韩国一周新增千例确诊,想用 AI 定位出咳嗽的人

2024-04-13 21:58

本文主要是介绍韩国一周新增千例确诊,想用 AI 定位出咳嗽的人,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

来源:HyperAI超神经

本文约2000字,建议阅读7分钟。

咳咳,我就清清嗓子。

标签:咳嗽识别模型 CNN 深度学习

场景描述:新冠肺炎在全球的发展态势依然不见好转。韩国近日又出现反弹,近 7 日新增患者累计达到 1576 例,今日新增 288 例。韩国科学技术院的团队,开发出了一款基于深度学习的咳嗽识别模型,为及早发现新冠肺炎患者提供帮助。

今年因新冠疫情防控需要,非接触式检测技术迅速落地。想必你已经见过各种各样的测温枪,比如额温枪、耳温枪、AI 红外测温仪等等。

除了发热,咳嗽也是新冠肺炎的主要症状之一。不过目前,尚未有针对咳嗽的非接触式检测方式。

近日,韩国科学技术院(KAIST)的一个研究组,则针对这一需求,开发了一个基于深度学习方法的咳嗽识别模型,以便及时发现新冠疑似病例。

韩国疫情复燃,近一周新增过千

眼下 2020 年已经过去了大半,但新冠病毒似乎还没有要收场的意思,全球每日新增确诊仍多达数十万。近期韩国、德国、日本等国家的疫情还出现了反弹。

据报道,韩国单日新增病例从 8 月 14 日起至 20 日,7 天累计确诊 1576 例,仅 20 日就新增 288 例。

韩国防疫官员甚至用“恐怖的速度”形容当前疫情态势

韩国的教会、餐厅、学校等公共场所的感染风险随之增大。韩国接下来又将面临一场紧张的防疫战,目前各场所已加强管控措施。

“早发现”,是疫情防控的第一步。对此,韩国科学技术院研究小组认为,目前非接触式的体温检测工具已经比较完善,但对于咳嗽症状,还没有此类检测方法。

为了及时发现新冠肺炎患者,同时减轻医务人员的工作负担,韩国科学技术院机械工程系的朴教授(Park Yong-Hwa)团队,开发出了一种基于深度学习的咳嗽识别模型,对咳嗽声进行实时分类。

除了对咳嗽进行实时分类,该模型还能识别出

咳嗽者的位置并将其可视化

该研究小组预计,咳嗽识别模型将用作医疗设备,可以在拥挤的公共场所检测传染病的流行情况,或在医院中随时监控患者的状况。

谁在咳嗽?这个模型一听一个准

该咳嗽分类模型与摄像机相结合,可以实时识别公共场所的咳嗽声、咳嗽者的位置以及咳嗽次数,还能实时将其可视化。

研究小组表示,他们的最佳测试准确度达到了 87.4% 。

基于卷积神经网络的咳嗽识别模型结构

为了开发该咳嗽识别模型,朴教授团队使用卷积神经网络(CNN)进行了监督学习。

该方法通过多层数据过滤来提取特征,并得出最接近的值。他们使用了“音频集”作为训练和评估的数据,“音频集”是 Google 和 YouTube 用于研究的开放音频数据集。

该模型最终通过输入一秒钟的声音轮廓特征,来执行二元分类(binary classification),然后生成咳嗽事件或其他的输出结果。

具体研究过程分为以下三个部分:

第一步:收集数据集 

在训练和评估过程中,团队从 Audioset,DEMAND,ETSI 和 TIMIT 收集了各种数据集。

他们从 Audioset 中提取咳嗽声和其他声音,并将其余数据集用作背景噪声进行数据增强,以便该模型可以推广到有各种背景噪声的公共场所。

为了让咳嗽识别模型学习各种背景噪音,研究人员通过将背景噪声以 15% 至 75% 的比率混合到“音频集”中,并将音量调整为 0.25-1.0 倍来训练计算机。

第二步:模型优化,组合训练 

在网络模型的优化过程中,朴教授团队使用 7 个优化器,对频谱图、mel -scale 谱图(梅尔缩放频谱图)、Mel-frequency (梅尔频率)倒谱系数等 5 种声学特征,进行了各种组合的训练。

用于训练咳嗽识别模型的声学特征的示例

然后将每种组合的性能与测试数据集进行比较,使用梅尔刻度频谱图作为声学特征,使用 ASGD 作为优化器,测试精度最高可达 87.4%。

第三步:结合声像摄像头,实现实时追踪 

将训练好的咳嗽识别模型,与声像摄像头结合在一起。

咳嗽识别摄像机外观与信号处理框图

摄像头由麦克风阵列和摄像头模块组成,会对采集的一组声学数据进行波束形成处理,以确定传入声源的方向。

接着,咳嗽识别模型来确定声音是否为咳嗽声。如果是,则将咳嗽的位置可视化为视频图像,并在视频图像中,咳嗽声源的位置标上“咳嗽”(cough)标签。

团队在办公室进行测试,但是看起来

有种根据捂嘴动作来识别的错觉

研究团队发现,即使在嘈杂的环境下,该模型也能成功地识别出:咳嗽和其他声音。

如果在诸如医院、教室之类的环境中进行更多的训练,准确性还会更高。这项技术目前已经得到了韩国能源技术部门的支持。

朴教授说:“在像 COVID-19 这样的疫情之下,咳嗽检测摄像头有助于预防和及早发现公共场所的流行病。特别是应用到医院病房时,可以跟踪患者的病情一天 24 小时不间断,支持更准确的诊断,同时减少了医务人员的工作量。”

