基于胸部 X 射线图像,使用卷积神经网络方法 GoogLeNet 架构识别 COVID-19 和结核病

Retry Asykurani Abdillah, H. Hasanuddin, Dwiria Wahyuni
{"title":"基于胸部 X 射线图像,使用卷积神经网络方法 GoogLeNet 架构识别 COVID-19 和结核病","authors":"Retry Asykurani Abdillah, H. Hasanuddin, Dwiria Wahyuni","doi":"10.26418/pf.v11i3.65228","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Penelitian identifikasi penyakit COVID-19 dan tuberkulosis berdasarkan rontgen thorax dengan metode convolutional neural network (CNN) arsitektur GoogLeNet telah dilakukan untuk menganalisis dan meningkatkan nilai akurasi dari penelitian CNN GoogLeNet dalam mengidentifikasi penyakit COVID-19 dan tuberkulosis.  Data penelitian diperoleh dari situs Kaggle yang terdiri dari 700 citra COVID-19, 700 citra normal, dan 700 citra tuberkulosis. Metode CNN GoogLeNet dalam mengidentifikasi citra dimulai dari tahapan augmentasi, pelatihan, dan pengujian. Tahap augmentasi diawali dengan mengecilkan dan memotong citra hingga berukuran 224×224 piksel, membuat citra dirotasi secara acak 5⁰ dan citra dibalik posisinya secara horizontal serta citra akan digeser secara acak sebesar 0,08 berdasarkan kemiringan 0,2⁰. Tahapan pelatihan dan pengujian menggunakan hyperparameter yang terdiri atas batch size (16, 32, dan 64), epoch (10, 30, dan 50), cross entropy loss, optimizer (Adam), dan learning rate 0,0001.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa CNN GoogLeNet mengidentifikasi penyakit berdasarkan derajat keabuan yang dimiliki oleh citra melalui proses feature learning dan classification. Derajat keabuan pada citra berkisar antara 0-255 sedangkan yang dimiliki penyakit COVID-19 dominan pada >200-255, penyakit tuberkulosis dominan pada >100-255, dan kondisi paru-paru normal dominan pada >0-100. Hasil penelitian berdasarkan proses klasifikasi pengujian menghasilkan akurasi 97% (batch size 16 dan epoch 10), 98% (batch size 16 dan epoch 30), 97% (batch size 16 dan epoch 50), 96% (batch size 32 dan epoch 10), 98% (batch size 32 dan epoch 30), 96% (batch size 32 dan epoch 50), 96% (batch size 64 dan epoch 10), 96% (batch size 64 dan epoch 30), dan 97% (batch size 64 dan epoch 50). Kata Kunci : Citra Rontgen, CNN, COVID-19, GoogLeNet, Tuberkulosis","PeriodicalId":127503,"journal":{"name":"PRISMA FISIKA","volume":"150 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-10-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Identifikasi Penyakit COVID-19 dan Tuberkulosis Menggunakan Metode Convolutional Neural Network Arsitektur GoogLeNet Berdasarkan Citra Rontgen Thorax\",\"authors\":\"Retry Asykurani Abdillah, H. Hasanuddin, Dwiria Wahyuni\",\"doi\":\"10.26418/pf.v11i3.65228\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Penelitian identifikasi penyakit COVID-19 dan tuberkulosis berdasarkan rontgen thorax dengan metode convolutional neural network (CNN) arsitektur GoogLeNet telah dilakukan untuk menganalisis dan meningkatkan nilai akurasi dari penelitian CNN GoogLeNet dalam mengidentifikasi penyakit COVID-19 dan tuberkulosis.  Data penelitian diperoleh dari situs Kaggle yang terdiri dari 700 citra COVID-19, 700 citra normal, dan 700 citra tuberkulosis. Metode CNN GoogLeNet dalam mengidentifikasi citra dimulai dari tahapan augmentasi, pelatihan, dan pengujian. Tahap augmentasi diawali dengan mengecilkan dan memotong citra hingga berukuran 224×224 piksel, membuat citra dirotasi secara acak 5⁰ dan citra dibalik posisinya secara horizontal serta citra akan digeser secara acak sebesar 0,08 berdasarkan kemiringan 0,2⁰. Tahapan pelatihan dan pengujian menggunakan hyperparameter yang terdiri atas batch size (16, 32, dan 64), epoch (10, 30, dan 50), cross entropy loss, optimizer (Adam), dan learning rate 0,0001.