AI通过生成合成数据来改善睡眠呼吸

2019-06-15 11:21:06    来源:    作者:

睡眠呼吸暂停是一种在睡眠期间人的呼吸中断时发生的疾病,估计影响了大约2200万美国人。麻烦的是,大部分病例--80% - 未被诊断,如果不及时治疗,睡眠呼吸暂停会增加患冠状动脉疾病,心脏病,心力衰竭和中风的风险。

一个研究领域 - 自动打鼾声音分类,或ASSC--旨在开发一种基于打鼾声音的睡眠呼吸暂停诊断方法(睡眠呼吸暂停的特点是减少或完全停止气流的重复发作)。但是,尽管近年来取得了进展,但仍然缺乏可以训练ASSC系统的标记数据。

这就是为什么伦敦帝国理工学院,奥格斯堡大学和慕尼黑技术大学的研究人员在一篇新论文(“ Snore-GANs:用合成数据改进自动打鼾声音分类 ”)中寻求开发创造合成的生成对抗网络(GAN)的原因。数据填补实际数据的空白。(对于没有经验的人来说,GAN是由生成样本和鉴别器的生成器组成的两部分神经网络,试图区分生成的样本和现实样本。)然后使用增强数据集来训练ASSC。

“在进行数据增强时,我们聚合来自所有[GAN]的数据,并从池中随机选择进一步合并到原始训练集中的数据。通过这样做,预计将扩大来自单独[GAN]的增强数据的多样性,“该论文的作者解释说。

为了验证他们的方法,他们使用了一个公开的数据集 - 慕尼黑 - 帕萨鼾声音库(MPSSC) - 在打鼾时对上呼吸道内的振动位置进行分类,从德国三个医疗中心现有的检查记录开始2006年至2015年期间的临床检查。根据随附视频记录的结果,选择的打鼾事件由医疗耳鼻喉专家分类,注释的样本分为独立于受试者的培训,开发和测试集。

那个方法怎么样呢?该论文的作者报告说,他们成功地生成了与原始数据共享分布的数据,从而导致培训数据量的增加,而无需人工注释。此外,他们说,合成和原始数据的结合改善了分类器的性能。

“未来,我们将不断收集来自不同医院和患者的更多鼾声数据,以增加数据量和多样性,我们将重新评估所提出的方法,”研究人员说。“此外,我们将在以下工作中进一步提出和评估更先进的......系统,以改进声学序列生成模型。”

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