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.   15 ,   No .   4 ,  A u g u s t 2 0 2 6 ,   p p .   3 6 0 3 ~ 3 6 1 3   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 4 . p p 3 6 0 3 - 3 6 1 3           3603     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Efficien t  de ep lea rning  f o r auto ma t ed cornea l ul cer  s ev erity  cla ss ificatio n f ro m fluores cei n ima g es       Ro dia h 1 ,   I nd a h S inthy a   P er m a t a   Sa ri 2 ,   M a t riss y a   H er mita 3 ,   Sa rif ud din   M a de nd a 2 ,    Dia na   T ri  Su s et ia nin g t ia s 4   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   I n d u st r y   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r si t a s G u n a d a r ma ,  D e p o k ,   I n d o n e si a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   G r a d u a t e   P r o g r a m ,   U n i v e r si t a s   G u n a d a r ma ,   D e p o k ,   I n d o n e si a   3 D e p a r t me n t   o f   M e d i c a l   Ed u c a t i o n ,   F a c u l t y   o f   M e d i c i n e ,   U n i v e r s i t a s   G u n a d a r ma ,  D e p o k ,   I n d o n e si a   4 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S y st e ms ,  F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   S y st e ms   a n d   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r si t a s   G u n a d a r ma ,    D e p o k ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 2 3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Ma y   1 3 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma y   2 4 ,   2 0 2 6       Co rn e a l  u lce rs  c a n   c a u se   p e r m a n e n t  v isi o n   l o ss   if  n o t  d iag n o se d   a n d   m a n a g e d   p r o m p tl y ,   p a rti c u larl y   i n   se tt in g s  wit h   l imited   a c c e s s  to   o p h th a lmo l o g y   se rv ice s.  Th is  st u d y   a ims   to   d e v e lo p   a n   a u to m a ted   d e e p   lea rn in g   a p p r o a c h   fo r  c las sify i n g   c o rn e a l  u lce r  se v e rit y   fr o m   flu o re sc e in   slit - lam p   ima g e s.  An   Eff icie n tNe tV2 - S – b a se d   m o d e l   is  e m p l o y e d ,   in c o rp o ra ti n g   c o rn e a l  a re a   m a sk in g   to   su p p re ss   n o n - re lev a n t  re g i o n s  a n d   c las s  d istri b u ti o n – b a se d   a u g m e n tatio n   to   a d d re ss   d a ta  imb a lan c e .   T o   imp ro v e   e v a lu a ti o n   re li a b il it y ,   a   lea k a g e - a wa re   d a ta  sp li tt i n g   stra teg y   i s  a p p li e d   b e fo re   a n d   a fter  a u g m e n tati o n .   E x p e rime n tal  re su lt s  s h o w  t h a t  th e   p ro p o se d   a p p ro a c h   a c h ie v e s  a   m a x imu m   v a li d a ti o n   a c c u ra c y   o f  9 5 . 9 3 %   u n d e r  n o n - lea k a g e   c o n d it i o n s   fo r   t h e   c a teg o ry   c las sifica ti o n   sc e n a ri o ,   w h il e   m a in tain in g   h i g h   train i n g   e ffici e n c y .   Th e se   re su lt s  d e m o n stra t e   th a t  th e   p ro p o se d   m e th o d   p ro v id e s  a   ro b u st  a n d   e fficie n t  s o lu ti o n   f o r  a u to m a ted   c o rn e a l  u lce r  se v e rit y   a ss e ss m e n t  a n d   h a s  th e   p o ten t ial  to   su p p o rt  c li n ica l   d e c isio n - m a k i n g   i n   o p h th a lmic   p r a c ti c e .   K ey w o r d s :   Au to m ated   d iag n o s is   C o r n ea l u lcer   E f f icien tNetV2     Flu o r escein   im ag in g   Ocu lar   im ag in g   T h is i s  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 :   R o d iah   Dep ar tm en t o f   I n f o r m atics,  Facu lty   o f   I n d u s tr y   T ec h n o lo g y ,   Un iv er s itas   Gu n ad ar m a   Ma r g o n d a   R ay a  1 0 0 ,   Po n d o k   C in a,   Dep o k ,   I n d o n esia   E m ail: r o d iah @ s taf f . g u n a d ar m a. ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   A  co r n ea l   u lcer   is   a  p ath o lo g ic al  co n d itio n   in v o lv in g   d am ag e   to   th e  co r n ea l tis s u e  f r o m   th e  ep ith elial  lay er   to   th e  s tr o m a ,   an d   m ay   r esu lt in   p er m an en t b lin d n ess   if   n o t m an ag ed   ap p r o p r iately   [ 1 ] .   Acc o r d in g   to   th e  W o r ld   Hea lth   Or g an izatio n   ( W HO) ,   th e  an n u al  in cid en ce   o f   co r n ea l  u lcer s   r ea ch es  ap p r o x im ately   7 1 0   ca s es   p er   1 0 0 , 0 0 0   p o p u latio n ,   wit h   v is io n   lo s s   ca u s ed   b y   o c u lar   tr au m a   af f ec tin g   1 . 5 – 2   m illi o n   in d iv id u als   wo r ld wid e,   p a r ticu lar ly   i n   d e v elo p in g   co u n tr ies  [ 2 ] .   Ad v a n ce d   m a n if estatio n s   s u ch   as  co r n ea l  o p ac ity   ar e   co m m o n l y   o b s er v ed   am o n g   p o p u latio n s   with   lo w   ed u c atio n al  b ac k g r o u n d s   a n d   h ig h - r is k   o cc u p atio n s ,   in clu d in g   f a r m er s ,   f is h er m e n ,   an d   m an u al  la b o r er s ,   wh o   ar e  f r eq u en tl y   ex p o s ed   to   ey e  tr au m a  wh ile  h av in g   lim ited   ac ce s s   to   tim ely   an d   h ig h - q u ality   o p h t h alm ic  c ar e  [ 3 ] .   T h ese  co n d itio n s   h ig h lig h t  p e r s is ten t   ch allen g es r elate d   to   d elay ed   d iag n o s is   an d   ac c u r ate  s ev er it y   ass ess m en t o f   co r n ea l u lcer s .   At  p r esen t,  c o r n ea l   u lcer   s ev e r ity   ass ess m en t  p r ed o m in an tly   r elies  o n   m a n u al   s lit - lam p   ex am in atio n   with   f lu o r escein   s tain in g   [ 4 ] .   Alth o u g h   wid ely   u s ed   in   clin i ca l  p r ac tice,   th is   m eth o d   r e q u ir es  h ig h   ex p er tis e,   is   tim e - co n s u m in g ,   a n d   is   in h er en tly   s u b jectiv e,   lea d in g   t o   i n ter - o b s er v er   v a r iab ilit y   an d   p o ten tial  d iag n o s tic   d elay s   [ 5 ] .   Su c h   lim itatio n s   in cr ea s e  th e  r is k   o f   ir r e v er s ib le  co r n ea l  d am a g e  an d   v is io n   lo s s ,   u n d er s co r in g   th e  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.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t 2 0 2 6 :   3 6 0 3 - 3 6 1 3   3604   g r o win g   n ee d   f o r   a u to m ate d ,   f ast,  an d   r eliab le  d ia g n o s tic  to o ls   to   s u p p o r t  clin ica l  d ec is io n - m ak in g ,   p ar ticu lar ly   in   r eso u r ce - lim ite d   s ettin g s   [ 6 ] .   R e c e n t   ad v an c e s   in   d e e p   le a r n i n g   h av e   d e m o n s tr a t e d   p r o m i s i n g   p e r f o r m a n c e   in   au t o m a te d   co r n e a l  u l c e r   c l a s s i f i c a t io n   u s in g   f lu o r e s c e in   im a g e s .   V i s i o n   tr a n s f o r m e r   ( V i T ) - b a s e d   a p p r o a ch e s   h a v e  a ch i e v e d   h i g h   a c cu r a cy   ac r o s s   m u l t i p le   c l a s s i f i c a t i o n   s c en a r io s ,   in c l u d in g   c a t e g o r y ,   ty p e ,   an d   g r ad e   c l a s s i f i ca t i o n   [ 7 ] .  C o n v o l u t io n a l  n eu r a l  n e tw o r k   ( C N N ) - b a s ed   m e t h o d s   a n d   h y b r id   a r ch i t e c tu r e s   co m b i n in g   d e ep   f e a t u r e  e x t r a c to r s   w i th   c l a s s i c a l  c l a s s i f i e r s ,   s u ch   a s   De n s e N e t1 2 1   w i t h   s u p p o r t   v e c to r   m a ch i n e  ( S V M ) ,   h av e   a l s o   r e p o r t ed   s t r o n g   c l a s s i f ic a t i o n   p e r f o r m a n ce   o n   p u b l i c  d at a s e t s   [ 8 ] .   O th e r   s t u d i e s   h a v e   e x p l o r e d   v ar i o u s   C N N   a r c h i t ec t u r e s   f o r   u l c er   ty p e  c l a s s i f i c a t io n   [ 9 ] ,   in f e c t io u s   k e r a t i t i s   d i ag n o s i s   [ 1 0 ] ,   a n d   b in a r y   s e v e r i t y   c l a s s i f i c a t i o n   [ 1 1 ] .   W h i le   th e s e   ap p r o a ch e s   s h o w   en co u r a g in g   r e s u l t s ,   t h ey   o f t en   s u f f e r   f r o m   h i g h     m o d e l   c o m p l ex i t y ,   l i m i t ed   e v a l u a t i o n   o f   in f er en c e   e f f ic i e n cy ,   n o n - e n d - to - en d   p i p el i n e s ,   o r   r e s t r ic t e d   c l a s s i f i c a t i o n   s c o p e .   Desp ite  th eir   ef f ec tiv e n ess ,   e x is tin g   s tu d ies  s till   ex h ib it  s e v er al  m eth o d o l o g ical  g a p s .   T r an s f o r m er - b ased   m o d els  ten d   to   b e  co m p u tatio n ally   ex p e n s iv e  an d   la ck   an aly s is   o f   d ep lo y m e n t  f e asib ilit y   in   clin ical   en v ir o n m en ts   [ 7 ] .   Hy b r id   C NN – SVM  ap p r o ac h es  r ely   o n   s ep ar ated   f ea tu r e  e x tr ac tio n   an d   class if icatio n   s tag es,  wh ich   m ay   r ed u ce   ad a p tab ilit y   to   n ew  d atasets   [ 8 ] .   Mo r eo v er ,   s ev er al  C NN - b ase d   s tu d ies  f o cu s   o n   a  s in g le  class if icatio n   s ce n ar io   o r   b in a r y   s ev er ity   le v els  a n d   d o   n o t   ex p licitly   ad d r ess   v is u al  n o is e  f r o m     non - c o r n ea l  r eg io n s ,   s u c h   as  th e  s cler a  an d   e y elash es,  d u e  t o   th e  ab s en ce   o f   c o r n ea l  a r ea   m ask in g   [ 9 ] ,   [ 1 1 ] .   