المجلة الدولية للعلوم والتقنية

International Science and Technology Journal

ISSN: 2519-9854 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

DOI: www.doi.org/10.62341/ISTJ

مجلة علمية محكّمة تهتم بنشر البحوث والدراسات في مجال العلوم التطبيقية، تصدر دورياً تحت إشراف نخبة من الأساتذة

Breast Cancer Classification Using ResNet-50 Technique and Wavelet-Based Preprocessing

الملخص
سرطان الثدي هو مرض منتشر ومعقد يتطلب تشخيصاُ و تصنيفا دقيقا في الوقت المناسب والعلاج الفعال. تقترح هذه الورقة نظام تصنيف سرطان الثدي الذي يستفيد من نموذج ResNet-50 ويتضمن نقل التعلم (Transfer Learning ). يستخدم النظام نموذجين منفصلين من طراز ResNet-50: أحدهما للتصنيف الطبيعي وغير الطبيعي والآخر لتصنيف الأورام الحميدة والخبيثة ضمن الفئة غير الطبيعية. يستخدم التقييم التجريبي ثلاث قواعد للبيانات : MIAS، DDSM، وCBIS-DDSM. يتم تطبيق تقنية تحويل المويجات (Wavelet) كخطوة ما قبل المعالجة لتحسين صور التصوير الشعاعي للثدي. ويحقق النظام أداءً متميزاً بدقة عالية تصل إلى 99.48% و99.25% للنموذجين الأول والثاني على التوالي. بالإضافة إلى ذلك تم الحصول على قيم حساسية ونوعية تصل إلى 99.32% و99.17% للنموذج الأول و99.07% و98.89% للنموذج الثاني. والجدير بالذكر أن مجموعة بياناتDDSM تتفوق باستمرار على مجموعات البيانات الأخرى في كلا النموذجين. يوضح النظام المقترح فعالية نموذج ResNet-50 وتقنية تحويل المويجات في تصنيف سرطان الثدي، مما يوفر أداة واعدة للكشف المبكر والتشخيص الدقيق. الكلمات المفتاحية : سرطان الثدي , نموذج الشبكات العصبية ResNet-50 , انتقال التعليم , تحويلة المويجات Daubechies , تصوير ماموجرام , تحويلة المويجات.
Abstract
Breast cancer is a prevalent and complex disease that necessitates accurate classification for timely diagnosis and effective treatment. This paper proposes a breast cancer classification system that leverages the ResNet-50 model and incorporates transfer learning. The system utilizes two separate ResNet-50 models: one for normal and abnormal classification and another for benign and malignant classification within the abnormal category. The experimental evaluation employs three datasets: MIAS, DDSM, and CBIS-DDSM. The wavelet transform technique is applied as a pre-processing step to enhance mammography images. The system achieves outstanding performance with high accuracies of 99.48% and 99.25% for the first and second models, respectively. Additionally, sensitivity and specificity values of up to 99.32% and 99.17% for the first model and 99.07% and 98.89% for the second model are obtained. Notably, the DDSM dataset consistently outperforms other datasets in both models. The proposed system demonstrates the efficacy of the ResNet-50 model and the wavelet transform technique in breast cancer classification, offering a promising tool for early detection and precise diagnosis. KEYWORDS: Breast cancer • ResNet-50 model • transfer learning • Daubechies wavelet transform • mammography • wavelet transform.