Skin cancer is the most common malignancy in the world. Automated skin cancer detection would significantly improve early detection rates and prevent deaths. To help with this aim, a number of datasets have been released which can be used to train Deep Learning systems - these have produced impressive results for classification. However, this only works for the classes they are trained on whilst they are incapable of identifying skin lesions from previously unseen classes, making them unconducive for clinical use. We could look to massively increase the datasets by including all possible skin lesions, though this would always leave out some classes. Instead, we evaluate Siamese Neural Networks (SNNs), which not only allows us to classify images of skin lesions, but also allow us to identify those images which are different from the trained classes - allowing us to determine that an image is not an example of our training classes. We evaluate SNNs on both dermoscopic and clinical images of skin lesions. We obtain top-1 classification accuracy levels of 74.33% and 85.61% on clinical and dermoscopic datasets, respectively. Although this is slightly lower than the state-of-the-art results, the SNN approach has the advantage that it can detect out-of-class examples. Our results highlight the potential of an SNN approach as well as pathways towards future clinical deployment.
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卷积神经网络在皮肤病变图像分类中表现出皮肤科医生水平的表现,但是由于训练数据中看到的偏见而引起的预测不规则性是在可能在广泛部署之前解决的问题。在这项工作中,我们使用两种领先的偏见未学习技术从自动化的黑色素瘤分类管道中稳健地消除了偏见和虚假变化。我们表明,可以使用这些偏置去除方法合理地减轻先前研究中介绍的手术标记和统治者引入的偏见。我们还证明了与用于捕获病变图像的成像仪器有关的杂化变异的概括优势。我们的实验结果提供了证据,表明上述偏见的影响大大降低了,不同的偏见技术在不同的任务方面具有出色的作用。
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卷积神经网络在黑色素瘤和其他皮肤病变的分类中表现出人类水平的表现,但是在广泛部署之前,应解决不同肤色之间的明显性能差异。在这项工作中,我们提出了一种有效但有效的算法,用于自动标记病变图像的肤色,并使用它来注释基准ISIC数据集。随后,我们使用这些自动标签作为两种领先的偏见,无法减轻肤色偏差的目标。我们的实验结果提供了证据表明,我们的肤色检测算法优于现有的解决方案,并且脱胶肤色可以改善概括,并可以减少黑色素瘤检测到更轻和较深的肤色之间的性能差异。
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Pneumonia, a respiratory infection brought on by bacteria or viruses, affects a large number of people, especially in developing and impoverished countries where high levels of pollution, unclean living conditions, and overcrowding are frequently observed, along with insufficient medical infrastructure. Pleural effusion, a condition in which fluids fill the lung and complicate breathing, is brought on by pneumonia. Early detection of pneumonia is essential for ensuring curative care and boosting survival rates. The approach most usually used to diagnose pneumonia is chest X-ray imaging. The purpose of this work is to develop a method for the automatic diagnosis of bacterial and viral pneumonia in digital x-ray pictures. This article first presents the authors' technique, and then gives a comprehensive report on recent developments in the field of reliable diagnosis of pneumonia. In this study, here tuned a state-of-the-art deep convolutional neural network to classify plant diseases based on images and tested its performance. Deep learning architecture is compared empirically. VGG19, ResNet with 152v2, Resnext101, Seresnet152, Mobilenettv2, and DenseNet with 201 layers are among the architectures tested. Experiment data consists of two groups, sick and healthy X-ray pictures. To take appropriate action against plant diseases as soon as possible, rapid disease identification models are preferred. DenseNet201 has shown no overfitting or performance degradation in our experiments, and its accuracy tends to increase as the number of epochs increases. Further, DenseNet201 achieves state-of-the-art performance with a significantly a smaller number of parameters and within a reasonable computing time. This architecture outperforms the competition in terms of testing accuracy, scoring 95%. Each architecture was trained using Keras, using Theano as the backend.
