I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 6 ,   p p .   2554 ~ 2 5 6 6   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 3 . p p 2 5 5 4 - 2 5 6 6           2554     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Im a g e enhancem ent  co mbin ed wi t h Eff ic ient Net - B7  f o r gra ding   cla ss ificatio n of di a betic  re tinopa th y       Nina   Sev a ni 1, 2 ,   E dy   K ristia n t o 1, 3 ,   Albert   Sa lo m o 1   1 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i c s ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   K r i d a   W a c a n a   C h r i st i a n   U n i v e r s i t y ,   J a k a r t a ,   I n d o n e si a   2 R e s e a r c h   C e n t e r   f o r   K n o w l e d g e   M a n a g e me n t   a n d   C o l l a b o r a t i v e   I n n o v a t i o n ,   K r i d a   W a c a n a   C h r i s t i a n   U n i v e r si t y ,   Ja k a r t a ,   I n d o n e s i a   3 R e s e a r c h   C e n t e r   f o r   C o n n e c t e d   I n t e l l i g e n c e   a n d   S e c u r i t y ,   K r i d a   W a c a n a   C h r i st i a n   U n i v e r s i t y ,   Ja k a r t a ,   I n d o n e s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Feb   9 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma r   5 ,   2 0 2 6       Dia b e ti c   r e ti n o p a th y   (DR)   is  a   c o m p li c a ti o n   c a u se d   b y   p o o rl y   m a n a g e d   d iab e tes   th a t   a ffe c ts  th e   e y e s.   Ac c o rd in g   to   th e   Wo rl d   He a lt h   Org a n iza ti o n   (W HO ),   4 2 2   m il li o n   p e o p le  wo rld wid e   h a v e   su ffe re d   fro m   DR  i n   th e   p a st   ten   y e a rs.  M a n u a d e tec ti o n   u si n g   re ti n a fu n d u ima g e is  ti m e - c o n su m i n g   a n d   re q u ires   e x p e rien c e d   o p h t h a lmo lo g ists.   T h is  st u d y   p ro p o se a   d e e p   lea rn in g   m e th o d   u si n g   th e   p re - tra in e d   m o d e l   Eff icie n tNe t - B 7   t o   id e n ti fy   th is   d ise a se   a u to m a ti c a ll y .   F i v e   lev e ls   o DR  will   b e   c las sified n o - DR,  m il d - DR m o d e ra te - D R,   se v e re - DR,  a n d   p ro li fe ra ti v e - DR .   Th e   m o d e w a train e d   u sin g   " AP TOS   2 0 1 9   b l in d n e ss   d e tec ti o n "   d a tas e t,   a n d   ima g e   a u g m e n tatio n   wa p e rfo rm e d .   Im a g e   s e g m e n tatio n   tec h n iq u e su c h   a c o n tra st  li m it e d   a d a p ti v e   h ist o g ra m   e q u a li z a ti o n   (CLAHE)   a n d   re a e n h a n c e d   su p e r   re so lu ti o n   g e n e ra ti v e   a d v e rsa rial  n e two r k   (Re a l - ES RG AN we r e   a p p li e d   d u ri n g   p re p ro c e ss in g   t o   imp r o v e   th e   m o d e l' a c c u ra c y   sig n ifi c a n tl y .   T h e   imp lem e n tatio n   o f   CLAHE  re s u lt e d   in   t h e   v a li d a ti o n   a c c u ra c y   imp ro v e m e n t   fro m   7 6 . 6 %   to   8 3 . 4 %   c o m p a re d   to   n o   se g m e n tatio n ,   wh il e   th e   c o m b in a ti o n   o Re a l - ES RG AN   a n d   CLAHE  in c re a se d   th e   a c c u ra c y   to   9 3 . 7 % .   F u tu r e   re se a rc h   c a n   e x p lo re   th e   c o m b in a ti o n   o CLAHE  wit h   o t h e ima g e   p ro c e ss in g   tec h n i q u e s a p a rt  fr o m   th e   Re a l - ES RG AN   m o d e l.   K ey w o r d s :   C o n tr ast lim ited   ad ap tiv h is to g r am   eq u aliza tio n   E f f icien tNet - B7   Fu n d u s   I m ag s eg m en tatio n   R ea l e n h an ce d   s u p er - r eso lu tio n   g en er ativ ad v er s ar ial  n etwo r k   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nin Sev an i   D e p a r t m e n t   o f   I n f o r m a t i c s ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   K r i d a   W a c a n a   C h r i s t i a n   U n i v e r s i t y   T an ju n g   D u r en   R ay No .   4 ,   W est  J ak ar ta,   DKI   J ak ar ta,   I n d o n esia   E m ail: n in a. s ev an i@ u k r id a. ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   Diab etic  r etin o p ath y   ( DR )   is   th lead in g   ca u s o f   b lin d n ess   in   p er s o n s   o f   m at u r a g e.   W o r k   wo r ld wid is   r esp o n s ib le  f o r   m o r th an   2 4 , 0 0 0   ca s es  o f   b lin d n ess   p er   y ea r   [ 1 ] .   T h W o r ld   Hea lth   Or g an izatio n   ( W HO)   r ep o r ted   th at  4 2 2   m illi o n   p e o p le  s u f f e r ed   f r o m   DR   wo r ld wid in   th last   ten   y ea r s .   I n   2 0 1 7 ,   th e r wer e   4 2 5   m illi o n   DR   p atien ts   wo r ld wid e ,   with   an   esti m atio n   th at   6 0 0   m illi o n   p e o p le  will  h av e   d iab etes in   th y ea r   2 0 4 0 ,   with   o n e - th ir d   o f   ca s es e x p er ien cin g   DR   [ 2 ] .   DR   is   co m p licatio n   o f   t y p 1   an d   ty p 2   d ia b etes,  p r im a r ily   in   p atien ts   wit h   ch r o n ic  h y p er g ly ce m ia,   p o o r   g ly ce m ic  co n tr o l,   an d   en h an ce m en t   o f   b lo o d   p r ess u r [ 2 ] .   DR   ca n   class if ied   in to   two   s tag es,  n am ely   m ild - DR ,   s t ag b eg in n i n g   DR ,   wh ich   is   m ar k ed   b y   ex is tin g   m icr o an eu r y s m   ( MA ) p r o life r ativ e - DR   is   s tag s ec o n d   DR   an d   ca n   r esu lt  in   lo s s   o f   v is io n   [ 3 ] .   Mo r eo v er ,   DR   c an   in cr ea s th r is k   o f   d am ag e,   d y s f u n ctio n ,   an d   f ailu r in   o r g an s   an d   b o d y   tis s u es,  s u ch   as  k id n ey   d is o r d er s ,   h ea r d is ea s e,   an d   th n er v o u s   s y s tem   [ 2 ] .   