I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  D e c em b er   20 2 6 ,   p p .   1 8 8 1 ~ 1 8 9 2   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v 1 5 i 4 . pp 1 8 8 1 - 1 8 9 2           1881       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   CPU - o p timized  r eg ula rized conv o lutiona l neural n et wo rk  a rchitec t ure  for  multimedia - ba sed  breas t  ca nc er me tas tas is  detec tion       G uid o um   Am ina 1 ,   B o uh enni   Abdelh a k e 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   H i g h e r   N o r m a l   S c h o o l   o f   K o u b a ,   K o u b a ,   A l g e r i a   2 K u w a i t   O i l   C o mp a n y   ( K O C ) ,   A l   A h mad i ,  K u w a i t       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   1 3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u n   1 2 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J u l 5 ,   2 0 2 6       Th e   h ist o p a t h o l o g ica l  d iag n o sis   o f  b re a st  c a n c e r  m e tas tas e s,  a   su b jec ti v e   a n d   len g t h y   p ro c e ss ,   b e n e fit s  fr o m   a d v a n c e s  in   a rti ficia l  i n telli g e n c e   fo r  it s   a u to m a ti o n .   T h is  stu d y   p ro p o se s   a n   a u to m a ti c   c las sifica ti o n   m e t h o d   b a se d   o n   a   c o n v o l u ti o n a l  n e u ra l  n e tw o rk   ( CNN )   a rc h it e c tu re   with   p r o g re ss iv e   re g u lariz a ti o n   (Ba tch   n o rm a li z a ti o n   a n d   a d a p t iv e   d ro p o u t ),   train e d   o n   t h e   P a tch Ca m e ly o n   (P Ca m )  d a tas e t.   Ou r  a p p r o a c h   in te g ra tes   a   d a ta  a u g m e n tatio n   stra teg y   sp e c ifi c   t o   m e d ica l  ima g e s  a n d   a d v a n c e d   o p t imiz a ti o n   fo r  CP U  e n v iro n m e n ts,  a ll o wi n g   u s  to   b a lan c e   p e rfo rm a n c e ,   ro b u s tn e ss ,   a n d   c o m p u tati o n a l  a c c e ss ib il it y .   T h e   a rc h it e c tu re   c o m p rise s  o n l y   9 4 , 0 0 0   p a ra m e ters ,   2 2 3   ti m e s  fe we r  th a n   lea d i n g   m o d e ls.   M u lt i - c rit e ria  e v a lu a ti o n   sh o ws   c o m p e ti ti v e   re su lt s:  a re a   u n d e r  th e   c u r ve   ( AUC )   o f  9 2 . 9 2 % ,   F 1 - sc o re   o f  8 2 . 3 9 % ,   a c c u ra c y   o f   8 8 . 7 4 % ,   a n d   s p e c ifi c it y   o f  9 0 . 6 1 % .   A  b o o tstra p   ro b u stn e ss   a n a l y sis  p ro v id e s   9 5 %   c o n fi d e n c e   i n terv a ls  (AU C:   [ 8 9 . 5 6 % - 9 2 . 9 1 % ]),   a n d   a n   a b lati o n   st u d y   q u a n ti fies   th e   re d u c ti o n   i n   o v e rfit ti n g   th ro u g h   p ro g re ss iv e   d ro p o u t   (3 3 . 6 % ) .   T h is  re se a rc h   v a li d a tes   th a t  a   we ll - re g u late d   a n d   CP U - o p ti m ize d   CNN   a rc h it e c tu re   c a n   a c h iev e   c li n ica ll y   re lev a n t  p e rf o rm a n c e   wh il e   re m a in in g   a c c e ss ib le  o n   sta n d a rd   e n v i ro n m e n ts,   th u s   o p e n in g   u p   c o n c re te  p r o sp e c ts  fo r   th e   d e v e l o p m e n t   o f   p ra c ti c a l  AI  t o o ls   in   d ig it a l   p a th o l o g y .   K ey w o r d s :   C las s if icatio n   o f   h is to p ath o lo g ical  im a g es   C NN  ar ch itectu r e   C o m p u tatio n al  o p tim izatio n   C PU o p tim izatio n   R eg u lar izatio n   T h is i s  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 :   Gu id o u m   Am in a   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   Hig h er   N o r m al  Sch o o l o f   Ko u b a   Alg ier s ,  Alg er ia   E m ail:  am in a. g u id o u m @ g . en s - k o u b a. d z       1.   I NT RO D UCT I O N    B r ea s t   ca n ce r   r ep r esen ts   a  m a jo r   p u b lic  h ea lth   c h allen g e,   with   ap p r o x im ately   2 . 3   m illi o n   n ew  ca s es  d iag n o s ed   an n u ally   wo r ld wid e.   His to p ath o lo g ical  d iag n o s is ,   b ased   o n   th e  m icr o s co p ic  ex am in atio n   o f   tis s u e  s ec tio n s ,   is   th e  g o ld   s tan d ar d   f o r   d etec tin g   ly m p h   n o d e  m et astas es   [ 1] .   Ho wev er ,   th is   p r o ce s s   i s   s u b jectiv e,   tim e - co n s u m in g ,   an d   s u b ject  to   s ig n if ican t  in ter - o b s er v er   v ar iab ilit y .   T h e  ad v en t  o f   d i g ital  p ath o lo g y   an d   d e e p   l e a r n i n g   ( D L )   te c h n i q u e s   o f f e r s   r e v o l u t i o n a r y   p r o s p e c t s   f o r   a u t o m a t i n g   a n d   im p r o v i n g   d i a g n o s t i c    a c c u r a c y   [ 2] .   T h e  Patch C am ely o n   ( PC am )   d ataset,   co m p r is in g   3 2 7 , 6 8 0   co lo r ed   p atch es  ( 9 6 ×9 6 - p i x els)  f r o m   h is to lo g ical  s ec tio n s   o f   ly m p h   n o d es,  r e p r esen ts   a  s tan d ar d ized   b en c h m ar k   f o r   th e  d ev elo p m en t  o f   b in ar y   class if icatio n   alg o r ith m s   ( h ea l th y   v s .   m etastatic  tis s u e)   [ 1] .   T h e  f ield   o f   h is to lo g ical  im a g e  an aly s is   u s in g   DL   h as  s ee n   s p ec tacu lar   ad v a n ce s   in   r ec en t  y ea r s .     T h e  s em in al  w o r k   [ 1]   d em o n s tr ated   f o r   th e   f ir s t  tim e   th at  DL   alg o r ith m s   c o u ld   o u t p er f o r m   p ath o lo g is ts   in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  D e c em b er   20 2 6 :   1 8 8 1 - 1 8 9 2   1882   d etec tin g   b r ea s t  ca n ce r   m et astas es.   Mo r e  r ec en tly ,   atte n tio n   h as  f o cu s ed   o n   im p r o v in g   c o m p u tatio n al   ef f icien cy   an d   g e n er aliza tio n .   Su b s eq u e n tly   [ 3] ,   p r o p o s ed   E f f icien tNetV2 ,   th r o u g h   n eu r al  ar c h itectu r e   r esear ch   th at  tak es  in to   ac c o u n t  tr ain in g   a n d   p r o g r ess iv e  lear n in g   with   a d ap tiv e  r e g u lar i za tio n ,   ac h iev in g   a   to p - 1   ac cu r ac y   o f   8 7 . 3 %  o n   I m ag eNe t  wh ile  tr ain in g   5   to   1 1   tim es  f aster   th an   v is io n   tr an s f o r m er s   ( ViT ) .     I n   p a r allel   [ 4] ,   p r o p o s ed   C o n v NeX t,  a  m o d er n ized   p u r e   C o n v Net  ar c h itectu r e  with   t r an s f o r m er   d esig n   p r in cip les,  wh ich   ac h iev ed   8 7 . 8 %  ac cu r ac y   o n   I m ag eNe t   to p - 1   a n d   o u tp er f o r m e d   s win   tr an s f o r m e r s   o n   C OC O  d etec tio n   an d   ADE 2 0 K  s eg m en tatio n   b en c h m ar k s .   Mo r e  r ec e n tly ,   ViT s  [ 5]   a n d   th e   s win   tr a n s f o r m er   [ 6]   h av e   ch allen g ed   th e  d o m in an ce   o f   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( C NNs )   b y   ap p ly in g   s elf - atten tio n   m ec h an is m s   to   im ag e   p at ch es,  ac h iev in g   t o p   p er f o r m an ce   o n   m a n y   m ed ica l  im ag in g   b en ch m ar k s .   Ho we v er ,   th ese  ar ch itectu r es  ty p ica lly   r eq u ir e  m illi o n s   o f   p ar a m eter s   an d   s u b s tan tial  GPU  r eso u r ce s .   Am o n g   r e ce n t  DL - b ased   ap p r o ac h es  f o r   b r ea s t  ca n ce r   d iag n o s is ,   Mo b ar k   [ 7]   p r o p o s ed   C o r o Net,   a  C NN  m o d el  u s in g   th e  Xce p tio n   ar ch itectu r e  p r e - tr ai n e d   o n   I m a g eNe t.  