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Enregistrement W4402833265 · doi:10.1109/nss/mic/rtsd57108.2024.10657534

Diagnosis of chest X-Rays images with Deep Learning enhanced with discrete wavelet transform

2024· article· en· W4402833265 sur OpenAlexaff
Faiçal Slimani, M’hamed Bentourkia

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésArtificial intelligenceComputer scienceWavelet transformWaveletDiscrete wavelet transformComputer visionDeep learningPattern recognition (psychology)Materials science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Deep learning (DL) is increasingly used in medical imaging to improve image acquisition technology and aid in disease diagnosis and classification. In this work, we present an enhancement of DL applied in lung chest X-rays (CXR) imaging first to enhance lung image segmentation, and second to accurately classify images based on their status of normal, or with tuberculosis, viral pneumonia, or COVID-19 induced pneumonia. The images were obtained from public datasets: 247 from the Japanese Society of Radiological Technology and the Japanese Radiological Society; 138 from the Health and Human Services, Montgomery County (MC), Maryland, USA; 800 from Shenzhen and Montgomery; and 33,920 from Qatar University. For the segmentation, we replaced the Max-Pooling in U-Net++ with the Discrete Wavelet Transform (UNet++-Rand-DWT) integrated with Attention Gates. Prior to U-Net++-Rand-DWT, the images were normalized with the Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) and augmented with the Progressive Growing Generative Adversarial Networks (PGGAN) by generating synthetic images to balance the different image classes. For image classification, the DenseNet-201 model was enhanced with Rand-DWT (DenseNet-201-Rand-DWT). The results for the segmentation obtained with U-Net++-Rand-DWT demonstrated greater accuracy, both qualitatively and quantitatively, compared to U-Net++ with Max-Pooling and to four other models, as evaluated by accuracy, specificity, sensitivity, Dice coefficient and Jaccard Index. For pathology classification, DenseNet-201-Rand-DWT outperformed the traditional U-Net++ and U-Net, and the synthetically generated images with PGGAN significantly enhanced classification accuracy, as determined by precision and F1-score metrics. Furthermore, DenseNet-201-Rand-DWT demonstrated an enhanced performance in discriminating pneumonia and COVID-19 CXR images, even without data augmentation.

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)0,000
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: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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.

Tête enseignante Opus0,005
Tête enseignante GPT0,256
Écart entre enseignants0,251 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations0
Publié2024
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