Scr ee n in g   r eg u lar   tr ea tm en f o r   DR   ca s es  i s   n ee d ed   f o r   ea r ly   d etec tio n   an d   m an ag em en t t o   p r e v en t b lin d n ess   [ 3 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I ma g en h a n ce men t c o mb in ed   w ith   E fficien tN et - B 7   fo r   g r a d in g   cla s s ifica tio n   o f d ia b etic  …  ( N in a   S ev a n i)   2555   C u r r en tly ,   o p h th alm o lo g y   d ia g n o s es  an d   ass ess e s   th s ev er i ty   o f   DR   th r o u g h   v is u al  ev alu atio n   with   d ir ec in s p ec tio n   a n d   e v alu ati o n   o f   th e y with   th e   in s p ec t io n   f u n d o s co p y   [ 4 ] .   T h is   in s p ec tio n   ex am in atio n   an d   d eter m in atio n   o f   t h s ev er ity   o f   DR   is   u s u ally   d o n b y   an aly zin g   lesi o n   f ea tu r es  f o u n d   o n   th p atien t' s   f u n d u s   im ag [ 5 ] .   Ho wev er ,   t h is   m eth o d   is   tim e - co n s u m in g ,   lab o r - in te n s iv e,   an d   p r o n to   h u m an   er r o r   [ 5 ] C o n s id er in g   f u n d u s co p ic  ex a m in atio n s   lik th is   s till   r ely   o n   o p h th alm o l o g y   e x p er tis f o r   i n ter p r etatio n ,   e r r o r s   in   DR   d etec tio n   r esu lts   ca n   o cc u r   [ 2 ] .   I is   cr u cial  to   im p r o v th co n s is ten cy   o f   p r e d ictio n   r esu lts   an d   th lev el  o f   p r ec is io n   an d   e f f icien cy   in   d iag n o s is   DR ,   u s in g   th h elp   o f   a r tific ial  in tellig en ce   ( AI )   tech n o l o g y .   Pre v io u s   r esear ch   s h o ws  th at   th r ap id   d ev elo p m en o f   A I   ca n   p r o d u ce   DR   d is ea s d etec tio n   m o d el  th at  ca n   p r o v id e   r esu lts   q u ick l y   with   co n tin u o u s ly   im p r o v in g   le v els  o f   ac cu r ac y .   Ma ch in lear n in g   an d   d ee p   lear n in g   ar c o m m o n ly   u s ed   f o r   DR   d etec tio n .   Gen er ally ,   ac cu r ac y   a n d   p r ec is io n   a r th f ac to r s   m o s wid ely   u s ed   to   ass ess   th p er f o r m an ce   o f   d ee p   lear n i n g   m o d els  in   d etec tin g   DR .   T h u s o f   tech n o lo g y   lik e   th is   ca n   also   h elp   th task   o f   o p h th alm o lo g y   in   th ea r ly   d etec tio n   o f   t h s ev er ity   o f   DR   d is ea s in     p atien ts   [ 6 ] .   Ultim ately ,   tech n o lo g y   f o r   d etec tin g   th s ev e r ity   o f   DR   d is ea s e   will   h elp   ar ea s   with   lim ited   n u m b er s   o f   o p h th alm o l o g is ts   p r o v id e   s er v ices to   th co m m u n ity .   I n   d e t e c t i n g   DR   d i s e as e ,   s e v e r it y   l e v e l   c a n   b e   c l as s i f i e d   i n t o   s e v e r a l   l e v e ls .   R e s e a r c h   b y   Q i an   e t   a l .   [ 7 ] wh ich   d etec ts   DR   d is ea s in to   f iv lev els  u s in g   co m b i n atio n   o f   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN )   ar ch itectu r es,  n am ely   R es2 Net  an d   Den s eNe t,  also   p r o d u ce s   p r ed ictio n   ac cu r ac y   a s   h ig h   as  8 3 . 2 %.  Den s eNe t - 1 2 1   is   also   u s ed   in   DR   d is ea s d etec tio n   r esear ch ,   an d   p r o d u cin g   an   ac cu r ac y   o f   9 8 . 3 6 [ 8 ] .   Oth e r   s tu d ies  wer ca r r ied   o u t   b y   [ 9 ]   u s in g   th E f f icien tNet - B 7   ar ch itectu r to   g et  a   lev el  o f   p r e d ictio n   ac cu r ac y   as  h ig h   as  8 9 . 1 %.  Me an wh ile,   o th er   s tu d ies  also   tr y   to   co m p ar th p er f o r m a n ce   o f   s ev er al  d ee p   lear n in g   ar ch itectu r es  in   d etec tin g   DR   d is ea s e,   s u ch   as  th c o m p a r is o n   b etwe en   R esNet - 3 4 ,   VG G - 1 6 ,   I n ce p tio n - V3 ,   an d   E f f icien tNetB 4   [ 1 0 ]   o r   co m p ar in g   b etwe en   R esNet - 5 0 ,   R esNet - 1 5 2 ,   an d   Sq u ee ze Net1   [ 1 1 ] .   Pre v io u s   r esear ch   also   s h o ws  th at  o th er   s tag es  n ee d   to   b e   ca r r ied   o u t o   p r o d u ce   d ee p   lear n in g   m o d el  with   g o o d   ac cu r ac y   p er f o r m a n ce .   Go o d   d ee p   lea r n in g   m o d el  p er f o r m an ce   is   o b tain ed   n o o n ly   b y   r ely in g   o n   th p r o p er   ar r an g e m en o f   co n v o lu tio n   b lo c k s   an d   h y p er p ar a m eter s   s ettin g s .   I m ag q u ality   d ata  is   v ital  an d   ca n   b o p tim ized   b y   ap p ly in g   p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es,  s u ch   as  im ag en h an ce m en an d   s eg m en tatio n .   I n   p r o ce s s in g   an   im ag e,   th e   p r e p r o ce s s in g   s tag h elp s   r ed u ce   co m p lex ity   p ar am eter s   an d   in cr ea s th ac cu r ac y   o f   a   m o d el.   I n   ar ch itectu r d ee p   lear n in g ,   th m o s p r o m in e n f ea tu r es  ar s elec ted   t o   test   ea ch   class   o n   d ataset.   Sp ec if ically ,   in   p r o ce s s in g   im ag e   d ata,   im ag e   en h a n ce m en t,   an d   s eg m en tatio n   ar e   cr u cial  f o r   s ep a r atin g   an d   ex tr ac tin g   p ar ts   o f   t h im ag e.   I n   p r in cip le,   DR   is   co n d it io n   th at   d e v elo p s   f r o m   u n tr e ated   d iab etes  m ellitu s .   T h e   s y m p to m s   ex p er ien ce d   b y   DR   p atien ts   c an   v ar y   d ep en d in g   o n   th s ev er ity   o f   th c o n d itio n .   Patien ts   with   m ild - DR   m ay   n o t e x p er ien ce   an y   s y m p to m s ,   m ak in g   it d if f icu lt to   r ea lize  th p r esen ce   o f   th d is ea s e.   As  DR   b ec o m es m o r e   s ev er e,   p atien ts   m a y   s u f f er   f r o m   v is u al   d is tu r b an ce s ,   r an g in g   f r o m   b lu r r ed   o r   d is to r ted   v is io n   to   co m p lete   lo s s   o f   v is io n .   