A Performance Study of CNN Architectures for the Autonomous Detection of COVID-19 Symptoms Using Cough and Breathing
Notice bibliographique
Résumé
Deep learning (DL) methods have the potential to be used for detecting COVID-19 symptoms. However, the rationale for which DL method to use and which symptoms to detect has not yet been explored. In this paper, we present the first performance study which compares various convolutional neural network (CNN) architectures for the autonomous preliminary COVID-19 detection of cough and/or breathing symptoms. We compare and analyze residual networks (ResNets), visual geometry Groups (VGGs), Alex neural networks (AlexNet), densely connected networks (DenseNet), squeeze neural networks (SqueezeNet), and COVID-19 identification ResNet (CIdeR) architectures to investigate their classification performance. We uniquely train and validate both unimodal and multimodal CNN architectures using the EPFL and Cambridge datasets. Performance comparison across all modes and datasets showed that the VGG19 and DenseNet-201 achieved the highest unimodal and multimodal classification performance. VGG19 and DensNet-201 had high F1 scores (0.94 and 0.92) for unimodal cough classification on the Cambridge dataset, compared to the next highest F1 score for ResNet (0.79), with comparable F1 scores to ResNet for the larger EPFL cough dataset. They also had consistently high accuracy, recall, and precision. For multimodal detection, VGG19 and DenseNet-201 had the highest F1 scores (0.91) compared to the other CNN structures (≤0.90), with VGG19 also having the highest accuracy and recall. Our investigation provides the foundation needed to select the appropriate deep CNN method to utilize for non-contact early COVID-19 detection.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».