T r ain ed   o n   th e  C B I S - DD SM   m am m o g r a m   d ataset,   C o r o Net  ac h iev es  an   ac cu r ac y   o f   9 4 . 9 2 %  in   f o u r - class   class if i ca tio n   ( B en ig n   v s .   m alig n an t  m ass es,  b en ig n   v s .   m alig n an t  ca lcif icatio n s )   an d   8 6 . 6 7 %  in   b i n ar y   class if icatio n   ( C alcif icatio n s   v s .   m ass es).   T h e  ar ch itectu r e   co m p r is es  7 1   la y er s   f o r   a   to tal  o f   3 3 . 9 7   m illi o n   p ar am ete r s ;  th is   m o d el  r e m ain s   h ig h ly   p ar am eter i ze d   an d   r eq u ir es  s ig n if ican t  co m p u tin g   r eso u r ce s ,   wh ich   lim its   its   d ep lo y m en t  in   clin ical  en v ir o n m en ts   with   lim ited   h ar d war e.   T h e  s tu d y   [ 8]   co n cr etely   illu s tr ates  o n e  o f   th e   m ain   ch allen g es  f o r   th e  clin ical  d ep lo y m e n t  o f   AI   in   d ig ital  p ath o lo g y :  th e  p o o r   g en er aliza tio n   o f   DL   m o d els  to   n ew  co n tex ts .   T h e  au th o r s   ev alu ated   a  m o d el,   in itially   tr ain ed   o n   th e  m u lticen ter   C AM E L YON  d ataset  f o r   d etec tin g   b r ea s t  ca n ce r   m e tast ase s   in   s en tin el   ly m p h   n o d es.  I ts   b aselin e  p er f o r m an c e   o n   th e  C AM E L YON1 6   test   s et  was  ex ce llen t,   with   a  FR OC   s co r e  o f   0 . 8 3 8 .   T h is   s tu d y   h ig h lig h t s   th at  r o b u s tn ess   an d   a d ap t ab ilit y   ar e  as  cr u cial  as  ab s o lu te  b en ch m a r k   p er f o r m an ce .   I t   v alid ates  th e   n ee d   to   d e v elo p   m o r e  r o b u s t  lear n in g   m eth o d s   ( ad v a n ce d   tr an s f er   lear n in g ,   tar g eted   d ata   au g m en tatio n ,   s elf - s u p er v is ed   lea r n in g )   an d   p ip elin es  th at  in co r p o r ate  a  f ac ilit ated   co n tin u o u s   ad ap tatio n   p h ase  f o r   s u s tain ab le  clin ical  d ep lo y m e n t.   Face d   with   th ese  ch allen g es,  in n o v ativ e  h y b r id   ar ch itectu r es  ar e  em er g in g   to   im p r o v e   b o th   th e   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess   o f   m o d els.  Fo r   ex am p l e   [ 9] ,   p r o p o s ed   a  C NN - t r an s f o r m er   h y b r i d   m o d el  s p ec if ically   d esig n ed   to   lev er ag e   tem p o r al  in f o r m atio n   b y   s im u ltan eo u s ly   in teg r atin g   p r e v io u s   an d   cu r r en t  m am m o g r a p h ic  im ag es  o f   th e  s am e  p atien t.  T h eir   ar ch itectu r e  u s es  a  m o d if ied   R esNe t 5 0   f o r   lo ca l  f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   a  t r a n s f o r m er   e n c o d er   with   a  m u lti - h ea d   atten t io n   m ec h an is m   an d   p o s itio n a l  co d in g   to   ca p tu r e   lo n g - ter m   d ep en d en cies  an d   s u b tle  ch an g es  b etwe en   ex a m in atio n s ,   an d   a  p e r - ch an n el   atten tio n   m o d u le  to   am p lify   d is cr im in atin g   f ea tu r es.  E v alu ated   o n   a  d e d icate d   d ataset,   th is   m o d el  ac h iev es   an   ar ea   u n d er   th e   cu r v e  ( AUC )   o f   9 2 . 5 8 %,  th u s   d em o n s tr atin g   th e  c r u cial   co n tr ib u tio n   o f   tem p o r al  m o d elin g   a n d   h y b r id   ar ch itectu r es to   m im ic  th e  s eq u en tial r ea s o n in g   o f   r ad io lo g is ts   an d   im p r o v e  ea r ly   d etec tio n .   C atala n o   et  a l .  [ 1 0 ]   p r o p o s ed   a  m eth o d   f o r   d etec tin g   an d   lo ca lizin g   b r ea s t  ca n ce r   f r o m   h e m ato x y li n   an d   eo s in   ( HE )   s tain ed   h is to lo g ical  im ag es  u s in g   s ev er al  C NN  ar ch itectu r es.  T h ey   co m p ar ed   a  c u s to m   C NN  ( Stan d ar d _ C NN) ,   E f f icien tNet,   R esNet5 0 ,   VGG - 1 6 ,   VGG - 1 9 ,   an d   Mo b ileNet,   as  well  as  a  n ew  m o d el   ca lled   MR_ Net.   T h e  m o d els  wer e  tr ain ed   o n   th e  B R AC S  d ataset,   wh ich   co n tain s   4 5 3 9   r eg i o n s   o f   in ter est  ( R OI s )   an n o tated   in to   t h r ee   class es   ( b en ig n ,   aty p ical,   m alig n an t) .   Af ter   p r ep r o ce s s in g   an d   d ata  au g m en tatio n   ( h o r izo n tal  f lip ,   b r ig h tn ess ,   z o o m ) ,   th e   f in al   d ataset  co m p r is ed   5 6 2 8   im a g es.  T h e   b est  a cc u r ac ies  o b tain e d   wer e  7 3 %  f o r   Mo b ileNet  an d   VGG - 1 9 ,   6 9 %  f o r   MR_ Net,   an d   6 7 %  f o r   s tan d ar d _ C NN.   Fin e - tu n in g   Mo b ileNet,   VGG - 1 6 ,   an d   VG G - 1 9   d id   n o t  im p r o v e  p er f o r m an ce   ( VGG - 19 ’ s   ac cu r ac y   d ec r ea s ed   f r o m   7 3 %  to   7 1 %).   Ho wev er ,   m etr ics s u c h   as AU C   o r   F1 - s co r e  ar e  n o t r ep o r ted ,   an d   th e  n u m b e r   o f   m o d el  p ar am eter s   is   n o t sp ec if ied ,   wh ic h   lim its   q u an titativ e  co m p ar is o n   i n   ter m s   o f   co m p u tatio n al  e f f icien cy .   Face d   with   th e  d o m ain   s h if t  in d u ce d   b y   s ca n n er   v ar ia b ilit y ,   s elf - s u p er v is ed   lear n in g   ap p r o ac h es   aim ed   at  lear n in g   i n h er e n tly   r o b u s t  r ep r esen tatio n s   h av e   em er g ed .   W h ile  v er y   lar g e - s ca le  f o u n d atio n   m o d els   ( e. g . ,   UNI ,   Vir c h o w)   ac h iev e   p ea k   p er f o r m an ce   b u t   at  a   p r o h ib itiv e  co m p u tatio n al   co s t,  r e ce n t  wo r k   ex p lo r es  lig h tweig h t  ar ch itectu r es  o p ti m ize d   f o r   g e n er aliza tio n .   Fo r   ex am p le,   His to L ite  [ 11]   o f f er s   a  lig h tweig h t  s elf - s u p er v is ed   f r am ew o r k   b ased   o n   a  d u al  s tr ea m   o f   au to e n co d e r s   an d   a  co n t r ast o b jectiv e,   co u p led   with   ad a p tiv e   au g m en tatio n   ( Ad ap tiv e  His to R o tate) .   Sp ec if ically   ev alu ated   o n   a  s ca n n er   b ias ( Ap er i o   v s .   Sak u r a) ,   His to L it e  ( 7 M  p ar am eter s )   d em o n s tr ate s   v er y   lo w  r ep r esen tatio n   s h if t  an d   th e  b est  in ter - s ca n n er   g e n er aliza tio n   am o n g   th e  co m p ar e d   m o d els,  d esp ite  s lig h tly   lo wer   ab s o lu te  ac cu r ac y   th an   th e   lar g er   m o d els.  T h is   wo r k   illu s tr ates  th e  tr ad e - o f f   b etwe en   ac cu r ac y ,   r o b u s tn ess ,   an d   ef f icie n cy ,   an d   v alid ates  th e  r elev a n ce   o f   s p ec ialized   lig h tweig h t a r ch itectu r es f o r   r eliab le  d ep lo y m e n t in   r eso u r c e - co n s tr ain ed   clin ical  s ettin g s .   Fin ally ,   th e   s y s tem atic  r ev iew   [ 12]   p r o v id es  a  co m p r eh e n s iv e  an aly s is   o f   th e  co n tr ib u tio n   o f   DL   to   th e  an aly s is   o f   h is to p at h o lo g ical  im ag es  o f   b r ea s t  ca n ce r .   