論文の概要: RS-FME-SwinT: A Novel Feature Map Enhancement Framework Integrating Customized SwinT with Residual and Spatial CNN for Monkeypox Diagnosis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.01216v1
• Date: Wed, 2 Oct 2024 03:57:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-04 22:28:32.814538
• Title: RS-FME-SwinT: A Novel Feature Map Enhancement Framework Integrating Customized SwinT with Residual and Spatial CNN for Monkeypox Diagnosis
• Title（参考訳）: RS-FME-SwinT: サルポックス診断のためのカスタマイズSwinTと残留空間CNNを統合した新しい特徴マップ拡張フレームワーク
• Authors: Saddam Hussain Khan, Rashid Iqbal,
• Abstract要約: Monkeypox(MPox)は世界的な重要な関心事として現れており、ケースは毎日着実に増えている。 ディープラーニングは自動化されたソリューションを提供するが、データセットにはデータ不足、テクスチャ、コントラスト、クラス間の多様性、その他の皮膚感染症との類似性が含まれる。 残留学習と空間爆発的畳み込みニューラルネットワーク(CNN)の学習能力と、カスタマイズされたスウィントランスフォーマー(RS-FME-SwinT)を統合してMPox診断を捉えるハイブリッドアプローチが提案されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0523436939538895
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Monkeypox (MPox) has emerged as a significant global concern, with cases steadily increasing daily. Conventional detection methods, including polymerase chain reaction (PCR) and manual examination, exhibit challenges of low sensitivity, high cost, and substantial workload. Therefore, deep learning offers an automated solution; however, the datasets include data scarcity, texture, contrast, inter-intra class variability, and similarities with other skin infectious diseases. In this regard, a novel hybrid approach is proposed that integrates the learning capacity of Residual Learning and Spatial Exploitation Convolutional Neural Network (CNN) with a customized Swin Transformer (RS-FME-SwinT) to capture multi-scale global and local correlated features for MPox diagnosis. The proposed RS-FME-SwinT technique employs a transfer learning-based feature map enhancement (FME) technique, integrating the customized SwinT for global information capture, residual blocks for texture extraction, and spatial blocks for local contrast variations. Moreover, incorporating new inverse residual blocks within the proposed SwinT effectively captures local patterns and mitigates vanishing gradients. The proposed RS-FME-SwinT has strong learning potential of diverse features that systematically reduce intra-class MPox variation and enable precise discrimination from other skin diseases. Finally, the proposed RS-FME-SwinT is a holdout cross-validated on a diverse MPox dataset and achieved outperformance on state-of-the-art CNNs and ViTs. The proposed RS-FME-SwinT demonstrates commendable results of an accuracy of 97.80%, sensitivity of 96.82%, precision of 98.06%, and an F-score of 97.44% in MPox detection. The RS-FME-SwinT could be a valuable tool for healthcare practitioners, enabling prompt and accurate MPox diagnosis and contributing significantly to mitigation efforts.
• Abstract（参考訳）: Monkeypox(MPox)は世界的な重要な関心事として現れており、ケースは毎日着実に増えている。 PCR (PCR) や手動検査などの従来の検出方法では、感度が低く、コストが高く、作業負荷が大きい。 したがって、ディープラーニングは自動化されたソリューションを提供するが、データセットにはデータ不足、テクスチャ、コントラスト、クラス間の多様性、その他の皮膚感染症との類似性が含まれる。 本稿では, 残留学習と空間爆発的畳み込みニューラルネットワーク(CNN)の学習能力と, カスタマイズしたスウィン変換器(RS-FME-SwinT)を統合するハイブリッド手法を提案する。 提案したRS-FME-SwinT技術は,グローバル情報取得のためのカスタマイズされたSwinTと,テクスチャ抽出のための残留ブロックと,局所コントラスト変動のための空間ブロックを統合し,転送学習に基づく特徴マップ拡張(FME)技術を用いている。 さらに、提案したSwinTに新しい逆残差ブロックを組み込むことで、局所的なパターンを効果的に捕捉し、消滅する勾配を緩和する。 The proposed RS-FME-SwinT has strong learning potential of various features that systemally reduce-class MPox variation and enable accurate discrimination from other skin disease。 最後に、提案されたRS-FME-SwinTは、多種多様なMPoxデータセット上でクロスバリデーションされたホールドアウトであり、最先端のCNNとViTの性能を達成した。 提案されたRS-FME-SwinTは、精度97.80%、感度96.82%、精度98.06%、Fスコア97.44%のMPox検出結果を示す。 RS-FME-SwinTは医療従事者にとって貴重なツールであり、迅速かつ正確なMPox診断を可能にし、緩和努力に大きく貢献する。

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