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皮肤癌的发病率在全世界一直在稳步上升,这是一个严重的问题。早期诊断有可能大大减少疾病造成的伤害,但是,传统活检是一种劳动密集型和侵入性的手术。此外,许多农村社区不容易获得医院,并且不希望因为他们认为可能是小问题而访问一个。使用机器学习和深度学习进行皮肤癌分类可以提高可及性,并减少传统病变检测过程中涉及的不适程序。这些模型可以包裹在网络或移动应用程序中,并为更多的人口提供服务。在本文中,在常见皮肤病变的基准HAM10000数据集上测试了两个这样的模型。它们是带有分层k折的随机森林,并且是Mobilenetv2(在其余的论文中称为Mobilenet)。使用Tensorflow和Pytorch框架分别训练Mobilenet模型。深度学习和机器学习模型的并排比较,以及对在资源约束的移动环境中针对皮肤病变诊断的不同框架的相同深度学习模型的比较。结果表明,这些模型中的每一个在不同的分类任务上都更好。为了获得更大的总回忆,准确性和恶性黑色素瘤的检测,张量流动性是更好的选择。但是,为了检测非癌性皮肤病变,Pytorch Mobilenet被证明更好。当涉及到中等正确性的计算成本低时,随机森林是更好的算法。
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由于其在非洲以外的40多个国家 /地区的迅速传播,最近的蒙基托克斯爆发已成为公共卫生问题。由于与水痘和麻疹的相似之处,蒙基托斯在早期的临床诊断是具有挑战性的。如果不容易获得验证性聚合酶链反应(PCR)测试,那么计算机辅助检测蒙基氧基病变可能对可疑病例的监视和快速鉴定有益。只要有足够的训练示例,深度学习方法在自动检测皮肤病变中有效。但是,截至目前,此类数据集尚未用于猴蛋白酶疾病。在当前的研究中,我们首先开发``Monkeypox皮肤病变数据集(MSLD)。用于增加样本量,并建立了3倍的交叉验证实验。在下一步中,采用了几种预训练的深度学习模型,即VGG-16,Resnet50和InceptionV3用于对Monkeypox和Monkeypox和Monkeypox和其他疾病。还开发了三种型号的合奏。RESNET50达到了82.96美元(\ pm4.57 \%)$的最佳总体准确性,而VGG16和整体系统的准确性达到了81.48美元(\ pm6.87 \%)$和$ 79.26(\ pm1.05 \%)$。还开发了一个原型网络应用程序作为在线蒙基蛋白筛选工具。虽然该有限数据集的初始结果是有希望的,但需要更大的人口统计学多样化的数据集来进一步增强性增强性。这些的普遍性 楷模。
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深度神经网络已经显示出使用医学图像数据的疾病检测和分类结果。然而,他们仍然遭受处理真实世界场景的挑战,特别是可靠地检测分配(OOD)样本。我们提出了一种方法来强化皮肤和疟疾样本的ood样本,而无需在训练期间获得标记的OOD样品。具体而言,我们使用度量学习以及Logistic回归来强制深度网络学习众多丰富的类代表功能。要指导对OOD示例的学习过程,我们通过删除图像或置换图像部件中的类特定的突出区域并远离分布式样本来生成ID类似的示例。在推理时间期间,用于检测分布外样品的K +互易邻居。对于皮肤癌ood检测,我们使用两个标准基准皮肤癌症ISIC数据集AS ID,六种不同的数据集具有不同难度水平的数据集被视为出于分配。对于疟疾检测,我们使用BBBC041 Malaria DataSet作为ID和五个不同的具有挑战性的数据集,如分销。我们在先前的先前皮肤癌和疟疾OOD检测中,我们在TNR @ TPR95%中提高了最先进的结果,改善了5%和4%。
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癌症是人体内部异常细胞的无法控制的细胞分裂,可以蔓延到其他身体器官。它是非传染性疾病(NCDS)和NCDS之一,占全世界总死亡人数的71%,而肺癌是女性乳腺癌后第二次诊断的癌症。肺癌的癌症生存率仅为19%。有各种方法用于诊断肺癌,如X射线,CT扫描,PET-CT扫描,支气管镜检查和活组织检查。然而,为了了解基于组织型H和E染色的肺癌亚型,广泛使用,其中染色在从活组织检查中吸入的组织上进行。研究报道,组织学类型与肺癌预后和治疗相关。因此,早期和准确地检测肺癌组织学是一种迫切需要,并且由于其治疗取决于疾病的组织学,分子曲线和阶段的类型,最重要的是分析肺癌的组织病理学图像。因此,为了加快肺癌诊断的重要过程,减少病理学家的负担,使用深层学习技术。这些技术表明了在分析癌症组织病变幻灯片的分析中提高了疗效。几项研究报告说,卷积神经网络(CNN)在脑,皮肤,乳腺癌,肺癌等各种癌症类型的组织病理学图片的分类中的重要性。在本研究中,通过使用Reset50,VGG-19,Inception_Resnet_V2和DenSenet进行特征提取和三重态丢失来引导CNN以引导CNN,以引导CNN,以引导CNN使得其增加群集间距离并减少集群内距离。
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大多数杂草物种都会通过竞争高价值作物所需的营养而产生对农业生产力的不利影响。手动除草对于大型种植区不实用。已经开展了许多研究,为农业作物制定了自动杂草管理系统。在这个过程中,其中一个主要任务是识别图像中的杂草。但是,杂草的认可是一个具有挑战性的任务。它是因为杂草和作物植物的颜色,纹理和形状类似,可以通过成像条件,当记录图像时的成像条件,地理或天气条件进一步加剧。先进的机器学习技术可用于从图像中识别杂草。在本文中,我们调查了五个最先进的深神经网络,即VGG16,Reset-50,Inception-V3,Inception-Resnet-V2和MobileNetv2,并评估其杂草识别的性能。我们使用了多种实验设置和多个数据集合组合。特别是,我们通过组合几个较小的数据集,通过数据增强构成了一个大型DataSet,缓解了类别不平衡,并在基于深度神经网络的基准测试中使用此数据集。我们通过保留预先训练的权重来调查使用转移学习技术来利用作物和杂草数据集的图像提取特征和微调它们。我们发现VGG16比小规模数据集更好地执行,而ResET-50比其他大型数据集上的其他深网络更好地执行。