B y   s y n th esizin g   1 9 9   r ef er e n ce s ,   in clu d in g   1 8 2   s tu d ies  p u b lis h ed   b etwe en   2 0 1 4   an d   2 0 2 5 ,   th e  au th o r s   d em o n s tr ate  h o w  DL   a r ch ite ctu r es,  p ar ticu lar ly     C NNs   [ 13] ,   g e n er ativ e   ad v er s ar ial  n etwo r k s   ( GANs) ,   an d   V iT s ,   h av e  s ig n if ican tly   im p r o v ed   th e   ac cu r ac y   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       C P U - o p timiz ed   r eg u la r iz ed   co n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k  a r ch itectu r e  fo r   mu ltimed ia   …  ( Gu id o u m  A min a )   1883   class if icatio n ,   s eg m en tatio n ,   an d   tu m o r   d etec tio n   task s .   T h e   ar ticle  also   h ig h lig h ts   th e  cr u cial  r o le  o f   tr an s f er   lear n in g   a n d   e x p lain ab le  A I   ( XAI )   tech n iq u es  i n   ad d r ess in g   d ata  g a p s   an d   im p r o v in g   cli n ical  in ter p r etab ilit y .   Ho wev er ,   th e  r ev iew  id en tifi es  p er s is ten t  ch allen g es  to   clin ical  ad o p tio n ,   in clu d in g   v ar iab ilit y   in   s tain in g   p r o to co ls ,   a  lack   o f   lar g e ,   d iv er s e,   an d   an n o tated   d atasets ,   an d   is s u es  o f   r o b u s tn ess ,   eq u ity ,   an d   r eg u latio n .     I n   co n cl u s io n ,   th e  a u th o r s   p r o p o s e  as  f u tu r e  p er s p ec tiv es  th e  d ev el o p m en t  o f   m o r e  g e n er aliza b le  m o d els,  m u ltimo d al  d ata  in teg r atio n ,   an d   th e  p r io r itizatio n   o f   tr an s p ar en t  to o ls   f o r   r esp o n s ib le  in teg r atio n   in to   d iag n o s tic  wo r k f lo ws.   I t  is   im p o r tan t  to   n o te  th at   t r a n s f o r m er   m o d els  f ir s t  ac h iev e d   s u cc ess   in   n atu r al  la n g u a g e  p r o ce s s in g .   T h e  b id ir ec tio n al  en co d er   r ep r esen tatio n s   f r o m   tr an s f o r m e r s   ( B E R T )   m o d el  [ 14]   h as  ac h iev ed   n ew  cu ttin g - ed g e  r esu lt s   o n   elev en   n atu r al  lan g u ag e  p r o ce s s in g   task s ,   in clu d in g   q u esti o n   an s wer in g   an d   lin g u is tic   in f er en ce .   B E R T   is   p r e - tr ain ed   o n   B o o k s C o r p u s   ( 8 0 0   m illi o n   wo r d s )   an d   W ik ip ed ia  ( 2 . 5   b illi o n   wo r d s ) .   I ts   ar ch itectu r e  is   a  m u lti - lay er ed   b id ir ec tio n al  t r an s f o r m er   en co d er .   T h e  B E R T B ASE  v er s io n   co m p r is es  1 2   lay er s ,   a  h id d en   s ize  o f   7 6 8 ,   1 2   atten tio n   h ea d s ,   an d   1 1 0   m illi o n   p ar a m eter s ;  th e  B E R T L AR GE   v er s io n   co m p r is es  2 4   lay er s ,   a  h id d en   s ize  o f   1 0 2 4 ,   1 6   atten tio n   h ea d s ,   an d   3 4 0   m illi o n   p ar am eter s .   B E R T B A SE  wa s   tr ain ed   o n   4   C lo u d   T PUs ,   an d   B E R T L A R GE   o n   1 6   C lo u d   T PUs .   B E R T   is   d esig n ed   f o r   t ex t  to k en   s eq u en ce s   u s in g   W o r d Piece  em b ed d in g s ,   n o t  f o r   im ag es.  I n   o u r   co n te x t  o f   class if y in g   h is to p ath o lo g ical  p atch es  with   a  lim ited   d ataset  an d   a  C PU - b o u n d   co m p u tatio n al  tar g et,   C NNs  r em ain   m o r e  s u itab le.   C NNs   b en ef it  f r o m   in d u ctiv e  b iases   ( tr an s latio n a l  eq u iv ar ian ce ,   lo ca l  co n n ec ti v ity )   th at  n at u r ally   co n f o r m   to   th e  s tr u ctu r e   o f   tis s u e  tex tu r es.  T h eir   p ar a m etr ic  lig h tn ess   allo ws  f o r   C PU - b o u n d   tr ain in g ,   a n d   r eg u lar izatio n   tech n iq u es  s u c h  as  b atch   n o r m aliza tio n   an d   p r o g r ess iv e  d r o p o u t  e f f ec tiv ely   co n tr o l  o v er f itti n g .   T h u s ,   o u r   ch o ice   o f   a  well - r eg u lated   C NN  ar ch itectu r e  is   ju s tifie d   b y   r eso u r ce   co n s tr ain ts   an d   th e  n atu r e  o f   t h e  task .   Desp ite  ex ce p tio n al  p er f o r m a n ce   r e p o r ted   with   c o m p lex   a r c h itectu r es  an d   lar g e   d atasets ,   f ew  s tu d ies  h av e  f o cu s ed   o n   o p tim izatio n   f o r   co m p u tatio n ally   lim ited   en v ir o n m en ts ,   wh ich   ar e   r e p r esen tativ e  o f   m an y   clin ical  an d   r esear ch   s ettin g s .   T h is   s tu d y   s p ec if ically   ad d r ess es  th is   ch allen g e  b y   p r o p o s in g   a  co m p r e h en s i v e   m eth o d o l o g y   th at  b alan ce s   d is cr im in an t  p er f o r m a n ce ,   r o b u s tn ess ,   an d   co m p u tatio n al  ac ce s s ib ilit y .   Ou r   co n tr ib u tio n s   ar e:  ( i )   a  lig h t weig h t  C NN  ar ch itectu r e  ( 9 4 K  p ar am eter s )   with   p r o g r es s iv e  r eg u lar izatio n   s u itab le  f o r   h is to lo g ical  im ag es;  ( ii )   a  C PU - o p ti m ized   tr ain in g   p ip elin e  th at  co m p letes  in   ap p r o x im ately   2 . 4   h o u r s   o n   s tan d ar d   h ar d war e  ;   an d   ( iii )   a   m u lti - cr iter ia   ev al u atio n   d em o n s tr atin g   th at  a   well - r eg u lated   C NN  ca n   ac h iev e  clin ically   r ele v an t  p er f o r m an ce   ( AUC  9 2 . 9 2 %,  ac cu r ac y   8 8 . 7 4 %)  with   2 2 3   tim es  f ewe r   p ar am eter s   th an   lead in g - ed g e   ap p r o ac h es(E f f icie n tNetV2 - S,  C o n v NeX t) ,   m ak in g   AI   to o ls   m o r e  ac ce s s ib le  f o r   d ig ital  p at h o lo g y   i n   r es o u r ce - c o n s tr ain ed   en v ir o n m e n ts .   Ou r   co n tr ib u tio n   d o es   n o t  lie  i n   a   r ad ical   ar ch itectu r al  in n o v atio n ,   b u t   in   th e  d em o n s tr a tio n   th at  a  well - r eg u lated   an d   lig h tweig h t  co n v o lu tio n al   n etwo r k   ca n   ac h iev e  clin ically   r elev an t p e r f o r m an ce   with   v e r y   lim ited   co m p u tin g   r eso u r ce s .       2.   M E T H O D   2 .1 .     Da t a s et   a nd   p re pro ce s s i ng   T h e  PC am   d ataset  co n tain s   3 2 7 , 6 8 0   p atch es  o f   h is to lo g ical   im ag es  ( 9 6 ×9 6   p ix els)  an n o t ated   b in ar y   ( 0 :  h ea lth y   tis s u e,   1 :  m etastatic  tis s u e) .   Fo r   th is   s tu d y ,   we  s tr ateg ically   s elec ted   4 , 0 9 6   s am p les  f r o m   th e  tr ain in g   s et  ( 2 6 2 , 1 4 4   av aila b le)   an d   1 , 0 2 4   f r o m   th e  v a lid atio n   s et  ( 3 2 , 7 6 8   a v ailab l e) ,   r e p r esen t in g   a  co m p r o m is e  b etwe en   r ep r esen tativ en ess   an d   co m p u tatio n al  co n s tr ain ts .   T h is   s elec t io n   m ain tain s   th e  o r ig in al  5 0 /5 0   d is tr ib u tio n   b etwe en   th e  class es.  A  s am p le  s ize  o f   4 , 0 9 6   p r o v id es  a   m ar g i n   o f   er r o r   o f   ± 1 . 5 %  at   th e  9 5 %  co n f i d en ce   lev el   f o r   a  b in ar y   cla s s if icatio n .   T h is   v alu e  is   o b tain ed   u s in g   th e   s tan d a r d   f o r m u la  f o r   t h e   m ar g in   o f   er r o r   o f   a  p r o p o r tio n .       = 1 . 96 × √ ( 1 − )      = 0 . 5 , = 4096         T h e  m ar g in   ca lcu latio n   g i v e s   1 . 5 %  T h u s ,   th e  ch o s en   s iz e  r ep r esen ts   a  r ea s o n ab le  co m p r o m is e  b etw ee n   s tatis t ical  r ep r esen tativ en ess   an d   co m p u tatio n al   co n s tr ain t s .   T h e  im ag es  wer e   n o r m alize d   b y   d iv id i n g   th e   p ix el  v alu es b y   2 5 5   to   o b tain   a   r an g e  [ 0 , 1 ] .     2 .2 .     