T h e   s ev er ity   o f   DR   ca n   b e   id en tifie d   b y   ex am in in g   f u n d u s   im ag es  o b tain ed   t h r o u g h   f u n d o s co p ic  ex a m in atio n .   So m p ar ts   o f   th e   f u n d u s   u s ed   t o   d etec DR   ar e   MA ,   h em o r r h ag es  ( HE M) ,   h ar d   ex u d ates,  an d   co tto n   wo o s p o ts   ( C W S)  [ 1 2 ] .   MA   is   an   ea r l y   s ig n   o f   DR ,   ty p ically   id en tifie d   b y   th p r esen ce   o f   s m all,   r o u n d ,   a n d   d ar k   r ed   d o ts   o n   th ey e' s   f u n d u s .   HE r ef er s   to   b leed in g   th at  ca u s es th r ed   d o t to   g r o lar g er   with   ir r eg u lar   ed g es.  HE M   is   y ello wis h   in   ap p ea r an c with   an   ir r eg u lar   an d   s h in y   cir cu lar   r in g   s h ap e.   C W S a r g r ey is h - wh ite  im ag e s   o n   r etin o f   ey with   ir r eg u la r   ed g es,  r esem b lin g   r o ll o f   f l u f f y   c o tto n   [ 1 3 ] .   C u r r en tly ,   r esear ch   u s in g   f u n d u s   im ag es  to   d etec th s ev er it y   o f   DR   d is ea s i s   m o s tly   em p lo y ed   th e   d ee p   lear n in g   tech n o l o g y   c o m b in ed   with   v ar i o u s   o th er   te ch n iq u es.  Pre v io u s   r esear ch   a ls o   d em o n s tr ated   th u s o f   v ar io u s   d ee p   lear n in g   a r ch itectu r es  f o r   d etec tin g   th s ev er ity   o f   DR   d is ea s with   im p r o v e d   r esu lts   o v er   tim e.   T h d ee p   lear n in g   ar ch itectu r es  u s ed   in clu d e   R esNe t,  Den s eNe t,  E f f ici en tNet,   VGG,   an d     I n ce p tio n   [ 7 ] ,   [ 8 ] ,   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] ,   [ 1 4 ] [ 1 8 ] .   T h u s o f   co m b in atio n   o f   two   C NN - b ased   ar ch itectu r es,  n am ely   R esNet  an d   Den s eNe t,  h as  als o   b ee n   ca r r ied   o u a n d   g a v t h b est  r esu lts   at  v alu o f   8 3 . 2 [ 7 ] .   R esear ch   u s in g   R esNet  s h o ws  th at  R e s Net - 1 5 2   p r o v id es  ac cu r ac y   r e s u lts   o f   9 4 . 4 0 %,  th is   v al u is   h ig h er   t h an   u s in g   R esNet - 50  [ 1 1 ] .   Oth er   r esear c h   u s in g   Den s eNe t1 2 1   also   g a v g o o d   r esu lts ,   r ea ch in g   9 8 . 3 6 [ 8 ] .   T h u s o f   I n ce p tio n - V3   also   p r o v id es  im p r o v e d   ac cu r ac y   r esu lts   wh en   co m b in ed   with   p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es  s u ch   as   co n tr ast  lim ited   ad ap tiv h is to g r am   e q u aliza tio n   ( C L AHE )   s h o win g   an   im p r o v em en i n   ac cu r ac y   v alu es  o f   4 . 4 %.  T h is   v alu is   b etter   th a n   wh en   C L AHE   was  u s ed   to g eth er   with   E f f icien tNet - B 4   w h ich   o n ly   p r o v id ed   an   im p r o v em e n in   v alu o f   2 . 3 [ 1 0 ] .   Sev er al   p r e v io u s   s tu d ies  also   s h o th at  t h er a r o th er   d ee p   lear n in g   ar ch itectu r es  th at   ar u s ed   to   d etec s p ec if ic  DR   d is ea s es  b ased   o n   HE M   a n d   MA   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ]   an d   p r o v id e   th e   b est s en s itiv ity   r ea ch in g   9 4 [ 2 0 ] .   E f f icien tNet  [ 2 1 ]   is   an   ar ch it ec tu r d ee p   lear n in g   th at  u tili ze s   co n ce p ts   o f   s ca lin g   u p   an d   s ca lin g   d o wn   o n   ea ch   n eu r al  n etwo r k   ( NN)   a n d   p r o d u ce s   lig h tweig h m o d el  a n d   g o o d   p er f o r m an ce .   E f f icien tNet   g o o d   p er f o r m a n ce   is   d u to   th is   ar ch itectu r u tili zin g   tr a n s f er   lear n in g   tech n iq u es,  w h ich   th e   m o d el   h as  alr ea d y   tr ain ed   o n   d atasets   I m ag eNe t.  C u r r en tly ,   E f f icien tNet  h as  d ev elo p ed   f r o m   E f f icien tNet - B 0   to   E f f icien tNet - B 7 .   E f f icien tNet - B 7   m ak es  u s e   o f   b lo ck   c o n v o lu ti o n s   to   ca p tu r e   cr u cial  im ag f ea tu r es,   r esu ltin g   in   im p r o v ed   ac cu r ac y   o f   8 4 . 4 % a n d   f aster   p r o ce s s in g   tim [ 2 1 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 5 5 4 - 2 5 6 6   2556   So m r esear ch es  s h o th at  d e ep   lear n in g   a r ch itectu r es  ar c o m b in ed   with   p r ep r o ce s s in g   m eth o d s   o r   o th er   m eth o d s   to   p r o v i d b etter   ac cu r ac y .   On o f   th em   is   th u s o f   K - m ea n s   s eg m en tat io n   in   ar ch itectu r e   C NN  in   class if y in g   ca tar ac t d is ea s [ 2 2 ] .   T h e   r esear ch   r esu lts   s h o th at  s eg m e n tatio n ,   wh i ch   is   ca r r ie d   o u as   p r e p r o ce s s in g   tec h n iq u e ,   a p ar f r o m   p r o v id in g   g o o d   ac cu r ac y ,   ca n   also   s h o r te n   th e   d ata  tim e   tr ain in g   m o d els.  T h er a r also   o th er   s tu d ies  th at  co m p ar e   s ev er al  p r ep r o ce s s in g   tech n i q u e s   an d   o b tain   t h at  C L AHE   wo r k s   well  to   im p r o v im ag e   q u ality   f u n d u s   [ 2 3 ] .   T h e   ap p licatio n   o f   C L AHE   to   in cr ea s ac cu r ac y   in   DR   d is ea s d etec tio n   was  al s o   ca r r ied   o u b y   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] ,   [ 2 4 ]   with   th h ig h est  ac cu r ac y   o b t ain ed   b ein g   9 4 . 4 %   u s in g   R esNet - 1 5 2 .   C L AHE   c an   im p r o v ac c u r ac y   b ec au s e   it  ca n   in cr ea s c o n tr ast  h is to g r am   e q u aliza tio n   ( HE )   wh ich   will  m ak e   th i m ag m o r b ea u tif u [ 2 5 ] .   U n f o r tu n ately ,   in c r ea s in g   im ag co n tr ast  ca n   also   in cr ea s th co n tr ast  o f   o th er   p ar ts   th at  ar n o n ec ess ar y   f o r   DR   d etec tio n .   