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa CNN GoogLeNet mengidentifikasi penyakit berdasarkan derajat keabuan yang dimiliki oleh citra melalui proses feature learning dan classification. Derajat keabuan pada citra berkisar antara 0-255 sedangkan yang dimiliki penyakit COVID-19 dominan pada >200-255, penyakit tuberkulosis dominan pada >100-255, dan kondisi paru-paru normal dominan pada >0-100. Hasil penelitian berdasarkan proses klasifikasi pengujian menghasilkan akurasi 97% (batch size 16 dan epoch 10), 98% (batch size 16 dan epoch 30), 97% (batch size 16 dan epoch 50), 96% (batch size 32 dan epoch 10), 98% (batch size 32 dan epoch 30), 96% (batch size 32 dan epoch 50), 96% (batch size 64 dan epoch 10), 96% (batch size 64 dan epoch 30), dan 97% (batch size 64 dan epoch 50). Kata Kunci : Citra Rontgen, CNN, COVID-19, GoogLeNet, Tuberkulosis\",\"PeriodicalId\":127503,\"journal\":{\"name\":\"PRISMA FISIKA\",\"volume\":\"150 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-10-31\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"PRISMA FISIKA\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.26418/pf.v11i3.65228\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"PRISMA FISIKA","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26418/pf.v11i3.65228","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

研究人员利用 GoogLeNet 架构的卷积神经网络(CNN)方法对基于胸部 X 光片的 COVID-19 和结核病进行了识别,以分析和提高 GoogLeNet CNN 研究在识别 COVID-19 和结核病方面的准确值。 研究数据来自 Kaggle 网站,包括 700 张 COVID-19 图像、700 张正常图像和 700 张肺结核图像。GoogLeNet CNN 识别图像的方法从增强、训练和测试阶段开始。增强阶段首先将图像缩小并切割成 224×224 像素的大小,使图像随机旋转 5⁰,图像水平翻转,并根据 0.2⁰ 的斜率随机移动 0.08。训练和测试阶段使用的超参数包括批量大小(16、32 和 64)、epoch(10、30 和 50)、交叉熵损失、优化器(Adam)和学习率 0.0001。 结果表明,GoogLeNet CNN 通过特征学习和分类过程,能根据图像的灰度程度识别疾病。图像的灰度范围为 0-255,而 COVID-19 疾病的灰度范围大于 200-255,肺结核疾病的灰度范围大于 100-255,正常肺部情况的灰度范围大于 0-100。基于测试分类过程的研究结果表明,准确率分别为 97%(批量大小 16,epoch 10)、98%(批量大小 16,epoch 30)、97%(批量大小 16,epoch 50)、96%(批量大小 32,epoch 10)、98%(批量大小 32,epoch 30)、96%(批量大小 32,epoch 50)、96%(批量大小 64,epoch 10)、96%(批量大小 64,epoch 30)和 97%(批量大小 64,epoch 50)。关键词X 射线图像、CNN、COVID-19、GoogLeNet、肺结核
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Identifikasi Penyakit COVID-19 dan Tuberkulosis Menggunakan Metode Convolutional Neural Network Arsitektur GoogLeNet Berdasarkan Citra Rontgen Thorax
Penelitian identifikasi penyakit COVID-19 dan tuberkulosis berdasarkan rontgen thorax dengan metode convolutional neural network (CNN) arsitektur GoogLeNet telah dilakukan untuk menganalisis dan meningkatkan nilai akurasi dari penelitian CNN GoogLeNet dalam mengidentifikasi penyakit COVID-19 dan tuberkulosis.  Data penelitian diperoleh dari situs Kaggle yang terdiri dari 700 citra COVID-19, 700 citra normal, dan 700 citra tuberkulosis. Metode CNN GoogLeNet dalam mengidentifikasi citra dimulai dari tahapan augmentasi, pelatihan, dan pengujian. Tahap augmentasi diawali dengan mengecilkan dan memotong citra hingga berukuran 224×224 piksel, membuat citra dirotasi secara acak 5⁰ dan citra dibalik posisinya secara horizontal serta citra akan digeser secara acak sebesar 0,08 berdasarkan kemiringan 0,2⁰. Tahapan pelatihan dan pengujian menggunakan hyperparameter yang terdiri atas batch size (16, 32, dan 64), epoch (10, 30, dan 50), cross entropy loss, optimizer (Adam), dan learning rate 0,0001.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa CNN GoogLeNet mengidentifikasi penyakit berdasarkan derajat keabuan yang dimiliki oleh citra melalui proses feature learning dan classification. Derajat keabuan pada citra berkisar antara 0-255 sedangkan yang dimiliki penyakit COVID-19 dominan pada >200-255, penyakit tuberkulosis dominan pada >100-255, dan kondisi paru-paru normal dominan pada >0-100. Hasil penelitian berdasarkan proses klasifikasi pengujian menghasilkan akurasi 97% (batch size 16 dan epoch 10), 98% (batch size 16 dan epoch 30), 97% (batch size 16 dan epoch 50), 96% (batch size 32 dan epoch 10), 98% (batch size 32 dan epoch 30), 96% (batch size 32 dan epoch 50), 96% (batch size 64 dan epoch 10), 96% (batch size 64 dan epoch 30), dan 97% (batch size 64 dan epoch 50). Kata Kunci : Citra Rontgen, CNN, COVID-19, GoogLeNet, Tuberkulosis
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信