M o del  a rc hite ct ure   wit h a dv a nced  re g ula t io n   Ou r   C NN  ar ch itectu r e,   illu s tr ated   in   Fig u r e  1 ,   is   s p ec if ically   d esig n ed   f o r   9 6 × 96 - p ix el   h i s to lo g ical  im ag es,  b alan cin g   d is cr im in ato r y   p o wer   with   o v er f itti n g   p r e v en tio n .   I t  c o m p r is es  th r ee   s eq u e n tial   co n v o l u tio n al  b lo c k s   with   p r o g r ess iv ely   in cr ea s in g   f ilter   co u n ts   ( 3 2 ,   6 4 ,   1 2 8 ) ,   ea c h   f o llo wed   b y   b atch   n o r m aliza tio n   an d   n eu r o n al  d r o p o u t.  T h e  d r o p o u t  r ate  g r a d u ally   in cr ea s es  ( 0 . 2 ,   0 . 3 ,   0 . 4 )   in   d ee p er   la y er s   wh er e  o v er f itti n g   is   m o r e  lik ely .   Glo b al   m ea n   p o o lin g   r e p lace s   tr ad itio n al  f latten in g ,   d r asti ca lly   r ed u ci n g   p ar am eter s   wh ile  p r eser v in g   s p atial  in f o r m atio n .   T h is   h ier ar ch ical  d esig n   en ab les  r o b u s t  ex tr ac tio n   o f   f ea tu r es r an g i n g   f r o m   lo w - le v el  tex tu r es to   co m p lex   p atter n s   ( tis s u e  s tr u ctu r es).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  D e c em b er   20 2 6 :   1 8 8 1 - 1 8 9 2   1884       Fig u r e  1 .   Simp lifie d   C NN  ar ch itectu r e  f o r   b r ea s t tu m o r   class if icatio n       2 . 3 .     Da t a   a ug m ent a t io n   T o   co m p en s ate   f o r   th e   lim ited   s ize  o f   th e   tr ain i n g   s et,   we   im p lem en te d   a n   a u g m en tatio n   s tr ateg y   s p ec if ic  to   h is to lo g ical  im ag es ,    −   Or ig in al  p r eser v atio n : p r eser v i n g   th e  s o u r ce   im ag e.   −   Ho r izo n tal  f lip : a   tr a n s f o r m ati o n   th at  p r eser v es th e  d iag n o s tic  ch ar ac ter is tics   o f   th e  tis s u es.   −   9 0 ° r o tatio n : a d ap tin g   t o   th e  v ar iab le  o r ien tatio n   o f   h is to lo g i ca l sectio n s .   T h is   s tr ateg y   tr ip les  th e  s ize  o f   th e  tr ain in g   s et  ( 4 , 0 9 6   t o   1 2 , 2 8 8   s am p les)  wh ile  p r eser v in g   th e  b io lo g ical   s ig n if ican ce   o f   th e   im ag es.       2 . 4 .     T ra ini ng   c o nfig ura t io n   T h e  tr ain in g   was  s p ec if ically   o p tim ized   f o r   C PU  en v ir o n m e n ts   to   en s u r e  m ax im u m   ac ce s s ib ilit y   f o r   r esear ch er s   an d   clin ician s   wit h   lim ited   co m p u tin g   r eso u r c e s .   T h e  Ad am   o p tim izer   [ 15]   was  s e lecte d   with   a   lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 1 ,   e n ab li n g   f i n e  an d   s t ab le  co n v er g en c e.   T h e  l o s s   f u n ctio n   u s ed   is   b i n ar y   c r o s s - en tr o p y ,   ap p r o p r iate  f o r   b in ar y   class if icatio n .   T h e  b atch   s ize  was  s et  at  3 2 ,   p r o v id in g   an   o p tim al  b alan ce   b etwe en   ef f icien t  m em o r y   u s ag e  an d   tr ain in g   s tab ilit y .   T h e  m a x im u m   n u m b e r   o f   e p o ch s   was  lim i ted   to   1 0 0 ,   with   th e   im p lem en tatio n   o f   ea r ly   s to p p in g   th at  m o n ito r s   th e  v alid at io n   AUC   [ 16]   with   a  p atien c e  o f   1 5   ep o c h s   an d   r esto r es  th e  b est  weig h ts ,   th u s   p r ev en tin g   o v er f itti n g .   T h e  m etr ics  ev alu ated   in clu d e   ac c u r ac y   [ 17] ,   AUC,   p r ec is io n ,   r ec all   [ 1 8 ] ,   an d   a  cu s to m   F1 - s co r e   [ 1 7 ] .   T h e  a d v an ce d   co n f ig u r atio n   o f   T e n s o r Flo w  was  ex p lo ited   with   1 6   th r ea d s   f o r   in tr a - o p er atio n   p ar allelis m ,   8   th r ea d s   f o r   i n ter - o p er atio n   p ar allelis m ,   f lex ib le  o p e r atio n   p lace m en t  ( s o f t   d ev ice   p lace m en t)   en a b led ,   an d   ju s t - in - tim e   ( J I T )   c o m p ilatio n   to   ac ce ler ate  th e  ex ec u tio n   o f   co m p u tatio n   g r ap h s .       2 . 5 .     E v a lua t i o n a nd   v is ua liza t io n   T o   p r o v id e   a   co m p r eh e n s iv e  an d   r ep r o d u cib le   an aly s is   o f   th e  m o d el ’ s   p e r f o r m an ce ,   we   d esig n ed   an d   im p lem en ted   a  co m p lete  ev alu atio n   p ip elin e  th at  au to m atica lly   g en er ates  a  s er ies   o f   v is u aliza tio n s   an d   s cien tific   r ep o r ts .   T h is   p ip elin e  p r o d u ce s   r ec eiv er   o p er atin g   ch ar ac ter is tic   ( R OC )   cu r v es  [ 19]   to   ass es s   th e   m o d el ’ s   d is cr im in ato r y   ab ilit y   ac r o s s   all  d ec is io n   th r esh o ld s .   C o n f u s io n   m atr ices  ar e  g e n e r ated   to   p r o v id e  a   d etailed   an d   q u a n titativ e  an al y s is   o f   th e  e r r o r   d is tr ib u tio n   ( tr u e/f alse  p o s itiv es/n eg ativ es).   Acc u r ac y - r ec all   cu r v es,  p a r ticu lar ly   r elev an t   f o r   p o ten tially   u n b alan ce d   d atasets   s u ch   as  th o s e  u s ed   in   m ed ical  im ag in g ,   ar e  also   ca lcu lated .   C o n v er g e n ce   is   m o n ito r e d   b y   g en er atin g   le ar n in g   cu r v es  th at   illu s tr ate  th e  ev o l u tio n   o f   k ey   m etr ics  ac r o s s   th e  tr ain in g   an d   v alid atio n   d atasets .   Fo r   q u a litativ e  in ter p r etatio n ,   v is u aliza tio n s   o f   ex am p le   p r ed ictio n s   ( C o r r ec t a n d   in c o r r ec t )   alo n g   with   th eir   co n f id en ce   s co r es a r e  p r o d u ce d .       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   3 . 1 .     O v er a ll  p er f o r m a nce   T r ain in g   co n v er g ed   af te r   4 2   ep o ch s   with   ea r ly   ter m in at io n   tr ig g er e d   b y   s tab ilizatio n   o f   th e   v alid atio n   AUC .   Fin al  p er f o r m an ce   ac r o s s   th e  v alid atio n   s et  ( 1 , 0 2 4   s am p les)  is   s u m m ar iz ed   in   T ab le  1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       C P U - o p timiz ed   r eg u la r iz ed   co n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k  a r ch itectu r e  fo r   mu ltimed ia   …  ( Gu id o u m  A min a )   1885   T ab le  1 .   Deta iled   m o d el  p er f o r m an ce   M e t r i c   v a l u e   i n t e r p r e t a t i o n   A U C   0 . 9 2 9 2   e x c e l l e n t   d i s c r i m i n a t i o n   A c c u r a c y   0 . 8 8 7 4   hi g h   t r u e   p o si t i v e   r a t e   ( TP R )   R e c a l l   0 . 7 6 8 9   m o d e r a t e   s e n si t i v i t y   F1 - s c o r e   0 . 8 2 3 9   sa t i s f a c t o r y   b a l a n c e       3 . 2 .     Ana ly s is   o f   lea rning   cur v es   Fig u r e   2   s h o ws  th e  d is tr ib u tio n   o f   c o n f id e n ce   s co r es:  X - a x is :  c o n f id en c e  s co r e   ( co n tin u o u s \ v alu e   n o r m alize d   b etwe en   0 . 0   an d   1 . 0 )   a n d   Y - a x is :  f r eq u e n cy   ( n u m b er   o f   s am p les,  u n it:  co u n t) .   T h is   h is to g r a m   s h o ws  th e  b im o d al  d is tr ib u ti o n   o f   co n f id en ce   s co r es  p r ed icted   b y   t h e  m o d el  f o r   t h e  v alid atio n   s et.   T wo   d is tin ct  d is tr ib u tio n s   clea r ly   em er g e:  o n e  ce n ter e d   ar o u n d   0 . 0 - 0 . 2   ( r e p r esen tin g   h ea lt h y   tis s u e   s am p les)     an d   th e   o th e r   ce n ter ed   ar o u n d   0 . 