International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Advancing Eye Disease Diagnosis with Deep Learning: A ResNet18 Model Approach

الملخص
تتناول هذه الورقة التصنيف والتنبؤ بأمراض العيون، وتحديدًا الجلوكوما واعتلال الشبكية السكري وإعتام عدسة العين والحالات الطبيعية، باستخدام تقنيات التعلم العميق المتقدمة. والهدف الأساسي هو تقييم أداء نموذج ResNet18، المعزز بالتعلم الانتقالي وطرق التحسين المختلفة، في تحديد هذه الحالات بدقة. تتكون مجموعة البيانات المستخدمة في هذه الدراسة من 1757 صورة لقاع الشبكية، بما في ذلك 453 حالة طبيعية، و441 حالة من اعتلال الشبكية السكري، و476 حالة من الجلوكوما، و387 حالة من إعتام عدسة العين. تم تغيير حجم الصور إلى 224 × 224 بكسل وتطبيعها للتدريب. تم ضبط نموذج ResNet18، المدرب مسبقًا على مجموعة بيانات ImageNet، من خلال التعلم الانتقالي للتخصص في تصنيف أمراض العيون. تم استخدام ثلاث طرق تحسين - SGDM وADAM و RMSProp - لتحسين عملية التعلم. يتم استخدام التحقق المتبادل، وخاصة طريقة 5 أضعاف، أثناء التدريب لتعزيز موثوقية النموذج وقوته. تُظهر مقاييس الأداء، التي تشمل الدقة والدقة والتذكير والمساحة تحت المنحنى (AUC)، معدل دقة مرتفع بنسبة 91.4٪ وقيمة AUC استثنائية بنسبة 99.99٪. في حين تؤكد النتائج على فعالية النموذج في تحديد أمراض العيون المختلفة، فقد كانت هناك تحديات مثل الإفراط في الملاءمة والحاجة إلى مزيد من البيانات الخارجية. ويمكن للبحوث المستقبلية استكشاف أداء النموذج على مجموعات بيانات أكبر ومستقلة للتحقق من قدراته على التعميم وتوسيع نطاق أمراض العيون التي تم النظر فيها.......... الكلمات المفتاحية :.......... التعلم العميق، أمراض العيون، الجلوكوما، اعتلال الشبكية السكري، إعتام عدسة العين، التعلم بالنقل، ResNet18، SGDM، ADAM، RMSProp، التصنيف، التحقق المتبادل.
Abstract
This paper addresses the classification and prediction of eye diseases, specifically Glaucoma, Diabetic Retinopathy, Cataract, and normal cases, utilizing advanced deep learning techniques. The primary objective is to assess the performance of the ResNet18 model, enhanced with transfer learning and various optimizer methods, in accurately identifying these conditions. The dataset used in this study consists of 1757 retinal fundus images, including 453 normal cases, 441 cases of Diabetic Retinopathy, 476 cases of Glaucoma, and 387 cases of Cataract. The images were resized to 224x224 pixels and normalized for training. The ResNet18 model, pre-trained on the ImageNet dataset, is fine-tuned through transfer learning to specialize in eye disease classification. Three optimization methods—SGDM, ADAM, and RMSProp—are employed to optimize the learning process. Cross-validation, specifically a 5-fold method, is utilized during training to enhance the model's reliability and robustness. The performance metrics, which include accuracy, precision, recall, and the Area Under the Curve (AUC), demonstrate a high accuracy rate of 91.4% and an exceptional AUC value of 99.99%. While the results confirm the effectiveness of the model in identifying various eye diseases, there were challenges such as overfitting and the need for further with external data. Future research could explore the performance of the model on larger, independent datasets to validate its generalization capabilities and expand the range of eye diseases considered............ Keywords:........ Deep learning, Eye diseases, Glaucoma, Diabetic Retinopathy, Cataract, transfer learning, ResNet18, SGDM, ADAM, RMSProp, classification, cross-validation.