研发团队主要成员。朴教授(左一)称,这项技术

有望在非接触式的疫情检测中发挥重要作用

不过,话说回来了,发烧的标准很清晰,体温超过 37.3℃ 就视为发烧。

但咳嗽却有好多种类型,干咳、湿咳、风寒咳嗽、风热咳嗽、清嗓的咳嗽、为了缓解气氛的尬咳……

希望这个模型能够继续深入研究,判断出不同类型的咳嗽,或者结合体温测量。毕竟就算是健康人群,也会偶尔咳嗽两声嘛。

看到这里,不如清清嗓子吧

参考资料:

https://news.kaist.ac.kr/news/html/news/?mode=V&mng_no=9310&skey=keyword&sval=%EB%94%A5%EB%9F%AC%EB%8B%9D&list_s_date=&list_e_date=&GotoPage=1

编辑:黄继彦

这篇关于韩国一周新增千例确诊,想用 AI 定位出咳嗽的人的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/901323

相关文章

Spring AI使用tool Calling和MCP的示例详解

《SpringAI使用toolCalling和MCP的示例详解》SpringAI1.0.0.M6引入ToolCalling与MCP协议,提升AI与工具交互的扩展性与标准化,支持信息检索、行动执行等... 目录深入探索 Spring AI聊天接口示例Function CallingMCPSTDIOSSE结束语

三频BE12000国补到手2549元! ROG 魔盒Pro WIFI7电竞AI路由器上架

《三频BE12000国补到手2549元!ROG魔盒ProWIFI7电竞AI路由器上架》近日,华硕带来了ROG魔盒ProWIFI7电竞AI路由器(ROGSTRIXGR7Pro),目前新... 华硕推出了ROG 魔盒Pro WIFI7电竞AI路由器(ROG STRIX GR7 Phttp://www.cppcn

Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)

《Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)》MySQL分区表的四种类型(范围、哈希、列表、键值),主要介绍了范围分区的创建、查询、添加、删除及重组织操作,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解... 目录一、mysql分区表分类二、范围分区(Range Partitioning1、新建分区表:2、分

MySQL 定时新增分区的实现示例

《MySQL定时新增分区的实现示例》本文主要介绍了通过存储过程和定时任务实现MySQL分区的自动创建,解决大数据量下手动维护的繁琐问题,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... mysql创建好分区之后,有时候会需要自动创建分区。比如,一些表数据量非常大,有些数据是热点数据,按照日期分区MululbU

怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题

《怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题》:本文主要介绍怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、GC 日志基础配置1. 启用详细 GC 日志2. 不同收集器的日志格式二、关键指标与分析维度1.

Java进程异常故障定位及排查过程

《Java进程异常故障定位及排查过程》:本文主要介绍Java进程异常故障定位及排查过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、故障发现与初步判断1. 监控系统告警2. 日志初步分析二、核心排查工具与步骤1. 进程状态检查2. CPU 飙升问题3. 内存

CSS Anchor Positioning重新定义锚点定位的时代来临(最新推荐)

《CSSAnchorPositioning重新定义锚点定位的时代来临(最新推荐)》CSSAnchorPositioning是一项仍在草案中的新特性,由Chrome125开始提供原生支持需... 目录 css Anchor Positioning:重新定义「锚定定位」的时代来了! 什么是 Anchor Pos

Spring AI 实现 STDIO和SSE MCP Server的过程详解

《SpringAI实现STDIO和SSEMCPServer的过程详解》STDIO方式是基于进程间通信,MCPClient和MCPServer运行在同一主机,主要用于本地集成、命令行工具等场景... 目录Spring AI 实现 STDIO和SSE MCP Server1.新建Spring Boot项目2.a

基于Flask框架添加多个AI模型的API并进行交互

《基于Flask框架添加多个AI模型的API并进行交互》:本文主要介绍如何基于Flask框架开发AI模型API管理系统,允许用户添加、删除不同AI模型的API密钥,感兴趣的可以了解下... 目录1. 概述2. 后端代码说明2.1 依赖库导入2.2 应用初始化2.3 API 存储字典2.4 路由函数2.5 应

MySQL新增字段后Java实体未更新的潜在问题与解决方案

《MySQL新增字段后Java实体未更新的潜在问题与解决方案》在Java+MySQL的开发中,我们通常使用ORM框架来映射数据库表与Java对象,但有时候,数据库表结构变更(如新增字段)后,开发人员可... 目录引言1. 问题背景:数据库与 Java 实体不同步1.1 常见场景1.2 示例代码2. 不同操作