8 – 1 . 0   ( r ep r esen tin g   t u m o r   tis s u e  s am p les).   T h e   clea r   s ep ar atio n   b etwe en   th ese  two   m o d es,  with   a  p r o n o u n ce d   d ip   ar o u n d   t h e  s co r e   0 . 5 ,   in d icate s   th at   th e   m o d el   p r o d u ce s   p r e d ictio n s   with   h ig h   co n f id en ce .   T h e  s m all  p r o p o r tio n   o f   s am p les  in   th e  in ter m e d iate  r eg io n   ( 0 . 3 - 0 . 7 )   s u g g ests     th at  th e  m o d el  ex p er ien ce s   litt le  u n ce r tain ty   in   th e  m ajo r i ty   o f   ca s es.   T h e  d is tr ib u tio n   o f   h ea lth y   tis s u es  s h o ws  a  s lig h tly   ex ten d ed   tail  to war d   h ig h er   s co r es,  co r r esp o n d i n g   to   f alse  p o s iti v es  id en tifie d   in   th e  co n f o u n d in g   m atr ix .   T h e  m ar k ed   b im o d ality   co n f i r m s   th e  m o d el ’ s   p r o p er   ca lib r atio n   an d   its   ab ilit y   to   ass ig n   p r o b a b ilit y   s co r es  th at  ac cu r a tely   r ef lect  th e  ce r tain ty   o f   t h e  p r ed ictio n s .   T h is   ch ar ac ter i s tic  is   e s s en tial  f o r   clin ical  ap p licatio n s   wh er e  d i f f er en t  d ec is io n   th r esh o l d s   ca n   b e  a p p lied   d ep en d in g   o n   t h e  d esire d   tr ad e - o f f   b etwe en   s en s itiv ity   an d   s p ec if icity .   Fig u r e  3   s h o ws  th e  ev o lu tio n   o f   th e  m etr ics  d u r in g   tr ai n in g .   X - a x is :  e p o ch   ( u n it:  n u m b er   o f   co m p lete  iter atio n s   o n   th e   tr ai n in g   s et)   an d   Y - a x is :  AUC   ( n o r m alize d   v alu e  b etwe en   0 . 5   an d   1 . 0 ) .   T h is     f ig u r e  illu s tr ates  th e  ev o lu tio n   o f   th e  m o d el ’ s   d is cr im in at o r y   p e r f o r m an ce   d u r in g   tr ain i n g   o v e r   4 2   e p o ch s .   T h e  b lu e  cu r v e   ( T r ain   AU C )   r ep r esen ts   th e   AUC  ca lcu lated   o n   th e   tr ain in g   s et   ( 1 2 , 2 8 8   s am p les    af ter   au g m e n tatio n ) ,   w h ile  th e  o r an g e  cu r v e  ( Valid atio n   AUC)  s h o ws  th e  AUC  o n   th e  v alid atio n   s et     ( 1 , 0 2 4   s am p les).   T h e  tr ain in g   AUC  in cr ea s e s   s tead ily   f r o m   8 2 . 3 3 %  to   9 5 . 8 2 %,  d em o n s t r atin g   th e  m o d el ’ s  ab ilit y   to   p r o g r ess iv ely   lear n   d is cr im i n ato r y   f ea tu r es.  T h e   v alid atio n   AUC,  af ter   a  r a p id   in itial  in cr ea s e,   s tab ilizes  ar o u n d   9 2 . 9 2 %  af t er   ep o c h   2 7 .   T h e   m o d e r ate  b u t  co n s is ten t  d if f er en ce   b etw ee n   th e   two   cu r v es   ( ap p r o x im ately   0 . 0 2 9   o n   av er ag e)   in d icate s   ef f ec tiv e  o v er f itti n g   co n t r o l  th an k s   to   th e  r eg u lar izatio n   tech n iq u es  em p lo y ed   ( B atch   n o r m aliza tio n   an d   g r a d u al  d r o p o u t) .   T h e  s tab ilizatio n   o f   t h e  v alid atio n   AUC  af ter   ep o c h   2 7   ju s tifie s   th e  e ar ly   ter m in atio n   ap p lied ,   co n f ir m in g   th at  th e  m o d el  h as  r ea ch ed   its   o p tim al  g en er aliza tio n   ca p ac ity .   T h e  f in al  AUC  v alu e  o f   9 2   . 9 2 %  in d icate s   th at  th e  m o d el  h as  an   ex ce llen t    ab ilit y   to   d is tin g u is h   h ea lth y   tis s u e  f r o m   tu m o r   tis s u e,   with   o n ly   7 . 0 8 %  o v er lap   b etwe en   th e  d is tr ib u tio n s   o f   th e  two   class es.  T h is   p er f o r m an ce   f alls   with in   th e  r an g e   co n s id er ed   clin icall y   r ele v an t  f o r   d iag n o s tic  aid   ap p licatio n s .             Fig u r e  2 .   Dis tr ib u tio n   o f   c o n f i d en ce   s co r es   l ea r n in g   cu r v es     Fig u r e  3 .   AUC lea r n in g   cu r v e       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  D e c em b er   20 2 6 :   1 8 8 1 - 1 8 9 2   1886   3. 3 .     Co nfusi o n m a t rix   a na l y s is   T h e  co n f u s io n   m atr ix   ( Fig u r e  4 ) ,   with   p r ed icted   class es  ( “ s ain ” :  Hea lth y   an d   “T u m o r a l”)   o n   th e     x - ax is   an d   ac tu al  class es  ( “ s ain   o r   Hea lth y ”  a n d   “T u m o r al”)   o n   th e  y - ax is ,   r ev ea ls   th e  f o llo win g   d is tr ib u tio n   o f   p r e d ictio n s   ac r o s s   th e  v a lid atio n   s et:  tr u e  p o s itiv es:  4 7 3   ( 4 6 . 2 %);  f alse  p o s itiv es:  4 9   ( 4 . 8 %);  f alse   n eg ativ es:  5 0   ( 4 . 9 %);  tr u e  n eg ativ es:  4 5 2   ( 4 4 . 1 %).   T h e  m o d el  ex h ib its   a  s p ec if icity   o f   9 0 . 2 %  ( 4 5 2 /( 4 5 2 + 4 9 ) )   an d   a  s en s itiv ity   o f   9 0 . 4 %  ( 4 7 3 /( 4 7 3 +5 0 ) ) .   T h e  b alan ce   b e twee n   f alse  p o s itiv es  ( 4 . 8 %)  an d   f alse  n eg ativ es  ( 4 . 9 %)  s u g g ests   an   ap p r o p r iat e  ca lib r atio n   o f   th e  d ec is io n   t h r esh o ld   ( 0 . 5 ) .           Fig u r e  4 .   C o n f u s io n   m atr i x       3 . 4 .     RO C  c urv e  a nd   dis cr im ina nt  a na ly s is   Fig u r e   5   p r esen ts   th e  R OC   cu r v e,   ev alu atin g   th e   m o d el ’ s   d is cr im in ato r y   ab ilit y   ac r o s s   th e  en tire   co n tin u u m   o f   d ec is io n   th r esh o ld s .   T h e  x - ax is   r ep r esen ts   th e  f alse  p o s itiv e  r ate  ( FP R ) ,   co r r esp o n d in g   to   th e   p r o p o r tio n   o f   h ea lth y   tis s u e  in co r r ec tly   class if ied   as  tu m o r o u s ,   wh ile  th e  y - ax is   r e p r ese n ts   th e  tr u e  p o s itiv e  r ate  ( T PR ) ,   in d icatin g   th e  p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   d etec ted   t u m o r o u s   tis s u e.   T h e  AUC  o f   0 . 9 2 9 3   d e m o n s tr ates   ex ce llen t  d is cr im in ato r y   p e r f o r m an ce ,   p lacin g   it  in   th e  u p p er   q u ar tile  o f   class if ier s   ac co r d in g   to   estab lis h ed   cr iter ia  ( AUC >  0 . 9 ) .   T h e  cu r v e   ex h i b its   a  p r o n o u n ce d   co n ca v ity   to war d s   t h e  i d e al  p o in t   ( 0 . 0 ,   1 . 0 ) ,   with   a   r ap i d   in cr ea s e   in   th e  T PR   f o r   FP R   v alu es  b elo w  0 . 2 .   T h is   ch ar ac ter is tic  is   p ar ticu lar ly   r elev a n t  f o r   m ed ical  ap p licatio n s   wh er e  m in im izin g   f alse  p o s itiv es  is   cr u cial.   T h e  m o d el  ac h iev es  a  T PR   o f   0 . 8 5   f o r   an   FP R   o f   o n l y   0 . 1 ,   in d icatin g   its   ab ilit y   to   m a in tain   h ig h   s en s itiv ity   wh ile  lim itin g   t y p e  I   er r o r s .   T h e  o p er atin g   p o in t   co r r esp o n d in g   t o   th e  0 . 5   th r esh o ld   ( u s ed   d u r in g   th e  ev al u atio n )   is   lo ca ted   at  ( FP R =0 . 0 9 8 ,   T PR =0 . 9 0 4 ) ,   eq u iv alen t to   a   s p ec if icity   o f   9 0 . 2 % a n d   a   s en s itiv ity   o f   9 0 . 4 %.   T h e  lar g e  ar ea   s ep ar atin g   t h e  m o d el  cu r v e  f r o m   t h e  r an d o m   r ef er en ce   lin e  ( AUC=0 . 5 )   q u an tifie s   th e  s u b s tan tial  im p r o v em e n t  p r o v id ed   b y   o u r   a p p r o ac h .   