Ad d itio n ally ,   lim ited   atten tio n   h as  b ee n   p aid   to   d ata  lea k ag e  is s u es  ar is in g   f r o m   im p r o p er   d ata  s p litt in g   s tr ateg ies,  wh ich   m ay   co m p r o m is e  ev alu atio n   v alid ity   a n d   g en er aliza tio n   p er f o r m a n ce   [ 1 2 ] .   T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   th is   s tu d y   p r o p o s es  an   a u to m ated   co r n ea l   u lcer   s ev er ity   cla s s if icatio n   f r am ewo r k   b ased   o n   th e   E f f i cien tNetV2 - S  ar ch itectu r e   u s in g   f l u o r escein   s lit - lam p   im a g es.  T h e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   in teg r ates  s elec tiv e  co r n ea l   ar ea   m ask in g   t o   s u p p r ess   n o n - r elev a n t  v is u al  in f o r m atio n   an d   class   d is tr ib u tio n – b ased   au g m en tat io n   to   m itig ate  d ata   im b alan ce .   Fu r th er m o r e,   a  leak a g e - a war e  d ata  s p litt in g   s tr ateg y   is   s y s tem atica lly   d esig n ed   b ef o r e   an d   af ter   a u g m en tatio n   to   e n s u r e  r eliab le  m o d el  ev alu atio n .   B y   p r o v id i n g   an   ef f icien t  en d - to - en d   p ip elin e   ca p ab le   o f   h a n d lin g   m u ltip le  class if icatio n   s ce n ar io s :  ca teg o r y ,   ty p e,   a n d   g r ad e ,   th is   s tu d y   aim s   to   en h a n ce   r o b u s tn es s ,   g en er aliza tio n ,   an d   p r ac ti ca l  ap p licab ilit y   o f   au to m ated   co r n ea l u lcer   d iag n o s is   s y s tem s .       2.   M E T H O D   T h is   s tu d y   em p l o y s   a  d ee p   lea r n in g - b ased   ap p r o ac h   to   a u to m atica lly   class if y   th e  s ev er ity   o f   c o r n ea l   u lcer s   u s in g   f lu o r escein   im a g es.  T h e   o v e r all  m eth o d o l o g y   is   o r g an ized   in to   s ev er al   s eq u en tial  s tag es,  as   illu s tr ated   in   Fig u r e   1 .   T h e  p r o ce s s   b eg in s   with   im ag e  a cq u is itio n   an d   p r e p r o ce s s in g   to   im p r o v e   im ag e   q u ality   an d   p r ep ar e  t h e  d ata s et  f o r   an aly s is .   T h e  n ex t  s tag e  in v o lv es  m o d el  d ev elo p m en t  u s in g   a  d ee p   lear n in g   ar ch itectu r e   f o r   c o r n ea l  u lcer   s ev e r ity   class if icatio n .   Fin ally ,   th e  t r ain ed   m o d el  is   ev alu ated   u s in g   p er f o r m an ce   m etr ics  to   ass ess   its   clas s if icatio n   ac cu r ac y   a n d   r eliab ilit y .   T h ese  s tag es  p r o v id e  a  s y s tem atic  an d   r ep r o d u cib le  f r a m ewo r k   f o r   th e  p r o p o s ed   r esear ch   m eth o d o lo g y .           Fig u r e  1 .   R esear ch   m eth o d o l o g y   f o r   co r n ea l u lcer   s ev e r ity   cl ass if icatio n   u s in g   d ee p   lear n i n g - b ased   ap p r o ac h   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       E fficien t d ee p   lea r n in g   f o r   a u t o ma ted   co r n ea l  u lcer   s ev erit y  cla s s ifica tio n   fr o m  flu o r escein   ima g e s  ( R o d ia h )   3605   2 . 1 .     Co rnea l ulce r  da t a s et   T h e  f lu o r escein   ey e  im a g e  d ataset  u s ed   in   th is   s tu d y   is   a  s ec o n d ar y   d ataset.   T h is   d a taset  wa s   o b tain ed   f r o m   th e   r esear c h   [ 1 3 ] .   T h is   d ataset  co n s is ted   o f   7 1 2   f lu o r escein - s tain ed   ey e   im ag es  co llected   f r o m   p atien ts   with   v ar y in g   d eg r ee s   o f   co r n ea l  u lcer s   at  th e  Z h o n g s h an   Op h th alm o lo g y   C en ter   at  Su n   Yat - s en   Un iv er s ity .   T h e   f lu o r escein   e y e  im ag e   d ataset  is   d iv id ed   i n to   th r ee   ca teg o r ies,  n am el y   ca teg o r y ,   ty p e,   an d   g r ad e  [ 1 3 ] .   T h e  f o llo win g   is   a  d etailed   ex p lan atio n   o f   th e  th r ee   s ce n ar io s .   i)   T h e  ca teg o r y   s ce n ar io   r e p r ese n ts   th e  g en er al  ty p e  o f   c o r n ea l  u lcer   an d   is   d iv id ed   in to   t h r ee   s u b class es:   ca teg o r y   0 ,   ca teg o r y   1 ,   a n d   ca teg o r y   2 .   C ateg o r y   0   ( p o i n t - lik e  co r n ea l  u lcer )   r ef er s   to   s m all ,   dot - s h ap e d   u lcer s   th at  ar e  g e n er ally   m ild   an d   co m m o n ly   ap p ea r   d u r in g   th e  ea r ly   s tag e  o f   in f lam m atio n   o r   h ea lin g .   C ateg o r y   1   ( p o in t - f lak y   m ix ed   u lcer )   r ep r esen ts   a  co m b in atio n   o f   p o in t  a n d   f la k y   u lcer   p atter n s   ir r eg u lar ly   d is tr ib u te d   ac r o s s   t h e  co r n ea ,   in d icatin g   a  m o r e  s ev er e  co n d itio n .   C ateg o r y   2   ( f lak y   co r n ea l   u lcer )   r ef er s   to   lar g er   f lak y   le s io n s   with   clea r   b o u n d ar ies  th at  m ay   lead   to   co r n ea l  s ca r r in g   an d   v is io n   lo s s   [ 1 4 ] .   ii)   T h e  ty p e  s ce n ar io   p r o v id es  a  m o r e  d etailed   d escr ip tio n   o f   u lcer   m o r p h o lo g y   b ased   o n   lesi o n   s h ap e  an d   s ize.   T h is   s ce n ar io   c o n s is ts   o f   f i v e  s u b class es:  ty p e  0 ,   t y p e  1 ,   ty p e  2 ,   t y p e  3 ,   a n d   ty p e  4 .   T y p e   0   in d icate s   a  n o r m al  c o r n ea l  e p ith eliu m   with o u t  u lcer atio n .   T y p e  1   ( m icr o   p u n ctate )   r e p r esen ts   s m all   s ca tter ed   lesi o n s   o n   th e  co r n ea l su r f ac e.   T y p e  2   ( m ac r o   p u n c tate)   in d icate s   lar g er   p u n ctate   lesi o n s ,   wh ile   t y p e  3   ( co alescen t  m ac r o   p u n ctate )   d escr ib es  lar g e r   lesi o n s   th at  m er g e   o r   ap p ea r   clo s ely   g r o u p ed .     T y p e  4   r ef er s   to   u lcer   p atch es  m ea s u r in g   ≥ 1   m m ,   i n d icatin g   m o r e  s ev er e  c o r n ea l  d am ag e  [ 1 3 ] .   iii)   T h e  g r ad e  s ce n a r io   d escr ib es  th e  s ev er ity   an d   s p atial  d is tr ib u tio n   o f   c o r n ea l   u lcer s   b ased   o n   th e   af f ec te d   co r n ea l  q u ad r a n ts   [ 1 5 ] .   T h is   s ce n ar io   is   d iv id e d   in to   f iv e  s u b class es:  g r ad e  0 ,   g r a d e  1 ,   g r a d e  2 ,   g r ad e  3 ,   an d   g r a d e  4 .   Gr ad e  0   in d icate s   n o   u lcer atio n ,   wh er ea s   g r ad e s   1   to   3   r e p r esen t  u lcer   in v o lv em en t  in   o n e,   two ,   an d   th r ee   o r   f o u r   co r n ea l  q u ad r an ts ,   r esp ec tiv ely .   G r a d e  4   in d icate s   u lcer s   lo ca ted   in   th e   ce n tr al   o p tical  zo n e  o f   th e  co r n ea ,   wh ich   is   th e  m o s t  cr it ical  r eg io n   af f ec tin g   v is io n   [ 1 6 ] .   T h e  r ep r esen tatio n   o f   th e  co r n ea l  q u ad r an ts   u s ed   in   t h e  g r ad e   s ce n ar io   is   illu s tr ated   in   Fig u r e  2 .           Fig u r e  2 .   Qu a d r an t  r ep r esen tat io n   in   co r n ea l u lcer s   [ 1 0 ]         2 . 2 .     P re pro ce s s ing   o f   c o rnea l ulce rs   Pre p r o ce s s in g   is   th e   in itial  s tag e  o f   d ata   p r e p ar atio n   ap p lied   to   f lu o r escein   ey e   im ag es  b ef o r e     th ey   ar e   u s ed   f o r   tr ai n in g   m a ch in e  lear n in g   m o d els.  T h is   s tag e  aim s   to   im p r o v e  d ata  c o n s is ten cy ,   r e d u ce   ir r elev an t  v is u al  in f o r m atio n ,   an d   en s u r e  t h at  th e  im ag es  a r e  s u itab le  f o r   ef f ec tiv e  f ea tu r e  lear n in g .   I n   th is   s tu d y ,   p r e p r o ce s s in g   co n s is ts   o f   d ata  o r g an izatio n ,   co r n ea l  ar ea   m ask in g ,   d ata  a u g m e n tatio n ,   im ag e  r esizin g ,   an d   n o r m aliza tio n .   i)   Data   o r g a n izatio n :  c o r n ea l  u l ce r   im ag es  wer e   o r g an ized   b ased   o n   th eir   d ir ec t o r y   s tr u ctu r e  an d   f ile  n am in g   c o n v e n tio n s   to   en s u r e  s y s tem atic  d ata  h an d lin g .   T h e  im ag es  an d   c o r r esp o n d i n g   lab els  wer e   in teg r ated   i n to   a   d ataf r am e  u s in g   th e   Pan d as  lib r ar y   [ 1 7 ] ,   i n clu d in g   th e   cr ea tio n   o f   im ag e   p a t h   r ef er en ce s   an d   s tan d ar d ized   s ce n ar io   lab els.  T h is   s tep   en s u r es  co n s is ten cy   b etwe en   im ag e  d ata  an d   lab els f o r   s u b s eq u e n t p r ep r o ce s s in g   an d   m o d eli n g   s tag es  [ 1 8 ] .   ii)   C o r n e a l  a r e a  m a s k in g :  c o r n ea l   m a s k in g   w a s   p e r f o r m ed   u s i n g   t h e   O p en C V   l i b r a r y   [ 1 9 ]   to   r em o v e  non - co r n e a l   r eg i o n s ,   s u c h   a s   t h e   s c l er a  a n d   s u r r o u n d in g   b ac k g r o u n d   s t r u c tu r e s .   A   b i n a r y   m a s k   im a g e  i n   P N G   f o r m a t  w a s   u s e d   t o   d e f in e   th e  c o r n ea l   r e g io n .   