基于深度学习的抑郁症检测混合模型

2023-12-29 06:50

本文主要是介绍基于深度学习的抑郁症检测混合模型,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Field: 深度学习、抑郁检测、多模态

Title: A hybrid model for depression detection using deep learning

Journal: Measurement: Sensors

Data: 2022.11

Author:Vandana a, Nikhil Marriwala

Research context:针对语音和文本数据,文章提出构建了三种模型,分别验证三种模型在抑郁倾向上的检测效果,对比研究

Method

提出了三种抑郁症检测模型:

1.textual CNN

2.audio CNN

3.text CNN and audio CNN 混合(混合LSTM,混合Bi-LSTM)

        作者验证了三者的各项指标,accuracy、F1 score、loss and so on,发现audio CNN在抑郁症检测方面上能获得良好的效果,准确率达到98%,损失为0.1%,而text CNN的准确度为92%,损失为0.2%,混合LSTM模型的准确率为0.80%,损失为0.4。Bi-LSTM模型的精度为0.88,高于混合LSTM模型,损失为0.2。这意味着对于抑郁症检测,Bi-LSTM模型比LSTM模型更准确地预测。但是仍低于Audio CNN

Goodness:

        提出了一个基于语音和文本的抑郁症倾向检测的混合模型(混合Bi-LSTM和混合LSTM),文章对比研究了语音数据集在Audio CNN上表现特点、文本数据集在Text CNN、以及语音和文本在混合模型上的性能。

        文章将文本信息转化为向量加入到CNN中,将语音限号每帧的频谱作为图像输入到CNN中

Badness:

        混合模型(混合Bi-LSTM和混合LSTM)的效果并没有Audio CNN 的好,并没有仔细提出实验过程,只是提供了原理

Study:

        1.在文本CNN中进行文本分类的工作,使用了工作嵌入层和CNN层。单词嵌入是单词的矢量或图片表示。Word 2 vec是词到向量的意思,是最流行的词嵌入技术。Word 2 vec的输入是文本数据,输出是矢量或图片。

        2.音频分类的第一步是将音频样本转换为频谱图。这是音频分类的重要步骤。频谱图是信号频率随时间变化的视觉表示。

        在将音频样本转换为频谱图之后,下一步是音频分割。在音频分割中,从音频样本中去除额外的噪声和静音,这一步骤也称为分段。在从音频或语音样本中去除不需要的噪声和静音之后,下一步是数据不平衡。在数据集中,非抑郁症患者的信息量要多于抑郁症患者。这是抑郁症患者数据的四倍。这就是为什么数据不平衡很重要。平衡抑郁症的数据:非降为等数。第三步是频谱转换。采样的音频片段然后被转换成大小为512*512像素的频谱图图像。这些图像以8:2的比例放入训练和验证文件夹中。

        3.LSTM或(长短期记忆)算法是一种递归神经网络(RNN),其中大部分特征与一层到上一层相关联,它还允许信息从过去传递到现在,然后从现在传递到未来。RNN对向量序列进行操作。因此,每一层都依赖于先前的输出。RNN的问题是,随着时间的推移,信息会迅速丢失。

        它们是为了解决RNN中的信息丢失问题而设计的。LSTM能够学习长时间的依赖关系,这使得RNN在记忆事物方面足够聪明。使用LSTM的优势在于,它将有助于数据处理预测和预处理应用。        

        4.neural network层

        (1)卷积层是神经网络的第一层,也是最重要的一层。这一层创建了整个神经网络的构建块。卷积层的主要目的是检测输入的类型,即,文本特征、音频特征或两者。在卷积层,输入图像与相同大小的滤波器卷积,然后得到输出图像。在输出中,开发了特征图。卷积层采用滤波核作为权值,权值在卷积层采用反向传播算法更新。

(2)最大池化层-池化层位于两个卷积层之间。池化层的主要工作是减少输入的大小。这一层帮助模型减少数据的实际大小,并仅使用必要的数据信息更新数据。这一层提高了神经网络的效率。它减少了数据中不需要的特征。池化层在卷积层和全连接层之间创建了一个桥梁。池层也有助于减少神经网络中发生的过拟合问题。

        (3)ReLU作为激活函数- ReLU意味着整流线性单元,该函数描述非线性。该层将所有负值数据替换为零值。该层是重要的层,因为它决定将哪些信息传递到下一个卷积层以及丢弃哪些信息。有许多激活函数,如SoftMax,ReLU,tanH,Sigmoid。

        (4)完全连接层-通常放置在输出分类层之前的完全连接层。在这一层中,分类开始发生,结果会自动更新。在神经网络中,使用一个或两个完全连接的层是很重要的。

        (5)Batch Normalization- Batch Normalization层将前一层的输出归一化。它有助于模型有效地学习特征。它使模型稳定,执行速度更快。它使模型的处理和学习更快。

        (6) Dropout层- Dropout是一个有助于减少模型中过度拟合的层。它随机丢弃神经网络的一些值,使模型学习速度更快。丢弃层放置在完全连接层之后。推荐的dropout值为0.25。它会导致神经网络的训练速度变慢。

这篇关于基于深度学习的抑郁症检测混合模型的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/548679

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