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Enregistrement W4366245791 · doi:10.1016/j.cmpb.2023.107558

Lightweight multi-scale classification of chest radiographs via size-specific batch normalization

2023· article· en· W4366245791 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.
no affAucune affiliation canadienne : ce travail est invisible pour une base fondée sur la seule affiliation.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Notice bibliographique

RevueComputer Methods and Programs in Biomedicine · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCOVID-19 diagnosis using AI
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesEuropean Regional Development FundFundação para a Ciência e a TecnologiaCanadian Mennonite University
Mots-clésNormalization (sociology)Computer sciencePixelConvolutional neural networkArtificial intelligencePattern recognition (psychology)RadiographyGrayscaleData miningRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND AND OBJECTIVE: Convolutional neural networks are widely used to detect radiological findings in chest radiographs. Standard architectures are optimized for images of relatively small size (for example, 224 × 224 pixels), which suffices for most application domains. However, in medical imaging, larger inputs are often necessary to analyze disease patterns. A single scan can display multiple types of radiological findings varying greatly in size, and most models do not explicitly account for this. For a given network, whose layers have fixed-size receptive fields, smaller input images result in coarser features, which better characterize larger objects in an image. In contrast, larger inputs result in finer grained features, beneficial for the analysis of smaller objects. By compromising to a single resolution, existing frameworks fail to acknowledge that the ideal input size will not necessarily be the same for classifying every pathology of a scan. The goal of our work is to address this shortcoming by proposing a lightweight framework for multi-scale classification of chest radiographs, where finer and coarser features are combined in a parameter-efficient fashion. METHODS: We experiment on CheXpert, a large chest X-ray database. A lightweight multi-resolution (224 × 224, 448 × 448 and 896 × 896 pixels) network is developed based on a Densenet-121 model where batch normalization layers are replaced with the proposed size-specific batch normalization. Each input size undergoes batch normalization with dedicated scale and shift parameters, while the remaining parameters are shared across sizes. Additional external validation of the proposed approach is performed on the VinDr-CXR data set. RESULTS: The proposed approach (AUC 83.27±0.17, 7.1M parameters) outperforms standard single-scale models (AUC 81.76±0.18, 82.62±0.11 and 82.39±0.13 for input sizes 224 × 224, 448 × 448 and 896 × 896, respectively, 6.9M parameters). It also achieves a performance similar to an ensemble of one individual model per scale (AUC 83.27±0.11, 20.9M parameters), while relying on significantly fewer parameters. The model leverages features of different granularities, resulting in a more accurate classification of all findings, regardless of their size, highlighting the advantages of this approach. CONCLUSIONS: Different chest X-ray findings are better classified at different scales. Our study shows that multi-scale features can be obtained with nearly no additional parameters, boosting performance.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,840
Score d'incertitude au seuil0,759

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,003
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,101
Tête enseignante GPT0,394
Écart entre enseignants0,293 · 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