T h e   m a s k i n g   p r o c e s s   in v o l v e d   i n v e r t in g   t h e   m a s k   u s i n g   t h e  b i t w i s e _ n o t  f u n c t io n ,   f o l lo w e d   b y   ap p ly i n g   th e  b i t w i s e_ a n d   o p e r a t io n   to   p r e s er v e  th e  c o r n e a l  a r ea   wh i l e  s u p p r e s s i n g   i r r e l e v a n t  r eg i o n s .   A s   a  r e s u l t ,   th e  o u t p u t  i m ag e  r e t a in e d   o n l y   th e  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.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t 2 0 2 6 :   3 6 0 3 - 3 6 1 3   3606   c o r n e a l   r e g io n   a s   t h e   p r i m ar y   a r e a  o f   i n t er e s t   f o r   m o d e l  t r ai n i n g .   An   ex a m p l e   o f   th e   m a s k i n g   r e s u l t   i s   p r e s e n t e d   i n   F ig u r e   3 .   iii)   Data   au g m en tatio n :  d ata  au g m en tatio n   was  ap p lied   af ter   d ataset  s p litt in g   to   in cr ea s e  d ata  v ar iab ilit y   an d   b alan ce   th e  n u m b er   o f   s am p les  ac r o s s   clas s es.  T h e  au g m e n tatio n   p r o ce s s   u tili ze d   th e   I m ag eDa taGe n er ato r   m o d u le  f r o m   T en s o r Flo w  [ 4 ]   with   s ev er al  tr an s f o r m atio n s ,   i n clu d i n g   h o r izo n tal   an d   v er tical  f lip p in g ,   r o tatio n ,   an d   zo o m in g .   Au g m en tatio n   was  s elec t iv ely   ap p lied   to   m i n o r ity   class es   to   m ain tain   class   b alan ce   [ 2 0 ] .   T h e  tr ain in g   an d   v alid atio n   d ata  r atio   r em ain ed   co n s is ten t  at  8 0 :2 0   af ter   au g m en tatio n .   A  s u m m ar y   o f   t h e  au g m e n ted   d ataset  d is tr ib u t io n   is   p r esen ted   in   T ab le  1 .   iv )   I m ag e  r esizin g :  t h e   E f f icien t NetV2 - S  m o d el   h as  a n   in p u t   im ag e   s ize  o f   2 2 4 × 2 2 4   p ix e ls   [ 2 1 ] .   I n   th e   o r ig in al  d ataset,   th e  f lu o r escein   ey e  im ag e  was  2 5 9 2 × 1 7 2 8   p ix els.  I n   th is   s tu d y ,   th e  i m ag e  s ize  was  ad ju s ted   to   2 2 4 ×2 2 4   p i x els.  T h is   s tep   is   im p o r tan t  to   en s u r e  th at  th e  im ag e  m atch es  th e  s p ec if icatio n s   r eq u ir ed   b y   t h e  m o d el  with o u t   o m itti n g   im p o r tan t d etails in   t h e  im ag e.   v)   Data   n o r m aliza tio n :   i t  is   th e  l ast  s tag e  o f   th e   s u b - s tag e  o f   d ata  p r e p r o ce s s in g   ca r r ied   o u t   in   th is   s tu d y .   T h e  p u r p o s e   o f   n o r m aliza tio n   is   to   h elp   th e  m o d el  t r ain in g   p r o ce s s   r u n   f aster   an d   m o r e  e f f ec tiv ely .   E ac h   p ix el  o n   th e  in p u t  im ag e  h as  a   v alu e  f r o m   th e  r an g e  o f   0 – 2 5 5 .   T h er ef o r e,   n o r m aliza tio n   is   d o n e  o n   ea ch   g r ay s ca le  im ag e  b y   d iv i d in g   t h e  p ix el  v al u e  b y   2 5 5 ,   r esu ltin g   in   a  n ew  v alu e  with   a  r a n g e  o f   0 – 1  [ 2 2 ] .           Fig u r e  3 .   E x am p le  o f   co r n ea l  ar ea   m ask in g   a p p lied   to   f lu o r e s ce in   im ag es       T ab le  1 .   Su m m a r y   o f   d ataset  d is tr ib u tio n   af ter   au g m en tatio n   S c e n a r i o   O r i g i n a l   t r a i n / v al   A d d e d   t r a i n / v al   F i n a l   t r a i n / v al   C a t e g o r y   5 6 9 / 1 4 3   2 8 9 / 7 3   8 5 8 / 2 1 6   Ty p e   5 6 9 / 1 4 3   1 , 6 2 1 / 4 0 7   2 , 1 9 0 / 5 5 0   G r a d e   5 6 9 / 1 4 3   5 2 1 / 1 3 2   1 , 0 9 0 / 2 7 5       2 . 3 .     Da t a   s pli t t ing   T h e  d ata  is   d iv id ed   in to   two ,   n am ely   tr ain in g   d ata  ( tr ain _ d f )   an d   v alid atio n   ( v al _ d f )   with   a  r atio   o f   8 :2 .   T h is   m ea n s   th at  as  m u ch   as  8 0 %  is   f o r   tr ain in g   d ata  a n d   2 0 %  is   f o r   v alid atio n   d ata.   T h e  d iv is io n   o f   d ata   is   d iv id ed   in to   two   class es  b e ca u s e  o f   th e   s m all  am o u n t  o f   d ata  an d   th e r e  is   a n   im b alan c e  in   t h e  a m o u n t  o f   d ata  b etwe en   th e  class es.  E ac h   s ce n ar io   im p lem en ts   . c o p y ( )   t o   d u p licate  th e   in itial  d ataf r a m e.   E ac h   d ataf r am e   will  co n tain   o n ly   th e  f ile  n am e,   im ag e  d ir ec to r y ,   an d   lab el  n am e  attr ib u tes  th at  ar e  r elev an t  to   th at  s ce n ar io .   T h e  d ataf r am e  o f   ea ch   s ce n ar io   is   d ef in ed   as  d f _ ca t  f o r   ca teg o r ies,  d f _ ty p e  f o r   th e  ty p e ,   an d   d f _ g r ad e  f o r   g r ad e.   T h u s ,   th e  d ata  f o r   ea c h   s ce n ar io   ca n   b e  m an a g ed   s ep ar ately ,   m ak in g   it  ea s ier   to   an aly ze   an d   tr ain   s p ec if ic  m o d els  o n   ea ch   d ata  ch ar ac ter is tic.   Nex t,  ea ch   s ce n ar io   d ataf r am e  will  b e  d iv id ed   in to   tr ain in g   an d   v alid atio n   d ata.   T h e   d ata   s h ar in g   r atio   is   8 0 %  f o r   tr ain in g   d ata  an d   2 0 %   f o r   v alid atio n   d ata.   Data   s h ar in g   is   ca r r ied   o u t  u s in g   th e  f u n ctio n s   in   th e  Scik itLe ar n   Mo d u le,   n am ely   tr ain _ test _ s p lit()   [ 2 3 ] .   Var iab le  Data f r am e  d if f er en tiated   b y   d ata   ty p e  a n d   s ce n ar io   ty p e.     2 . 3 . 1 .   Da t a   s pli t t ing   t o   prev e nt  da t a   lea k a g e   I n   p r o ce s s in g   m e d ical  im ag es,  esp ec ially   ey e  im a g es  with   f lu o r escein ,   d ata  lea k a g e  is   v er y   im p o r tan t  t o   r e p air .   T h is   is   b e ca u s e  m ed ical  im a g es  ar e  o b t ain ed   f r o m   d if f e r en t  p atien ts ,   s o   th at  later   it   will  af f ec t  f o llo w - u p   r esear ch ,   n a m ely   d iag n o s is   [ 2 4 ] .   Data   le ak ag e  o cc u r s   wh en   im ag e  a u g m en tatio n   is   d o n e  b ef o r e   d ata  s h ar i n g .   Data   lea k ag e  ca n   b e   av o id ed   b y   s h ar in g   d ata   f ir s t  b e f o r e   th e  a u g m en tatio n   s tag e  t o   en s u r e  th at  th e  v alid atio n   d ata  d o es  n o t  co n tain   im ag e s   o f   th e  s am e  p atien ts   as  th e  tr ain in g   d ata.     T h u s ,   v alid atio n   d ata  will  p r o v id e  m o r e   ac cu r ate  r esu lts   b ec au s e  it  co n s is ts   o f   d ata  th at  t h e  m o d el  h as  n ev e r   s ee n   an d   s tu d ied .   T h er e f o r e,   d ata  s h ar in g   is   im p o r tan t  to   d o   af ter   im ag e  m ask in g   an d   b ef o r e  au g m e n tatio n   in   d ata  p r ep r o ce s s in g   [ 2 5 ] .   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       E fficien t d ee p   lea r n in g   f o r   a u t o ma ted   co r n ea l  u lcer   s ev erit y  cla s s ifica tio n   fr o m  flu o r escein   ima g e s  ( R o d ia h )   3607   2 . 3 . 2 .   Da t a   s pli t t ing   un der  d a t a   lea k a g e  co nd it io ns   Data   leak ag e  n ee d s   t o   b e   test ed   b y   cr ea tin g   c o n d itio n s   wh er e  d ata   leak ag e   o cc u r s   to   co m p ar e  t h e   r esu lts   o f   d ata   leak ag e   an d   n o t.  Usi n g   th e   im ag e   d ata  g en er ato r   ( I DG)   in   th e  d ata  p r e p r o ce s s in g   in   ea ch   au g m en tatio n   p r o ce s s   will  r es u lt  in   d if f er en t  im ag e  v ar iatio n s ,   th u s   av o id in g   d u p licatio n   [ 2 6 ] .   I n   th is   s tu d y ,   d ata  leak ag e  ca n   b e  ca r r ied   o u t  b y   r e - a r r an g i n g   tr ain in g   an d   v alid atio n   d ata  th at  h av e   b e en   au g m e n ted   an d   s ep ar ated   p r e v io u s ly .   Data   a u g m en tatio n   is   d o n e  o n ce ,   a n d   th e  r esu lts   ca n   b e  c o m p a r ed .   I f   th e  d ata   h as  b ee n   co m b in ed ,   th e n   th e   d ata  will  b e  r ed is tr ib u ted   u s in g   th e  s tr ati f ied   s am p lin g   m eth o d   [ 2 7 ]   wit h   th e   s am e  r atio   o f   8 0 :2 0 .   T h is   ca n   ca u s e  th e   im ag e  d ata  o f   e y e  u lcer s   with   f lu o r escein   f r o m   t h e  s am e  p atien t  to   b e   in   b o th   tr ain in g   a n d   v alid atio n   d ata.   T h e  r esu lts   o f   th e   m o d el  p er f o r m an ce   e v alu atio n   u s in g   d ata   leak ag e  ca n   b e  u s ed   to   co m p ar e   with   th e  r esu lts   o f   m o d el  p er f o r m a n ce   ev alu atio n   with o u t d ata  leak a g e  co n d itio n s .     2 . 4 .     P r o po s ed  m o del a rc hite ct ure  f o r  a uto m a t ed  cla s s if ica t io n o f   c o rnea l ulce r  s ev er it y   Fig u r e  4   illu s tr ates  th e  p r o p o s ed   E f f icien tNetV2 - S  ar ch itectu r e  f o r   co r n ea l  u lcer   s ev er ity   class if icatio n ,   co n s is tin g   o f   th e  p r e - tr ain e d   m o d el  an d   th e  f i n e - tu n ed   m o d el.   Fig u r e   4 ( a)   p r esen ts   p r e - tr ain ed   E f f icien tNetV2 - S  ar ch itectu r e   u s ed   f o r   f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   w h ile  Fig u r e  4 ( b )   s h o ws  th e   f in e - tu n ed   ar ch itectu r e   p r o p o s ed   f o r   co r n ea l  u lcer   s ev er ity   class if icatio n .   