T h er ef o r e,   o th er   s tu d ies  u s a   co m b in atio n   o f   C L AHE   with   en h an ce d   s u p er - r eso lu tio n   g e n er ativ ad v e r s ar ial  n etwo r k   ( E SR GAN)   f o r   DR   d is ea s d etec tio n   an d   p r o v id e s   th b est  ac cu r ac y   r esu lts   o f   9 8 . 3 6 [ 8 ] .   E SR GAN  wo r k s   to   im p r o v im ag e   tex tu r to   b e   m o r e   r ea lis tic  an d   n atu r al  in   an   im ag e   [ 2 6 ] .   Pre v io u s   r esear ch   s h o ws  th at  p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es  an d   d ee p   lea r n in g   ar ch itectu r e   ca n   p r o v id e   g o o d   ac c u r ac y   f o r   DR   d is ea s d etec tio n .   Mo r eo v er ,   th e r is   s till   ch an ce   f o r   in cr e ased   ac cu r ac y   with     f aster   p r ep r o ce s s in g   tim e.   T h er ef o r e,   th is   r esear ch   will  u s th r ea en h an ce d   s u p er   r e s o lu tio n   g en er ativ e   ad v er s ar ial  n etwo r k   ( R ea l - E SR GAN)   tech n iq u e,   d e v elo p m en o f   E SR GAN,   to   b e   c o m b in ed   with   th e   E f f icien tNet - B 7   ar ch itectu r e.       2.   M E T H O D   T h e   m e t h o d   u s e d   i n   t h i s   s t u d y   b e g i n s   w i t h   s p l it t i n g   t h e   d a tas e t   i n t o   d at a s et s   f o r   t r ai n i n g ,   te s t i n g ,   a n d   v a l i d a t i o n .   F o l l o we d   b y   p r e p r o c e s s i n g ,   n a m e l y   t h e   a p p l ic a t i o n   o f   C L AH E ,   R e a l - E SR G AN   te c h n i q u e s ,   a n d   d a ta  a u g m e n t a t i o n ,   b e f o r e   b ei n g   p r o c e s s e d   b y   E f f i ci e n t N et - B 7   m o d e l .   T h e r e   a r f i v e   c l as s es   t h at   d e s c r i b e   s e v e r i t y   o f   D R   t h at   w il l   b e   d e te c t e d   b y   t h m o d e l ,   a s   s e e n   i n   Fi g u r e   1 .   T h e   r e s e a r c h   w o r k f l o w   c a n   b e   s e en   i n   F i g u r e   2 .           Fig u r 1 .   I m ag b ased   o n   clas s   lab el  DR           Fig u r 2 .   T h f lo o f   r esear ch   wo r k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I ma g en h a n ce men t c o mb in ed   w ith   E fficien tN et - B 7   fo r   g r a d in g   cla s s ifica tio n   o f d ia b etic  …  ( N in a   S ev a n i)   2557   2 . 1 .     Da t a s et s   T h is   s tu d y   u s ed   th p u b lic  d a taset  f r o m   th Kag g le  [ 2 7 ] ,   A PTOS  2 0 1 9   d ataset,   wh ich   is   co n s is o f   im ag es  o f   DR   d is ea s ca teg o r i ze d   in to   5   class es,  to talin g   3 , 6 6 2   im ag es.  T h d ataset  in clu d es  PNG  f iles   an d   C SV  f ile  th at  as  th lab el  f o r   e ac h   im ag ac c o r d in g   to   its   cla s s .   T h ese  class e s   ar n u m b e r e d   f r o m   0   t o   4   b ased   o n   th s ev er ity   o f   th DR   d is ea s e.   T h im ag es in   th d ataset  ca n   b v iewe d   in   Fig u r 1 ,   an d   th d is tr ib u tio n   o f   im ag es f o r   ea ch   class   lab el  ca n   b s ee n   in   T ab le  1 .   T h d ataset  will  b d iv id ed   in to   th r ee   p air s 8 0 f o r   tr ain in g   d ata,   1 0 f o r   test in g ,   an d   1 0 f o r   v alid atio n .   E ac h   d ata  s eg m e n will  b s ep ar ated   u s in g   th e   tr ain _ test _ s p lit  m eth o d   f r o m   t h Sk lear n   lib r ar y .   W will  u s au g m en tatio n   te ch n iq u es  to   in cr ea s e   th n u m b er   o f   im a g es  b y   f lip p in g   th em   v er tically   an d   h o r izo n tally ,   as we ll a s   s ca lin g   th em   u p   to   1 1 0 %.  E x am p les o f   th au g m e n ted   im ag es c an   b s ee n   in   Fig u r 3 .   T h au g m e n tatio n   will  en s u r e   th at  th n u m b er   o f   im ag es  f o r   ea ch   class   r ea ch es  1 , 8 0 5 ,   w h ich   is   th h ig h est   n u m b er   o f   im a g es in   th n o - D R   class .   a s   th r esu lts   o f   th d a ta  au g m en tatio n   ca n   b e   s ee n   i n   Fig u r 4 .       T ab le  1 .   Nu m b er   o f   im ag es b a s ed   o n   DR   class   lab el   C l a s s   A mo u n t   i m a g e   No - D R   ( N o r m a l )   1 , 8 0 5   M i l d - DR   3 7 0   M o d e r a t e - DR   9 9 9   S e v e r e - DR   1 9 3   P r o l i f e r a t i v e - DR   2 9 5           Fig u r 3 .   Au g m en ted   im ag es i n   d atasets           Fig u r 4 .   C o m p a r is o n   o f   th a m o u n o f   au g m en ted   d ata       2 . 2 .     P re - pro ce s s ing   Pre p r o ce s s in g   is   d o n e   to   s im p lify   th e   s tu d y   im ag es  a n d   ac h i ev o p tim al  r esu lts   f o r   APTO 2 0 1 9 ,   as   it  h as  d if f e r en im a g s izes.  A ll  im ag es  will  b r esized   to   2 2 4 ×2 2 4   to   m atch   t h in p u s ize  o f   E f f icien tNet - B 7   m o d el  an d   c o n v e r ted   to   g r ay s ca le.   Ad d itio n ally ,   p r ep r o ce s s in g   will  in v o lv in cr ea s in g   t h im ag co n tr ast  u s in g   C L AHE .   T h is   will  en h an ce   th v is ib ilit y   o f   d etails  in   th f u n d u s   im ag f o r   DR   d ete ctio n   b y   in cr ea s in g   co n tr ast an d   r e d u cin g   im ag n o is e.     2 . 2 . 1 .   Co ntr a s t   lim it ed  a da ptiv his t o g ra m   equa liza t io n   C L AHE   is   u s ed   to   e n h an ce   d etail  to   a   f in er ,   m o r e   d etailed   tex tu r ed   le v el,   a n d   t o   in c r ea s lo w   co n tr ast  f r o m   im ag DR   u s in g   d is tr ib u tio n   to   m ar k   b r ig h tn ess   o n   th in p u im ag e.   T h p r o ce s s   o f   h o w   C L AHE   wo r k s   to   im p r o v th q u ality   o f   f u n d u s   im ag es  ca n   b s ee n   in   Fig u r 5 .   