Redes neuronales profundas híbridas CLAHE-CNN para clasificar enfermedades pulmonares a partir de adquisiciones de rayos X
Autores: Hussein, Fairouz; Mughaid, Ala; AlZu"bi, Shadi; El-Salhi, Subhieh M.; Abuhaija, Belal; Abualigah, Laith; Gandomi, Amir H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Redes neuronales profundas híbridas CLAHE-CNN para clasificar enfermedades pulmonares a partir de adquisiciones de rayos X
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Pecho
Enfermedades pulmonares
Fumar
Contaminación del aire
Infección bacteriana
Sistema respiratorio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Las enfermedades pulmonares y torácicas son unas de las enfermedades crónicas más graves en el mundo, y ocurren como resultado de factores como fumar, la contaminación del aire, o infecciones bacterianas, que expondrían al sistema respiratorio y al tórax a trastornos graves. Las enfermedades torácicas provocan una debilidad natural en el sistema respiratorio, lo que requiere que el paciente tome cuidado y atención para aliviar este problema. Los países están interesados en fomentar la investigación médica y monitorear la propagación de enfermedades transmisibles. Por lo tanto, aconsejaron a los investigadores realizar estudios para frenar la propagación de las enfermedades y urgieron a los investigadores a idear métodos para detectar y distinguir rápidamente las enfermedades pulmonares. En este documento, proponemos una arquitectura híbrida de ecualización adaptativa de histograma limitado por contraste (CLAHE) y una red convolucional profunda para la clasificación de enfermedades pulmonares. Utilizamos imágenes de rayos X para crear una red neuronal convolucional (CNN) para la identificación temprana y categorización de enfermedades pulmonares. Inicialmente, el método propuesto implementó la máquina de vectores de soporte para clasificar las imágenes con y sin el uso del ecualizador CLAHE. Los resultados obtenidos se compararon con las redes CNN. Posteriormente, se implementaron dos experimentos diferentes con una arquitectura híbrida de redes CNN profundas y CLAHE como preprocesamiento para mejorar las imágenes. Los resultados experimentales indican que la arquitectura híbrida sugerida supera a los métodos tradicionales en aproximadamente un 20% en términos de precisión.
Descripción
Las enfermedades pulmonares y torácicas son unas de las enfermedades crónicas más graves en el mundo, y ocurren como resultado de factores como fumar, la contaminación del aire, o infecciones bacterianas, que expondrían al sistema respiratorio y al tórax a trastornos graves. Las enfermedades torácicas provocan una debilidad natural en el sistema respiratorio, lo que requiere que el paciente tome cuidado y atención para aliviar este problema. Los países están interesados en fomentar la investigación médica y monitorear la propagación de enfermedades transmisibles. Por lo tanto, aconsejaron a los investigadores realizar estudios para frenar la propagación de las enfermedades y urgieron a los investigadores a idear métodos para detectar y distinguir rápidamente las enfermedades pulmonares. En este documento, proponemos una arquitectura híbrida de ecualización adaptativa de histograma limitado por contraste (CLAHE) y una red convolucional profunda para la clasificación de enfermedades pulmonares. Utilizamos imágenes de rayos X para crear una red neuronal convolucional (CNN) para la identificación temprana y categorización de enfermedades pulmonares. Inicialmente, el método propuesto implementó la máquina de vectores de soporte para clasificar las imágenes con y sin el uso del ecualizador CLAHE. Los resultados obtenidos se compararon con las redes CNN. Posteriormente, se implementaron dos experimentos diferentes con una arquitectura híbrida de redes CNN profundas y CLAHE como preprocesamiento para mejorar las imágenes. Los resultados experimentales indican que la arquitectura híbrida sugerida supera a los métodos tradicionales en aproximadamente un 20% en términos de precisión.