<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">sat</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">НАУКА и ТЕХНИКА</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Science &amp; Technique</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2227-1031</issn><issn pub-type="epub">2414-0392</issn><publisher><publisher-name>Belarusian National Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21122/2227-1031-2026-25-1-5-13</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sat-2925</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИНФОРМАТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INFORMATICS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Классификация дерматоскопических изображений с использованием сверточных нейронных сетей</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dermatoscopy Image Classification Using Convolutional Neural Networks</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Смалюк</surname><given-names>А. Ф.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Smaliuk</surname><given-names>A. F.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кандидат физико-математических наук, доцент</p><p>Адрес для перепискиСмалюк Антон ФедоровичБелорусский национальный технический университетпр. Независимости, 65,220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 293-93-22</p><p>dsmsm@bntu.by</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Address for correspondenceSmaliuk Anton F.Belarusian National Technical University 65, Nezavisimosty Ave.,220013, Minsk, Republic of Belarus </p><p>Tel.: +375 17 293-93-22</p><p>dsmsm@bntu.by</p></bio><email xlink:type="simple">dsmsm@bntu.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусский национальный технический университет</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarusian National Technical University</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>26</day><month>02</month><year>2026</year></pub-date><volume>25</volume><issue>1</issue><fpage>5</fpage><lpage>13</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Смалюк А.Ф., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Смалюк А.Ф.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Smaliuk A.F.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://sat.bntu.by/jour/article/view/2925">https://sat.bntu.by/jour/article/view/2925</self-uri><abstract><p>В работе изучается проблема диагностики меланомы кожи на основе дерматоскопических изображений с использованием современных компьютерных технологий. В частности, рассмотрена задача классификации дерматоскопических изображений с использованием сверточных нейронных сетей для получения предварительных диагнозов меланомы кожи. Описаны основные открытые источники, на основе которых могут создаваться наборы изображений для обучения сетей и их тестирования. Отмечены проблемы, возникающие при создании набора данных для обучения нейронной сети, пути решения проблем, связанных с несбалансированностью имеющихся наборов данных. Предложены два варианта архитектуры нейронной сети для решения задачи классификации дерматоскопических изображений: простая сверточная сеть и сеть, построенная на основе архитектуры Inception. Описаны основные метрики, используемые для проверки качества диагностики в медицинских задачах. Проведено сравнение результатов, полученных с помощью предложенных сетей, и обоснован выбор Inception как обеспечивающей большую чувствительность при определении меланомы. Выполнено тестирование созданных сетей с использованием собственной базы данных дерматоскопических изображений, проведен анализ возможных причин отличия результатов тестового и валидационного наборов изображений и обоснована необходимость дальнейшей аугментации данных при обучении. Предложены средства дополнительной аугментации данных, интегрированные в архитектуру сети на стадии обучения. Выполнено сравнение полученных с помощью аугментации результатов и показано значительное улучшение чувствительности сети при работе с тестовым набором изображений.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>This paper examines the problem of diagnosing skin melanoma based on dermatoscopy images using modern computer technologies. In particular, it considers the problem of classifying dermatoscopy images using convolutional neural networks to obtain preliminary melanoma diagnoses. The main open sources that can be used to create image datasets for network training and testing are described. The challenges encountered in creating a dataset for neural network training and solutions to problems associated with the imbalance in existing datasets are discussed. Two neural network architectures are proposed for solving the problem of dermatoscopy image classification: a simple convolutional network and a network built on the Inception architecture. The key metrics used to assess diagnostic quality in medical applications are described. The results obtained using the proposed networks are compared, and the choice of Inception is justified as providing greater sensitivity in melanoma detection. The developed networks were tested using our own database of dermatoscopy images. Possible causes of discrepancies between the test and validation image sets were analyzed, and the need for further data augmentation during training was substantiated. Tools for additional data augmentation were proposed and integrated into the network architecture during the training stage. A comparison of the results obtained through augmentation was performed, demonstrating a significant improvement in the network sensitivity when working with the test set of images.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>меланома</kwd><kwd>нейронные сети</kwd><kwd>сверточные нейронные сети</kwd><kwd>диагностика</kwd><kwd>классификация изображений</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>melanoma</kwd><kwd>neural networks</kwd><kwd>convolutional neural networks</kwd><kwd>diagnostics</kwd><kwd>image classification</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Меланома кожи в Республике Беларусь: эпидемиология, диагностика и результаты лечения / А. Г. Жуковец А. Е. Океанов, П. И. Моисеев, А. В. Прокошин // Онкологический журнал. 2017. Т. 11, № 1. С. 35–46.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhukovets A. G., Okeanov A. E., Moiseev P. I., Prokoshin А.V. (2017) Skin Melanoma in the Republic of Belarus: Epidemiology, Diagnosis and Treatment Results. Onkologichesky Zhurnal [Oncological journal], 11 (1), 35–46 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Deep Neural Networks Are Superior to Dermatologists in Melanoma Image Classification / T. J. Brinker, A. Hekler, A. H. Enk [et al.] // European Journal of Cancer. 