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皮肤病变的准确诊断是大型皮肤图像中的关键任务。在本研究中,我们形成了一种新型的图像特征,称为混合特征,其具有比单个方法特征更强的辨别能力。本研究涉及一种新技术,在训练过程期间,我们将手工特征或特征传递到完全连接的卷积神经网络(CNN)模型中。根据我们的文献回顾,直到现在,在培训过程中将手工特征注入CNN模型中,没有研究或调查对分类绩效的影响。此外,我们还调查了分割面膜的影响及其对整体分类性能的影响。我们的模型实现了92.3%的平衡式多条准确度,比典型的单一方法为深度学习的单一方法分类器架构优于6.8%。
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早期发现视网膜疾病是预防患者部分或永久失明的最重要手段之一。在这项研究中,提出了一种新型的多标签分类系统,用于使用从各种来源收集的眼底图像来检测多种视网膜疾病。首先,使用许多公开可用的数据集来构建一个新的多标签视网膜疾病数据集,即梅里德数据集。接下来,应用了一系列后处理步骤,以确保图像数据的质量和数据集中存在的疾病范围。在眼底多标签疾病分类中,首次通过大量实验优化的基于变压器的模型用于图像分析和决策。进行了许多实验以优化所提出的系统的配置。结果表明,在疾病检测和疾病分类方面,该方法的性能比在同一任务上的最先进作品要好7.9%和8.1%。获得的结果进一步支持了基于变压器的架构在医学成像领域的潜在应用。
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深度学习模型在自动化皮肤病变诊断方面取得了巨大成功。但是,在这些模型的预测中,种族差异通常不足以说明深色皮肤类型的病变,并且诊断准确性较低,因此受到很少的关注。在本文中,我们提出了Fairdisco,这是一个带有对比度学习的解开深度学习框架,它利用一个额外的网络分支来消除敏感属性,即从表示的表现形式中的皮肤型信息和另一个对比分支来增强特征提取。我们将Fairdisco与三种公平方法进行了比较,即重新采样,重新加权和属性 - 在两个新发布的具有不同皮肤类型的皮肤病变数据集上:Fitzpatrick17k和多样的皮肤病学图像(DDI)。我们为多个类别和敏感属性任务调整了两个基于公平的指标DPM和EOM,突出了皮肤病变分类中的皮肤型偏差。广泛的实验评估证明了Fairdisco的有效性,对皮肤病变分类任务的表现更公平,更出色。
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While skin cancer classification has been a popular and valuable deep learning application for years, there has been little consideration of the context in which testing images are taken. Traditional melanoma classifiers rely on the assumption that their testing environments are analogous to the structured images on which they are trained. This paper combats this notion, arguing that mole size, a vital attribute in professional dermatology, is a red herring in automated melanoma detection. Although malignant melanomas are consistently larger than benign melanomas, this distinction proves unreliable and harmful when images cannot be contextually scaled. This implementation builds a custom model that eliminates size as a training feature to prevent overfitting to incorrect parameters. Additionally, random rotation and contrast augmentations are performed to simulate the real-world use of melanoma detection applications. Several custom models with varying forms of data augmentation are implemented to demonstrate the most significant features of the generalization abilities of mole classifiers. These implementations show that user unpredictability is crucial when utilizing such applications. The caution required when manually modifying data is acknowledged, as data loss and biased conclusions are necessary considerations in this process. Additionally, mole size inconsistency and its significance are discussed in both the dermatology and deep learning communities.
