ABSTRAK
Nama : Toto Haryanto
Program Studi : Ilmu Komputer
Judul : Pengembangan metode klasifikasi status kanker berbasis citra
histopatologi dengan deep learning dan komputasi parallel di
lingkungan graphic processing unit
Kanker merupakan salah satu penyakit yang memiliki angka kematian tergolong tinggi di
dunia. Itulah sebabnya penelitian terkait dengan kanker masih menjadi tantangan tersendiri.
Salah satu cara untuk melakukan diagnosa penyakit kanker, adalah melakukan analisis dengan
menggunakan citra medis yang dalam hal ini adalah citra histopatologi. Citra histopatologi
adalah citra yang diambil dari jaringan tubuh pasien yang diduga terkena kanker dengan
menggunakan suatu alat (scanner) dengan resolusi yang bervariasi kemudian diberikan
pewarnaan tertentu. Analisis dengan menggunakan citra histopatologi yang dilakukan secara
konvensional akan sangat bergantung pada pengalaman dari ahli patologi itu sendiri. Untuk
dapat memutuskan apakah suatu jaringan teridentifikasi kanker atau tidak, dibutuhkan waktu 5-
6 jam untuk setiap sampelnya. Kehadiran berbagai teknik machine learning dan deep learning
memberikan peluang bagi bidang ilmu komputer untuk memiliki andil di dalam memberikan
alternatif untuk menyelesaikan permasalahan tersebut. Machine learning dan deep learning
memanfaatkan data untuk dilatih dan kemudian akan menghasilkan metode untuk memprediksi
atau identifikasi kanker. Dengan demikian, kebutuhan data di dalam machine learning terlebih
lagi deep learning sudah seharusnya tersedia. Akan tetapi, permasalahan yang kerap kali terjadi
jika melakukan penelitian dengan data medis histopatologi adalah keterdiaan data yang terbatas.
Padahal, pengembangan suatu metode untuk melakukan prediksi sangat membutuhkan
ketersediaan data yang cukup. Oleh karena itu, diperlukan suatu teknik yang dapat
menghasilkan atau membangkitkan data histopatologi sebagai dataset untuk proses pelatihan.
Salah satu kebaruan dari disertasi ini adalah telah berhasil melakukan modifikasi dan
algoritma sliding window untuk mengatasi keterbatasan data citra histopatologi yang disebut
dengan conditional sliding windows. Selain itu, disertasi ini juga telah berhasil merancang
arsitektur deep learning untuk menghasilkan metode identifikasi status kanker dengan citra
histopatologi dengan akurasi dapat dibandingkan dengan metode terkini yang berkembang.
Penggunaan conditional sliding window mampu menghasilkan beberapa skenario dataset
citra histopatologi yang akan digunakan sebagai dataset untuk proses pelatihan. Arsitektur yang
dikembangkan adalah CNN yang kami sebut dengan CNN-7-5-7. Arsitektur ini memanfaatkan
data hasil pembangkitan conditional sliding window dan hasilnya lebih baik jika dibandingkan
dengan tanpa melakukan pembangkitan. Apabila dibandingkan dengan arsitektur deep learning
seperti Alexnet dan DenseNet, CNN 7-5-7 menghasilkan performa yang lebih konsisten. Dalam
hal waktu pelatihan, arsitektur CNN 7-5-5 juga relatif lebih cepat dengan rata-rata 5.73 detik
untuk setiap epoch. Apabila dibandingkan dengan model dengan data hasil pembangkitan
Generative Adversarial Network (GAN), Conditional Sliding Windows mampu memberikan
performa yang lebih baik. Proses pelatihan dilakukan dengan menggunakan beberapa jenis
graphics processing unit (GPU) untuk mempercepat proses komputasi. Proses pelatihan
dilakukan baik dengan menggunakan satu GPU maupun multi-GPU. Penggunaan GPU mampu
mempercepat waktu pelatihan dibandingkan dengan menggunakan CPU multicores.
Kata kunci : conditional sliding window, CNN 7-5-7, deep learning, GPU, histopatolog
|
|