論文の概要: Innovative Speech-Based Deep Learning Approaches for Parkinson's Disease Classification: A Systematic Review

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.17844v3
• Date: Fri, 6 Sep 2024 05:29:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-09 18:10:23.908715
• Title: Innovative Speech-Based Deep Learning Approaches for Parkinson's Disease Classification: A Systematic Review
• Title（参考訳）: パーキンソン病分類のための革新的音声に基づく深層学習アプローチ : 体系的レビュー
• Authors: Lisanne van Gelderen, Cristian Tejedor-García,
• Abstract要約: パーキンソン病(PD)は早期の発声障害を伴うことが多い。 近年のAIの進歩、特に深層学習(DL)は、音声データの解析を通じてPD診断を大幅に強化している。 しかし、研究の進展は、パブリックアクセス可能な音声ベースのPDデータセットの限定的利用によって制限されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Parkinson's disease (PD), the second most prevalent neurodegenerative disorder worldwide, frequently presents with early-stage speech impairments. Recent advancements in Artificial Intelligence (AI), particularly deep learning (DL), have significantly enhanced PD diagnosis through the analysis of speech data. Nevertheless, the progress of research is restricted by the limited availability of publicly accessible speech-based PD datasets, primarily due to privacy concerns. The goal of this systematic review is to explore the current landscape of speech-based DL approaches for PD classification, based on 33 scientific works published between January 2020 and March 2024. We discuss their available resources, capabilities, and potential limitations, and issues related to bias, explainability, and privacy. Furthermore, this review provides an overview of publicly accessible speech-based datasets and open-source material for PD. The DL approaches identified are categorized into end-to-end (E2E) learning, transfer learning (TL), and deep acoustic feature extraction (DAFE). Among E2E approaches, Convolutional Neural Networks (CNNs) are prevalent, though Transformers are increasingly popular. E2E approaches face challenges such as limited data and computational resources, especially with Transformers. TL addresses these issues by providing more robust PD diagnosis and better generalizability across languages. DAFE aims to improve the explainability and interpretability of results by examining the specific effects of deep features on both other DL approaches and more traditional machine learning (ML) methods. However, it often underperforms compared to E2E and TL approaches.
• Abstract（参考訳）: パーキンソン病(英: Parkinson's disease、PD)は、世界で2番目に多い神経変性疾患である。 近年の人工知能(AI),特に深層学習(DL)の進歩は,音声データの解析を通じてPD診断を大幅に強化している。 それでも研究の進展は、主にプライバシー上の懸念から、広くアクセス可能な音声ベースのPDデータセットの限定的な利用によって制限されている。 この体系的なレビューの目的は、2020年1月から2024年3月までに発行された33の科学的研究に基づいて、PD分類のための音声ベースのDLアプローチの現況を探ることである。 利用可能なリソース、能力、潜在的な制限、バイアス、説明可能性、プライバシーに関する問題について議論する。 さらに、このレビューは、パブリックアクセス可能な音声ベースのデータセットとPDのためのオープンソース資料の概要を提供する。 同定されたDLアプローチは、エンドツーエンド学習(E2E)、転送学習(TL)、深層音響特徴抽出(DAFE)に分類される。 E2Eアプローチの中では、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)が一般的だが、トランスフォーマーの人気はますます高まっている。 E2Eアプローチは、特にTransformerにおいて、限られたデータや計算資源といった課題に直面している。 TLは、より堅牢なPD診断と言語間の一般化性を提供することにより、これらの問題に対処する。 DAFEは、他のDLアプローチとより伝統的な機械学習(ML)手法の両方に対する深い特徴の具体的な影響を調べることで、結果の説明可能性と解釈可能性を改善することを目的としている。 しかし、E2E や TL に比べて性能が劣ることが多い。

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