T h e  p r e - tr ain ed   E f f icien tNetV2 - S  m o d e l  u s ed   in   th is   s tu d y   was  o b tain ed   f r o m   th e  tf . k er as . ap p licatio n s   m o d u le  an d   h ad   b ee n   p r e v io u s ly   tr ain e d   o n   th e   I m ag eNe t  d ataset  co n tain in g   1 , 0 0 0   class es.  Flu o r escein   im ag es  with   a  r eso lu tio n   o f   2 2 4 ×2 2 4   p ix els  wer e   u s ed   as  in p u t,   wh ile  th e  ex tr ac ted   f ea tu r es  wer e   p r o ce s s ed   u s in g   a   Glo b alAv e r ag ePo o lin g 2 D  la y er   [ 2 8 ] ,   f o llo w ed   b y   a   d en s e   lay er   with   R eL U  ac tiv atio n   an d   a  f i n al  s o f tm ax   class if icatio n   lay e r   [ 2 9 ] .   T h e  p r o p o s ed   ar ch itect u r e  was d esig n ed   as  an   ef f icien t  en d - to - e n d   m o d e l  with   r elativ ely   lo w  co m p u t atio n al  co m p lex ity   an d   p o ten tial  in teg r atio n   in to   clin ical  d ec is io n - s u p p o r t  s y s t em s   f o r   ea r ly   c o r n ea l  u lcer   d iag n o s is   [ 3 0 ] .   E f f icien tNet V2 - S  was  s elec te d   b ec au s e  it  is   a   lig h tweig h t  an d   m o d er n   ar ch itectu r e  th at  r em ain s   r elativ ely   u n d er ex p l o r ed   f o r   f lu o r escein   im ag e  class if icatio n   in   o p h th alm o lo g y ,   wh ile  th e  s elec tiv e  f in e - tu n in g   s tr ateg y   was  in ten d ed   to   im p r o v e   m o d el  g e n er aliza tio n   o n   lim ited   d atasets .           ( a)   ( b )     Fig u r e  4 .   Pro p o s ed   E f f icien tNetV2 - S  ar ch itectu r e  f o r   co r n ea l u lcer   s ev er ity   class if icatio n   ( a)   p r e - tr ai n ed   m o d el   an d   ( b )   f in e - t u n ed   m o d el       2 . 5 .     Cla s s if ica t io n  m o del t ra ini ng   I n   th is   s tu d y ,   th e  m o d el  was  tr ain ed   f o r   5 0   ep o ch s   u s in g   e ar ly   s to p p in g   an d   ad a p tiv e  lear n in g   r ate   s tr ateg ies  to   im p r o v e  co n v e r g en ce   ef f icien cy .   T h e  ea r ly   s to p p in g   m ec h an is m   was  co n f ig u r ed   with   a  p atien ce   v alu e  o f   1 0   ep o c h s ,   m ea n in g   t h at  tr ain in g   was  au to m atica lly   ter m in ated   if   n o   p er f o r m an ce   im p r o v em e n t  was  o b s er v ed   f o r   1 0   co n s ec u tiv e   ep o c h s .   I n   a d d itio n ,   th e   le ar n in g   r ate  was   ad ap tiv ely   ad ju s ted   u s in g   th e   R ed u ce L R On Plateau   s tr ateg y   b ased   o n   th e  v alid atio n   lo s s   m etr ic,   with   a  p atien ce   v alu e   o f   5   ep o ch s   an d   a   r ed u ctio n   f ac to r   o f   0 . 2 .   T h e  m in im u m   lear n i n g   r ate  was  l im ited   to   0 . 0 0 0 0 0 1   to   p r ev e n t  ex ce s s iv ely   s lo w   tr ain in g   [ 3 1 ] .   Fo r   th e   f in al  p er f o r m an ce   ev alu atio n ,   t h e  v alid atio n   d ataf r am e  ( v al_ d f )   was  a ls o   u s ed   as  th e   test   d ataf r am e  ( test _ d f ) .   T h ese  s tr ateg ies  wer e  im p lem en ted   to   m ain tain   tr ain in g   s tab ilit y   an d   im p r o v e  th e   m o d el’ s   g en e r aliza tio n   ca p a b ilit y   f o r   c o r n ea l u lce r   class if icatio n .     2 . 6 .     E v a lua t i o n  m et rics   T o   c o m p r eh en s iv el y   e v al u ate   t h e   p e r f o r m a n ce   o f   t h e  p r o p o s e d   c o r n ea l   u lc e r   class if ica ti o n   m o d el ,   m u lti p l e  e v al u at io n   m etr ics   a r e  e m p l o y e d   i n   a d d iti o n   t o   o v er all  ac c u r ac y .   I n   m ed ic al  i m ag e  a n al y s is   tas k s ,   r el y i n g   s o l el y   o n   a cc u r ac y   is   w id e ly   r ec o g n iz ed   as   i n s u f f ic ie n t d u e  t o   class   i m b ala n ce   an d   t h e  h i g h   cl in ica l c o s t   o f   m is class if ica ti o n ,   p a r ti c u la r l y   i n   d is e ase   d e tec ti o n   s ce n ar i o s   [ 3 2 ] ,   [ 3 3 ] .   T h er e f o r e ,   t h is   s t u d y   e v al u ates   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.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t 2 0 2 6 :   3 6 0 3 - 3 6 1 3   3608   m o d el   p er f o r m an ce   u s i n g   ac cu r a cy ,   s e n s it iv it y   ( r e ca l l) ,   s p ec if icit y ,   a n d   t h e   a r ea   u n d e r   t h e   c u r v e   ( AUC) ,   w h ic h   ar e  co m m o n l y   r ec o m m e n d e d   m et r i cs i n   m e d ic al   a r ti f ic ial   i n t elli g e n ce   e v al u ati o n   f r a m ew o r k s   [ 3 4 ] ,   [ 3 5 ] .   Acc u r ac y   m ea s u r es  th e  o v e r all  co r r ec tn ess   o f   th e  class i f icatio n ,   wh ile  s en s itiv ity   r ef lects  th e   m o d el’ s   ab ilit y   to   co r r ec tly   id en tify   p o s itiv e  u lcer   ca s es,  w h ich   is   cr itical  f o r   m in im izin g   m is s ed   d iag n o s es  an d   d elay e d   tr ea tm en t  [ 3 6 ] .   Sp ec if icity   ev alu ates  th e  ab ilit y   o f   th e  m o d el  to   co r r ec tly   id e n tify   n eg ativ e  ca s es,  th er eb y   r ed u ci n g   f alse - p o s itiv e  p r e d ictio n s   th at  m ay   lea d   to   u n n ec ess ar y   clin ical  in t er v en tio n s   [ 3 7 ] .   I n   ad d itio n ,   t h e  AUC  m etr ic  p r o v id es  a  th r esh o ld - i n d ep e n d e n t  ass ess m en t  o f   class if icatio n   p er f o r m a n ce   b y   q u an tify in g   th e   tr ad e - o f f   b et wee n   s en s itiv ity   an d   s p ec if ici ty ,   m ak in g   it  p a r ticu lar ly   s u it ab le  f o r   ev alu atin g   d iag n o s tic  r eliab ilit y   in   o p h th alm ic  im ag in g   ap p licatio n s   [ 3 8 ] ,   [ 3 9 ] .   Fo r   m u lti - class   class if icatio n   s ce n ar io s   ( ca teg o r y ,   ty p e,   an d   g r ad e ) ,   s en s itiv ity   an d   s p ec if icity   ar e  co m p u ted   u s in g   a  m ac r o - a v er ag in g   s tr ateg y   to   en s u r e  b alan ce d   p er f o r m an ce   ev alu atio n   ac r o s s   all  class es,  r eg ar d less   o f   class   d is tr ib u tio n   [ 4 0 ] .   C o llectiv ely ,   th ese  m etr ics  o f f er   a  m o r e  clin ically   m ea n in g f u l  ass ess m en t  o f   th e  p r o p o s ed   m o d e l  an d   f ac ilit ate  f air   co m p ar is o n   with   p r ev io u s   s tu d ies in   au to m ated   c o r n ea l  u lcer   class if icatio n .       3.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   T h e   d a t a   p r e p r o c e s s i n g   s t a g e   is   c a r r i e d   o u t   t o   i n c r ea s e   t h e   v ar i e t y   o f   t r a i n i n g   d a t a   a n d   p r e p ar e   t h e   d a t a   s o   t h a t  t h e   t r a i n i n g   p r o c es s   c an   r u n   e f f e c t i v e l y .   T h i s   s t a g e   s ta r t s   f r o m   l o a d i n g   d a t a  i n t o   t h e  d a t a f r a m e ,   m as k i n g   t h e   c o r n e a l   a r e a ,   a n d   a d d i n g   d at a   w i t h   a u g m e n ta t i o n .   I t   c o n ti n u e s   w it h   a d j u s ti n g   t h e   i m a g e   s iz e   a n d   n o r m a l i z i n g .     3 . 1 .     Resul t s   o f   t he  ima g e  m a s k ing   s t a g e   T h e  m ask in g   p r o ce s s   was  ca r r ied   o u t  to   elim in ate  n o is e  o u t s id e  th e  co r n ea l  ar ea   u s in g   th e  Op en C V   m o d u le.   Fig u r e   5   illu s tr ates  th e  co r n ea l  im ag e   p r ep r o ce s s in g   s tep ,   s h o win g   th e  c o m p a r is o n   b etwe en   th e   o r ig in al  f lu o r escein   im ag e  a n d   th e  m ask ed   c o r n ea l   r eg io n .   Fig u r e  5 ( a )   s h o ws  th e   o r ig in al   f lu o r escein   im ag e,   wh ile  Fig u r e  5 ( b )   p r esen ts   th e   m ask in g   r esu lt  in   wh ich   r eg io n s   o u ts id e  th e  co r n ea   ar e  s u p p r ess ed   u s in g   b lack   p ix els,  allo win g   th e  c o r n ea l   ar ea   to   b ec o m e  th e   p r im a r y   f o c u s   f o r   m o d el  tr ai n in g .   A f ter   m ask in g ,   d ata  au g m en tatio n   was  ap p lied   to   g en er ate  ad d itio n al  im ag e  v a r iatio n s   an d   b alan ce   th e  n u m b e r   o f   s am p les  in   ea ch   class .   T h e  au g m en tatio n   p r o c ess   wa s   p er f o r m ed   u s in g   I m ag eDa taGe n er ato r   with   s ev er al  tr an s f o r m atio n s ,   in clu d in g   h o r izo n tal  an d   v e r tical  f lip p in g ,   r o tatio n ,   an d   zo o m in g .   T h e  d ataset  was  d iv id ed   in to   tr ain in g   an d   v alid atio n   s ets  u s in g   an   8 0 :2 0   r atio   ac r o s s   th e  ca teg o r y ,   ty p e,   an d   g r ad e  class if icatio n   s ce n ar io s .   T o   av o i d   d ata  leak ag e,   a u g m e n ted   im ag es  d er iv ed   f r o m   t h e  s am e  o r ig in al  im ag e  wer e  ca r ef u lly   s ep ar ated   b etwe en   t h e   tr ain in g   an d   v alid atio n   s ets.  T h is   s tr ateg y   en s u r e d   th at  m o d el  ev alu atio n   was  co n d u cte d   u s in g   u n s ee n   d ata  an d   p r o v id e d   a  m o r e  r eliab le  a s s es s m en t o f   m o d el  p er f o r m an ce .         ( a)   ( b )     Fig u r e  5 .   C o r n ea l  im ag es b ef o r e  an d   a f ter   m ask in g   ( a)   th e   o r ig in al  f lu o r escein   im a g e  an d   ( b )   th e   m ask e d   co r n ea l r e g io n       3 . 2 .     Cla s s if ica t io n  m o del t ra ini ng   re s ult s   T h e  r esu lts   o f   th e  m ac h in e  lear n in g   m o d elin g   s tag es  ar e  d iv i d ed   in to   th r ee   s tag es,  n am ely   t h e  r esu lts   o f   m o d el  in itiatio n ,   th e  r esu lts   o f   m o d el  tr ain i n g ,   a n d   th e  r esu lts   o f   m o d el  tr ain in g   ev a lu atio n .   T h is   s tag e  p r o d u ce d   th r ee   p r e - tr ain ed   C NN  m o d els .   T h ese  m o d els  w er e  ab le  to   class if y   co r n ea l  u lcer s   b ased   o n   th r ee   s ce n ar io s ,   n am ely   ca teg o r y ,   ty p e,   an d   g r ad e .     3 . 2 . 1 .   M o del  ini t ia t io n r esu lt s   T h e  m o d el  in itializatio n   in   th i s   s tu d y   was  p er f o r m ed   b y   co m b in in g   th e  p r e - tr ain e d   E f f ici en tNetV2 - S  ar ch itectu r e  with   f u lly   c o n n e cted   lay er s   f o r   ca teg o r y ,   ty p e ,   an d   g r a d e  class if icatio n   o f   co r n ea l  u lcer s .   T h e   E f f icien tNetV2 - S  m o d el   was  o b tain ed   f r o m   th e  t f . k er as.a p p licatio n s   m o d u le  a n d   h ad   b ee n   p r e v io u s ly   tr ai n ed   o n   th e   I m a g eNe t  d ataset.   T h e   ca teg o r y   class if icatio n   m o d el   co n s is ted   o f   2 1 , 6 4 6 , 1 7 9   t o tal  p ar am eter s ,   wh ile  th e  ty p e  an d   g r a d e  class if icatio n   m o d els ea ch   co n tain e d   2 1 , 6 4 8 , 2 2 9   p ar am eter s .   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       E fficien t d ee p   lea r n in g   f o r   a u t o ma ted   co r n ea l  u lcer   s ev erit y  cla s s ifica tio n   fr o m  flu o r escein   ima g e s  ( R o d ia h )   3609   Mo d el  tr ain in g   e v alu atio n   wa s   co n d u cted   to   a n aly ze   th e  le ar n in g   p e r f o r m an ce   d u r in g   t h e  tr ain in g   p r o ce s s .   Fig u r e  6   illu s tr ates  t h e  tr ain in g   ev alu atio n   r esu lts   o f   th e  ca teg o r y   class if icatio n   m o d el  u s in g   th e  E f f icien tNetV2 - S  ar ch itectu r e   o v er   5 0   ep o c h s .   Fig u r e  6 ( a )   p r esen ts   th e  tr ain in g   an d   v ali d atio n   lo s s   cu r v es,  wh ile  Fig u r e  6 ( b )   s h o ws  th e  tr ain in g   an d   v alid atio n   ac cu r a cy   cu r v es  f o r   th e  ca teg o r y   cla s s if icatio n   s ce n ar io   u s in g   th e  E f f icien tNetV2 - S  a r ch itectu r e.   T h e  m o d el  ac h ie v ed   th e  h ig h est  v alid atio n   ac c u r ac y   o f   9 5 . 9 3 %  at  ep o ch   2 4 ,   wh ile  th e  l o west  v alid atio n   lo s s   o f   0 . 1 2 9 2   was  o b s er v ed   d u r in g   th e  ea r l y   tr a in in g   s tag e.   T h ese   r esu lts   in d icate   th at   th e  p r o p o s ed   m o d el   was  ab le  t o   l ea r n   r ele v an t   im ag e   f ea tu r es   ef f ec tiv ely   wh ile   m ain tain in g   s tab le  v alid atio n   p er f o r m an ce .           ( a)   ( b )     Fig u r e  6 .   E v alu atio n   r esu lts   o f   th e  ca teg o r y   class if icatio n   m o d el  tr ain in g   ( a)   tr ain in g   an d   v a lid atio n   lo s s   cu r v es a n d   ( b )   t r ain in g   a n d   v alid atio n   ac cu r ac y   cu r v es       Ov er all,   th e  tr ain in g   p r o ce s s   f o r   th e  n o n - leak ag e  ca te g o r y   s ce n ar i o   r eq u i r ed   ap p r o x im ately     3 3   m in u tes.  I n   th is   s ce n ar io ,   th e  m o d el  ac h ie v ed   th e   h ig h est  v alid atio n   ac c u r ac y   o f   9 5 . 9 3 %  at  e p o ch   2 4 .   Un d er   leak ag e  co n d itio n s ,   th e  ca teg o r y   class if icatio n   m o d el  o b tain ed   a  m ax im u m   v alid atio n   ac cu r ac y   o f   8 7 . 9 1 %  at  ep o ch   3 0 ,   wh ile  th e  lo west  v alid atio n   lo s s   o f   0 . 5 2 9 2   was  r ec o r d ed   at  ep o ch   1 0 .   Me an wh ile,   th e   ty p e  class if icatio n   s ce n ar io   with   leak ag e  d ata  ac h iev e d   th e  h i g h est  v alid atio n   ac cu r ac y   o f   9 7 . 9 9 %  at    ep o ch   3 6 ,   with   th e  lo west  v a lid atio n   lo s s   o f   0 . 1 0 7 0   o b tai n ed   at  e p o ch   2 2 .   T h ese  r esu l ts   in d icate   th at  th e   p r o p o s ed   p r ep r o ce s s in g   an d   d ata - s p litt in g   s tr ateg y   co n tr ib u t ed   to   s tab le  m o d el  p er f o r m a n ce   an d   r ed u ce d   th e  im p ac t o f   d ata  lea k ag e  d u r in g   ev alu atio n .   T h e  s u m m ar ize d   tr ain in g   r esu lts   ar e  p r esen te d   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   Su m m a r y   o f   f in e - tu n ed   E f f icien tNetV2 - S  tr ain in g   r esu lts   S c e n a r i o   D a t a   c o n d i t i o n   B e st   v a l i d a t i o n   a c c u r a c y   ( %)   B e st   v a l i d a t i o n   l o ss   Ep o c h   C a t e g o r y   N o n - l e a k a g e   9 5 . 9 3   0 . 9 1 9 3   24   C a t e g o r y   Le a k a g e   8 7 . 9 1   0 . 5 2 9 2   30   Ty p e   Le a k a g e   9 7 . 9 9   0 . 1 0 7 0   36       3 . 3 .     Co m pa riso n wit h  prev io us   s t ud ie s   a nd   perf o rm a nce  dis cu s s io n   T ab le  3   s u m m ar izes  a  co m p ar is o n   b etwe en   th is   s tu d y   an d   r elev an t  p r ev io u s   wo r k s   o n   co r n ea l  u lcer   class if icatio n   u s in g   f lu o r escein   im ag es,  h ig h lig h tin g   d if f e r en ce s   in   m eth o d o lo g y ,   class if icatio n   s co p e,   an d   p er f o r m an ce .   T h e   co m p ar is o n   f o cu s es  o n   th e   lear n in g   ar ch itectu r es,  class if icatio n   s ce n ar io s ,   an d   r ep o r ted   ev alu atio n   r esu lts   to   p r o v id e  a  clea r   co n te x tu al  u n d er s tan d in g   o f   ex is tin g   ap p r o ac h es.  T h is   an aly s is   h elp s   p o s itio n   th e  co n tr ib u tio n s   o f   th is   s tu d y   in   r elatio n   to   p r io r   r esear ch   an d   s u p p o r ts   a  m o r e  co m p r eh en s iv e   in ter p r etatio n   o f   th e  e x p er im e n tal  f in d in g s .   As  s u m m ar ized   in   T ab le  3 ,   p r ev io u s   s tu d ies  h av e  s h o w n   th at  d ee p   lear n in g – b ased   ap p r o ac h es  ar e   ef f ec tiv e  f o r   co r n ea l  u lcer   cla s s if icatio n   u s in g   f lu o r escein   i m ag es.  T r an s f o r m er - b ased   m eth o d s   [ 7 ]   ac h iev e d   h ig h   class if icatio n   ac cu r ac y   b u t  g e n er ally   r e q u ir e  h ig h er   co m p u tatio n al  c o m p lex i ty ,   wh ile  h y b r id     C NN - clas s if ier   ap p r o ac h es  [ 8 ]   m ay   h av e  lim ited   a d ap tab il ity   d u e  to   th eir   n o n   en d - to - e n d   s tr u ctu r e.   Oth er   C NN - b ased   s tu d ies  [ 9 ] ,   [ 1 1 ]   m ain ly   f o cu s ed   o n   s p ec if ic  cla s s if icatio n   s ce n ar io s ,   lim itin g   th eir   ap p licab ilit y   i n   b r o ad e r   clin ical  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.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t 2 0 2 6 :   3 6 0 3 - 3 6 1 3   3610   I n   co n tr ast,  th is   s tu d y   ad d r ess es  ca teg o r y ,   ty p e,   an d   g r ad e  class if icatio n   u s in g   a  u n if ie d   E f f icien tNetV2 - S  f r am ewo r k .   I n   ad d itio n ,   t h e  p r o p o s ed   a p p r o ac h   ex p licitly   ev alu ates  m o d el  p e r f o r m an ce   u n d er   leak a g e  an d   n o n - leak a g e  co n d itio n s   to   im p r o v e  ev alu atio n   r eliab ilit y .   T h e  r esu lts   in d icate   th at  co r n ea l  ar ea   m ask in g   an d   class   d is tr ib u tio n – b ased   au g m en tatio n   co n tr ib u te  to   im p r o v ed   m o d el  g en e r aliza tio n ,   p ar ticu lar ly   u n d er   n o n - leak a g e  s ettin g s .   Desp ite  h av in g   lo wer   m o d el  co m p lex ity   th an   tr an s f o r m er - b ased   ap p r o ac h es,  E f f icien tNetV2 - S   ac h iev ed   c o m p etitiv e  v alid ati o n   p er f o r m a n ce ,   s u g g esti n g   a  b alan ce d   tr ad e - o f f   b etwe en   ac cu r ac y ,   ef f icien cy ,   an d   r o b u s tn ess   f o r   au to m ated   co r n ea l  u lcer   d ia g n o s is   ap p licatio n s .   Alth o u g h   ex ter n al  d ataset  v alid atio n   w as  n o t  co n d u cte d ,   th e   leak ag e - awa r e  ev alu atio n   s tr ateg y   an d   co m p ar is o n   wit h   p r ev io u s   s tu d ies p r o v id e  i n d ir ec t e v id en ce   o f   th e  m o d el’ s   g e n er aliza tio n   ca p a b ilit y .       T ab le  3 .   