首页 > 业界 > 关键词  > 神经网络最新资讯  > 正文

研究人员通过人工智能自动咳嗽分析检测COVID-19

2021-07-13 08:02 · 稿源: cnbeta

据外媒报道,COVID-19危机已经考验了全世界的医疗系统。获得针对COVID-19的疫苗已使情况日趋稳定。然而,人们不得不继续进行大规模人群新冠病毒核酸检测筛查,以发现阳性病例,从而打破可能的病毒传播链。因此,科学家必须研究新的技术,以减少诊断检测的时间和成本,从而以方便、有效和经济的方式大规模地进行检测。在Interspeech 2021国际大会的框架内,一个研究小组向利用声学诊断COVID-19(DiCOVA)挑战赛的咳嗽声轨提交了该系统。与他们的贡献有关的文章已被接受加入Interspeech科学计划。

ezgif-1-f551b7b79404.gif

这项研究由UPF视听系统工程校友、奥格斯堡大学(德国)研究员Adrià Mallol和Helena Cuesta领导,Emilia Gómez(欧盟委员会联合研究中心)参与,他们都是UPF信息和通信技术系(DTIC)音乐技术研究小组(MTG)的成员,以及奥格斯堡大学和伦敦帝国学院(英国)的研究员Björn Schuller。

以前基于人工智能的系统已被证明在检测咳嗽和打喷嚏以及识别呼吸道异常方面是有效的。人工智能还被用于精神健康领域,以识别抑郁症或创伤后应激障碍的患者。继数字健康方面的进展之后。“受这些研究的启发,并基于COVID-19引起的呼吸系统疾病,我们为自己设定了一个挑战,即调查人工智能技术是否能够通过自动咳嗽分析来检测与该病毒有关的疾病,”研究小组的成员Helena Cuesta解释说。

咳嗽信号在COVID-19检测呈阳性的患者中有所改变

在这篇论文中,作者研究了两种不同的神经网络架构,但有一个共同的结构:第一个区块处理输入的频谱图并提取一组嵌入式特征,第二个区块根据这些特征是对应于COVID-19检测阳性的病人还是健康病人进行分类。

"我们的模型使用频谱图,即音频信号的时间频率表示作为输入。"

第一步是对输入数据进行预处理。一般来说,数据库的录音包含各种咳嗽,由沉默分开(我们咳嗽时的典型模式)。“为了只保留录音中包含相关信息的部分,即咳嗽,我们使用基于信号能量的声音活动检测器(SAD),” Cuesta解释说。在过滤了这些数据后,下一步是提取特征并随后对其进行分割。“我们的模型使用频谱图,即音频信号的时频表示法作为输入。”她补充说:“首先,我们计算数据库中每个录音的频谱图,然后将其分割成每个一秒钟的片段。”

患者的性别很重要

该项目一个有趣的贡献是研究不同版本的神经网络,以调查患者的性别是否是分析咳嗽时的一个考虑因素。“直觉上,当我们接触这项工作时,我们的一个假设是,男性和女性的咳嗽应该有不同的特征,因为他们的声道在大小和形状上有所不同,”作者评论说。

从频谱的角度来看,男性和女性产生的咳嗽不一定相等

从他们的工作所进行的实验来看,最显著的一个方面是,在作者评估的大多数情况下,包含患者性别信息的模型在预测中获得了更好的结果,这证实了一个假设,即从频谱的角度来看,男性产生的咳嗽和女性产生的咳嗽不一定相等。

咳嗽音轨 - DiCOVA挑战赛

DiCOVA挑战赛的组织者为参赛者提供了一个数据库(Coswara数据集),其中包含1040段1至15秒的人们咳嗽的音频记录。与录音一起,这个数据库提供了与每个录音相关的一系列元数据:COVID-19的阳性/阴性,个人的性别和国籍。“基于这些数据,我们已经开发并评估了两个不同的神经网络,利用一秒钟的音频,预测COVID-19的阳性或阴性,”作者指出。

尽管这项工作只是通过自动咳嗽分析检测COVID-19的第一种方法,但作者提出的实验提供了一些线索,可以在这项研究的下一步中进行跟踪。我们仍需了解咳嗽信号在COVID-19阳性患者中是如何改变的。因此,可以提取特征并设计特定的神经网络以提高模型的质量。

  • 相关推荐
  • 大家在看
  • 多城共同点亮人工智能算力网络,赋能人工智能产业发展

    [中国,深圳, 2021 年 9 月 25 日] 在华为全联接 2021 上,中国科学技术信息研究所(简称“中信所”)、AITISA(新一代人工智能产业技术创新战略联盟)、鹏城实验室联合发布《人工智能计算中心发展白皮书2.0——从人工智能计算中心走向人工智能算力网络》(简称“白皮书2.0”)。深圳、武汉、西安、成都、北京、上海等 21 个城市共同点亮“人工智能算力网络”,通过“一网络”实现“算力、数据、生态”三汇聚,以“大算力+大数据?