T h e  s h ap e  o f   th e   cu r v e  also   s u g g e s ts   p o s s ib ilit ie s   f o r   ad ap t iv e  o p tim izatio n   o f   t h e  d ec is io n   th r esh o ld   ac c o r d i n g   t o   s p ec if ic  clin ical  p r ef er en ce s :  s h if tin g   to   h ig h er   th r esh o ld s   co u ld   in c r ea s e  s p ec if icity   u p   to   9 5 %wh ile  m ain tain in g   ac ce p tab le  s en s itiv ity   f o r   d ia g n o s tic  co n f ir m atio n   a p p licatio n s ,   wh er ea s   a  lo wer   th r e s h o ld   w o u ld   allo w  f o r   s en s itiv ities   g r ea ter   th an   9 5 %  f o r   h ig h - r is k   s cr ee n in g   s ettin g s .   T h is   f lex ib ilit y   d em o n s tr ates  th e  m o d el ’ s   p o ten tial  ad ap tab ilit y   t o   d if f er en t  clin ical   s ce n ar io s .   Fig u r e  6   p r esen ts   th e  ac cu r ac y - r ec all  cu r v e,   ess en tial  f o r   ev alu atin g   p er f o r m an ce   o n   p o ten tially   u n b alan ce d   d ata.   T h e   av er a g e  p r ec is io n   ( AP)   o f   0 . 9 2 4 7   d em o n s tr ates  th e  m o d el ’ s   ex ce llen t  ab ilit y   to   m ain tain   h ig h   ac c u r ac y   ac r o s s   all  r ec all  lev els.  T h is   h ig h   v al u e  in d icate s   th at  th e  m o d el  s u cc ess f u lly   d etec ts   a  lar g e  p r o p o r tio n   o f   tu m o r   tis s u e  wh ile  m in im izin g   f alse p o s itiv es.   T h e  cu r v e  s h o ws  th at  f o r   a  r ec all  o f   0 . 8   ( d etec tio n   o f   8 0 %  o f   tu m o r   ca s es),   th e  ac cu r ac y   r em ain s   ab o v e  0 . 8 5 .   T h is   ch ar ac ter is t ic  is   p ar ticu lar ly   im p o r ta n t  i n   th e  clin ical   s ettin g ,   wh er e   m in im izin g   f alse  pos itiv es  is   cr u cial  to   av o i d   u n n ec ess ar y   tr ea tm en ts   a n d   p a tien t  an x iety .   C o n v er s ely ,   at  an   ac cu r a cy   o f   0 . 9   ( o n ly   1 0 %  f alse  p o s itiv es),   t h e  m o d el  ac h iev es  a  r ec all  o f   ap p r o x im ately   0 . 7 5 ,   in d ic atin g   th at  it  wo u ld   co r r ec tly   id e n tify   7 5 % o f   tu m o r   ca s es wh ile  s tr ictly   lim itin g   ty p e  I   e r r o r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       C P U - o p timiz ed   r eg u la r iz ed   co n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k  a r ch itectu r e  fo r   mu ltimed ia   …  ( Gu id o u m  A min a )   1887         Fig u r e  5 .   R o c  cu r v e     Fig u r e  6 .   Acc u r ac y - r ec all  cu r v e       T h e  s h ap e   o f   th e   cu r v e,   wh ic h   r em ai n s   clo s e  to   th e  u p p er   r ig h t  co r n er   o v er   a  wid e  r an g e,   s u g g ests   th at  th e  m o d el  o f f er s   f lex ib ilit y   in   ch o o s in g   th e  d ec is io n   th r esh o ld   ac co r d in g   to   clin ical  p r io r ities .   Fo r   lar g e - s ca le  s cr ee n in g   wh e r e  s en s itiv ity   is   p ar a m o u n t,  a   lo wer   th r esh o ld   c o u ld   b e   ch o s en   t o   m ax im ize   r ec all.   C o n v er s ely ,   f o r   d iag n o s tic  co n f ir m atio n   wh er e  s p ec if icity   is   cr itical,   a  h ig h er   th r esh o l d   wo u ld   p r io r itize   ac cu r ac y .   T h is   an aly s is   co n f ir m s   th at   o u r   m o d el  ac h iev es  n o t  o n ly   h ig h   d is cr im in at o r y   p er f o r m a n ce     ( AUC  0 . 9 2 9 3 )   b u t   also   an   e x ce llen t  b alan ce   b etwe en   ac c u r ac y   an d   r ec all,   two   f u n d a m en tal  m etr ics  f o r   m ed ical  ap p licatio n s   wh er e  th e  co n s eq u en ce s   o f   f al s e  p o s itiv es  an d   f alse  n e g ativ es  m u s t  b e   ca r ef u lly   weig h ed .     3 . 5 .     Q ua lit a t iv e  v is ua liza t io n   Fig u r e  7   p r esen ts   a  q u alitativ e  an aly s is   o f   ten   m o d el  p r ed ictio n s   o n   th e  v alid atio n   s et.   E ac h   h is to lo g ical  p atch   is   ac co m p an ied   b y   th e  g r o u n d   tr u th   ( Ver it),   t h e  m o d el  p r ed icti o n   ( Pre d )   a n d   th e   co r r esp o n d in g   co n f id en ce   s co r e  ( C o n f ) ,   with   an   im m ed iate   v is u al  in d icatio n   o f   th e   ac cu r a cy   o f   th e   p r ed ictio n   ( g r ee n   f o r   c o r r ec t,  r ed   f o r   in c o r r ec t) .           Fig u r e  7 .   Sam p le  p r ed ictio n s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  D e c em b er   20 2 6 :   1 8 8 1 - 1 8 9 2   1888   Of   th e  ten   ex am p les  p r esen te d ,   n in e  p r ed ictio n s   wer e  c o r r ec t  an d   o n e   was  in co r r ec t.  T h e  co r r ec t   p r ed ictio n s   in clu d ed   f o u r   h ea lt h y   p atch es ( T r u th = 0 )   id e n tifie d   with   v er y   lo w  c o n f id e n ce   s co r es  ( 0 . 0 8 9 ,   0 . 0 4 8 ,   0 . 1 2 2 )   an d   f iv e  tu m o r   p atc h es  ( T r u th = 1 )   d etec ted   with   s co r es  r an g in g   f r o m   v er y   lo w  ( 0 . 0 1 9 ,   0 . 0 8 0 )   to   v er y   h ig h   ( 0 . 8 1 0 ,   1 . 0 0 0 ) ,   with   in te r m ed iate  v alu es  ( 0 . 3 5 6 ,   0 . 6 8 6 )   in   b etwe en .   T h is   v ar iatio n   i n   co n f id e n ce   s co r es  f o r   t h e  c o r r ec t   tu m o r   class   p r ed ictio n s   s u g g ests   th at  th e   m o d el   s u cc ess f u lly   id e n tifie s   ca s es  o f   v a r y i ng  d if f icu lty ,   f r o m   o b v i o u s   to   s u b tle.   T h e  o n ly   o b s er v e d   er r o r   was  a  f alse  n eg ativ e  ( T r u t h =1 ,   Pre d =0 )   with   a  co n f id en ce   s co r e   o f   0 . 3 7 9 .   T h is   v alu e,   lo ca ted   ju s t  b elo w   th e  d ec is io n   th r esh o ld   o f   0 . 5 ,   in d icate s   th at  th e  m o d el  ex p er ien ce s   leg itima te   u n ce r tain t y   in   t h is   ca s e.   Vis u ally ,   th is   p atc h   c o u ld   p r ese n t  am b ig u o u s   m o r p h o lo g ical  ch ar ac ter is tics   o r   s im ilar ities   to   h ea lth y   tis s u e,   ex p lain in g   th e  d if f icu lty   in   class if icatio n .   T h is   q u alitativ e  an aly s is   r ev ea ls   s ev er al  im p o r ta n t  p o in ts :  T h e   co r r elatio n   b etwe en   c o n f id en ce   s co r es  an d   p r ed ictio n   ac cu r ac y   s u g g ests   g o o d   m o d el  ca lib r atio n .   Natu r e  o f   er r o r s :  t h e  ab s en ce   o f   f alse  p o s itiv es  in   th is   l im ited   s am p le  i s   co n s is ten t  with   th e  h ig h   p r ec is io n   ( 0 . 8 8 7 4 )   o b s er v ed   q u a n titativ ely .   T h e  m o d el ’ s   ab ilit y   to   ass ig n   co n f id e n ce   s co r es  r ef lectin g   ca s e  co m p lex ity   co u ld   b e   u s ed   f o r   h ier ar ch ical  tr iag e,   w h er e  ca s es  with   in ter m ed iate  s co r es  ( ar o u n d   0 . 5 )   wo u l d   b e  au t o m atica lly   r ev iewe d   b y   a   p ath o lo g is t,  th u s   o p tim izin g   th e  ef f icien cy   o f   th e  d iag n o s tic  p r o ce s s .   T h e  1 0 %  er r o r   r ate  in   th is   r an d o m   s am p le  is   r ep r esen ta tiv e  o f   th e  o v er all  ex p ec ted   er r o r   r ate     ( 9 . 8 %  f o r   tu m o r   tis s u es).   T h i s   co n s is ten cy   b etwe en   th e  q u alitativ e  an d   q u a n titativ e  an al y s es  s tr en g th en s   th e  v alid ity   o f   o u r   ass ess m en t a n d   th e  r eliab ilit y   o f   t h e  m o d el  f o r   p r ac tical  ap p licatio n s .     3 . 6 .    