توصيفگر ها :
سرطان پستان , تصاوير ماموگرافي , تئوري موجك , يادگيري ماشين , يادگيري عميق
چكيده فارسي :
چكيده
سرطان پستان يكي از شايعترين و كشندهترين بيماريها در ميان زنان است كه تشخيص زودهنگام آن نقش مهمي در كاهش مرگومير ناشي از اين بيماري دارد. تصاوير ماموگرافي بهعنوان ابزاري مؤثر در تشخيص اوليه سرطان پستان شناخته ميشوند، اما تحليل و شناسايي دقيق الگوهاي موجود در اين تصاوير نيازمند روشهاي پيشرفته پردازش تصوير و يادگيري ماشين است. هدف اين تحقيق، بهبود دقت و كارايي سيستمهاي شناسايي سرطان پستان از طريق استخراج شاخصههاي مهم از تصاوير ماموگرافي با استفاده از تبديل موجك و كاربرد مدلهاي مختلف يادگيري ماشين و يادگيري عميق است. در اين راستا، از دو مجموعه داده معتبر MIAS و DDSM براي آزمايش و ارزيابي مدلها استفاده شده است. در ابتدا با استفاده از تبديل موجك شاخصههاي مهم تصاوير ماموگرافي استخراج ميشوند. سپس سه روش اصلي براي شناسايي سرطان پستان مورد ارزيابي قرار ميگيرند: روش ماشين يادگيري حداكثر، روشهاي يادگيري ماشين (از جمله جنگل تصادفي، ماشين بردار پشتيبان و نزديكترين همسايه) و مدلهاي تركيبي يادگيري ماشين و يادگيري عميق (تركيب مدلهاي يادگيري ماشين با شبكه عصبي عميق) كه تمامي اين روشها بعد از استخراج ويژگيهاي تصاوير توسط تئوري موجك اعمال ميشوند. نتايج بهدستآمده از ارزيابي مدلها با استفاده از معيارهاي مختلف مانند صحت و دقت نشان ميدهند كه مدل تركيبي يادگيري ماشين بردار پشتيبان و يادگيري عميق عملكرد بهتري نسبت به ساير مدلها داشته است. اين مدل توانسته است دقت بالايي در شناسايي سرطان پستان بهويژه در نمونههاي پيچيده و نادر نشان دهد و صحت 90 درصد را نشان ميدهد. مدل تركيبي يادگيري ماشين و يادگيري عميق نهتنها دقت بالاتري در شناسايي نمونههاي مثبت (سرطان بدخيم) دارد، بلكه قابليت تعميم بهتري در برابر دادههاي جديد نشان ميدهد. اين روش ميتواند بهعنوان ابزاري مؤثر در تشخيص خودكار سرطان پستان از تصاوير ماموگرافي در كلينيكها و بيمارستانها مورد استفاده قرار گيرد و در نهايت به كاهش خطاهاي انساني و بهبود نتايج تشخيصي كمك كند.
كلمات كليدي: سرطان پستان، تصاوير ماموگرافي، تئوري موجك، يادگيري ماشين، يادگيري عميق
چكيده انگليسي :
Breast cancer is one of the most common and deadly diseases among women, where early detection plays a crucial role in reducing mortality rates. Mammography images are recognized as an effective tool for the early diagnosis of breast cancer; however, accurate analysis and identification of patterns in these images require advanced image processing and machine learning techniques. This study aims to improve the accuracy and efficiency of breast cancer detection systems by extracting important features from mammography images using wavelet transform and applying various machine learning and deep learning models. For this purpose, two well-known datasets, MIAS and DDSM, were used for model training and evaluation. Initially, key features were extracted from the mammography images using wavelet transform. Then, three main approaches were evaluated for breast cancer detection: the maximum learning machine method, traditional machine learning methods (including Random Forest, Support Vector Machine, and K-Nearest Neighbors), and hybrid models combining machine learning with deep neural networks. All these methods were applied after feature extraction using wavelet theory. The results, evaluated using various performance metrics such as accuracy and precision, demonstrate that the hybrid model combining Support Vector Machine and deep learning achieved the best performance. This model showed high accuracy, particularly in complex and rare cases, reaching an overall accuracy of 90%. The hybrid approach not only improved the detection of positive cases (malignant tumors) but also showed better generalizability to new data. This method can be considered an effective tool for the automated diagnosis of breast cancer from mammography images in clinical and hospital settings, ultimately helping to reduce human error and improve diagnostic outcomes.
Keywords: Breast cancer, Mammography images, Wavelet transform, Machine learning, Deep learning