論文の概要: Towards Open Respiratory Acoustic Foundation Models: Pretraining and Benchmarking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.16148v1
- Date: Sun, 23 Jun 2024 16:04:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-25 18:44:41.983447
- Title: Towards Open Respiratory Acoustic Foundation Models: Pretraining and Benchmarking
- Title(参考訳): オープンな呼吸音響基礎モデルに向けて:事前学習とベンチマーク
- Authors: Yuwei Zhang, Tong Xia, Jing Han, Yu Wu, Georgios Rizos, Yang Liu, Mohammed Mosuily, Jagmohan Chauhan, Cecilia Mascolo,
- Abstract要約: 呼吸器オーディオは幅広い医療応用の予測力を持っているが、現在はまだ探索されていない。
OPERA(OPEn Respiratory Acoustic foundation model Pretraining and benchmarking system)を紹介する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 27.708473070563013
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Respiratory audio, such as coughing and breathing sounds, has predictive power for a wide range of healthcare applications, yet is currently under-explored. The main problem for those applications arises from the difficulty in collecting large labeled task-specific data for model development. Generalizable respiratory acoustic foundation models pretrained with unlabeled data would offer appealing advantages and possibly unlock this impasse. However, given the safety-critical nature of healthcare applications, it is pivotal to also ensure openness and replicability for any proposed foundation model solution. To this end, we introduce OPERA, an OPEn Respiratory Acoustic foundation model pretraining and benchmarking system, as the first approach answering this need. We curate large-scale respiratory audio datasets (~136K samples, 440 hours), pretrain three pioneering foundation models, and build a benchmark consisting of 19 downstream respiratory health tasks for evaluation. Our pretrained models demonstrate superior performance (against existing acoustic models pretrained with general audio on 16 out of 19 tasks) and generalizability (to unseen datasets and new respiratory audio modalities). This highlights the great promise of respiratory acoustic foundation models and encourages more studies using OPERA as an open resource to accelerate research on respiratory audio for health. The system is accessible from https://github.com/evelyn0414/OPERA.
- Abstract(参考訳): くしゃみや呼吸音などの呼吸性オーディオは、幅広い医療応用の予測力を持っているが、現在はまだ未調査である。
これらのアプリケーションの主な問題は、モデル開発のための大きなラベル付きタスク固有データを集めることの難しさから生じる。
ラベル付けされていないデータで事前訓練された一般的な呼吸音響基礎モデルは、魅力的な利点を提供し、おそらくこの欠点を解き放つだろう。
しかし、医療応用の安全性に欠かせない性質を考えると、提案された基盤モデルソリューションの開放性と複製性を確保することが重要である。
そこで本研究では,OPEn 呼吸音響基礎モデルの事前学習とベンチマークシステムである OPERA について,そのニーズに応える最初のアプローチとして紹介する。
大規模呼吸オーディオデータセット(約136Kサンプル、440時間)をキュレートし、3つの先駆的基礎モデルを事前訓練し、評価のための19の下流呼吸健康タスクからなるベンチマークを構築した。
プレトレーニングされたモデルでは,既存の音響モデルに対して,19のタスクのうち16のタスクにおいて,一般的な音響モデルで事前トレーニングされた場合と比較して)優れた性能と汎用性(未知のデータセットと新しい呼吸オーディオモダリティ)を示す。
このことは、呼吸音響基礎モデルの大きな約束を強調し、健康のための呼吸音響の研究を加速するオープンリソースとしてOPERAを使用することを奨励する。
このシステムはhttps://github.com/evelyn0414/OPERAからアクセスできる。
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