Aprendizaje profundo de transferencia utilizando características de imágenes del mundo real para clasificación de imágenes médicas, con un estudio de caso sobre imágenes de rayos X de neumonía
Autores: Gu, Chanhoe; Lee, Minhyeok
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Aprendizaje profundo de transferencia utilizando características de imágenes del mundo real para clasificación de imágenes médicas, con un estudio de caso sobre imágenes de rayos X de neumonía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Aprendizaje profundo
Transferencia de aprendizaje
Análisis de imágenes médicas
Transferencia de características del mundo real
Clasificación de neumonía
Aplicaciones de aprendizaje profundo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El aprendizaje profundo ha influido profundamente en varios dominios, especialmente en el análisis de imágenes médicas. Los enfoques tradicionales de transferencia de aprendizaje en este campo se basan en modelos preentrenados en conjuntos de datos médicos específicos de dominio, lo que limita su generalizabilidad y accesibilidad. En este estudio, proponemos un marco novedoso llamado transferencia de características del mundo real, que utiliza modelos base inicialmente entrenados en conjuntos de datos generales a gran escala como ImageNet. Evaluamos la efectividad y robustez de este enfoque en comparación con modelos entrenados desde cero, centrándonos en la tarea de clasificar neumonía en imágenes de rayos X. Nuestros experimentos, que incluyeron la conversión de imágenes en escala de grises a formato RGB, demuestran que la transferencia de características del mundo real supera consistentemente a los enfoques de entrenamiento convencionales en diversas métricas de rendimiento. Este avance tiene el potencial de acelerar las aplicaciones de aprendizaje profundo en imágenes médicas al aprovechar las representaciones de características aprendidas de modelos preentrenados de propósito general. La metodología propuesta supera las limitaciones de los modelos preentrenados específicos de dominio, lo que permite una innovación acelerada en diagnósticos médicos y atención médica. Desde una perspectiva matemática, formalizamos el concepto de transferencia de características del mundo real y proporcionamos una formulación matemática rigurosa del problema. Nuestros resultados experimentales proporcionan evidencia empírica que respalda la efectividad de este enfoque, sentando las bases para un análisis teórico y exploración adicionales. Este trabajo contribuye a una comprensión más amplia de la transferibilidad de características entre dominios y tiene implicaciones significativas para el desarrollo de modelos precisos y eficientes para el análisis de imágenes médicas, incluso en entornos con recursos limitados.
Descripción
El aprendizaje profundo ha influido profundamente en varios dominios, especialmente en el análisis de imágenes médicas. Los enfoques tradicionales de transferencia de aprendizaje en este campo se basan en modelos preentrenados en conjuntos de datos médicos específicos de dominio, lo que limita su generalizabilidad y accesibilidad. En este estudio, proponemos un marco novedoso llamado transferencia de características del mundo real, que utiliza modelos base inicialmente entrenados en conjuntos de datos generales a gran escala como ImageNet. Evaluamos la efectividad y robustez de este enfoque en comparación con modelos entrenados desde cero, centrándonos en la tarea de clasificar neumonía en imágenes de rayos X. Nuestros experimentos, que incluyeron la conversión de imágenes en escala de grises a formato RGB, demuestran que la transferencia de características del mundo real supera consistentemente a los enfoques de entrenamiento convencionales en diversas métricas de rendimiento. Este avance tiene el potencial de acelerar las aplicaciones de aprendizaje profundo en imágenes médicas al aprovechar las representaciones de características aprendidas de modelos preentrenados de propósito general. La metodología propuesta supera las limitaciones de los modelos preentrenados específicos de dominio, lo que permite una innovación acelerada en diagnósticos médicos y atención médica. Desde una perspectiva matemática, formalizamos el concepto de transferencia de características del mundo real y proporcionamos una formulación matemática rigurosa del problema. Nuestros resultados experimentales proporcionan evidencia empírica que respalda la efectividad de este enfoque, sentando las bases para un análisis teórico y exploración adicionales. Este trabajo contribuye a una comprensión más amplia de la transferibilidad de características entre dominios y tiene implicaciones significativas para el desarrollo de modelos precisos y eficientes para el análisis de imágenes médicas, incluso en entornos con recursos limitados.