Classifying three stages of cataract disease using CNN

العناوين الأخرى

تصنيف ثلاثة مراحل لمرض عتمة العين باستخدام الشبكة العصبية التلافيفية

المؤلفون المشاركون

al-Sultan, Ali Yaqub
Ali, Hind Hadi
Hammud, Inas

المصدر

Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences

العدد

المجلد 30، العدد 3 (30 سبتمبر/أيلول 2022)، ص ص. 150-167، 18ص.

الناشر

جامعة بابل

تاريخ النشر

2022-09-30

دولة النشر

العراق

عدد الصفحات

18

التخصصات الرئيسية

الصحة العامة

الملخص AR

مقدمة: من بين العديد من الأمراض التي تصيب شبكية العين هو الساد.

يعتبر مرض الساد من أخطر مشاكل الصحة العامة الدوائية في الدول النامية.

يمكن أن يحدث دون التسبب في أي أعراض وهو يعتبر أحد الأسباب الرئيسية للعمى أو عدم وضوح الرؤية لكبار السن.

لذلك، فإن الاكتشاف الدقيق والمبكر لإعتام عدسة العين حسب شدة الحالة مطلوب للحفاظ على الرؤية ومنع الزيادة العالمية في العمى الناجم عن إعتام عدسة العين.

كما هو الحال مع معظم الأمراض المتعلقة بالعيون، فقد ثبت أن العلاجات والتشخيص المبكر يمنعان فقدان البصر.

وبالمقارنة مع طرق التشخيص البدوية تساعد أنظمة تحليل الشبكية الأوتوماتيكي في تقليل وقت للمرضى وتقليل التكلفة.

اكتسبت طرق الكشف عن مرض عتمة العين المبنية على استخدام الذكاء الاصطناعي اهتماما كبيرا في المجتمع العلمي ينتج هذا البحث طريقة فعالة وقوية للتشخيص التلقائي لإعتام عدسة العين باستخدام الشبكة العصبية التلافيفية (CNN) لاكتشاف وتصنيف الساد تلقائيا في صور قاع العين.

يستخدم محسن آدم ومجموعة بيانات (ODIR) لتدريب النموذج تتفوق الطريقة المقترحة على أحدث أنظمة الكشف عن المياه البيضاء بمتوسط دقة %100 لفئتين (عادي، إعتام عدسة العين) 96.9% لأربع فئات عادي خفيف معتدل شديد) وفقا للنتائج التجريبية.

طرق العمل: باستخدام شبكة Convolution العصبية (CNN) لاكتشاف وتصنيف إعتام عدسة العين تلقائيا في صور قاع العين.

الاستنتاجات: حيث يقترح هذا البحث نظام التشخيص الآلي لإعتام عدسة العين باستخدام الشبكة العصبية العميقة (DCNN).

تمت معالجة مجموعة بيانات الساد لصور قاع العين مسبقا وتحسينها لجعل مجموعة البيانات أكثر ملاءمة لتغذية الشبكة العميقة في البداية.

تعمل الشبكة المقترحة في طبقات مختلفة، ودوال التنشيط، ودوال الخسارة، وخوارزميات التحسين من أجل تقليل تكاليف الحوسبة مع الحفاظ على دقة النموذج.

استخدم النظام المقترح طرق تكبير متعددة للصور، ثم طبق النظام على هذه الصور المعززة لتقليل مشكلة فرط التجهيز وتحسين كفاءة النظام المقترح، حيث تم الحصول على أفضل دقة لتصنيف 96.9 بالمائة لصور قاع العين التي تمت زيادتها قاعدة بيانات ODIR، ولكن بنسبة 94 في المائة فقط عند تطبيق النظام على صور قاع العين الأصلية.

عند مقارنته بأعمال أخرى مماثلة، كان أداء هذا النظام رائعا.

نظرا لأن هذا النهج كان فعالا للغاية من حيث التكلفة وتوفير الوقت اللازم لطبيب العيون، فقد كان فعالا من حيث الوقت قادرا على اكتشاف إعتام عدسة العين بشكل أسرع ودقيق مع عدد أقل من المعاملات المستخدمة في الشبكة وطاقة كمبيوتر أقل.

كذلك في صور قاع الشبكية، فإن الطريقة المقترحة قادرة على اكتشاف مراحل الساد.

وتم الكشف عن مراحل إعتام عدسة العين خفيفة معتدلة، وشديدة بواسطة نظام DCNNs المقترح.

الملخص EN

Among the many diseases that affect the retina, a cataract.

It is one of the most serious pharmacological public health issues in developing nations, it can develop without causing any symptoms.

It is one of the prime reasons for blindness or blurred vision for senior citizens.

Therefore, accurate and early detection of cataracts depending on the severity of the condition is required to preserve vision and prevent the global increase in blindness caused by cataracts.

As with most of the diseases related to the eyes, treatments, and early diagnosis have been shown to prevent visual loss and blindness.

Compared with the manual diagnostic methods, automated retinal analysis systems help save patients' time, vision and cost.

Artificial intelligence-based cataract detection methods have gained a lot of attention in the scientific community.

This research produces an efficient and robust method for the automatic diagnosis of cataract by using Convolution Neural Network (CNN) for detection and classification cataract grading automatically in fundus images.

It used Adam optimizer and (ODIR) dataset to train the model.

The suggested method beats state- of-the-art cataract detection systems with an average accuracy of 100 % for two classes (Normal, Cataract), 96.9% for 4 classes (Normal, Mild, Moderate, Sever) according to experimental results.

Materials and Methods: Used Convolution Neural Network for detection and classification cataract grading automatically in fundus images.

Results: The suggested method beats state-of-the-art cataract detection systems with an average accuracy of 100% for two classes (Normal, Cataract) 96.9% for four classes (Normal, Mild, Moderate, Sever) according to experimental results.

Conclusion: The proposed network looked at different layers, activation functions, loss functions, and optimization algorithms in order to reduce computing costs while maintaining model accuracy.

The proposed system used multi-image augmentation methods, then implemented the system on these augmented images to decrease the issue of over fitting and to improve the efficiency of the suggested system, as best accuracy obtained for classification 96.9 percent was get for fundus images which augmented of ODIR dataset, but only 94 percent when the system was applied to the original fundus images.

When compared to other similar works, this system performed admirably.

Because this approach was extremely cost-effective, accurate, and ophthalmologists, time-efficient were able to detect cataract more quickly and accuracy with fewer parameters and less computer power.

In retinal fundus images, the suggested approach is able to detect cataract phases.

The detection of cataract stages (mild, moderate, and severe) will be done by the DCNNs system.

نمط استشهاد جمعية علماء النفس الأمريكية (APA)

Ali, Hind Hadi& al-Sultan, Ali Yaqub& Hammud, Inas. 2022. Classifying three stages of cataract disease using CNN. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences،Vol. 30, no. 3, pp.150-167.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1594913

نمط استشهاد الجمعية الأمريكية للغات الحديثة (MLA)

al-Sultan, Ali Yaqub…[et al.]. Classifying three stages of cataract disease using CNN. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences Vol. 30, no. 3 (2022), pp.150-167.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1594913

نمط استشهاد الجمعية الطبية الأمريكية (AMA)

Ali, Hind Hadi& al-Sultan, Ali Yaqub& Hammud, Inas. Classifying three stages of cataract disease using CNN. Journal of Babylon University : Journal of Applied and Pure Sciences. 2022. Vol. 30, no. 3, pp.150-167.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1594913

نوع البيانات

مقالات

لغة النص

الإنجليزية

الملاحظات

Includes bibliographical references: p. 165-167

رقم السجل

BIM-1594913