Automated Cough Analysis with Convolutional Recurrent Neural Network
Notice bibliographique
Résumé
Chronic cough is associated with several respiratory diseases and is a significant burden on physical, social, and psychological health. Non-invasive, real-time, continuous, and quantitative monitoring tools are highly desired to assess cough severity, the effectiveness of treatment, and monitor disease progression in clinical practice and research. There are currently limited tools to quantitatively measure spontaneous coughs in daily living settings in clinical trials and in clinical practice. In this study, we developed a machine learning model for the detection and classification of cough sounds. Mel spectrograms are utilized as a key feature representation to capture the temporal and spectral characteristics of coughs. We applied this approach to automate cough analysis using 300 h of audio recordings from cough challenge clinical studies conducted in a clinical lab setting. A number of machine learning algorithms were studied and compared, including decision tree, support vector machine, k-nearest neighbors, logistic regression, random forest, and neural network. We identified that for this dataset, the CRNN approach is the most effective method, reaching 98% accuracy in identifying individual coughs from the audio data. These findings provide insights into the strengths and limitations of various algorithms, highlighting the potential of CRNNs in analyzing complex cough patterns. This research demonstrates the potential of neural network models in fully automated cough monitoring. The approach requires validation in detecting spontaneous coughs in patients with refractory chronic cough in a real-life setting.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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 ».