通过混合深度转移学习模型增强X射线图像的COVID-19分类
Maliki Moustapha1, Murat Tasyurek2, Celal Ozturk3
1Graduate School of Applied Science and Technology, Department of Computer Engineering, Erciyes University, Kayseri, Türkiye.
Frontiers in artificial intelligence
|October 29, 2025
概括
这项研究引入了一种新的深度转移学习框架,用于准确的COVID-19X射线分类. 通过遗传算法优化的ResNet18实现了99.57%的准确性,提供了一个强大的诊断工具.
科学领域:
- 人工智能的人工智能
- 医学成像分析 医学成像分析
- 深度学习 (Deep Learning) 是一种深度学习.
背景情况:
- 深度学习和深度转移学习 (DTL) 在医疗图像分析方面表现有前途.
- 现有的DTL方法已经应用于COVID-19的检测和分类.
研究的目的:
- 为分类COVID-19X射线图像提出一个替代的DTL框架.
- 评估各种预训练模型 (AlexNet,EfficientNetB1,ResNet18,VGG16) 和YOLOV4用于COVID-19特征检测的性能.
- 研究三个超参数优化策略:手动选择,k-fold重新训练和遗传算法 (GA) 优化.
主要方法:
- 为DTL实施了三个不同的实验过程:手动超参数调整,k-fold交叉验证和基于GA的超参数优化.
- 使用了包括AlexNet,EfficientNetB1,ResNet18和VGG16在内的预训练模型,并探索了YOLOV4用于特征检测.
- 在大型Kaggle数据集 (>5,000个样本) 和单独的公共数据集上测试了框架,包括模拟的对抗性攻击.
主要成果:
- 具有GA优化的超参数的ResNet18在COVID-19X射线分类中表现出卓越的性能.
- 拟议的框架实现了高精度 (99.57%),F1得分 (99.50%),精度 (99.44%) 和平均AUC (99.89%).
- 该模型被证明是强大的和可靠的对模拟的敌对攻击.
结论:
- 开发的DTL框架是COVID-19X射线图像分类的高效和前沿解决方案.
- 该框架有可能通过Web应用程序进行自动预测,帮助远程诊断和医疗培训.
- 这种方法具有很大的潜力,可以在资源稀缺的地区补充成像诊断,并协助培训医疗保健专业人员.
