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Triple-Stream Deep Feature Selection with Metaheuristic Optimization and Machine Learning for Multi-Stage Hypertensive Retinopathy Diagnosis

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저자

Suleyman Burcin Suyun, Mustafa Yurdakul, Sakir Tasdemir, Serkan Bilic

개요

본 논문은 고혈압성 망막병증(HR) 진단의 정확도를 높이기 위한 3단계 접근법을 제시합니다. 1단계에서는 14개의 CNN 모델을 테스트하여 DenseNet169, MobileNet, ResNet152를 최적 모델로 선정했습니다. 2단계에서는 이들 모델의 심층 특징을 융합하고 SVM, RF, XGBoost 등의 머신러닝 알고리즘을 사용하여 분류했습니다. 3단계에서는 유전 알고리즘(GA), 인공벌집 알고리즘(ABC), 입자군 최적화 알고리즘(PSO), 굴착기 최적화 알고리즘(HHO) 등의 메타 휴리스틱 최적화 기법을 활용하여 특징 선택을 수행했습니다. 그 결과, HHO 기법을 사용한 3단계 접근법이 94.66%의 정확도를 달성하여 단일 CNN 모델 및 기존 연구보다 우수한 성능을 보였습니다. 특히, SVM(sigmoid kernel)을 사용한 2단계에서는 92.00%의 정확도를 기록했습니다.

시사점, 한계점

시사점:
3단계 접근법을 통해 고혈압성 망막병증 진단 정확도를 향상시켰습니다. (94.66% 정확도 달성)
다양한 딥러닝 모델과 머신러닝 알고리즘, 메타 휴리스틱 최적화 기법을 결합하여 시너지 효과를 창출했습니다.
기존 단일 딥러닝 모델 기반 연구보다 우수한 성능과 일반화 성능을 보였습니다.
자동화된 고혈압성 망막병증 진단 시스템 개발에 기여할 수 있습니다.
한계점:
사용된 데이터셋의 크기와 다양성에 대한 자세한 설명이 부족합니다.
다른 질병과의 감별 진단 성능에 대한 분석이 부족합니다.
제안된 방법의 임상적 유용성 및 실제 적용 가능성에 대한 추가 연구가 필요합니다.
특정 메타 휴리스틱 알고리즘(HHO)의 우수성에 대한 심층적인 분석이 부족합니다.
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