ,   v o l .   4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 4 3 9 ,   2 0 1 2 ,     d o i :   1 0 . 5 8 1 5 / i j i g sp . 2 0 1 2 . 1 0 . 0 5 .   [ 5 ]   M .   I .   S h a r i f ,   J .   P .   Li ,   J.   A mi n ,   a n d   A .   S h a r i f ,   A n   i m p r o v e d   f r a m e w o r k   f o r   b r a i n   t u mo r   a n a l y s i u si n g   M R I   b a s e d   o n   Y O LO v 2   a n d   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   C o m p l e x   I n t e l l i g e n t   S y st e m s ,   v o l .   7 ,   p p .   2 0 2 3 2 0 3 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 0 7 4 7 - 021 - 0 0 3 1 0 - 3.   [ 6 ]   A .   R a z a   e t   a l . A   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g - b a s e d   a p p r o a c h   f o r   b r a i n   t u m o r   c l a ssi f i c a t i o n ,   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   7 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s1 1 0 7 1 1 4 6 .   [ 7 ]   P .   A g r a w a l ,   N .   K a t a l ,   a n d   N .   H o o d a ,   S e g 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   u si n g   3 D - U N e t   d e e p   n e t w o r k s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o g n i t i v e   C o m p u t i n g   i n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   3 ,   p p .   1 9 9 2 1 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j c c e . 2 0 2 2 . 1 1 . 0 0 1 .   [ 8 ]   M .   F .   A h a me d   e t   a l . ,   A   r e v i e w   o n   b r a i n   t u m o r   se g me n t a t i o n   b a s e d   o n   d e e p   l e a r n i n g   me t h o d w i t h   f e d e r a t e d   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s,   C o m p u t e r i ze d   Me d i c a l   I m a g i n g   a n d   G ra p h i c s ,   v o l .   1 1 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp me d i m a g . 2 0 2 3 . 1 0 2 3 1 3 .   [ 9 ]   T.   M a g a d z a   a n d   S .   V i r i r i ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   b r a i n   t u mo r   s e g me n t a t i o n :   a   su r v e y   o f   s t a t e - of - t h e - a r t ,   J o u rn a l   o f   I m a g i n g ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j i m a g i n g 7 0 2 0 0 1 9 .   [ 1 0 ]   E.   S .   B i r a t u ,   F .   S c h w e n k e r ,   Y .   M .   A y a n o ,   a n d   T.   G .   D e b e l e e ,   A   s u r v e y   o f   b r a i n   t u mo r   s e g me n t a t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   a l g o r i t h ms,   J o u rn a l   o f   I m a g i n g ,   v o l .   7 ,   n o .   9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j i m a g i n g 7 0 9 0 1 7 9 .   [ 1 1 ]   M .   P r a s t a w a ,   E.   B u l l i t t ,   a n d   G .   G e r i g ,   S i m u l a t i o n   o f   b r a i n   t u mo r i n   M R   i ma g e f o r   e v a l u a t i o n   o f   se g m e n t a t i o n   e f f i c a c y ,   Me d i c a l   I m a g e   A n a l y s i s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   2 9 7 3 1 1 ,   2 0 0 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . med i a . 2 0 0 8 . 1 1 . 0 0 2 .   [ 1 2 ]   K .   N .   D e e k s h a ,   D .   M ,   A .   V   G i r i s h ,   A .   S .   B h a t ,   a n d   L.   H ,   C l a ssi f i c a t i o n   o f   b r a i n   t u mo r   a n d   i t s   t y p e s   u si n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   i n   2 0 2 0   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   f o I n n o v a t i o n   i n   T e c h n o l o g y   ( I N O C O N ) ,   2 0 2 0 ,   p p .   1 6 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N O C O N 5 0 5 3 9 . 2 0 2 0 . 9 2 9 8 3 0 6 .   [ 1 3 ]   D .   C .   F e b r i a n t o ,   I .   S o e s a n t i ,   a n d   H .   A .   N u g r o h o ,   C o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   b r a i n   t u mo r   d e t e c t i o n ,   i n   I O C o n f e re n c e   S e r i e s:   Ma t e r i a l S c i e n c e   a n d   En g i n e e ri n g ,   2 0 2 0 ,   v o l .   7 7 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 X / 7 7 1 / 1 / 0 1 2 0 3 1 .   [ 1 4 ]   P .   G a y a t h r i ,   A .   D h a v i l e sw a r a p u ,   S .   I b r a h i m ,   R .   P a u l ,   a n d   R .   