Co m pa riso n wit h t he  s t a t e  o f   t he  a rt   T h e  co m p ar ativ e  a n aly s is   p r esen ted   in   T ab le  2   r ev ea ls   p ar ticu lar ly   in ter esti n g   r esu lts ,  o u r   m eth o d   o u tp er f o r m s   s ev er al   r ec e n t  ap p r o ac h es  in   ter m s   o f   d is cr im in an t  p er f o r m an ce .   I ts   AUC  o f   9 2 . 9 2 %     s lig h tly   s u r p ass es  th at  o f   C NN - t r an s f o r m er   ( 9 2 . 5 8 %)  p u b lis h ed   in   2 0 2 5 ,   a n d   its   ac cu r ac y   o f   8 8 . 7 4 %  is     h ig h er   th a n   th at  o f   E f f icien tN etV2 - S  ( 8 7 . 3 %),   C o n v NeX t  ( 8 7 . 8 %),   a n d   C o r o Net  in   its   b in ar y   class if icatio n   co n f ig u r atio n   ( 8 6 . 6 7 %).   MR_ NE T   r ep o r ts   b etter   ac cu r ac y   o f   7 3 %  o n   th e  B R AC S  d ata s et,   wh ich   is   lo wer   th an   o u r   ac cu r ac y ,   b u t  d ir ec t   co m p ar is o n   is   lim ited   b y   th e  d if f er en c e  in   d atasets   an d   task   co m p lex ities     ( th r ee   class es  v er s u s   o n e  b in ar y   class if icatio n ) .   T h ese  r es u lts   ar e  all  t h e  m o r e  r e m ar k ab le  g iv e n   th at   o u r   m o d el  u s es  o n ly   4 , 0 9 6   s am p les  ( au g m e n ted   to   1 2 , 2 8 8 ) ,   r ep r esen tin g   1 . 5 6 %,  0 . 3 2 %,   an d   8 . 1 9 %  o f   th e    d ata  u s ed   b y   t h e  co m p ar ed   m eth o d s ,   r esp ec tiv ely .   T h e  p a r a m etr ic  ef f icien cy   is   p ar ticu la r ly   r em ar k a b le:  o u r   ar ch itectu r e  co m p r is es  o n ly   9 4 , 0 0 0   p ar a m eter s ,   co m p a r ed   to   2 1   m illi o n   f o r   E f f icien tNetV2 - S,  3 5   m illi o n     f o r   C o n v NeX t,  2 5   m illi o n   f o r   th e  C NN - t r an s f o r m er ,   an d   3 3 . 9 7   m illi o n   f o r   C o r o Net.   T h e  n u m b e r   o f   p ar am eter s   f o r   MR_ NE T   is   n o t  r e p o r ted ,   b u t  its   ac c u r ac y   r em ai n s   lo wer   th an   o u r s .   T h i s   co m p u tatio n al  lig h tn ess   r ep r esen ts   a   s ig n if ic an t  ad v a n tag e   f o r   d e p lo y m e n t  in   clin ical   s ettin g s ,   wh er e   r eso u r ce s   ar e   o f ten   lim ited .       T ab le  2 .   C o m p a r is o n   with   th e  s tate  o f   th e  ar t   M e t h o d   Y ear   AUC   o r   a c c u r a c y   A r c h i t e c t u r e   D a t a   P a r a me t e r s   O u r   me t h o d   2 0 2 5   A U C :   9 2 . 9 2 %   a n d   A c c u r a c y :   88 . 74   %   C N N   r e g u l a r i z e d   4 0 9 6   9 4 K   Ef f i c i e n t N e t V 2 - S  [ 3]   2 0 2 1   A c c u r a c y :   8 7 . 3 %   Ef f i c i e n t N e t V 2   2 6 2   1 4 4   2 1 M   C o n v N e x t   [ 4]   2 0 2 2   A c c u r a c y :   8 7 . 8 %   ( M o d e r n i z e d   h i e r a r c h i c a l   C o n v N e t s,   i n s p i r e d   b y   t h e   p r i n c i p l e s  o f   t r a n sf o r mers )   1 . 2 8 M   3 5   M   C N N - t r a n sf o r mer   [ 9]   2 0 2 5   A U C :   9 2 . 5 8 %   M o d i f i e d   R e sN e t 5 0   +   Tr a n sf o r mer  e n c o d e r   ( m u l t i - h e a d   a t t e n t i o n ,   p o s i t i o n a l   c o d i n g )   +   p e r - c h a n n e l   a t t e n t i o n   m o d u l e .   5 0   0 0 0   2 5   M   c o r o N e t   [ 7]   2 0 2 2   A c c u r a c y :   8 6 . 6 7 %    ( 2   c l a ss e s) / 9 4 . 9 2 %     ( 4   c l a ss e s)   X c e p t i o n   C B I S   - D D S M   3 3 . 9 7 M   M R   N e t   [ 1 0 ]   2 0 2 4   A c c u r a c y :   b e st :   73%   ( M o b i l e N e t   V G G 1 9 )   M o b i l e N e t ,   V G G 1 9 ,   M R - N e t   B R A C S   N o t   r e p o r t e d       3 . 7 .     Dis cus s io n   T h e  p er f o r m a n ce   ac h iev e d   ( AUC  9 2 . 9 2 %,  ac cu r ac y   8 8 . 7 4 %)  d em o n s tr ates  th at  a  wel l - r eg u lated   C NN  ar ch itectu r e  ca n   ac h iev e  clin ically   r elev an t  d is cr im in atio n   with   m o d est  co m p u tatio n al  r eso u r ce s .     T h e  d if f er en ce   b etwe en   ac cu r ac y   ( 8 8 . 7 4 %)  a n d   r ec all  ( 7 6 . 8 9 %)   r ef lects  a  d elib er ate  ch o ice  in   f av o r   o f   s p ec if icity ,   alig n ed   with   clin ic al  p r io r ities   wh er e  f alse p o s itiv es a r e  p r ef e r r ed   t o   f alse n eg a tiv es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       C P U - o p timiz ed   r eg u la r iz ed   co n vo lu tio n a l n eu r a l n etw o r k  a r ch itectu r e  fo r   mu ltimed ia   …  ( Gu id o u m  A min a )   1889   An aly s is   o f   th e  im p ac t  o f   th e  class if icatio n   th r esh o ld   ( Fig u r e  8 )   r ev ea ls   th at  a  th r esh o ld   o f   0 . 5   o f f er s   an   ap p r o p r i ate  b ala n ce   f o r   o u r   ap p licatio n   co n tex t,  with   a  s p ec if icity   o f   9 0 . 6 1 %  an d   a  s en s itiv ity   o f   7 6 . 8 9 %.  Ho wev er ,   d ep e n d in g   o n   s p ec i f ic  clin ical  n ee d s ,   an   ad ju s tm en t  o f   th e  th r esh o ld   co u ld   b e  co n s id er ed :  a  lo wer   th r esh o ld   ( 0 . 3   o r   0 . 4 )   m ax im iz in g   th e  F1 - s co r e  ( 8 5 . 9 %)  wo u l d   b e  s u itab le  f o r   id en tify i n g   a  m ax im u m   n u m b er   o f   s u s p ec ted   ca s es,  wh ile  a  h i g h er   th r esh o l d   ( 0 . 8   o r   0 . 9 )   o f f er in g   a  s p ec if icity   >9 7 %  wo u ld   b e  ap p r o p r iate  f o r   d iag n o s tic  co n te x ts   r eq u ir in g   h ig h   ce r tain t y .   Pro g r ess iv e  r e g u lar izatio n   ( i n cr ea s in g   d r o p o u t  2 0 – 4 0 %)  p r o v e d   p ar ticu lar ly   e f f ec tiv e   in   c o n tr o llin g   o v er f itti n g ,   as  e v id en ce d   b y   th e   m o d er ate  d if f er e n ce   b etwe en   th e   tr ain in g   an d   v alid atio n   cu r v es  ( 2 . 9 0 %).   T h is   o b s er v ati o n   alig n s   wit h   th e  f in d in g s   [ 20] – [ 2 2 ]   o n   t h e  ef f ec tiv en ess   o f   ad ap tiv e  d r o p o u t  f o r   d ee p   m o d els.  C PU  o p tim izatio n   en ab l es  tr ain in g   in   ~ 2 . 4   h o u r s   o n   s tan d ar d   h ar d war e ,   co m p ar ed   to   th e   s ev er al  d a y s   o f ten   r eq u ir e d   f o r   co m p l ex   ar ch itectu r es.  W ith   o n ly   9 4 , 0 0 0   p a r am eter s ,     o u r   m o d el  is   2 2 3   tim es  lig h ter   th an   E f f icien tNetV2 - S  an d   3 7 2   tim es  lig h ter   th an   C o n v Ne Xt.   T h is   p ar am etr ic  ef f icien cy   f ac ilit ates  d ep lo y m en t  in   r eso u r ce - co n s tr ain e d   en v ir o n m e n ts ,   a  c r u cial  a d v an tag e  f o r   clin ical  ad o p tio n   [ 2 3 ] .   T h e  co m p a r is o n s   p r esen ted   in   T ab le  2   s h o u ld   b e  in ter p r ete d   with   ca u tio n .   T h e  r ef er e n ce d   m eth o d s   ( E f f icien tNetV2 - S  [ 3 ] ,   C o n v NeX t  [ 4 ] ,   C NN - t r an s f o r m er   [ 9 ] )   wer e  ev al u ated   u n d er   d if f er en t  ex p e r im en tal  co n d itio n s :  ( i)   t h e  p a r titi o n   o f   th e  PC am   d ataset  u s ed   is   n o t  alwa y s   id en tical  ( s o m e  s tu d i es  u s e  all  2 6 2 , 1 4 4   tr ain in g   im ag es,  w h ile  we  u s e  o n ly   4 , 0 9 6 ) ;  ( ii)  th e   ar ch itectu r es  ar e  tr ain ed   o n   h ar d war e  ac ce ler ato r s   ( GPU/TPU)   with   p ar am etr ic  b u d g ets  2 0 0   to   4 0 0   tim es  lar g e r ;  ( iii)  t h e  m etr ics  r ep o r ted   in   th e  liter atu r e  o f ten   co m e  f r o m   th e  o f f icial  PC a m   test   s e t,  wh er ea s   o u r   v alid atio n   is   p er f o r m ed   o n   a  s u b s et  o f   1 , 0 2 4   im a g es.   