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2019年12月,一个名为Covid-19的新型病毒导致了迄今为止的巨大因果关系。与新的冠状病毒的战斗在西班牙语流感后令人振奋和恐怖。虽然前线医生和医学研究人员在控制高度典型病毒的传播方面取得了重大进展,但技术也证明了在战斗中的重要性。此外,许多医疗应用中已采用人工智能,以诊断许多疾病,甚至陷入困境的经验丰富的医生。因此,本调查纸探讨了提议的方法,可以提前援助医生和研究人员,廉价的疾病诊断方法。大多数发展中国家难以使用传统方式进行测试,但机器和深度学习可以采用显着的方式。另一方面,对不同类型的医学图像的访问已经激励了研究人员。结果,提出了一种庞大的技术数量。本文首先详细调了人工智能域中传统方法的背景知识。在此之后,我们会收集常用的数据集及其用例日期。此外,我们还显示了采用深入学习的机器学习的研究人员的百分比。因此,我们对这种情况进行了彻底的分析。最后,在研究挑战中,我们详细阐述了Covid-19研究中面临的问题,我们解决了我们的理解,以建立一个明亮健康的环境。
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皮肤病变的准确和公正检查对于早期诊断和治疗皮肤疾病至关重要。皮肤病变的视觉特征明显差异,因为图像是通过使用不同的成像设备从具有不同病变颜色和形态的患者中收集的。最近的研究报告说,结合卷积神经网络(CNN)是实用的,可以对图像进行分类以早期诊断皮肤疾病。但是,这些连接的CNN的实际使用受到限制,因为这些网络是重量级的,并且不足以处理上下文信息。尽管开发了轻量级网络(例如MobileNetV3和ExcilityNet),以减少参数来实现移动设备上的深神经网络,但功能表示深度不足会限制性能。为了解决现有的局限性,我们开发了一个新的精简神经网络,即Hierattn。 Hierattn采用了一种新颖的深度监督策略,通过使用只有一种训练损失的多阶段和多分支注意力机制来学习本地和全球特征。通过使用皮肤镜图像数据集ISIC2019和智能手机照片数据集PAD-FIFES-20(PAD2020)评估Hierattn的功效。实验结果表明,Hierattn在最先进的轻量级网络中达到了曲线(AUC)下最佳的精度和面积。该代码可从https://github.com/anthonyweidai/hierattn获得。
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乳腺癌是女性可能发生的最严重的癌症之一。通过分析组织学图像(HIS)来自动诊断乳腺癌对患者及其预后很重要。他的分类为临床医生提供了对疾病的准确了解,并使他们可以更有效地治疗患者。深度学习(DL)方法已成功地用于各种领域,尤其是医学成像,因为它们有能力自动提取功能。这项研究旨在使用他的乳腺癌对不同类型的乳腺癌进行分类。在这项研究中,我们提出了一个增强的胶囊网络,该网络使用RES2NET块和四个额外的卷积层提取多尺度特征。此外,由于使用了小的卷积内核和RES2NET块,因此所提出的方法具有较少的参数。结果,新方法的表现优于旧方法,因为它会自动学习最佳功能。测试结果表明该模型的表现优于先前的DL方法。
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深度学习模型在各种图像分类任务上取得了显着性能。然而,当数据不平衡时,许多模型在临床或医疗环境中遭受有限的性能。为了解决这一挑战,我们提出了一种医疗知识引导的单级分类方法,可以利用具体域的分类任务知识来提高模型的性能。我们的方法背后的理由是,一些现有的先前医学知识可以纳入数据驱动的深度学习,以促进模型学习。我们设计了一个基于深入的学习的单级分类管道,用于不平衡图像分类,并在三种用例中演示我们如何通过生成额外的中产阶级来利用每个特定分类任务的医学知识来实现​​更高的分类性能。我们在三种不同的临床图像分类任务中评估我们的方法(共8459张图像),与六种最先进的方法相比,显示出卓越的模型性能。这项工作的所有代码将在接受纸张后公开提供。