G u p t a ,   Ex p l o r i n g   t h e   p o t e n t i a l   o f   V G G - 1 6   a r c h i t e c t u r e   f o r   a c c u r a t e   b r a i n   t u m o r   d e t e c t i o n   u si n g   d e e p   l e a r n i n g ,   J o u r n a l   o f   C o m p u t e rs,  Me c h a n i c a l   a n d   Ma n a g e m e n t ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 5 7 1 5 9 / g a d l . j c mm . 2 . 2 . 2 3 0 5 6 .   [ 1 5 ]   M .   I .   M a h m u d ,   M .   M a mu n ,   a n d   A .   A b d e l g a w a d ,   A   d e e p   a n a l y si s   o f   b r a i n   t u mo r   d e t e c t i o n   f r o M R   i ma g e u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   n e t w o r k s,”   Al g o ri t h m s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a 1 6 0 4 0 1 7 6 .   [ 1 6 ]   T G a y a t h r i   a n d   S .   K .   K u mar ,   B r a i n   t u mo r   se g me n t a t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   C N N   p r e - t r a i n e d   V G G - 1 6   m o d e l   i n   M R I   i ma g e s,   I I U En g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   2 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 6 2 1 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 1 4 3 6 / i i u mej . v 2 5 i 2 . 2 9 6 3 .   [ 1 7 ]   S .   R a g h u v a n s h i   a n d   S .   D h a r i w a l ,   Th e   V G G 1 6   me t h o d   i s   a   p o w e r f u l   t o o l   f o r   d e t e c t i n g   b r a i n   t u m o r u si n g   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s,   i n   RAi S E - 2 0 2 3 ,   MDPI   E n g i n e e r i n g   Pro c e e d i n g s ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n g p r o c 2 0 2 3 0 5 9 0 4 6 .   [ 1 8 ]   A .   R .   I smai l ,   S .   Q .   N i sa ,   S .   A .   S h a h a r u d d i n ,   S .   I .   M a s n i ,   a n d   S .   A .   S .   A mi n ,   U t i l i si n g   V G G - 1 6   o f   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   m e d i c a l   i m a g e   c l a ssi f i c a t i o n ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   P e rv a si v e   C o m p u t i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,     p p .   1 1 3 1 1 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 1 4 3 6 / i j p c c . v 1 0 i 1 . 4 6 0 .   [ 1 9 ]   D .   S a n t o s,   B r a i n   t u mo r   d e t e c t i o n   u s i n g   t h e   V G G - 1 6   mo d e l :   a   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h ,   Pre p r i n t s ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 2 0 9 4 4 / p r e p r i n t s 2 0 2 3 0 8 . 0 9 8 3 . v 1 .   [ 2 0 ]   Z.   R a sh e e d   e t   a l . ,   B r a i n   t u mo r   c l a ssi f i c a t i o n   f r o m M R I   u si n g   i ma g e   e n h a n c e me n t   a n d   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   t e c h n i q u e s,   Bra i n   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / b r a i n sc i 1 3 0 9 1 3 2 0 .   [ 2 1 ]   M .   H u ma y u n ,   R .   S u j a t h a ,   S .   N .   A l m u a y q i l ,   a n d   N .   Z .   J h a n j h i ,   A   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a p p r o a c h   w i t h   a   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   t h e   c l a ssi f i c a t i o n   o f   l u n g   c a r c i n o m a ,   H e a l t h c a r e ,   v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / h e a l t h c a r e 1 0 0 6 1 0 5 8 .   [ 2 2 ]   S .   I r sh e i d a t   a n d   R .   D u w a i r i ,   B r a i n   t u mo r   d e t e c t i o n   u s i n g   a r t i f i c i a l   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s,   i n   Pr o c e e d i n g o f   t h e   1 1 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s (I C I C S ) ,   A p r .   2 0 2 0 ,   p p .   1 9 7 2 0 3 .   [ 2 3 ]   S .   Jai n   a n d   V .   Ja i n   N o v e l   a p p r o a c h   t o   c l a s si f y   b r a i n   t u mo r   b a s e d   o n   t r a n s f e r   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   15 n o .   4 ,   2 0 3 1 2 0 3 8 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 1 8 7 0 - 023 - 0 1 2 5 9 - x.   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 .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 3 3 7 - 2 3 4 6   2346   [ 2 4 ]   S .   