C ateg o r y   leak ag e   tr ain in g   r esu lts   S t u d y   D a t a s e t   M e t h o d   C l a s si f i c a t i o n   t a sk   K e y   l i m i t a t i o n s   A l a k u ş  a n d   B a y k a r a   [ 7 ]   S U S Te c h - S Y S U   ( 7 1 2   i ma g e s)   V i T   C a t e g o r y ,   t y p e ,   g r a d e   H i g h   m o d e l   c o m p l e x i t y ;   i n f e r e n c e   e f f i c i e n c y   n o t   e v a l u a t e d   S u si l a   [ 8 ]   S U S Te c h - S Y S U   ( 7 1 2   i ma g e s)   D e n seN e t 1 2 1 + S V M   C a t e g o r y ,   t y p e ,   g r a d e   N o n   e n d - to - e n d   p i p e l i n e ;   l i m i t e d   a d a p t a b i l i t y   S e v l i   [ 9 ]   S U S Te c h - S Y S U   ( 7 1 2   i ma g e s)   C N N - b a s e d   mo d e l s  ( A l e x N e t ,   V G G 1 6 )   U l c e r   t y p e   c l a ss i f i c a t i o n   F o c u se d   o n   a   si n g l e   c l a ssi f i c a t i o n   sce n a r i o   H u   e t   a l . [ 1 0 ]   C l i n i c a l   d a t a s e t   ( 2 7 5 7   i m a g e s)   M u l t i p l e   D L  m o d e l s i n c l .   Ef f i c i e n t N e t V 2 M   K e r a t i t i s   d i a g n o s i s   Lo w e r   a c c u r a c y ;   n o t   f o c u se d   o n   sev e r i t y   g r a d i n g   G r o ss  e t   a l .   [ 1 1 ]   S U S Te c h - S Y S U   ( 7 1 2   i ma g e s)   C N N   ( V G G ,   R e sN e t )   B i n a r y   se v e r i t y   c l a ss i f i c a t i o n   Li mi t e d   t o   t w o   s e v e r i t y   l e v e l s   Th i s   s t u d y   F l u o r e sc e i n   s l i t - l a mp   i ma g e s   Ef f i c i e n t N e t V 2 - S + c o r n e a l   mask i n g + l e a k a g e - a w a r e   sp l i t t i n g   C a t e g o r y ,   t y p e ,   g r a d e   F o c u se d   o n   i m a g e - b a se d   f e a t u r e s   o n l y       3 . 4 .   Dis cus s io n o n  g ener a liza t io n a nd   ex t er na l v a lid it y   Alth o u g h   th is   s tu d y   p r im ar il y   u s ed   in ter n al  v alid atio n   o n   th e  SUSTec h - SYSU   f lu o r escein   im ag e  d ataset,   s ev er al  s tr ateg ies  wer e  im p lem en ted   to   im p r o v e  m o d el  g en er aliza tio n .   A  leak ag e - awa r e  d ata  s p litt in g   s tr ateg y   was  ap p lied   to   p r e v en t  o v er ly   o p tim is tic  p er f o r m an ce   esti m atio n   a n d   en s u r e  s tr ict  s ep ar atio n   b etwe en   tr ain in g   an d   v alid a tio n   d ata.   I n   a d d itio n ,   co r n ea l  ar ea   m ask in g   an d   class   d is tr ib u tio n – b ased   au g m en tatio n   wer e   u s ed   t o   r e d u ce   d ataset - s p ec if ic  b ias  an d   im p r o v e  r o b u s tn ess   to   v ar iati o n s   in   illu m in atio n ,   lesi o n   ap p ea r an ce ,   an d   im a g in g   co n d itio n s   co m m o n ly   f o u n d   in   clin ical  p r ac tice.   Du e  to   th e  lim ited   av ailab ilit y   o f   p u b licly   ac ce s s ib le  f lu o r escein   d atasets   with   co n s is ten t  an n o tatio n s ,   ex ter n al  v alid atio n   co u ld   n o t  b e  p er f o r m e d .   Nev er th ele s s ,   th e  ex p er im en tal  f in d in g s   ar e  co n s is ten t  with   p r ev io u s   s tu d ies  [ 7 ] – [ 1 1 ] ,   as   s u m m ar ized   in   T ab le   3 .   Fu tu r e  wo r k   will  f o c u s   o n   m u lti - ce n ter   an d   cr o s s - d ataset  ev alu atio n s   to   f u r th e r   ass ess   m o d el  g e n er aliza tio n   in   d iv er s e  clin ical  s ettin g s .       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r esen ts   an   en d - to - en d   d ee p   lea r n in g   f r am ew o r k   f o r   au to m ated   co r n ea l  u lcer   s ev er ity   class if icatio n   b ased   o n   th e  E f f icien tNetV2 - S  ar ch itectu r e   u s in g   f lu o r escein   s lit - lam p   i m ag es.  T h e   p r im ar y   tech n ical  co n tr ib u tio n   lies   in   th e  in teg r atio n   o f   co r n ea l  ar ea   m ask in g   an d   leak ag e - awa r e  d ata  s p litt in g   in to   th e  tr ain in g   p i p elin e,   wh ich   ef f ec tiv ely   en h a n ce s   f ea tu r e   f o cu s   an d   m itig ates  ev alu atio n   b ias  co m m o n l y   p r esen t   in   m ed ical  im ag e  class if icatio n   task s .   E x p er im en tal  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  th e  p r o p o s ed   s tr ateg y   im p r o v es  m o d el  s tab ilit y   an d   g en er aliza tio n ,   with   n o n - leak a g e  tr ain in g   ac h iev in g   a  p ea k   v alid atio n   ac cu r ac y   o f   9 5 . 9 3 %   in   th e  c ateg o r y   class if icatio n   s ce n ar io ,   wh ile  leak ag e  co n d itio n s   co n s is ten tly   lead   to   p er f o r m an ce   d eg r a d atio n   d u e  to   o v er f itti n g .   Fro m   an   a r tific ial  in tellig en ce   p e r s p ec tiv e,   th e   p r o p o s ed   f r am ew o r k   o f f er s   a   r o b u s t  an d   co m p u tatio n ally   ef f icien t  s o lu tio n   th at  b alan ce s   m o d el  co m p lex ity   an d   p r ed ictiv e  p er f o r m an ce ,   m a k in g   it   s u itab le  f o r   r ea l - wo r l d   d ep lo y m en t  in   in tellig en t  clin ical   d e cisi o n   s u p p o r t  s y s tem s .   T h e   li g h tweig h t  n atu r e   o f   E f f icien tNetV2 - S  en ab les  f ast  in f er en ce   wh ile  m ain tain in g   h ig h   class if icatio n   ac cu r ac y   ac r o s s   m u ltip le  s ev er ity   s ce n ar io s .   Fu t u r e  s tu d ies  will  ex ten d   th is   wo r k   b y   ev alu atin g   th e   p r o p o s ed   m o d el  o n   ex ter n al  a n d   m u lti - ce n ter   d atasets   to   f u r t h e r   v alid ate  its   g en er aliza b ilit y   a n d   s u p p o r t scala b le  clin ical  ad o p tio n .       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h e   a u t h o r s   w o u l d   l i k e   t o   ex p r e s s   t h ei r   s i n ce r e   g r a t it u d e   t o   t h e   M i n is t r y   o f   E d u c a t i o n ,   C u l t u r e,   R es e a r c h ,   a n d   T e c h n o l o g y   o f   t h e   R e p u b l i c   o f   I n d o n e s ia   ( K em d i k t i s ai n t e k )   f o r   f u n d i n g   t h i s   r e s e a r c h   u n d e r   t h e   f u n d a m e n t a l   r e s e a r c h – r e g u l a r   s c h e m e .   T h e   a u t h o r s   a l s o   ac k n o w l e d g e   t h e   R es e a r c h   I n s t it u t i o n s   o f   U n i v e r s i t a s   G u n a d a r m a   f o r   t h e i r   a d m i n is t r a t i v e   s u p p o r t ,   r es e a r c h   f a c il i ti es ,   a n d   c o n t i n u o u s   as s i s ta n c e   t h r o u g h o u t   t h e   s t u d y .   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       E fficien t d ee p   lea r n in g   f o r   a u t o ma ted   co r n ea l  u lcer   s ev erit y  cla s s ifica tio n   fr o m  flu o r escein   ima g e s  ( R o d ia h )   3611   F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   was  f u n d ed   b y   th e  Min is tr y   o f   E d u ca tio n ,   C u ltu r e,   R esear ch ,   an d   T ec h n o l o g y   o f   th e  R ep u b lic  o f   I n d o n esia  ( Kem d ik tis ain tek )   u n d er   th e  f u n d am en tal  r esear ch   –   r eg u lar   s ch e m e ,   as  s tip u lated   in   th e  d ir ec to r   o f   r esear ch   d ec r ee   n o .   0 4 1 9 /C 3 /DT . 0 5 . 0 0 /2 0 2 5   d ate d   Ma y   2 2 ,   2 0 2 5 ,   m ain   co n tr ac t  n o .  1 2 4 /C 3 /DT . 0 5 . 0 0 /PL/2 0 2 5   d a ted   Ma y   2 8 ,   2 0 2 5 ,   s u b co n tr ac t  n o .   1 0 9 7 4 /LL 3 /AL . 0 4 /2 0 2 5   d ated   J u n e  4 ,   2 0 2 5 ,   an d   s u b co n tr ac t n o .   1 6 . 2 8 /LP/ UG/VI /2 0 2 5   d ated   J u n e  5 ,   2 0 2 5 .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   R o d iah   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   I n d ah   Sin th y a   Per m ata   Sar i   ✓   ✓     ✓   ✓     ✓       ✓   ✓   ✓       Ma tr is s y a  Her m ita     ✓   ✓       ✓     ✓     ✓           Sar if u d d in   Ma d en d a   ✓       ✓   ✓           ✓   ✓     ✓     D i a n a   T r i   S u s e t i a n i n g t i a s     ✓       ✓   ✓   ✓       ✓             C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       I NF O RM E D  CO NS E N T   T h is   s tu d y   d id   n o t in v o lv e  h u m an   p ar ticip an ts ; th er e f o r e,   in f o r m ed   co n s en t w as n o t  r eq u ir ed .       E T H I CAL AP P RO V AL   T h is   s t u d y   u tili ze d   a  s e c o n d a r y   d at aset   o f   f l u o r esc ei n   s li t - l am p   i m a g es  a n d   d i d   n o t  i n v o lv e   d ir ec t   in t er ac t io n   wi th   h u m a n   p a r ti ci p a n ts   o r   v e r te b r at e  a n im al   s u b j ec ts .   T h e r e f o r e,   et h i ca l  ap p r o v al  was  n o t   r e q u ir e d .       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e  d ataset  u s ed   in   th is   s tu d y   is   th e  p u b licly   a v ailab le  SUSTec h - SYSU  co r n ea l   u lcer   d at aset,  wh ich   co n s is ts   o f   f lu o r escein - s tain ed   s lit - lam p   im a g es  co llected   at  th e   Z h o n g s h a n   Op h th alm o lo g y   C en ter ,   Su n     Yat - s en   Un iv er s ity .   T h e  d ataset  is   ac ce s s ib le  th r o u g h   th e  o r i g in al  p u b licatio n   b y   Den g   et  a l.   an d   is   co m m o n ly   u s ed   f o r   b en c h m ar k in g   au to m ated   co r n ea l  u lcer   class if icatio n   an d   g r ad i n g   task s .   All  d ata  u tili ze d   in   th is   r esear ch   ar e  p u b licly   av ailab l e  an d   ca n   b e  ac ce s s ed   f o r   r esear ch   p u r p o s es,  allo win g   r e p r o d u cib ilit y   o f   th e  ex p er im en tal  s etu p .   