2019. Vol. 119. P. 11–17. https://doi.org/10.1016/j.ejca.2019.05.023.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Brinker T. J., Hekler A., Enk A. H., Berking C., Haferkamp S., Hauschild A., Weichenthal M., Klode J., Schadendorf D., Holland-Letz T., von Kalle C., Fröhling S., Schilling B., Utikal J. S. (2019) Deep neural Networks Are Superior to Dermatologists in Melanoma Image Classification. European Journal of Cancer, 119, 11–17. https://doi.org/10.1016/j.ejca.2019.05.023.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">AI Outperformed Every Dermatologist in Dermoscopic Melanoma Diagnosis, Using an Optimized Deep-CNN Architecture with Custom Mini-Batch Logic and Loss Function / T. C. Pham, C.-M. Luong, V.-D. Hoang, A. Doucet // Scientific Reports. 2021. Vol. 11, No 1. P. 17485. https://doi.org/10.1038/s41598-021-96707-8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pham T.-C., Luong C.-M., Hoang V.-D., Doucet A. (2021) AI outperformed Every Dermatologist in Dermoscopic Melanoma Diagnosis, Using an Optimized Deep-CNN Architecture with Custom Mini-Batch Logic and Loss Function. Scientific Reports, 11 (1), 17485. https://doi.org/10.1038/s41598-021-96707-8.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Экспертная система диагностики злокачественных опухолей кожи / А. Г. Жуковец, Н. М. Тризна, И. В. Белоцерковский [и др.] // Вторая белорусско-польская дерматологическая конференция: дерматология без границ: cб. материалов респ. науч.-практ. конф., Гродно, 8 мая 2015. Гродно, 2015. С. 62–66.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhukovets A. G., Trizna N. M., Belotserkovskii I. V., Barkalin V. V., Levchuk V. A., Kovalev V. A., Dolgaya Ya. V. (2015) Expert System for Diagnosing Malignant Skin Tumors. Vtoraya belorussko-pol'skaya dermatologicheskaya kon-ferentsiya: dermatologiya bez granits: cb. materialov resp. nauch.-prakt. konf., Grodno, 8 maya 2015 [2nd Belarusian-Polish Dermatological Conference: Dermatology without Borders: Collection of Materials of the Republican Scientific and Practical Conference, Grodno, May 8, 2015]. Grodno, 62–66 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смалюк, А. Ф. Особенности использования TensorFlow. для разработки систем искусственного интеллекта / А. Ф. Смалюк // Бизнес. Образование. Экономика: VI Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 3–4 апреля 2025 г.: сб. ст. Минск: Институт бизнеса БГУ, 2025. С. 319–322.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smalyuk A. F. (2025) Features of Using TensorFlow. js for Developing Artificial Intelligence Systems. Biznes. Obrazovanie. Ekonomika: Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Minsk, 4–5 apr. 2024 g.: sb. st. [Business. Education. Economics: 6th International Scientific and Practical Conference, Minsk, April 3–4, 2025: Collection of Articles]. Minsk, Belarusian State University Institute of Business, 319–322 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смалюк, А. Ф. Использование нейронных сетей в задачах анализа дерматоскопических изображений / А. Ф. Смалюк // Бизнес. Образование. Экономика: Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 4–5 апр. 2024 г.: сб. ст. / редкол.: Н. В. Манцурова [и др.]. Минск: Ин-т бизнеса БГУ, 2024. C. 300–305.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smalyuk A. F. (2024) Using Neural Networks in Dermatoscopy Image Analysis Tasks. Biznes. Obrazovanie. Ekonomika: Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Minsk, 4–5 apr. 2024 g.: sb. st. [Business. Education. Economics: International Scientific and Practical Conference, Minsk, April 4–5, 2024: Collection of Articles]. Minsk, Belarusian State University Institute of Business, 300–305 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смалюк, А. Ф. Сегментация дерматоскопических изображений новообразований кожи. Сравнение методик / А. Ф. Смалюк, М. С. Дешко, И. Д. Купчикова // Системный анализ и прикладная информатика. 2024. № 1. С. 50–58. https://doi.org/10.21122/2309-4923-2024-1-50-58.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smalyuk A. F., Dzeshka M. S., Kupchykava I. D. (2024) Segmentation of Dermatoscopic Images of Skin Lesions. Comparison of Methods. Sistemny Analiz i Prikladnaya Informatika = System Analysis and Applied Information Science, (1), 50–58. https://doi.org/10.21122/2309-4923-2024-1-50-58 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tschandl P. The HAM10000 Dataset, a Large Collection of Multi-Sources Dermatoscopic Images of Common Pigmented Skin Lesions / P. Tschandl, C. Rosendahl, H. Kittler // Scientific Data. 2018. Vol. 5, No 1. P. 180161. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.161.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tschandl P., Rosendahl C., Kittler H. (2018) The HAM10000 Dataset, a Large Collection of Multi-Source Dermatoscopic Images of Common Pigmented Skin Lesions. Scientific Data, 5 (1), 180161. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.161.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Skin Lesion Analysis toward Melanoma Detection 2018: A Challenge Hosted by the International Skin Imaging Collaboration (isic) / N. Codella, V. Rotemberg, P. Tschandl [et al.] // arXiv preprint. URL: https://arxiv.org/abs/1902.03368. https://doi.org/10.48550/arXiv.1902.03368.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Codella N., Rotemberg V., Tschandl P., Celebi M. E., Dusza S., Gutman D., Helba B., Kalloo A., Liopyris K., Marchetti M., Kittler H., Halpern A. (2018) Skin Lesion Analysis toward Melanoma Detection 2018: A Challenge Hosted by the International Skin Imaging Collaboration (ISIC). arXiv preprint. Available at: https://arxiv.org/abs/1902.03368. https://doi.org/10.48550/arXiv.1902.03368.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Going Deeper with Convolutions / C. Szegedy, Wei Liu, Yangqing Jia [et al] // 2015 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). Boston, MA, USA, 2015. P. 1–9. https://doi.org/10.1109/cvpr.2015.7298594.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Szegedy C., Wei Liu, Yangqing Jia, Sermanet P., Reed S., Anguelov D., Erhan D., Vanhoucke V., Rabinovich A. (2015) Going deeper with convolutions. 2015 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 1–9. https://doi.org/10.1109/cvpr.2015.7298594.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