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超过30亿人缺乏护理皮肤病。AI诊断工具可能有助于早期皮肤癌检测;然而,大多数模型尚未在不同肤色或罕见疾病的图像上进行评估。为了解决这个问题,我们策划了多样化的皮肤科(DDI)DataSet - 这是一种具有不同皮肤色调的第一个公开的,病理证实的图像。我们展示了最先进的皮肤科AI模型在DDI上表现得很糟糕,ROC-AUC与模型的原始结果相比下降29-40%。我们发现暗肤色和罕见的疾病,在DDI数据集中提供良好,导致性能下降。此外,我们表明,无需多样化培训数据,我们表明最先进的强大培训方法无法纠正这些偏差。我们的研究结果确定了需要解决的皮肤病学AI中的重要弱点和偏见,以确保可靠应用于各种患者和所有疾病。
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背景和目的:与生物医学分析相结合的人工智能(AI)方法在Pandemics期间具有关键作用,因为它有助于释放来自医疗保健系统和医生的压力压力。由于持续的Covid-19危机在具有茂密的人口和巴西和印度等测试套件中的国家恶化,放射性成像可以作为准确分类Covid-19患者的重要诊断工具,并在适当时期规定必要的治疗。通过这种动机,我们基于使用胸部X射线检测Covid-19感染肺的深度学习架构的研究。数据集:我们共收集了三种不同类标签的2470张图片,即健康的肺,普通肺炎和Covid-19感染的肺炎,其中470个X射线图像属于Covid-19类。方法:我们首先使用直方图均衡技术预处理所有图像,并使用U-Net架构进行它们。然后,VGG-16网络用于从预处理图像中的特征提取,该特征提取通过SMTE过采样技术进一步采样以实现平衡数据集。最后,使用具有10倍交叉验证的支持向量机(SVM)分类器分类类平衡功能,评估精度。结果和结论:我们的新方法结合了众所周知的预处理技术,特征提取方法和数据集平衡方法,使我们在2470 X射线图像的数据集中获得了Covid-19图像的优秀识别率为98% 。因此,我们的模型适用于用于筛选目的的医疗保健设施。
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计算机辅助诊断数字病理学正在变得普遍存在,因为它可以提供更有效和客观的医疗保健诊断。最近的进展表明,卷积神经网络(CNN)架构是一种完善的深度学习范式,可用于设计一种用于乳腺癌检测的计算机辅助诊断(CAD)系统。然而,探索了污染变异性因污染变异性和染色常规化的影响,尚未得到很好的挑战。此外,对于高吞吐量筛选可能是重要的网络模型的性能分析,这也不适用于高吞吐量筛查,也不熟悉。要解决这一挑战,我们考虑了一些当代CNN模型,用于涉及(1)的乳房组织病理学图像的二进制分类。使用基于自适应颜色解卷积(ACD)的颜色归一化算法来处理污染归一化图像的数据以处理染色变量; (2)应用基于转移学习的一些可动性更高效的CNN模型的培训,即视觉几何组网络(VGG16),MobileNet和效率网络。我们在公开的Brankhis数据集上验证了培训的CNN网络,适用于200倍和400x放大的组织病理学图像。实验分析表明,大多数情况下预染额网络在数据增强乳房组织病理学图像中产生更好的质量,而不是污染归一化的情况。此外,我们使用污染标准化图像评估了流行轻量级网络的性能和效率,并发现在测试精度和F1分数方面,高效网络优于VGG16和MOBILENET。我们观察到在测试时间方面的效率比其他网络更好; vgg net,mobilenet,在分类准确性下没有太大降低。
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