Deta ile d   in f o r m atio n   r e g ar d in g   d a ta  p r ep r o ce s s in g   s tep s ,   co r n ea l  ar ea   m ask in g   p r o ce d u r es,  d ata  a u g m en tatio n   s tr ateg ies,  an d   d ata   s p litt in g   co n f ig u r atio n s   im p lem en t ed   in   th is   s tu d y   is   av ailab le  f r o m   th e  co r r esp o n d in g   au th o r   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   G .   R .   V . - D u a r t e   e t   a l . ,   “ N e u r o t r o p h i c   k e r a t o p a t h y :   g e n e r a l   f e a t u r e s   a n d   n e w   t h e r a p i e s , ”   S u rv e y   o f   O p h t h a l m o l o g y ,   v o l .   6 9 ,     n o .   5 ,   p p .   7 8 9 – 8 0 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s u r v o p h t h a l . 2 0 2 4 . 0 4 . 0 0 4 .   [ 2 ]   F .   S t a p l e t o n ,   “ T h e   e p i d e mi o l o g y   o f   i n f e c t i o u s   k e r a t i t i s , ”   T h e   O c u l a r  S u rf a c e ,   v o l .   2 8 ,   n o .   9 ,   p p .   3 5 1 – 3 6 3 ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j t o s. 2 0 2 1 . 0 8 . 0 0 7 .   [ 3 ]   K .   W a sl a n   a n d   R .   O k t a l i a n i ,   “ A   c a s e   r e p o r t :   t h e   s t r a t e g y   o f   c o r n e a l   u l c e r s,”   J a m b i   Me d i c a l   J o u rn a l :   J u rn a l   K e d o k t e ra n   d a n   K e se h a t a n ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   6 8 – 7 3 ,   2 0 2 3 .   [ 4 ]   D .   M a n a w o n g sa k u l   a n d   K .   P a t a n u k h o m,  “ A   se g me n t a t i o n - b a se d   a u t o ma t e d   c o r n e a l   u l c e r   g r a d i n g   s y s t e m   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   a n d   H o u g h   c i r c l e   t r a n sf o r m, ”   A l g o r i t h m s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a 1 7 0 9 0 4 0 5 .   [ 5 ]   S .   G h a f a r i a n   e t   a l . ,   “ C l i n i c a l   e v a l u a t i o n   o f   c o r n e a l   u l c e r   w i t h   a   p o r t a b l e   a n d   s mart p h o n e - a t t a c h a b l e   sl i t   l a m p   d e v i c e :   smar t   e y e   c a mer a , ”   S c i e n t i f i c   R e p o rt s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 5 - 8 7 8 2 0 - z.   [ 6 ]   D .   D .   P a i ,   I .   M .   R .   R ,   a n d   H .   S u n i l ,   “ A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   i n   c l i n i c a l   d e c i si o n   s u p p o r t   s y st e ms:  a r c h i t e c t u r e s,  a p p l i c a t i o n s,  a n d   e t h i c a l   c h a l l e n g e s , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E n g i n e e r i n g   Re s e a r c h   a n d   R e v i e w s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   p p .   2 6 – 3 1 ,   2 0 2 6 .   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.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t 2 0 2 6 :   3 6 0 3 - 3 6 1 3   3612   [ 7 ]   T .   B .   A l a k u ş   a n d   M .   B a y k a r a ,   “ C l a s s i f i c a t i o n   a n d   d e t e r m i n a t i o n   o f   s e v e r i t y   o f   c o r n e a l   u l c e r   u s i n g   v i s i o n   t r a n s f o r m e r   b a s e d   o n   t h e   a n a l y s i s   o f   p u b l i c   i m a g e   d a t a s e t   o f   f l u o r e s c e i n - s t a i n e d   c o r n e a s , ”   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o s t i c s 1 4 0 8 0 7 8 6 .   [ 8 ]   S .   J .   G .   S u s i l a ,   “ A d v a n c e d   d e t e c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   c o r n e a l   u l c e r   u si n g   D e n seN e t 1 2 1   a n d   S V M   c l a ss i f i e r , ”   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   S y st e m s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   7 ,   p p .   1 8 6 7 – 1 8 8 3 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 2 7 8 3 / j e s . 3 8 9 2 .   [ 9 ]   O .   S e v l i ,   “ D e e p   l e a r n i n g - b a s e d   c l a s si f i c a t i o n   o f   c o r n e a l   u l c e r s  o n   o c u l a r   st a i n i n g   i m a g e s, ”   Ac t a   I n f o l o g i c a ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,     p p .   2 8 1 – 2 9 2 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 6 6 5 0 / a c i n . 1 1 7 3 4 6 5 .   [ 1 0 ]   S .   H u   e t   a l . ,   “ A u t o ma t i c   d i a g n o si s   o f   i n f e c t i o u s   k e r a t i t i s   b a se d   o n   sl i t   l a m p   i ma g e s  a n a l y si s,”   J o u rn a l   o f   Pe rs o n a l i z e d   Me d i c i n e ,  v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j p m 1 3 0 3 0 5 1 9 .   [ 1 1 ]   J.  G r o ss ,   J.   B r e i t e n b a c h ,   H .   B a u m g a r t l ,   a n d   R .   B u e t t n e r ,   “ H i g h - p e r f o r man c e   d e t e c t i o n   o f   c o r n e a l   u l c e r a t i o n   u s i n g   i m a g e   c l a ss i f i c a t i o n   w i t h   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s , ”   i n   5 4 t h   H a w a i i   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S y st e m   S c i e n c e s ,   2 0 2 1 ,     p p .   3 4 1 6 – 3 4 2 5 ,   d o i :   1 0 . 2 4 2 5 1 / H I C S S . 2 0 2 1 . 4 1 5 .   [ 1 2 ]   D .   P a s s o s   a n d   P .   M i s h r a ,   “ A   t u t o r i a l   o n   a u t o m a t i c   h y p e r p a r a m e t e r   t u n i n g   o f   d e e p   s p e c t r a l   m o d e l l i n g   f o r   r e g r e s s i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n   t a s k s , ”   C h e m o m e t r i c s   a n d   I n t e l l i g e n t   L a b o r a t o r y   S y s t e m s ,   v o l .   2 2 3 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c h e m o l a b . 2 0 2 2 . 1 0 4 5 2 0 .   [ 1 3 ]   L.   D e n g ,   J.  Ly u ,   H .   H u a n g ,   Y .   D e n g ,   J.  Y u a n ,   a n d   X .   Ta n g ,   “ T h e   S U S Te c h - S Y S U   d a t a set   f o r   a u t o ma t i c a l l y   s e g m e n t i n g   a n d   c l a ss i f y i n g   c o r n e a l   u l c e r s,”   S c i e n t i f i c   D a t a ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   J a n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 7 - 0 2 0 - 0 3 6 0 - 7.   [ 1 4 ]   H .   A l q u r a n ,   Y .   A l - I ssa,   M .   A l sal a t i e ,   W .   A .   M u s t a f a ,   I .   A .   Q a smi e h ,   a n d   A .   Z y o u t ,   “ I n t e l l i g e n t   d i a g n o si s  a n d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   k e r a t i t i s , ”   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   6 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o s t i c s 1 2 0 6 1 3 4 4 .   [ 1 5 ]   K .   C z a r n a c k a   e t   a l . ,   “ D i a g n o s i s a n d   t r e a t m e n t   o f   c o r n e a l   u l c e r s   i n   t h e   c o u r s e   o f   sy s t e m i c   a u t o i mm u n e   d i se a ses , ”   O p h t h a   T h e r a p y .   C o n ser v a t i v e   T re a t m e n t ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   4 3 – 4 7 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 4 2 9 2 / 0 1 . O T. 2 1 0 3 2 3 . 4 .   [ 1 6 ]   A .   A .   M a h mo u d ,   M .   S .   A . - R a h m a n ,   T.   A .   M o h a me d ,   a n d   D .   M .   El - S e b a i t y ,   “ I s  c o r n e a l   c o l l a g e n   c r o ss - l i n k i n g   b e n e f i c i a l   a s  a n   a d j u n c t   t o   t h e   c o n v e n t i o n a l   t r e a t me n t   o f   b a c t e r i a l   k e r a t i t i s? ”   T h e   O p e n   O p h t h a l m o l o g y   J o u r n a l ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 – 8 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 2 1 7 4 / 1 8 7 4 3 6 4 1 - v16 - e 2 2 0 3 1 5 0 .   [ 1 7 ]   C .   R .   H a r r i s   e t   a l . ,   “ A r r a y   p r o g r a m m i n g   w i t h   N u mP y , ”   N a t u r e ,   v o l .   5 8 5 ,   p p .   3 5 7 – 3 6 2 ,   S e p .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 8 6 - 020 - 2649 - 2.   [ 1 8 ]   I .   A .   Q a sm i e h ,   H .   A l q u r a n ,   A .   Z y o u t ,   Y .   A l - I ssa,   W .   A .   M u s t a f a ,   a n d   M .   A l sal a t i e ,   “ A u t o m a t e d   d e t e c t i o n   o f   c o r n e a l   u l c e r   u s i n g   c o m b i n a t i o n   i ma g e   p r o c e s si n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g , ”   D i a g n o s t i c s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 2 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / d i a g n o st i c s 1 2 1 2 3 2 0 4 .   [ 1 9 ]   T.   I n n e c i   a n d   H .   B a d e m ,   “ D e t e c t i o n   o f   c o r n e a l   u l c e r   u si n g   a   g e n e t i c   a l g o r i t h m - b a se d   i m a g e   sel e c t i o n   a n d   r e si d u a l   n e u r a l   n e t w o r k , ”   Bi o e n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / b i o e n g i n e e r i n g 1 0 0 6 0 6 3 9 .   [ 2 0 ]   L.   L v ,   M .   P e n g ,   X .   W a n g ,   a n d   Y .   W u ,   “ M u l t i - s c a l e   i n f o r ma t i o n   f u s i o n   n e t w o r k   w i t h   l a b e l   sm o o t h i n g   st r a t e g y   f o r   c o r n e a l   u l c e r   c l a ss i f i c a t i o n   i n   s l i t   l a m p   i ma g e s, ”   Fr o n t i e rs  i n   N e u r o sc i e n c e ,   v o l .   1 6 ,   N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f n i n s. 2 0 2 2 . 9 9 3 2 3 4 .   [ 2 1 ]   M .   Ta n   a n d   Q .   V .   