T h f ir s s tag i s   th t ile   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 5 5 4 - 2 5 6 6   2558   g en er atio n   s tag e,   wh e r th e   in p u im ag e   is   d iv i d ed   i n to   f o u r   eq u ally   s ized   p a r ts .   E ac h   p ar t   o f   th im a g g o es   th r o u g h   HE   p r o ce s s es ,   wh ich   in v o lv es  s ix   s tep s p r o ce s s in g   h is to g r am s ,   ca lcu latin g   ex ce s s ,   d is tr ib u tin g   ex ce s s ,   r ed is tr ib u tin g   ex ce s s ,   cu m u lativ d is tr ib u tio n   f u n cti o n   ( C DF) ,   an d   s ca lin g   an d   m a p p in g   p r o ce s s es.  I n   ea ch   p ar o f   th im ag e,   th h i s to g r am   v alu es  ar clip p ed   an d   p r o p a g ated   to   th s ec tio n   h is to g r am   v alu es  o f   o th er   p ar ts   o f   th im ag e.   T h en ,   th h is to g r am   is   ca lcu lated   u s in g   th C DF   p er   p ix el  s ca le  o f   th in p u im ag e,   an d   m ap p in g   is   ex ec u ted   b ased   o n   th C DF  v alu es.  T o   i n cr ea s co n tr ast,  b ilin ea r   i n ter p o latio n   is   u s ed   to   co m b in ea c h   p ar o f   th e   im ag in to   o n e   wh o le.   T h is   tec h n iq u e   n atu r ally   in cr ea s es  th lo ca co n tr ast  an d   m ak es th b o r d er   lin es a n d   cu r v es in   th im ag clea r e r .           Fig u r 5 .   W o r k f lo C L AHE       2 . 2 . 2 .   Rea l e nh a nced  s up er   r eso lutio n g ener a t iv a dv er s a ria l net wo rk   Af ter   ap p ly i n g   C L AHE ,   th e   n ex s tep   is   to   u s R ea l - E SR GAN,   wh ich   h elp s   r em o v n o is   an d   en h a n ce   th q u ality   o f   th e   f u n d u s   im ag e,   p ar ticu lar ly   at  th ed g es  an d   cu r v es  o f   th lin es.  R ea l - E S R GA N   is   b ased   o n   th ar ch itectu r e   o f   SR R e s Net  an d   is   an   i m p r o v e m en o f   E SR GAN,   in teg r atin g   m u ltip le    r esid u al - in - r esid u al  d e n s b lo ck   ( R R DB )   elem en ts .   T h u s o f   R ea l - E SR GA r esu lts   in   m o r n at u r al  tex tu r f o r   th f u n d u s   im ag a n d   en h a n ce s   th v is ib ilit y   o f   d etails,  wh ich   is   cr u cial  f o r   m ed ical  im ag es  [ 2 8 ] Fo r   m o r in f o r m atio n   o n   h o R ea l - E SR GAN  wo r k s ,   r ef er   to   Fig u r 6 .           Fig u r 6 .   W o r k f lo R ea l - E SR GAN       2 . 3 .     E x perim ent   s et t ing s   Fo r   ass ess in g   th im p ac t   o f   th p r ep r o ce s s in g   tech n iq u e ,   th r ee   ex p er im en tal  s ce n a r io s   will  b e   co n d u cte d   as f o llo ws:     T h f ir s t scen a r io   will in v o l v e   n o   p r ep r o c ess in g   an d   will u s e   E f f icien tNet - B 7 .     T h s ec o n d   s ce n a r io   will in co r p o r ate  C L AHE   with   E f f icien t Net - B 7 .     T h th ir d   s ce n a r io   will f ea tu r e   th co m b i n ed   u s o f   R ea l - E SR GAN  an d   C L AHE   with   E f f icien tNet - B 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I ma g en h a n ce men t c o mb in ed   w ith   E fficien tN et - B 7   fo r   g r a d in g   cla s s ifica tio n   o f d ia b etic  …  ( N in a   S ev a n i)   2559   All  ex p er im en ts   will  u s C o lab   Pro   C PU  with   NVI DI A 1 0 0   T e n s o r   GPU,   wh ich   h as  a   R AM   o f   8 3 . 5   GB   f o r   th C PU a n d   4 0   GB   f o r   t h GPU.     2 . 4 .     E v a lua t i o n per f o rma nces   T o   m e a s u r e   t h e   r es u l ts   o f   m o d e l   e v a l u a t i o n ,   t h i s   r es e a r c h   w i l l   u s e   f o u r   m e t r i cs ,   n a m e l y   a c c u r a c y ,   p r e c i s i o n ,   r e c al l   o r   s e n s it i v i t y ,   a n d   F 1 - s c o r e .   T h e   f o r m u l a s   f o r   t h e s e   f o u r   m e t r i cs   a r e   w r i t te n   a s   i n   ( 1 )   t o   ( 4 )   [ 2 9 ] .       =    +   +  +  +    ( 1 )       =     +    ( 2 )       =     +    ( 3 )     1  = 2 ×  ×    +    ( 4 )     W h er T P is   tr u p o s itiv e ,   T N   is   tr u n eg ativ e ,   FP   is   f alse p o s itiv e ,   an d   FN is  f alse n eg ativ e .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Co ntr a s t   lim it ed  a da pti v his t o g ra m e qu a liza t io s eg m ent a t i o n   T h C L AHE   im p lem en tatio n   f o llo wed   th e   r esizin g   o f   th e   f u n d u s   im a g to   2 2 4 ×2 2 4   an d   co n v er s io n   to   s in g le - ch an n el  g r ay s ca le  f o r m at.   Gr ay s ca lin g   was  em p l o y ed   to   r ed u ce   c o m p lex ity   a n d   m in im ize  m o d el  tr ain in g   tim e.   Fig u r 7   d is p lay s   s am p le  o f   th g r ay s ca led   A PTOS  2 0 1 9   d ataset  im ag r es u lts .           Fig u r 7 .   C o lo r   ch an g to   g r ay s ca lin g       T h im p lem en tatio n   o f   C L AHE   o n   th im a g test ed   th clip   lim it  v alu e.   T h is   clip   lim it  co n tr o ls   h o th im ag p ix el  in ten s ity   ch a n g es  as  th co n tr ast  ch an g es.  Af ter   test in g   clip   lim its   r an g i n g   f r o m   5   to   1 0 ,   it   was  f o u n d   th at  t h o p tim al  cl ip   lim it  v alu e   is   8 ,   as  i n d icat ed   in   b o ld   in   T a b le  2 .   T h is   v alu is   cr u cial  f o r   p r o v id i n g   th m o s s u itab le  p ix el  in ten s ity   ad ju s tm en b ased   o n   th im ag c h ar ac ter is tic  in   APTO S2 0 1 9 .   T o   v iew  th r esu lts ,   y o u   ca n   r ef e r   to   Fig u r 8 ,   wh ich   s h o ws  th C L AHE   im p lem en tatio n   with   clip   lim it  o f   8   an d   tile g r id   s ize  with   d im en s io n s   o f   8 ×8 .       T ab le  2 .   C lip   lim it c o m p a r is o n   Ti l e   g r i d   si z e   C l i p   l i m i t   A c c u r a c y   1 st   2 n d   3 r d   M e a n   8 × 8   5   0 . 