論文の概要: Comparative Analysis of Resource-Efficient CNN Architectures for Brain Tumor Classification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.15596v3
- Date: Mon, 23 Dec 2024 16:40:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:51:22.616138
- Title: Comparative Analysis of Resource-Efficient CNN Architectures for Brain Tumor Classification
- Title(参考訳): 脳腫瘍分類のための資源効率の良いCNNアーキテクチャの比較分析
- Authors: Md Ashik Khan, Rafath Bin Zafar Auvee,
- Abstract要約: 本研究は,脳腫瘍分類のための有効かつ単純な畳み込みニューラルネットワーク(CNN)アーキテクチャと事前訓練されたResNet18とVGG16モデルの比較分析を行った。
カスタムCNNアーキテクチャは、複雑さが低いにもかかわらず、事前訓練されたResNet18とVGG16モデルとの競合性能を示している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: Accurate brain tumor classification in MRI images is critical for timely diagnosis and treatment planning. While deep learning models like ResNet-18, VGG-16 have shown high accuracy, they often come with increased complexity and computational demands. This study presents a comparative analysis of effective yet simple Convolutional Neural Network (CNN) architecture and pre-trained ResNet18, and VGG16 model for brain tumor classification using two publicly available datasets: Br35H:: Brain Tumor Detection 2020 and Brain Tumor MRI Dataset. The custom CNN architecture, despite its lower complexity, demonstrates competitive performance with the pre-trained ResNet18 and VGG16 models. In binary classification tasks, the custom CNN achieved an accuracy of 98.67% on the Br35H dataset and 99.62% on the Brain Tumor MRI Dataset. For multi-class classification, the custom CNN, with a slight architectural modification, achieved an accuracy of 98.09%, on the Brain Tumor MRI Dataset. Comparatively, ResNet18 and VGG16 maintained high performance levels, but the custom CNNs provided a more computationally efficient alternative. Additionally,the custom CNNs were evaluated using few-shot learning (0, 5, 10, 15, 20, 40, and 80 shots) to assess their robustness, achieving notable accuracy improvements with increased shots. This study highlights the potential of well-designed, less complex CNN architectures as effective and computationally efficient alternatives to deeper, pre-trained models for medical imaging tasks, including brain tumor classification. This study underscores the potential of custom CNNs in medical imaging tasks and encourages further exploration in this direction.
- Abstract(参考訳): MRI画像における正確な脳腫瘍分類は、タイムリーな診断と治療計画に重要である。
ResNet-18やVGG-16のようなディープラーニングモデルは高い精度を示しているが、複雑性と計算要求が増大することが多い。
本研究では, Br35H:: Brain tumor Detection 2020とBrain tumor MRI Datasetの2つのデータセットを用いて, 脳腫瘍分類のための有効かつ単純な畳み込みニューラルネットワーク(CNN)アーキテクチャと事前訓練されたResNet18とVGG16モデルの比較分析を行った。
カスタムCNNアーキテクチャは、複雑さが低いにもかかわらず、事前訓練されたResNet18とVGG16モデルとの競合性能を示している。
バイナリ分類タスクでは、カスタムCNNはBr35Hデータセットで98.67%、Brain tumor MRIデータセットで99.62%の精度を達成した。
マルチクラスの分類において、カスタムCNNは、わずかにアーキテクチャの変更を加えて、脳腫瘍MRIデータセットで98.09%の精度を達成した。
比較として、ResNet18とVGG16は高い性能を維持したが、カスタムCNNはより計算的に効率的な代替手段を提供した。
さらに、カスタムCNNは、その堅牢性を評価するために、少数ショット学習(0、5、10、15、20、40、80ショット)を使用して評価され、ショットの増加による顕著な精度向上を実現した。
この研究は、脳腫瘍の分類を含む、より深く訓練された医療画像タスクのモデルに対する、効率的で効率的な代替手段として、十分に設計された、より複雑なCNNアーキテクチャの可能性を強調した。
本研究は、医用画像におけるカスタムCNNの可能性を強調し、この方向のさらなる探索を奨励するものである。
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