Araştırma Makalesi

Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması

Cilt: 35 Sayı: 1 28 Mart 2023
PDF İndir
TR EN

Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması

Öz

Dermoskopik görüntülerden cilt lezyonlarını sınıflandırmak için güçlü bir tıbbi karar destek sistemi oluşturmak cilt kanserinin teşhisi için önemli bir adımdır. Laboratuvarlarda cilt kanseri teşhisi için gerçekleştirilen manuel araştırma, insan yorgunluğu, birlikte çalışabilirlik hataları vb. gibi belirli faktörler nedeniyle hatalara açıktır. Bununla birlikte, cilt lezyonlarının karmaşık morfolojik yapısından dolayı eğitimli verilerin kullanılmasında ciddi sorunlar yaşanmaktadır. Son yıllarda, Evrişimli Sinir Ağı (CNN) kullanılarak dermoskopik görüntülerden cilt kanseri türlerini tespit etmede önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, farklı sınıf sayılarına sahip cilt kanseri türlerini içeren dermoskopik görüntüleri yüksek doğrulukla otomatik olarak sınıflandırmak için CNN tabanlı bir model geliştirmektir. Çalışmada, evrimsel bir algoritmanın yanlış sınıflandırma oranını azaltmak üzere bir derin öğrenme modeline entegre edildiği bir metodoloji önerilmiştir. CNN hiper-parametreleri, cilt lezyonlarını dört farklı türde sınıflandırmada ağ performansını iyileştirmek için Parçacık Sürüsü Optimizasyon (PSO) algoritması kullanılarak optimize edilmiştir. Önerilen yöntem ile %99,33 doğruluk, %94,65 duyarlılık, %98,87 özgüllük ve 0,983 AUC sonuçlarına ulaşılarak birleştirilmiş ISIC-2019 ve Asian-dermoscopy veri kümeleri üzerinde test edilmiştir. Sonuçlar, Genetik Algoritmalar (GA), Diferansiyel Evrim (DE) ve Gri Kurt Optimizasyonu (GWO) algoritmaları gibi benzer kanıtlanmış algoritmalarla karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, cilt kanseri sınıflandırması için CNN hiper-parametrelerini optimize etmede PSO’nun verimliliğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Karimkhani, C., Dellavalle, R. P., Coffeng, L. E., Flohr, C., Hay, R. J., Langan, S. M., ... & Naghavi, M. (2017). Global skin disease morbidity and mortality: an update from the global burden of disease study 2013. JAMA dermatology, 153(5), 406-412.
  2. Braun, R. P., Rabinovitz, H. S., Oliviero, M., Kopf, A. W., & Saurat, J. H. (2005). Dermoscopy of pigmented skin lesions. Journal of the American Academy of Dermatology, 52(1), 109-121.
  3. Argenziano, G., Soyer, H. P., 2Chimenti, S., Talamini, R., Corona, R., Sera, F., ... & Kopf, A. W. (2003). Dermoscopy of pigmented skin lesions: results of a consensus meeting via the Internet. Journal of the American Academy of Dermatology, 48(5), 679-693.
  4. Kittler, H., Pehamberger, H., Wolff, K., & Binder, M. J. T. I. O. (2002). Diagnostic accuracy of dermoscopy. The lancet oncology, 3(3), 159-165.
  5. Vestergaard, M. E., Macaskill, P. H. P. M., Holt, P. E., & Menzies, S. W. (2008). Dermoscopy compared with naked eye examination for the diagnosis of primary melanoma: a meta‐analysis of studies performed in a clinical setting. British Journal of Dermatology, 159(3), 669-676.
  6. Prathiba, M., Jose, D., & Saranya, R. (2019, October). Automated melanoma recognition in dermoscopy images via very deep residual networks. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 561, No. 1, p. 012107). IOP Publishing.
  7. 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).
  8. Özbay, E. (2022). An active deep learning method for diabetic retinopathy detection in segmented fundus images using artificial bee colony algorithm. Artificial Intelligence Review, 1-28. https://doi.org/10.1007/s10462-022-10231-3

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

28 Mart 2023

Gönderilme Tarihi

10 Kasım 2022

Kabul Tarihi

30 Kasım 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 35 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Özbay, E., & Altunbey Özbay, F. (2023). Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 35(1), 261-273. https://doi.org/10.35234/fumbd.1202580
AMA
1.Özbay E, Altunbey Özbay F. Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;35(1):261-273. doi:10.35234/fumbd.1202580
Chicago
Özbay, Erdal, ve Feyza Altunbey Özbay. 2023. “Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 35 (1): 261-73. https://doi.org/10.35234/fumbd.1202580.
EndNote
Özbay E, Altunbey Özbay F (01 Mart 2023) Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 35 1 261–273.
IEEE
[1]E. Özbay ve F. Altunbey Özbay, “Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 35, sy 1, ss. 261–273, Mar. 2023, doi: 10.35234/fumbd.1202580.
ISNAD
Özbay, Erdal - Altunbey Özbay, Feyza. “Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 35/1 (01 Mart 2023): 261-273. https://doi.org/10.35234/fumbd.1202580.
JAMA
1.Özbay E, Altunbey Özbay F. Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;35:261–273.
MLA
Özbay, Erdal, ve Feyza Altunbey Özbay. “Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 35, sy 1, Mart 2023, ss. 261-73, doi:10.35234/fumbd.1202580.
Vancouver
1.Erdal Özbay, Feyza Altunbey Özbay. Parçacık Sürüsü Optimizasyon Algoritması ile Optimize Edilmiş Evrişimsel Sinir Ağı Kullanılarak Dermoskopik Görüntülerden Cilt Kanserinin Sınıflandırılması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 01 Mart 2023;35(1):261-73. doi:10.35234/fumbd.1202580

Cited By