7 8 1   0 . 7 7 0   0 . 7 5 3   0 . 7 6 8   6   0 . 7 9 8   0 . 7 8 3   0 . 7 8 5   0 . 7 8 9   7   0 . 8 0 4   0 . 8 2 7   0 . 8 1 1   0 . 8 1 4   8   0 . 8 3 1   0 . 8 2 8   0 . 8 3 4   0 . 8 3 1   9   0 . 8 2 2   0 . 8 1 8   0 . 8 0 9   0 . 8 1 6   10   0 . 8 1 9   0 . 8 1 3   0 . 8 0 7   0 . 8 1 3       I n   Fig u r e   8 ,   it  is   ev id en t   th at  t h u s o f   C L AHE   en h a n ce s   th v is ib ilit y   o f   HE M   d etails  in   t h f u n d u s   im ag e.   Similar ly ,   HE   d etails  also   ap p ea r   clea r er   d u to   in cr ea s ed   co n tr ast  in   th im ag e .   Ad d itio n ally ,   it  is   ap p ar en t   f r o m   Fig u r 8   th at   C L AHE   ca n   a u g m e n th e   co n t r ast  in   f u n d u s   d etails  with   lo w - in ten s ity   v ar iatio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 5 5 4 - 2 5 6 6   2560   C L AHE   h as  also   b ee n   em p lo y ed   in   p r ev io u s   s tu d ies  to   d ia g n o s DR   d is ea s u s in g   f u n d u s   im ag es  as  p ar o f   p r ep r o ce s s in g   s in ce   it  h as  its   ab ilit ies  to   en h an ce   im ag e   q u ality   [ 1 1 ] ,   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   T h ese  f i n d in g s   d em o n s tr ate  th at  f o r   APTO 2 0 1 9 ,   th e   im p lem en tatio n   o f   C L AHE   s ig n if ican tly   im p r o v es  v is u aliza tio n   an d   aid s   in   th e   d etec tio n   o f   cr u cial  f ea tu r es  f o r   id en tify in g   DR   d is ea s e.   T h u s o f   C L AHE ,   wh ich   in cr ea s es  ac cu r ac y ,   is   co n s is ten t w ith   ea r lier   r esear ch   [ 1 0 ] ,   [ 2 3 ] .           Fig u r 8 .   R esu lts   o f   ap p l y in g   C L AHE       3 . 2 .     Rea l e nh a nced  s up er   re s o lutio n g ener a t iv a dv er s a r ia l net wo rk   s eg m ent a t io n   R ea l - E SR GAN  i s   em p lo y ed   f o llo win g   th ap p licatio n   o f   C L AHE   to   en h an ce   th p ix el  q u ality   o f   th s lig h tly   d is to r ted   DR   im ag e,   r esu ltin g   in   s m o o th er   tex tu r a n d   r ed u ce d   n o is e.   T h p r o ce s s   in v o lv es  u p s ca lin g   th 2 2 4 × 2 2 4   DR   im ag to   7 8 4 × 7 8 4   ( 3 . 5 ×   lar g er )   an d   th en   r e s izin g   it  b ac k   to   2 2 4 × 2 2 4   f o r   t h tr ain in g   m o d el.   I m p lem en tin g   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  in   ea ch   DR   clas s   is   ac h iev ab le,   as d em o n s tr ated   in   Fig u r 9 .   I n   Fig u r e   9 ,   it   is   ap p ar e n th at  th ap p licatio n   o f   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  ca n   im p r o v e   th e   tex tu r o f   th f u n d u s   im ag e,   m ak in g   lo w - in ten s ity   d etails  s u ch   as  HE an d   HE   m o r v is ib le.   R ea l - E SR GAN   im p r o v es  im a g tex tu r e,   allo win g   lo w - in ten s ity   f ea tu r es  t o   b e   m o r e   v is ib le.   T h is   is   w h er r ea l - E SR GAN    is   em p lo y ed   o n   a   wid r an g o f   im ag es,  n o o n ly   m e d ical  o n es  [ 2 6 ] ,   [ 2 8 ] .   T h o v er all  im ag q u ality   is   also   well  p r eser v ed .           Fig u r 9 .   R esu lts   o f   ap p l y in g   C L AHE   an d   r ea l - E SR GAN       3 . 3 .     P er f o r m a nce  ev a lua t io n   T h tr ain in g   m o d el  was  co n d u cted   u s in g   th r ee   d if f e r en lear n in g   r ate  v alu es:  0 . 0 0 0 1 ,   0 . 0 0 1 ,   an d   0 . 0 1 ,   with   5 0   ep o ch s   f o r   ea c h   v alu e.   T h is   v alu is   ca lcu lated   b y   tak in g   in to   ac c o u n t h s am v alu es  in   p r ev io u s   r esear ch   [ 7 ] ,   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] ,   s o   th at  a   f air er   an aly s is   co m p ar is o n   ca n   b m a d e.   T h m o d el  was  tr ain ed   with   th Ad am   o p tim izer   at  lear n in g   r ate  o f   1 × 1 0 - 4   an d   b atch   s ize  o f   3 2 .   T o   r ed u ce   o v er f it tin g ,   th o p tim izer   u s ed   weig h d ec a y   r e g u lar izat io n   with   d ec ay   v alu o f   2 × 1 0 - 6 ,   ca lcu lated   as  th e   r atio   o f   t h lear n in g   r ate  t o   th to tal  n u m b er   o f   tr ain in g   e p o ch s   ( 5 0 ) .   T o   av o i d   o v er tr ai n in g ,   a n   ea r ly   h altin g   tech n iq u was  u s ed ,   wh ich   in v o lv ed   m o n ito r in g   th e   v alid atio n   lo s s   o v e r   a   1 0 - ep o c h   p e r io d .   W h en   n o   im p r o v em e n in   v alid atio n   lo s s   was  s ee n   with in   th is   tim f r am e,   th tr ain in g   p r o ce s s   was  s to p p ed ,   an d   th m o d el  weig h ts   co r r esp o n d i n g   to   th e   lo west v alid atio n   lo s s   wer r esto r ed .   T h test   r esu lts   f o r   th e   th r ee   s ce n ar io s   ar p r esen ted   in   T ab l e s   3   to   5 .   T h b est  ac cu r ac y ,   h ig h lig h ted   in   b o l d ,   was  ac h iev ed   with   a   lear n i n g   r ate   o f   0 . 0 0 1 .   Ad d itio n ally ,   it   was  o b s er v e d   th at   ac cu r ac y   in cr ea s ed   with   th im p lem e n tatio n   o f   p r ep r o ce s s in g   tec h n iq u es.   Sp ec if ically ,   ac cu r ac y   im p r o v e d   f r o m   7 6 . 6 with o u p r ep r o ce s s in g   to   8 3 . 4 with   C L AHE ,   an d   f u r th er   t o   9 3 . 7 %   with   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN.   Su b s eq u en tly ,   th ch o s en   lea r n in g   r ate  was   u s ed   in   f u r th er   ex p er im en ts   to   ev alu ate   m etr ic  v al u es.   T h p r ec is io n ,   r ec all  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I ma g en h a n ce men t c o mb in ed   w ith   E fficien tN et - B 7   fo r   g r a d in g   cla s s ifica tio n   o f d ia b etic  …  ( N in a   S ev a n i)   2561   ( s en s itiv ity ) ,   an d   F1 - s co r r esu lts ,   ac h iev ed   with   lear n i n g   r ate  o f   0 . 