研究目的
提出一种低成本自动化系统,通过数字眼底图像、特征提取和机器学习分类器来诊断青光眼和糖尿病视网膜病变,以实现大规模筛查并降低诊断成本。
研究成果
该提出的自动化诊断系统利用人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)分类器,能以高准确率、灵敏度和特异度将眼底图像有效分类为健康、青光眼和糖尿病视网膜病变三类。该系统具有成本效益且可与医疗信息学系统集成,适用于大规模筛查。通过增加更多数据和特征可进一步提升性能。
研究不足
该研究依赖于公开可用的数据库,这些数据库可能无法涵盖疾病进展的所有变化形式。系统性能可能受到图像质量和数据库多样性的影响。未来的改进方向包括增加更多特征、扩大数据库规模以及采用更先进的机器学习算法,以提高准确性和鲁棒性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用图像处理技术组合(如直方图均衡化、中值滤波、顶帽滤波、大津阈值法)进行感兴趣区域提取与特征提?。ň植慷的J?、Gabor滤波器、统计特征、颜色特征)。通过主成分分析(PCA)进行特征选择,并使用分类器(人工神经网络和支持向量机)将图像分类为健康、青光眼和糖尿病视网膜病变三类。
2:样本选择与数据来源:
使用公开数字视网膜图像数据库,包括高分辨率眼底(HRF)数据集、DIARETDB0数据集、ORIGA数据集、STARE数据集和DRISHTI-GS数据集。这些数据集提供健康、青光眼和糖尿病视网膜病变病例的图像。
3:实验设备与材料清单:
使用配备2.3 GHz酷睿i5-2410M处理器和12 GB内存的计算机进行处理。MATLAB? 2018软件用于实现人工神经网络和支持向量机分类器。由于数据库为现成数据,未详细说明图像采集专用硬件。
4:3 GHz酷睿i5-2410M处理器和12 GB内存的计算机进行处理。MATLAB? 2018软件用于实现人工神经网络和支持向量机分类器。由于数据库为现成数据,未详细说明图像采集专用硬件。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:过程包括预处理(绿色通道提取、直方图均衡化、中值滤波、顶帽滤波、阈值处理、形态学闭运算)、特征提?。ň植慷的J?、局部二值模式统计特征、颜色特征、Gabor滤波器特征)、PCA特征选择,以及使用不同特征集(5、10、15、31个特征)的人工神经网络和支持向量机分类。性能评估采用准确率、灵敏度、特异度和耗时指标。
5:31个特征)的人工神经网络和支持向量机分类。性能评估采用准确率、灵敏度、特异度和耗时指标。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:计算统计指标(真阳性、假阳性、假阴性、真阴性)以得出准确率、灵敏度和特异度。生成混淆矩阵和ROC曲线进行性能分析。测量每个分类器和特征集的耗时。
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MATLAB
2018
MathWorks
Used for implementing and training the Artificial Neural Network and Support Vector Machine classifiers in the study.
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Core i5 Processor
i5-2410M
Intel
Used in the computer for processing the image data and running the classification algorithms.
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RAM
Memory component of the computer used for data storage and processing during the experiments.
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Topcon TRV-50 fundus camera
TRV-50
Topcon
Mentioned as the equipment used to capture images in the STARE Dataset, with a 35° field of view.
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