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Enregistrement W4285347669 · doi:10.1109/aipr52630.2021.9762068

Adaptive Cycle-consistent Adversarial Network for Malaria Blood Cell Image Synthetization

2021· article· en· W4285347669 sur OpenAlexaff
Zhaohui Liang, Jimmy Xiangji Huang

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueImage Processing Techniques and Applications
Établissements canadiensYork University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDiscriminatorComputer scienceArtificial intelligencePattern recognition (psychology)Convolutional neural networkGenerator (circuit theory)MalariaFeature (linguistics)AlgorithmBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Malaria is a tropical infectious disease that causes massive global deaths. The convolution neural network (CNN) models can theoretically classify the malaria infected blood cells from normal cells, but they are vulnerable to network attacks even with simple uniform noise. A typical drawback of CNN is that the algorithm cannot properly capture the meaningful patterns with clinical significance. We propose a novel adaptive cycle-consistent adversarial network (Ad Cycle GAN) to synthesize malaria significant patterns based on a homogeneous image template with randomness. The Ad Cycle GAN model consists of a pretrained convolutional variational autoencoder (CVAE) and conventional cycle-consistent adversarial network (Cycle GAN). The CVAE model is trained by a large, segmented blood cell dataset with 27,578 images. The model is optimized for 120 epochs. The CVAE is pipelined to a conventional Cycle GAN model with two generator-discriminator combinations. The real malaria positive images are at first sent to the pretrained CVAE to generate template images for the adversarial optimization with the real images. Therefore, the optimization process is to use generator G to convert the CVAE generated images from the synthetic domain (X) to the real malaria positive image domain (Y), then use generator F to convert the real malaria positive images from the real positive image domain (Y) to the CVAE synthetic image domain (X). The total generator loss is composed of adversarial loss, cycle loss, and identity loss, all loss terms are computed by least squared loss. The Ad Cycle GAN architecture is optimized by 150 epochs. When using a pretrained classifier to differentiate the real and synthetic malaria positive image, 99.61% of the real images from the real image set are accurately recognized, compared to 86.6% of the synthetic images are accurately classified. The average score of Frechet Inception Distance (FID) of the generated images by the Ad Cycle GAN is 0.0053 (Std=0.0004). By human eye observation, the Ad Cycle GAN generated images have reasonable fidelity as real blood cells with meaningful pathological patterns that properly mimics real malaria infected blood cells. The proposed Ad Cycle model can generate synthetic malaria infected blood cell images to successfully optimize the deep neural network model for high classification accuracy. We conclude that the new Ad Cycle GAN model can generate high quality malaria infected blood cell images with good diversity.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,201 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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