0 0 1   f o r   ea c h   ex p er im en tal  s ce n ar io   u s in g   E f f icien tNet - B 7 ,   ar d is p lay ed   in   Fig u r es 1 0   t o   1 2 .       T ab le  3 .   Acc u r ac y   r esu lts   with o u t CLAH E   an d   R ea l - E SR GA o n   E f f icien tNet - B7   Le a r n i n g   r a t e   A c c u r a c y   M e a n   Ti me   e x e c u t i o n   ( s)   0 . 0 0 0 0 1   0 . 6 6 5   0 . 7 0 6   4 , 4 5 3 . 5 6   0 . 0 0 0 1   0 . 6 8 7   4 , 4 8 8 . 1 6   0 . 0 0 1   0 . 7 6 6   4 , 4 7 3 . 5 6       T ab le  4 .   Acc u r ac y   r esu lts   with   C L AHE   o n   E f f icien tNet - B7   Le a r n i n g   r a t e   A c c u r a c y   M e a n   Ti me   e x e c u t i o n   ( s)   0 . 0 0 0 0 1   0 . 8 1 3   0 . 8 1 8   4 , 4 5 1 . 8 9   0 . 0 0 0 1   0 . 8 0 8   4 , 4 6 8 . 2 3   0 . 0 0 1   0 . 8 3 4   4 , 4 6 9 . 0 1       T ab le  5 .   Acc u r ac y   r esu lts   with   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  o n   E f f icien tNet - B7   Le a r n i n g   r a t e   A c c u r a c y   M e a n   Ti me   e x e c u t i o n   ( s)   0 . 0 0 0 0 1   0 . 9 2 6   0 . 9 2 8   4 , 0 8 2 . 6 5   0 . 0 0 0 1   0 . 9 2 1   4 , 0 7 9 . 7 4   0 . 0 0 1   0 . 9 3 7   4 , 0 8 6 . 5 5           Fig u r 1 0 .   C o m p ar is o n   o f   p r e cisi o n   o b tain ed   b y   E f f icien tNet - B 7   u n d er   t h r ee   ex p er im en tal  s ettin g s           Fig u r 1 1 .   C o m p ar is o n   o f   r ec a ll o b tain ed   b y   E f f icie n tNet - B 7   u n d er   th r ee   e x p er im en tal  s ettin g s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,   J u n 2 0 2 6 :   2 5 5 4 - 2 5 6 6   2562       Fig u r 1 2 .   C o m p ar is o n   o f   F1 - s co r es o b tain ed   b y   E f f icien tNet - B 7   u n d er   t h r ee   ex p er im en ta l settin g s       B ased   o n   th ex p er im en tal  r esu lts   u s in g   th E f f icien tNet - B 7   m o d el,   it' s   ev id en th at  ap p ly in g   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  p r o d u ce s   th b est  r esu lts .   T h e s r esu lts   ar in   lin with   t h r esu lts   o f   p r e v io u s   r esear ch   [ 8 ] .   Alth o u g h   th p r ev io u s   r esear ch   s till   u s ed   E f f icien tNet - B 4   an d   o n ly   ca lcu l ated   ac cu r ac y .   T h e   ac cu r ac y   v alu s ig n if ica n tly   in cr ea s ed   f r o m   0 . 7 0 6   to   0 . 9 2 8   af ter   ap p l y in g   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN.   Similar ly ,   in   th ir d   ex p er im en t,   wh ich   ap p lied   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN,   th p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e   v alu es  wer 0 . 9 8 3 ,   0 . 9 8 9 ,   an d   0 . 9 6 7 ,   r esp ec tiv ely ,   d em o n s tr atin g   n o tab le  im p r o v em e n co m p ar ed   to   th e   f ir s ex p er im en th at  d id   n o u tili ze   p r ep r o ce s s in g   tech n iq u e s   an d   ac h iev ed   v alu es  o f   0 . 6 6 2 ,   0 . 4 9 2 ,   an d   0 . 5 6 5   f o r   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r e.   T h is   in d icate s   a   5 0 %   in cr ea s in   th e   r ec all   v alu e   af te r   ap p ly in g   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN.   T h s ig n if ican im p r o v em e n in   v alu es  d em o n s tr ates  th p o s itiv im p ac o f   im p lem en tin g   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  o n   f u n d u s   im ag es  f r o m   th e   APTO 2 0 1 9   d at aset,  r ef lectin g   th e   p o ten tial to   cr ea te  m o d el  wit h   g o o d   lev el  o f   s en s itiv ity .   Fu r th er m o r e ,   th e   ap p licatio n   o f   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  y ield ed   th e   b est  r esu lts   in   th e     s ev er e - DR   class ,   wi th   r ec all  v alu o f   0 . 9 8 9 ,   wh ile  th lo we s r ec all  v alu was  o b s er v ed   in   th m o d e r ate - DR   class ,   at  0 . 8 7 5 .   I n   th s ev e r e - DR   class ,   th em p lo y m e n o f   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  s u cc ess f u lly   s m o o th ed   th tex tu r o f   th f u n d u s   im ag e,   r ev ea lin g   s y m p to m s   o f   d is r u p tio n   m o r clea r ly   [ 2 6 ] .   Ho wev e r ,     in   th m o d er ate - DR   class ,   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN   alo n wer e   in s u f f icien t o   id en tify   p atter n s   o f   d is tu r b an ce   clea r ly .   Fig u r es  8   an d   9   s h o th at  th m o d er ate - DR   class   h ad   ab o u th s am n u m b er   o f   in d icato r s   o f   d is tu r b an ce   in   ter m s   o f   p lace ,   s h ap e,   an d   co lo r   as th m ild - DR   cla s s   h ad .   T h is   ca u s ed   th s y s tem   to   f r eq u e n tly   m ak wr o n g   p r ed ictio n s ,   n o p r e d ictin g   th m o d er ate - DR   class .   T h is   d em o n s tr ates  wh y   th e   m o d er ate - DR   class   h as  a   lo w er   r ec all  v alu e   th an   th o th er   class es.  T h m o d er ate - DR   class   also   s h o wed   th e   lo west  r ec all  v alu o f   0 . 4 9 2   wh en   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  wer n o ap p lied .   T h is   s u g g ests   th at  th m o d er ate - DR   class   is   th lea s in f lu en ce d   b y   th im p lem en tatio n   o f   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN.   V is u al  in s p ec tio n   o f   f u n d u s   im ag es  in   th m o d er ate - DR   class   in d icate d   n o   o b v io u s   s ig n s   o f   DR ,   an d   en h an cin g     th im ag th r o u g h   co n tr ast  ad ju s tm en an d   n o is r ed u cti o n   d id   n o s ig n if ican tly   alter   th in itial  im ag e.     