Research Article

Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması

Volume: 15 Number: 4 December 15, 2025
TR EN

Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışma, ICBHI 2017 solunum sesi veri seti üzerinde geliştirilmiş bir derin öğrenme yaklaşımıyla, normal ve patolojik solunum seslerini otomatik olarak sınıflandırmayı amaçlamaktadır. Çalışmada, segmentlenmiş solunum seslerinden MFCC, Mel spektrogram ve spektral öznitelikler elde edilmiş; ardından bu öznitelikler klasik makine öğrenmesi algoritmaları (XGBoost, SVM, KNN, Rastgele Orman) ve derin öğrenme modelleri (GhostNet v1-v4, EfficientNet-B0, ResNet50, MobileNetV3) ile eğitilmiştir. Veri artırma tekniklerinin (augmentasyon) katkısı da sistematik olarak incelenmiştir. Sonuçlar, GhostNet v4 modelinin %89 doğruluk ve 0.89 F1-skoru ile en iyi performansı gösterdiğini ortaya koymaktadır. Bu doğruluk oranı, ICBHI 2017 veri seti ile literatürde rapor edilen birçok yöntemi geride bırakmaktadır. Ayrıca, karışıklık matrisi analizleri modelin normal ve patolojik sınıfları yüksek tutarlılıkla ayırt edebildiğini göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, akciğer seslerinin otomatik analizi için derin öğrenme temelli modellerin etkinliğini ortaya koymakta ve klinik karar destek sistemlerine entegre edilebilecek potansiyel çözümler sunmaktadır.

Keywords

Solunum sesi analizi, Derin öğrenme, Makine Öğrenmesi, MFCC, Mel spektrogram, GhostNet

References

  1. Bardou, D., Zhang, K., & Ahmad, S. M. (2018). Lung sounds classification using convolutional neural networks. Artificial Intelligence in Medicine, 88, 58-69.
  2. Chen, H., Yuan, X., Pei, Z., Li, M., & Li, J. (2019). Triple-classification of respiratory sounds using optimized s-transform and deep residual networks. IEEE Access, 7, 32845-32852.
  3. Choi, Y., & Lee, H. (2023). Interpretation of lung disease classification with light attention connected module. Biomedical Signal Processing and Control, 84, 104695.
  4. Demir, F., Ismael, A. M., & Sengur, A. (2020). Classification of lung sounds with CNN model using parallel pooling structure. IEEE Access, 8, 105376-105383.
  5. Demir, F., Sengur, A., & Bajaj, V. (2019). Convolutional neural networks based efficient approach for classification of lung diseases. Health Information Science and Systems, 8(1), 4.
  6. Fraiwan, L., Hassanin, O., Fraiwan, M., Khassawneh, B., Ibnian, A. M., & Alkhodari, M. (2021). Automatic identification of respiratory diseases from stethoscopic lung sound signals using ensemble classifiers. Biocybernetics and Biomedical Engineering, 41(1), 1-14.
  7. Gairola, S., Tom, F., Kwatra, N., & Jain, M. (2021, November). Respirenet: A deep neural network for accurately detecting abnormal lung sounds in limited data setting. In 2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC) (pp. 527-530). IEEE.
  8. Han, K., Wang, Y., Tian, Q., Guo, J., Xu, C., & Xu, C. (2020). Ghostnet: More features from cheap operations. In Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (pp. 1580-1589).
  9. He, K., Zhang, X., Ren, S., & Sun, J. (2016). Deep residual learning for image recognition. In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (pp. 770-778).
  10. Huang, D. M., Huang, J., Qiao, K., Zhong, N. S., Lu, H. Z., & Wang, W. J. (2023). Deep learning-based lung sound analysis for intelligent stethoscope. Military Medical Research, 10(1), 44.
APA
Türe, H., & Aygün, E. (2025). Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 15(4), 1668-1695. https://doi.org/10.31466/kfbd.1715285
AMA
1.Türe H, Aygün E. Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması. KFBD. 2025;15(4):1668-1695. doi:10.31466/kfbd.1715285
Chicago
Türe, Hayati, and Eren Aygün. 2025. “Solunum Sesi Sınıflandırması Için Klasik Ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 15 (4): 1668-95. https://doi.org/10.31466/kfbd.1715285.
EndNote
Türe H, Aygün E (December 1, 2025) Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 15 4 1668–1695.
IEEE
[1]H. Türe and E. Aygün, “Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması”, KFBD, vol. 15, no. 4, pp. 1668–1695, Dec. 2025, doi: 10.31466/kfbd.1715285.
ISNAD
Türe, Hayati - Aygün, Eren. “Solunum Sesi Sınıflandırması Için Klasik Ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 15/4 (December 1, 2025): 1668-1695. https://doi.org/10.31466/kfbd.1715285.
JAMA
1.Türe H, Aygün E. Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması. KFBD. 2025;15:1668–1695.
MLA
Türe, Hayati, and Eren Aygün. “Solunum Sesi Sınıflandırması Için Klasik Ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, vol. 15, no. 4, Dec. 2025, pp. 1668-95, doi:10.31466/kfbd.1715285.
Vancouver
1.Hayati Türe, Eren Aygün. Solunum Sesi Sınıflandırması için Klasik ve Derin Öğrenme Modellerinin Karşılaştırılması. KFBD. 2025 Dec. 1;15(4):1668-95. doi:10.31466/kfbd.1715285