R .   S o w r i r a j a n ,   S .   B a l a su b r a m a n i a n ,   a n d   R .   S .   P .   R a j ,   M R I   b r a i n   t u m o r   c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   a   h y b r i d   V G G 1 6 - N A D mo d e l ,   Bra z i l i a n   Ar c h i v e o f   Bi o l o g y   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   66 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 5 9 0 / 1 6 7 8 - 4 3 2 4 - 2 0 2 3 2 2 0 0 7 1 .   [ 2 5 ]   H .   K i b r i y a ,   R .   A mi n ,   J.  K i m,  M .   N a w a z ,   a n d   R .   G a n t a ss i ,   A   n o v e l   a p p r o a c h   f o r   b r a i n   t u m o r   c l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   a n   e n s e m b l e   o f   d e e p   a n d   h a n d - c r a f t e d   f e a t u r e s,   S e n s o rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 1 0 4 6 9 3 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Aic h a   O u ss o u s   Ph . D           is  stu d e n i n   F a c u lt y   o S c ien c e s ,   M o h a m m e d   Un i v e rsity   in   Ra b a t.   S h e   is   c o m p u ter  sc ien c e   e n g in e e r ,   a   d e g re e   fr o m   t h e   Na ti o n a S c h o o o A p p l ied   S c ien c e s,  Ag a d ir,   M o ro c c o ,   in   2 0 1 3 .   Li c e n se   d i p lo m a   in   M a th e m a ti c a n d   Co m p u ter  S c ien c e s   fro m   th e   F a c u lt y   o S c ien c e s,  Ib n   Zo h Un iv e rsity ,   Ag a d ir,   M o r o c c o ,   i n   2 0 1 0 .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il a ich a _ o u ss o u s @u m 5 . a c . m a .         Abd e r r a h m a n e   Ez - Za h o u         is  c u rre n tl y   a n   a ss o c iate   p ro fe ss o a De p a rtme n o f   Co m p u ter   S c ien c e s F a c u lt y   o S c ien c e s M o h a m m e d   Un i v e r sity .   He   g ra d u a ted   P h . D.   i n   Co m p u ter  S c ien c e fro m   ENS I AS  Co ll e g e   o IT .   H e   is  a n   a c ti v e   m e m b e o IP S S   Tea m   (in telli g e n p r o c e ss in g   sy ste m a n d   se c u rit y ).   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il a b d e rra h m a n e _ e z z a h o u t@ u m 5 . a c . m a .         S o u m ia   Ziti           is  a   fu ll   p ro fe ss o a n d   re se a rc h e a th e   F a c u lt y   o S c ien c e o f   M o h a m m e d   U n iv e rsit y   in   Ra b a sin c e   2 0 0 7 .   S h e   o b tain e d   h e r   P h . D.   in   Co m p u ter  S c ien c e   sp e c ializin g   in   g ra p h   t h e o r y   fro m   th e   Un iv e rsity   o Orle a n in   F ra n c e ,   a lo n g   with   a   d ip l o m a   in   a d v a n c e d   stu d ies   in   f u n d a m e n t a c o m p u ter  sc ien c e .   S h e   a lso   h o l d a   Ba c c a lau re a te  in   M a th e m a ti c a S c ien c e a n d   c o m p lete d   h e u n d e rg ra d u a te  stu d ies   i n   M a th e m a ti c a n d   P h y sic s sp e c ializin g   i n   m a th e m a ti c s,  a Ha ss a n   II  Un iv e rsity   i n   M o ro c c o .   F u rt h e rm o re ,   sh e   e a rn e d   a   m a ste r’s d e g re e   in   S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y   in   c o m p u ter sc ien c e   fro m   th e   sa m e   in stit u ti o n .   He r   re se a rc h   in tere sts  e n c o m p a ss   a   wid e   ra n g e   o t o p ics   i n c lu d in g   g ra p h   th e o ry ,   in f o rm a ti o n   sy ste m s,  a rti ficia in telli g e n c e ,   d a ta  sc ien c e ,   so ftwa re   d e v e lo p m e n t,   d a tab a se   m o d e li n g ,   b i g   d a ta,  c ry p to g ra p h y ,   a n d   n u m e rica m e th o d a n d   sim u latio n s.  S h e   h a c o n tri b u ted   e x ten siv e l y   to   th e se   field wi th   o v e t h a n   e ig h t y   p u b li c a ti o n i n   e ste e m e d   in tern a ti o n a j o u r n a ls  a n d   c o n fe re n c e s.  Ad d it io n a ll y ,   sh e   p l a y a   p i v o tal   ro le   in   c o o r d i n a ti n g ,   p a rti c i p a ti n g   o a ss e ss in g   in   v a ri o u e d u c a ti o n a a n d   so c i o - e c o n o m ic  o re a se rc h   p ro jec ts.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il so u m ia.ziti @fsr.u m 5 . a c . m a .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.