  • 人工智能可以评估人类心理健康

    一个跨学科合作项目进行的一项研究表明,人工智能可以从问卷调查和大脑扫描中检测出对心理健康有参考价值的信号,而不需要专家的评估。研究人员利用了英国生物银行的优势,这是世界上最大和最全面的生物医学数据库之一,其中包含了英国人口详细和安全的健康相关数据。这项工作发表在开放性期刊《GigaScience》上。精神健康问题在全球范围内一直在增加,世卫组织确定在2007年至2017年期间,精神健康状况和药物滥用疾病增加了13%。这

  • IBM带来气象数据人工智能 以帮助实现可持续发展目标

    据外媒Techspot报道,如果你最近读过很多关于企业界变化的文章,那么你无疑已经开始听到一些叫做"CSR"(企业社会责任的简称)和"ESG"(环境、社会和公司治理的首字母缩写)的说法。似乎是突如其来的,各种类型和规模的组织都在宣传和推广他们自己在这些领域的目标,并谈论他们在这方面取得的进展。与CSR和ESG相关的话题并不是全新的,但由于社会变革、日益增长的环境问题和监管要求,它们肯定已经得到了更多的关注和重视。特别是,

  • 数据标注师:站在了人工智能风口,却为5K月薪挣扎?

    上个月,特斯拉首席执行官马斯克表示,将在明年推出“Tesla Bot”人形机器人原型,以从事人们不喜欢做的危险、重复性或枯燥的工作。该计划一经发布便引起了广泛讨论,国外媒体的焦点,放在了安全性上。而在国内,隐藏在人工智能产业链中一群人“小人物”却开始浮出水面,并被舆论聚焦。

  • 神经网络提高离子阱量子计算机运行性能

    中山大学教授罗乐研究团队,通过人工神经网络技术与射频微波-自发辐射光子关联技术,实现了离子阱中量子比特微运动抑制的自动化处理,这是国际上首次把神经网络技术应用于囚禁离子量子比特的微运动控制。相关成果9 月29 日在线发表于《应用物理快报》Applied Physics Letters上,题为“Minimization of the micromotion of trapped ions with artificial neural networks”。离子阱是2012 年获得诺贝尔物理学奖的量子技术,是实现?

  • 研究人员用人工智能预测交通事故发生前的情况

    研究人员在历史车祸数据、道路地图、卫星图像和GPS上训练了一个深度模型,以实现高分辨率的车祸地图,这可能带来更安全的道路环境。今天的世界是一个大迷宫,由一层层的混凝土和沥青连接起来,让我们有机会通过车辆导航。我们已经体验了许多与道路有关的技术进步,但道路安全措施还没有完全跟上。为了领先于车祸固有的不确定性,来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和卡塔尔人工智能中心的科学家们开发了一套深度

  • NEC联合郑大一附院首发“人工智能辅助内镜检查质控系统”

    近日,NEC中国研究院联合郑州大学第一附属医院(郑大一附院)消化病院在中关村国际技术交易大会上发布了基于自行研发的最先进图像识别技术的“人工智能辅助内镜检查质控系统”。该系统从 2800 余项参选新技术中经过六轮专家评审与甄选后,成功入选了《 2021 中关村国际技术交易大会-百项国际技术交易创新项目榜单》。中关村国际技术交易大会作为 2021 中关村论坛的重要板块之一,聚焦高质量科技成果项目、以及新技术新产品新需求,邀

  • 科大讯飞胡国平:大浪淘沙后,人工智能规模化将是一门持续的生意

    【TechWeb】近日,科大讯飞高级副总裁、研究院院长胡国平2021全球人工智能产品应用博览会提出,当前数字化浪潮席卷各行各业,人工智能、大数据与云计算等新技术群落的发展,带来新一代生产力下的生产关系变革。胡国平将人工智能赋能数字化转型比喻为“拿着锤子找钉子”,而其中重点就在于打造依托场景的人工智能数字化应用。“在财务、会议、生产、营销、客服等领域,目前我们的人工智能技术都有极为广阔的应用空间,助力企业数字?

  • “融新汇智 竞促发展” 第三届中国人工智能大赛即将启动

    新一代人工智能正在全球蓬勃兴起,已公认是科技革命和产业变革的重要驱动力量且“头雁”效应显著。

  • Gartner:33%的技术提供商在两年内对人工智能的投资将达到100万美元以上

    【TechWeb】9月30日消息,Gartner最近一项新调研发现,三分之一拥有人工智能(AI)技术计划的技术和服务提供商企业机构表示,他们在未来两年对人工智能技术的投资将达到100万美元以上。绝大多数将人工智能技术作为主要投资领域的受访者(87%)认为,从现在起到2022年,全行业对人工智能的投资将以中等至快速的速度增长。与云和物联网等其他新兴技术领域相比,人工智能技术的平均投资金额位居第二。投资于人工智能的企业机构受访者?

这篇文章对你有价值吗?

  • 热门标签

热文

  • 3 天
  • 7天