Aprendizagem Profunda Aplicada ao Diagnóstico do Glaucoma

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: LIMA, Alan Carlos de Moura lattes
Orientador(a): BRAZ JÚNIOR, Geraldo lattes
Banca de defesa: BRAZ JÚNIOR, Geraldo lattes, ALMEIDA, João Dallyson Sousa de lattes, PAIVA, Anselmo Cardoso de lattes, VERAS, Rodrigo de Melo Souza lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Maranhão
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET
Departamento: DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/2576
Resumo: Glaucoma is a cluster of ocular diseases that cause damage to the eye’s optic nerve and cause successive narrowing of the visual field in affected patients, due to an increase in intraocular pressure, which can lead the patient to blindness at an advanced stage without clinical reversal. For several years, from techniques of manual analysis of the internal structures of the eye to the use of deep learning with convolutional neural networks (CNNs) were successfully used in the diagnosis of glaucoma. However, building a deep learning network requires a lot of effort that in many situations is not always able to achieve satisfactory results due to the amount of parameters that need to be configured to adapt the CNN architecture to the problem in question. The objective of this work is to use a hyperparameter search technic to select the tuned parameters of a genetic algorithm (GA) to select the best CNN architecture through evolutionary techniques and to be able to aid in the accurate diagnosis of glaucoma, in eye fund images. The proposed methodology was applied in 455 images from RIM-ONE dataset, in its version 2 (r2), with resized images to 96x96 pixels in the RGB color model. The selected CNN by AG, after its training, achieved for the diagnosis of glaucoma the results of 96.63% for accuracy, 94.87% for sensitivity, 98.00% for specificity, 97.37% for precision and 96.10% for f-score.
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Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação / CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís.https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/2576Glaucoma is a cluster of ocular diseases that cause damage to the eye’s optic nerve and cause successive narrowing of the visual field in affected patients, due to an increase in intraocular pressure, which can lead the patient to blindness at an advanced stage without clinical reversal. For several years, from techniques of manual analysis of the internal structures of the eye to the use of deep learning with convolutional neural networks (CNNs) were successfully used in the diagnosis of glaucoma. However, building a deep learning network requires a lot of effort that in many situations is not always able to achieve satisfactory results due to the amount of parameters that need to be configured to adapt the CNN architecture to the problem in question. The objective of this work is to use a hyperparameter search technic to select the tuned parameters of a genetic algorithm (GA) to select the best CNN architecture through evolutionary techniques and to be able to aid in the accurate diagnosis of glaucoma, in eye fund images. The proposed methodology was applied in 455 images from RIM-ONE dataset, in its version 2 (r2), with resized images to 96x96 pixels in the RGB color model. The selected CNN by AG, after its training, achieved for the diagnosis of glaucoma the results of 96.63% for accuracy, 94.87% for sensitivity, 98.00% for specificity, 97.37% for precision and 96.10% for f-score.O glaucoma é um grupo de doenças oculares que causam danos ao nervo óptico, ocasionando o sucessivo estreitamento do campo visual em pacientes afetados, devido a um aumento da pressão intra-ocular, que pode levar o paciente, em estágio avançado, à cegueira, sem reversão clínica. Por diversos anos, desde técnicas de análise manual das estruturas internas do globo ocular à utilização de aprendizagem profunda com redes neurais convolucionais (CNNs, do inglês, Convolutional Neural Networks) foram utilizadas com sucesso no diagnóstico do glaucoma. No entanto, construir uma rede de aprendizagem profunda demanda um grande esforço que em muitas situações nem sempre são capazes de alcançar resultados satisfatórios, devido à quantidade de parâmetros que necessitam ser configurados para adequar a arquitetura da CNN ao problema em questão. O objetivo deste trabalho consiste em utilizar uma técnica de otimização de hiperparâmetros para selecionar parâmetros ideais de um algoritmo genético (AG) que vise escolher a melhor arquitetura CNN, através de técnicas evolutivas e que seja capaz de auxiliar no diagnóstico mais preciso do glaucoma, em imagens de fundo de olho. A metodologia proposta foi aplicada em 455 imagens do dataset RIM-ONE, em sua segunda versão (r2), com imagens redimensionadas para o tamanho 96x96, no padrão RGB. A CNN selecionada pelo AG, após o treinamento, apresentou para o diagnóstico do glaucoma os resultados de acurácia de 96,63%, sensibilidade de 94,87%, especificidade de 98,00%, precisão de 97,37% e f-score de 96,10%.Submitted by Sheila MONTEIRO (sheila.monteiro@ufma.br) on 2019-03-29T14:58:24Z No. of bitstreams: 1 AlanLima.pdf: 2214515 bytes, checksum: 8ad4b21b5a1b2ef3502fc16e638d49a3 (MD5)Made available in DSpace on 2019-03-29T14:58:24Z (GMT). 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