Sensors ◽  
2021 ◽  
Vol 21 (16) ◽  
pp. 5657
Author(s):  
Iam Palatnik de Sousa ◽  
Marley M. B. R. Vellasco ◽  
Eduardo Costa da Silva

Problem: An application of Explainable Artificial Intelligence Methods for COVID CT-Scan classifiers is presented. Motivation: It is possible that classifiers are using spurious artifacts in dataset images to achieve high performances, and such explainable techniques can help identify this issue. Aim: For this purpose, several approaches were used in tandem, in order to create a complete overview of the classificatios. Methodology: The techniques used included GradCAM, LIME, RISE, Squaregrid, and direct Gradient approaches (Vanilla, Smooth, Integrated). Main results: Among the deep neural networks architectures evaluated for this image classification task, VGG16 was shown to be most affected by biases towards spurious artifacts, while DenseNet was notably more robust against them. Further impacts: Results further show that small differences in validation accuracies can cause drastic changes in explanation heatmaps for DenseNet architectures, indicating that small changes in validation accuracy may have large impacts on the biases learned by the networks. Notably, it is important to notice that the strong performance metrics achieved by all these networks (Accuracy, F1 score, AUC all in the 80 to 90% range) could give users the erroneous impression that there is no bias. However, the analysis of the explanation heatmaps highlights the bias.


Author(s):  
A.B. Movsisyan ◽  
◽  
A.V. Kuroyedov ◽  
G.A. Ostapenko ◽  
S.V. Podvigin ◽  
...  

Актуальность. Определяется увеличением заболеваемости глаукомой во всем мире как одной из основных причин снижения зрения и поздней постановкой диагноза при имеющихся выраженных изменений со стороны органа зрения. Цель. Повысить эффективность диагностики глаукомы на основании оценки диска зрительного нерва и перипапиллярной сетчатки нейросетью и искусственным интеллектом. Материал и методы. Для обучения нейронной сети были выделены четыре диагноза: первый – «норма», второй – начальная глаукома, третий – развитая стадия глаукомы, четвертый – глаукома далеко зашедшей стадии. Классификация производилась на основе снимков глазного дна: область диска зрительного нерва и перипапиллярной сетчатки. В результате классификации входные данные разбивались на два класса «норма» и «глаукома». Для целей обучения и оценки качества обучения, множество данных было разбито на два подмножества: тренировочное и тестовое. В тренировочное подмножество были включены 8193 снимка с глаукомными изменениями диска зрительного нерва и «норма» (пациенты без глаукомы). Стадии заболевания были верифицированы согласно действующей классификации первичной открытоугольной глаукомы 3 (тремя) экспертами со стажем работы от 5 до 25 лет. В тестовое подмножество были включены 407 снимков, из них 199 – «норма», 208 – с начальной, развитой и далекозашедшей стадиями глаукомы. Для решения задачи классификации на «норма»/«глаукома» была выбрана архитектура нейронной сети, состоящая из пяти сверточных слоев. Результаты. Чувствительность тестирования дисков зрительных нервов с помощью нейронной сети составила 0,91, специфичность – 0,93. Анализ полученных результатов работы показал эффективность разработанной нейронной сети и ее преимущество перед имеющимися методами диагностики глаукомы. Выводы. Использование нейросетей и искусственного интеллекта является современным, эффективным и перспективным методом диагностики глаукомы.


2020 ◽  
Vol 112 (5) ◽  
pp. S50
Author(s):  
Zachary Eller ◽  
Michelle Chen ◽  
Jermaine Heath ◽  
Uzma Hussain ◽  
Thomas Obisean ◽  
...  

Author(s):  
Daniel Auge ◽  
Julian Hille ◽  
Etienne Mueller ◽  
Alois Knoll

AbstractBiologically inspired spiking neural networks are increasingly popular in the field of artificial intelligence due to their ability to solve complex problems while being power efficient. They do so by leveraging the timing of discrete spikes as main information carrier. Though, industrial applications are still lacking, partially because the question of how to encode incoming data into discrete spike events cannot be uniformly answered. In this paper, we summarise the signal encoding schemes presented in the literature and propose a uniform nomenclature to prevent the vague usage of ambiguous definitions. Therefore we survey both, the theoretical foundations as well as applications of the encoding schemes. This work provides a foundation in spiking signal encoding and gives an overview over different application-oriented implementations which utilise the schemes.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document