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CoughSense:基于Whisper的五类呼吸疾病咳嗽分类系统

CoughSense: Five-Class Respiratory Disease Classification via Whisper Encoder Fine-Tuning and Dual-Encoder Cross-Attention Fusion with Balanced Contrastive Learning

精选理由

做呼吸疾病音频诊断或短音频分类的团队,可以直接借鉴CoughSense的主动帧池化和域自适应方案,解决Whisper在短信号上的静音稀释痛点。

AI 摘要

CoughSense 是一个利用智能手机录音自动分类五种呼吸系统疾病(健康、COVID-19、哮喘、支气管炎、肺炎)的系统。它基于 OpenAI Whisper 编码器微调,并引入主动帧 QKV 注意力池化(Active-frame QKV attention pooling),解决了 Whisper 30秒输入窗口内短咳嗽信号被静音稀释的问题。系统还通过加权采样、数据增强、平衡混合、对比学习、症状条件化和域自适应等技术,处理了19:1的类别不平衡和跨数据集域偏移。在四个公开数据集共18,301条录音上,CoughSense(Whisper-tiny,8.6M参数)达到82.3%的平衡准确率,双编码器融合版本达到85.4%。主动帧池化是最大的单一贡献模块(提升5.1个点),对任何使用Whisper的短音频任务都有参考价值。

AI 翻译 · 中文

CoughSense 是一个利用智能手机录音自动分类五种呼吸系统疾病(健康、COVID-19、哮喘、支气管炎、肺炎)的系统。它基于 OpenAI Whisper 编码器微调,并引入主动帧 QKV 注意力池化(Active-frame QKV attention pooling),解决了 Whisper 30秒输入窗口内短咳嗽信号被静音稀释的问题。系统还通过加权采样、数据增强、平衡混合、对比学习、症状条件化和域自适应等技术,处理了19:1的类别不平衡和跨数据集域偏移。在四个公开数据集共18,301条录音上,CoughSense(Whisper-tiny,8.6M参数)达到82.3%的平衡准确率,双编码器融合版本达到85.4%。主动帧池化是最大的单一贡献模块(提升5.1个点),对任何使用Whisper的短音频任务都有参考价值。

arXiv: OpenAIAutomated cough analysis offers a path to low-cost respiratory screening, but most existing work stops at binary COVID-19 detection. A practical tool needs to tell apart several respiratory conditions from one cough reco