L e ,   “ Ef f i c i e n t N e t V 2 :   sma l l e r   m o d e l s   a n d   f a st e r   t r a i n i n g , ”   i n   3 8   t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   M a c h i n e   L e a r n i n g ,   2 0 2 1 ,   v o l .   1 3 9 ,   p p .   1 0 0 9 6 – 1 0 1 0 6 .   [ 2 2 ]   L.   A l z u b a i d i   e t   a l . ,   “ A   s u r v e y   o n   d e e p   l e a r n i n g   t o o l s  d e a l i n g   w i t h   d a t a   sca r c i t y :   d e f i n i t i o n s,  c h a l l e n g e s,   so l u t i o n s,   t i p s ,   a n d   a p p l i c a t i o n s, ”   J o u rn a l   o f   Bi g   D a t a ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 5 3 7 - 0 2 3 - 0 0 7 2 7 - 2.   [ 2 3 ]   S .   J.   P a n   a n d   Q .   Y a n g ,   “ A   su r v e y   o n   t r a n sf e r   l e a r n i n g , ”   I EE E  T r a n sa c t i o n s   o n   K n o w l e d g e   a n d   D a t a   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 3 4 5 – 1 3 5 9 ,   O c t .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T K D E. 2 0 0 9 . 1 9 1 .   [ 2 4 ]   Y .   D e n g   e t   a l . ,   “ A d v a n c e d   a n d   i n t e r p r e t a b l e   c o r n e a l   s t a i n i n g   a ss e ssm e n t   t h r o u g h   f i n e   g r a i n e d   k n o w l e d g e   d i s t i l l a t i o n , ”   n p j   D i g i t a l   Me d i c i n e ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 7 4 6 - 0 2 5 - 0 1 7 0 6 - y.   [ 2 5 ]   F. - F .   Li   e t   a l . ,   “ I n t e g r a t i n g   p r i o r   k n o w l e d g e   w i t h   d e e p   l e a r n i n g   f o r   o p t i m i z e d   q u a l i t y   c o n t r o l   i n   c o r n e a l   i ma g e s:   a   m u l t i c e n t e r   st u d y , ”   C o m p u t e r  Me t h o d s  a n d   Pro g r a m s i n   Bi o m e d i c i n e ,   v o l .   2 6 7 ,   J u l .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c m p b . 2 0 2 5 . 1 0 8 8 1 4 .   [ 2 6 ]   S .   M e h r t a b a r   e t   a l . ,   “ E t h i c a l   c o n si d e r a t i o n s  i n   p a t i e n t   p r i v a c y   a n d   d a t a   h a n d l i n g   f o r   A I   i n   c a r d i o v a sc u l a r   i m a g i n g   a n d   r a d i o l o g y , ”   J o u rn a l   o f   D i g i t a l   I m a g i n g ,   v o l .   3 9 ,   p p .   2 0 0 4 – 2 0 2 5 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 2 7 8 - 025 - 0 1 6 5 6 - 7.   [ 2 7 ]   T .   I s l a m ,   M .   S .   H a f i z ,   J .   R .   J i m ,   M .   M .   K a b i r ,   a n d   M .   F .   M r i d h a ,   “ A   s y s t e m a t i c   r e v i e w   o f   d e e p   l e a r n i n g   d a t a   a u g m e n t a t i o n   i n   m e d i c a l   i m a g i n g :   r e c e n t   a d v a n c e s   a n d   f u t u r e   r e s e a r c h   d i r e c t i o n s , ”   H e a l t h c a r e   A n a l y t i c s ,   v o l .   5 ,   J u n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e a l t h . 2 0 2 4 . 1 0 0 3 4 0 .   [ 2 8 ]   J.  M a ,   Y .   H e ,   F .   L i ,   L .   H a n ,   C .   Y o u ,   a n d   B .   W a n g ,   “ S e g me n t   a n y t h i n g   i n   me d i c a l   i m a g e s, ”   N a t u re  C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 5 ,     n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 4 6 7 - 0 2 4 - 4 4 8 2 4 - z.   [ 2 9 ]   E.   J.  To p o l ,   “ H i g h - p e r f o r ma n c e   me d i c i n e :   t h e   c o n v e r g e n c e   o f   h u ma n   a n d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e , ”   N a t u re  Me d i c i n e ,   v o l .   2 5 ,   n o .   1 ,   p p .   4 4 – 5 6 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 1 - 0 1 8 - 0 3 0 0 - 7.   [ 3 0 ]   D .   S .   W .   Ti n g   e t   a l . ,   “ A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   a n d   d e e p   l e a r n i n g   i n   o p h t h a l mo l o g y , ”   Bri t i s h   J o u r n a l   o f   O p h t h a l m o l o g y ,   v o l .   1 0 3 ,     n o .   2 ,   p p .   1 6 7 – 1 7 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 3 6 / b j o p h t h a l m o l - 2 0 1 8 - 3 1 3 1 7 3 .   [ 3 1 ]   O .   A .   R a mw a l a   e t   a l . ,   “ Es t a b l i sh i n g   a   v a l i d a t i o n   i n f r a s t r u c t u r e   f o r   i ma g i n g - b a s e d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   a l g o r i t h m s  b e f o r e   c l i n i c a l   i mp l e m e n t a t i o n , ”   J o u r n a l   o f   t h e   Am e ri c a n   C o l l e g e   o f   R a d i o l o g y ,   v o l .   2 1 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 5 6 9 – 1 5 7 4 ,   O c t .   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j a c r . 2 0 2 4 . 0 4 . 0 2 7 .   [ 3 2 ]   D .   C .   L e p c h a   e t   a l . ,   “ D e e p   l e a r n i n g   i n   me d i c a l   i m a g e   a n a l y si s :   a   c o m p r e h e n s i v e   r e v i e w   o f   a l g o r i t h ms,  t r e n d s ,   a p p l i c a t i o n s,  a n d   c h a l l e n g e s,”   C o m p u t e r  Mo d e l i n g   i n   E n g i n e e r i n g   &  S c i e n c e s ,   v o l .   1 4 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 4 8 7 – 1 5 7 3 ,   O c t .   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 3 2 6 0 4 / c mes. 2 0 2 5 . 0 7 0 9 6 4 .   [ 3 3 ]   S .   U .   R .   K h a n ,   S .   A si f ,   M .   Zh a o ,   W .   Z o u ,   Y .   L i ,   a n d   X .   L i ,   “ O p t i mi z e d   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   f o r   c o m p r e h e n s i v e   m e d i c a l   i m a g e   a n a l y si s   a c r o ss m u l t i p l e   mo d a l i t i e s,”   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   6 1 9 ,   n o .   9 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m. 2 0 2 4 . 1 2 9 1 8 2 .   [ 3 4 ]   G .   U z o e c h i n a   a n d   T.   O sa j i u b a ,   “ D e e p   l e a r n i n g   i n   c l i n i c a l   d i a g n o s t i c s:   a   s c o p i n g   r e v i e w   o f   i n n o v a t i o n s   s h a p i n g   f u t u r e   h e a l t h c a r e   d e l i v e r y , ”   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   i n   M e d i c i n e ,   v o l .   1 4 6 .   N o v .   1 8 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 2 1 2 0 3 / r s . 3 . r s - 7 8 7 6 5 9 8 / v 1 .   [ 3 5 ]   B .   K o c a k   e t   a l . ,   “ E v a l u a t i o n   me t r i c s  i n   me d i c a l   i ma g i n g   A I :   f u n d a me n t a l s ,   p i t f a l l s,   mi s a p p l i c a t i o n s,   a n d   r e c o mm e n d a t i o n s, ”   Eu r o p e a n   J o u r n a l   o f   R a d i o l o g y :   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   3 ,   S e p .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e j r a i . 2 0 2 5 . 1 0 0 0 3 0 .   [ 3 6 ]   H .   S a mm a ,   A .   S .   B .   S a ma,   a n d   Q .   S .   H a m a d ,   “ O p t i mi z e d   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l   f o r   me d i c a l   i ma g e   d i a g n o si s , ”   J o u r n a l   o f   En g i n e e ri n g   Re s e a rc h ,   v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 1 4 7 – 3 1 5 5 ,   D e c .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e r . 2 0 2 4 . 1 1 . 0 0 3 .   [ 3 7 ]   H .   L u ,   Y .   L i n ,   Z .   Li ,   M .   L.   Y i u ,   Y .   G a o ,   a n d   S .   U d d i n ,   “ T o w a r d   f a i r   m e d i c a l   a d v i c e :   a d d r e ssi n g   a n d   m i t i g a t i n g   b i a s   i n   l a r g e   l a n g u a g e   m o d e l - b a se d   h e a l t h c a r e   a p p l i c a t i o n s , ”   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   i n   Me d i c i n e ,   v o l .   1 6 8 ,   n o .   4 ,   O c t .   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a r t me d . 2 0 2 5 . 1 0 3 2 1 6 .   [ 3 8 ]   A .   M .   C a r r i n g t o n   e t   a l . ,   “ D e e p   R O C   a n a l y si s   a n d   A U C   a s   b a l a n c e d   a v e r a g e   a c c u r a c y   f o r   i m p r o v e d   c l a ss i f i e r   se l e c t i o n ,   a u d i t   a n d   e x p l a n a t i o n , ”   I EE E  T r a n s a c t i o n s  o n   Pa t t e rn   A n a l y s i s  a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   4 5 ,   n o .   1 ,   p p .   3 2 9 – 3 4 1 ,   Ja n .   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPA M I . 2 0 2 2 . 3 1 4 5 3 9 2 .   [ 3 9 ]   Z.   L a n ,   Y .   H u ,   S .   Y a n g ,   M .   W u ,   Y .   H u a n g ,   a n d   H .   Z h a n g ,   “ D e e p   l e a r n i n g   i n   o p h t h a l mi c   i ma g e   a n a l y si s :   a   t a s k - d r i v e n   r e v i e w   o f   seg m e n t a t i o n ,   d i a g n o si s ,   a n d   p r o g r e ss   p r e d i c t i o n , ”   N e u ro c o m p u t i n g ,   v o l .   6 6 7 ,   F e b .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m . 2 0 2 5 . 1 3 2 2 8 2 .   [ 4 0 ]   S .   H i sari a ,   P .   S h a r m a ,   R .   G u p t a ,   a n d   K .   S u ma l a t h a ,   “ A n   a n a l y si s  o f   mu l t i - c r i t e r i a   p e r f o r m a n c e   i n   d e e p   l e a r n i n g - b a s e d     med i c a l   i ma g e   c l a ssi f i c a t i o n :   a   c o mp r e h e n si v e   r e v i e w , ”   n p j   D i g i t a l   Me d i c i n e ,   v o l .   7 ,   n o .   1 .   p p .   1 – 1 2 ,   M a r .   2 1 ,   2 0 2 4 ,    d o i :   1 0 . 2 1 2 0 3 / r s. 3 . r s - 4 1 2 5 3 0 1 / v 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.