T h er ef o r e,   th e   n u m er ical  s u p er io r ity   o f   o n e   m eth o d   o v er   an o t h er   ca n n o t   b e  d ir ec tl y   attr ib u ted   to   th e  ar ch itec tu r e  alo n e.   Ou r   g o al  i s   n o t  to   claim   b etter   a b s o lu te  p er f o r m an ce ,   b u t  to   s h o w  th at   a  v er y   lig h tweig h t  r eg u lar ized   C NN  ( 9 4 K  p ar a m eter s )   ac h iev es  clin ically   ac ce p tab le  v alu es  with   m in im al  co m p u tatio n al   r eso u r ce s .   C o m p ar ed   to   th e   C NN - t r an s f o r m er ,   o u r   p u r el y   co n v o lu ti o n al  ap p r o ac h   ac h iev es  s lig h tly   b etter   p er f o r m an ce   ( AUC +0 . 3 4 %)  with   o n ly   0 . 3 8 % o f   th e  p ar am eter s   an d   2 4 . 6 % o f   th e  d ata.   T h is   s u g g ests   th at,   f o r   th is   s p ec if ic  p r o b lem   o f   class if y in g   h is to lo g ical  p atc h es,  a  w ell - r eg u lated   C NN  ar ch itectu r e  ca n   co m p ete  with   m o r e  co m p lex   h y b r i d   ar ch itec tu r es,  th u s   v alid atin g   o u r   ap p r o ac h   o f   r ea s o n ed   s im p licity .   T h e  h ig h   s p ec if icity   ( 9 0 . 2 %)  o b tain ed   with   th e  th r esh o ld   o f   0 . 5   is   p ar ticu lar ly   r elev an t  f o r   c ase  tr iag e  in   d iag n o s tic  p ath o lo g y .   As  [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ]   p o in t  o u t,  h ig h   s p ec if icity   r ed u ce s   t h e  wo r k lo ad   o f   p ath o lo g is ts   b y   m in im izin g   f als e  p o s itiv es.  O u r   m o d el,   with   its   ab ilit y   to   ad ju s t  th e  th r esh o ld   as  n ee d e d ,   co u ld   s er v e  as  a   f lex ib le  f ir s t - f ilter   s y s tem :  a  lo w  th r esh o ld   f o r   s en s itiv e  s cr ee n in g ,   a  h ig h   th r esh o ld   f o r   d iag n o s tic  co n f ir m atio n .   C o m p u tatio n al  ac ce s s ib ilit y   f ac ili tates   ad o p ti o n   in   d iv er s e  s ettin g s ,   in clu d in g   r eso u r ce - lim ited   r eg io n s .           Fig u r e  8 .  T h e  e v alu atio n   m atr i ce s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  D e c em b er   20 2 6 :   1 8 8 1 - 1 8 9 2   1890   3 . 8 .     St a t is t ica l r o bu s t nes s   a nd   a bla t io n    3 . 8 . 1 .   P er f o r m a nce  v a ria bil it y   ( co nfidence   inte rv a ls )   T h e  m etr ics  r ep o r ted   in   th is   a r ticle  ( AUC  9 2 . 9 2 %,  ac cu r ac y   8 8 . 7 4 %,  s en s itiv ity   7 6 . 8 9 %,   s p ec if icity   9 0 . 6 1 %)  wer e  o b tain ed   o n   a  s p ec if ic  s u b s et  o f   1 , 0 2 4   v alid atio n   s am p les,  in   ac co r d an ce   with   th e  p r o ce d u r e   d escr ib ed   in   s ec tio n   2 . 1 .   T o   esti m ate  v ar iab ilit y   d u e  to   s a m p lin g ,   we  ap p lied   a  b o o ts tr ap   p r o ce d u r e  ( 1 , 0 0 0   r ep l icate s )   to   an o t h er   r a n d o m   d r aw  o f   1 , 0 2 4   s am p les  ( f ix ed   r an d o m   s ee d   4 2 ) .   T h e  9 5 %  c o n f id en ce   in ter v als  o b tain ed   ar e:  AUC:   9 1 . 2 3 %  [ 8 9 . 5 6 %  –   9 2 . 9 1 %]  an d   a cc u r ac y : 8 1 . 9 3 %  [ 7 9 . 5 9 %  –   8 4 . 3 8 %] .   T h ese  in ter v als  s h o w  th at  t h e  m o d el ’ s   p er f o r m an ce   ca n   f lu ctu ate  d ep en d in g   o n   th e   v alid atio n   s am p le,   b u t   r em ain s   with in   a   clin ically   ac ce p tab le   r an g e  ( A UC   ≥   8 9 . 5 %).   T h e   v alu es  r ep o r ted   i n   th e   r est  o f   th e  ar ticle  ar e   th o s e  o b tain ed   o n   th e  o r ig in al  s am p le,   in   ac co r d an ce   with   o u r   p r o to c o l.  T h e  s tab ilit y   o f   th e   tr ain in g   is   f u r th er   ev id en ce d   b y   th e  ea r ly   ter m in atio n   with   a  p atien ce   o f   1 5   ep o c h s   ( s ec tio n   2 . 4 )   an d   th e  s m all  d if f er en ce   b etwe en   th e  tr ain i n g   ( 9 5 . 8 2 %)  an d   v alid atio n   ( 9 2 . 9 2 %)  AUCs ,   r ep r esen tin g   a   d if f er en ce   o f   2 . 9 0   p er ce n tag e  p o in ts   ( s ec tio n   3 . 2 ) ,   wh ich   in d icate s   g o o d   c o n tr o l   o f   o v er f itti n g .     3 . 8 . 2 .   Abla t io n study   –   ef f ec t   o f   pro g re s s iv e  dro po ut   T o   q u a n tify   t h e  co n tr ib u tio n   o f   d r o p o u t   r eg u lar izatio n ,   we   tr ain ed   a  s tr ictly   id e n tical  ar ch it ec tu r e  b u t   with o u t  an y   d r o p o u t  lay er ,   u s in g   th e  s am e  h y p er p ar am ete r s   ( Ad am   o p tim izer ,   lear n in g   r ate  0 . 0 0 0 1 ,   ea r ly   s to p p in g   o n   v alid atio n   with   p atien ce   1 5 ,   m ax im u m   1 0 0   e p o ch s ) .   T h e  u n r e g u lar ized   m o d e l  ac h iev ed   an   AUC   o f   9 5 . 0 6 %  in   tr ain in g   an d   9 0 . 6 9 %  in   v alid atio n ,   a   d if f er e n ce   o f   4 . 3 7   p er ce n tag e  p o in ts .   I n   co m p ar is o n ,   th e  r eg u lar ized   m o d el  ( p r o g r ess iv e  d r o p o u t  0 . 2 – 0 . 4 )   s h o wed   a  d if f er en ce   o f   o n ly   2 . 9 0   p er ce n tag e  p o in ts   ( tr ain in g   AUC  9 5 . 8 2 %,  v alid atio n   AU C   9 2 . 9 2 %).   Pro g r ess iv e  d r o p o u t  th er ef o r e  r ed u ce s   o v er f itti n g   b y   a p p r o x im ately   3 3 . 6 %  ( Fig u r e  9 ) .   T h is   im p r o v em en t   co n f i r m s   th e   e f f ec ti v en ess   o f   r eg u lar izatio n   in   c o n tr o llin g   th e  g ap   b etwe en   tr ain in g   a n d   v alid atio n   p er f o r m an ce .             Fig u r e  9 .   C o m p a r is o n   o f   lear n in g   cu r v es ( ab latio n )       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   d em o n s tr ates  t h at  a  C NN   ar ch itectu r e  with   p r o g r ess iv e  r eg u lar izat io n   ( B atch   n o r m aliza tio n   a n d   p r o g r ess iv e  d r o p o u t  0 . 2 – 0 . 4 )   ca n   ac h i ev e  co m p etitiv e  p er f o r m an ce   f o r   b r ea s t  ca n ce r   m etastas i s   d etec tio n   o n   th e  PC am   d ataset,   wh ile  b ein g   s ig n if ican tly   lig h ter   an d   m o r e  ac c ess ib le  th an   lead in g - ed g e  ap p r o ac h es .   On   a  v alid atio n   s u b s et  o f   1 , 0 2 4   p atch es,  o u r   m o d el  ac h ie v es  an   AUC  o f   9 2 . 9 2 %,  an   ac cu r ac y   o f   8 8 . 7 4 %,   a   s en s itiv ity   o f   7 6 . 8 9 %,  an d   a  s p ec if icity   o f   9 0 . 6 1 %.  B o o ts tr ap   r o b u s tn ess   an aly s is   ( 1 , 0 0 0   r e p licates)   o n   an o th er   ra n d o m   s am p le  o f   1 , 0 2 4   s am p les  y ield s   9 5 %  co n f id en ce   in ter v als  f o r   th e   AUC:   [ 8 9 . 5 6 % – 9 2 . 9 1 %],   in d icati n g   s tab le  p e r f o r m an ce .   T h e  ab latio n   s tu d y   s h o ws  th a t  r em o v in g   th e   d r o p o u t  lay er s   in cr ea s es  th e  g ap   b etwe en   tr ain in g   an d   v alid atio n   AUCs   f r o m   2 . 9 0   to   4 . 3 7   p o i n ts ,   r ep r esen tin g   a  3 3 . 6 %  r e d u ctio n   in   o v er f itti n g   th an k s   to   p r o g r ess iv e  d r o p o u t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.