Deta ils   r elate d   to   DR ,   s u ch   as  HE an d   HE ,   d id   n o b ec o m clea r er .   Mo r eo v e r ,   with o u ap p ly in g   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN,   th No - D R   clas s   ex h ib ited   th h ig h est r ec all  r esu lts ,   with   v alu o f   0 . 9 3 9 ,   s lig h tly   b etter   th an   wh en   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN  wer ap p lied ,   wh ich   ac h iev ed   r ec all  v alu e   o f   0 . 9 1 4 .   I n   a d d itio n   to   t h v is u al  d if f e r en ce s   o b s er v ed   in   t h no - D R   class ,   th ap p licatio n   o f   a u g m en tatio n   tech n iq u es  also   in f lu en ce d   th r ec all  r esu lts ,   alth o u g h   it   h ad   m in im al  im p ac o n   ac cu r a cy ,   p r ec is io n ,   an d     F1 - s co r m etr ics.  T h ese  r esu lts   in d icate   th at  th m o d el  r eq u ir es  s ig n if ican n u m b er   o f   im ag es  to   p r o d u ce   a   s en s itiv m o d el.   N o tab ly ,   th e   no - DR   class ,   wh ich   d id   n o u n d er g o   a u g m e n tatio n   f r o m   t h b e g in n in g ,   s till   y ield ed   s lig h tly   b etter   r ec all  r esu lts   th an   th class   th at  u n d er wen au g m en tatio n ,   b o th   o f   wh ich   ac h iev e d   v alu es  ab o v 0 . 9 .   Fu r th er m o r e,   th im p o r tan ce   o f   au g m en t atio n   is   ev id en th r o u g h   th h ig h   p r ec is io n   an d     F1 - s co r r esu lts   in   th m o d er ate - DR   an d   s ev er e - DR   class es,  a s   th ese  c lass e s   ex p er ien ce d   th m o s au g m en tatio n   to   in co r p o r ate  im ag es u s ed   in   th m o d el  tr ain i n g   p r o ce s s .   T h ex p er im en ts   d em o n s tr ate  th at  im p lem en tin g   C L AHE   a n d   R ea l - E SR GAN  ca n   en h a n ce   p r ec is io n   b y   m o r th a n   4 an d   in cr e ase  r ec all  b y   m o r th an   3 %.  B alan cin g   r ec all  p r ec is io n   ca n   o p tim ize  th e   p er f o r m an ce   o f   m ed ical  d iag n o s tic  test s .   E n h an ce d   p r ec is io n   an d   r ec all  in   m ed ical  co n tex in d icate   h o w   ef f ec tiv ely   a   m o d el  id en tifie s   tr u p o s itiv ca s es  am o n g   all  th p o s itiv ca s es  it  id e n tifie s .   Hig h   p r ec is io n   is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I ma g en h a n ce men t c o mb in ed   w ith   E fficien tN et - B 7   fo r   g r a d in g   cla s s ifica tio n   o f d ia b etic  …  ( N in a   S ev a n i)   2563   cr u cial  to   m i n im ize  u n n ec ess ar y   tr ea tm en ts ,   r ed u ce   p atien a n x iety ,   u tili ze   m ed ical  r eso u r c es  ef f icien tly ,   an d   en ab le  m o r e   in f o r m ed   clin ical  d ec is io n - m ak in g .     3. 4 .     B a s eline  co m pa riso n   I n ce p tio n - V3   will  b c h o s en   as  th co m p ar is o n   m o d e in   th is   r esear ch .   E x p er im en ts   with     I n ce p tio n - V3   will  b ca r r ied   o u f o llo win g   th h y p er p ar am eter   s ettin g s   th at  p r o v id th m o s o p tim al  r esu lts   wh en   u s in g   E f f icien tNet - B 7 ,   n am ely   lear n in g   r ates  0 . 0 0 1   a n d   ep o c h s   5 0 .   Fo r   C L AHE   im p lem en tatio n ,   u s clip   lim it  8   an d   tile  g r id   s ize  with   s ize  d im en s io n s   8 ×8 .   T h er ar th r ee   ad d itio n al  ex p er im en tal  s ce n ar io s   ca r r ied   o u f o llo win g   th t h r e m ain   s ce n ar io s .   T h o n ly   d i f f er en ce   is   in   th d ee p   lear n in g   ar ch itectu r u s ed .   T h ese  ad d itio n al  ex p er im en ts   ar e:     T h f o u r th   s ce n ar io   ex p e r im e n t is with o u t p r ep r o ce s s in g   with   I n ce p tio n - V3 ,     T h s ec o n d   s ce n a r io   ex p er im e n t u s es C L AHE   with   I n ce p tio n - V3 ,     T h th ir d   s ce n a r io   ex p er im en u s es R ea l - E S R GAN  an d   C L A HE   to g eth er   with   I n ce p tio n - V 3 .   co m p a r is o n   o f   c lass i f i ca t io n   r e p o r t r esu lts   o f   E f f i cie n t Net - B 7   a n d   I n c ep ti o n - V 3   ca n   b e   s e en   i n   T a b l es   6   to   8 .   Me an wh ile,   Fig u r 1 3   d is p lay s   co m p ar is o n   b etwe en   th a cc u r ac y   an d   tim p r o d u ce d   b y   th s ix   s ce n ar io s   ca r r ied   o u t in   th is   r esear ch .       T ab le  6 .   C o m p a r is o n   p er f o r m an ce   o f   E f f icien tNet - B 7   an d   I n ce p tio n - V3   with o u t CLAH E   an d   R ea l - E SR GAN     Ef f i c i e n t N e t - B7   I n c e p t i o n - V3   P r e c i s i o n   0 . 7 6 3   0 . 7 1 4   R e c a l l   0 . 7 6 6   0 . 7 1 6   F1 - sc o r e   0 . 7 6 0   0 . 7 1 3   A c c u r a c y   0 . 7 6 6   0 . 7 1 4       T ab le  7 .   C o m p a r is o n   p er f o r m an ce   o f   E f f icien tNet - B 7   an d   I n ce p tio n - V3   u s in g   C L AHE     Ef f i c i e n t N e t - B7   I n c e p t i o n - V3   P r e c i s i o n   0 . 8 3 1   0 . 7 8 6   R e c a l l   0 . 8 3 4   0 . 7 8 7   F1 - sc o r e   0 . 8 3 2   0 . 7 8 6   A c c u r a c y   0 . 8 3 4   0 . 7 8 7       T ab le  8 .   C o m p a r is o n   p er f o r m an ce   o f   E f f icien tNet - B 7   an d   I n ce p tio n - V3   u s in g   C L AHE   an d   R ea l - E SR GAN     Ef f i c i e n t N e t - B7   I n c e p t i o n - V3   P r e c i s i o n   0 . 9 3 7   0 . 8 6 1   R e c a l l   0 . 9 3 7   0 . 8 5 2   F1 - sc o r e   0 . 9 3 7   0 . 8 5 2   A c c u r a c y   0 . 9 3 7   0 . 8 5 2           Fig u r 1 3 .   C o m p ar is o n   o f   tim an d   ac cu r ac y   o f   E f f icie n tNet - B 7   an d   I n ce p tio n - V3       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.