AASM准则是为了有一种常用的方法，旨在标准化睡眠评分程序的数十年努力的结果。该指南涵盖了从技术/数字规格（例如，推荐的EEG推导）到相应的详细睡眠评分规则到年龄的几个方面。在睡眠评分自动化的背景下，与许多其他技术相比，深度学习表现出更好的性能。通常，临床专业知识和官方准则对于支持自动睡眠评分算法在解决任务时至关重要。在本文中，我们表明，基于深度学习的睡眠评分算法可能不需要充分利用临床知识或严格遵循AASM准则。具体而言，我们证明了U-Sleep是一种最先进的睡眠评分算法，即使使用临床非申请或非规定派生，也可以解决得分任务，即使无需利用有关有关的信息，也无需利用有关有关的信息。受试者的年代年龄。我们最终加强了一个众所周知的发现，即使用来自多个数据中心的数据始终导致与单个队列上的培训相比，可以使性能更好。确实，我们表明，即使增加了单个数据队列的大小和异质性，后者仍然有效。在我们的所有实验中，我们使用了来自13个不同临床研究的28528多个多摄影研究研究。
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研究目标：评分多个词法中的绩效差异是一个众所周知的问题。大多数现有的自动睡眠评分系统都是使用单个得分手注释的标签培训的，该标签将主观评估转移到模型中。当有两个或多个得分手的注释可用时，评分模型通常会在得分手共识上训练。平均得分手的主观性被转移到模型中，失去了有关不同得分子之间内部变异性的信息。在这项研究中，我们旨在将不同医生的多重知识插入培训程序中。目标是优化模型培训，利用可以从一组得分手共识中提取的全部信息。方法：我们在三个不同的多得分数据库上训练两个基于深度学习的模型。我们将标签平滑技术与软传感器（LSSC）分布一起利用，以在模型的训练过程中插入多重知识。我们介绍了平均余弦相似性度量（ACS），以量化模型与LSSC产生的催眠密度毛电和得分手共识产生的催眠密度图之间的相似性。结果：当我们使用LSSC训练模型时，模型的性能会改善所有数据库。我们发现，通过LSSC训练的模型和共识产生的催眠仪型的催眠刻画之间的ACS增加（高达6.4％）。结论：我们的方法绝对使模型能够更好地适应得分手的共识。未来的工作将集中于对不同评分体系结构的进一步调查。
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在过去的几年中，自动睡眠评分的研究主要集中在开发日益复杂的深度学习体系结构上。但是，最近，这些方法仅实现了边际改进，通常以需要更多数据和更昂贵的培训程序为代价。尽管所有这些努力及其令人满意的表现，但在临床背景下，自动睡眠期临时解决方案并未被广泛采用。我们认为，由于很难训练，部署和繁殖，大多数对睡眠评分的深度学习解决方案在现实世界中的适用性受到限制。此外，这些解决方案缺乏可解释性和透明度，这通常是提高采用率的关键。在这项工作中，我们使用经典的机器学习来重新审视睡眠阶段分类的问题。结果表明，通过传统的机器学习管道可以实现最新的性能，该管道包括预处理，功能提取和简单的机器学习模型。特别是，我们分析了线性模型和非线性（梯度提升）模型的性能。我们的方法超过了两个公共数据集上的最新方法（使用相同的数据）：Sleep--EDF SC-20（MF1 0.810）和Sleep-eDF ST（MF1 0.795），同时在Sleep-eDF上取得了竞争成果SC-78（MF1 0.775）和质量SS3（MF1 0.817）。我们表明，对于睡眠阶段评分任务，工程特征向量的表现力与深度学习模型的内部学表现相当。该观察结果为临床采用打开了大门，因为代表性功能向量允许利用传统机器学习模型的可解释性和成功记录。
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在实践中，非常苛刻，有时无法收集足够大的标记数据数据集以成功培训机器学习模型，并且对此问题的一个可能解决方案是转移学习。本研究旨在评估如何可转让的时间序列数据和哪些条件下的不同域之间的特征。在训练期间，在模型的预测性能和收敛速度方面观察到转移学习的影响。在我们的实验中，我们使用1,500和9,000个数据实例的减少数据集来模仿现实世界的条件。使用相同的缩小数据集，我们培训了两组机器学习模型：那些随着转移学习的培训和从头开始培训的机器学习模型。使用四台机器学习模型进行实验。在相同的应用领域（地震学）以及相互不同的应用领域（地震，语音，医学，金融）之间进行知识转移。我们在训练期间遵守模型的预测性能和收敛速度。为了确认所获得的结果的有效性，我们重复了实验七次并应用了统计测试以确认结果的重要性。我们研究的一般性结论是转移学习可能会增加或不会对模型的预测性能或其收敛速度产生负面影响。在更多细节中分析收集的数据，以确定哪些源域和目标域兼容以用于传输知识。我们还分析了目标数据集大小的效果和模型的选择及其超参数对转移学习的影响。
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目的：随着具有非传统电极配置的可穿戴睡眠监测设备的快速升高，需要自动算法，可以在具有少量标记数据的配置上执行睡眠暂存。转移学习具有从源模态（例如标准电极配置）到新的目标模态（例如非传统电极配置）的神经网络权重。方法：我们提出功能匹配，一个新的转移学习策略作为常用的芬降方法的替代方案。该方法包括培训具有来自源模态的大量数据的模型，以及源头和目标模态的成对样本很少。对于那些配对的样本，模型提取目标模态的特征，与来自源模态的相应样本相匹配。结果：我们将特征与三种不同的目标域的FineTuning进行比较，具有两个不同的神经网络架构，以及不同数量的培训数据。特别是在小型队列（即，在非传统的记录设置中标记的记录）上，具有系统地匹配的特征，具有平均相对差异的精度为不同场景和数据集的0.4％至4.7％。结论：我们的研究结果表明，特征符合FineTuning作为转移学习方法的特征，特别是在非常低的数据制度中。意义：因此，我们得出结论，特征匹配是具有新颖设备可穿戴睡眠分段的有希望的新方法。
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目的：开发和验证一种自动化方法，用于对新生儿重症监护病房中睡眠状态波动的床旁监测。方法：基于深度学习的算法是使用30个近期新生儿的长期（a）脑电图监测的53个EEG录音设计和训练的。使用来自30个多摄影记录的外部数据集对结果进行了验证。除了训练和验证单个脑电图通道安静的睡眠探测器外，我们还构建了睡眠状态趋势（SST），这是一种可视化分类器输出的床旁准备手段。结果：训练数据中安静的睡眠检测的准确性为90％，在4电极记录中获得的所有双极派生中，精度是可比的（85-86％）。该算法很好地概括了外部数据集，尽管信号推导不同，但仍显示81％的总体精度。 SST允许对分类器输出的直观，清晰可视化。结论：可以从单个EEG通道的高保真度中检测到睡眠状态的波动，并且可以将结果可视化为床边监视器中透明和直观的趋势。意义：睡眠状态趋势（SST）可以为护理人员提供对睡眠状态波动及其周期性的实时视图。
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近年来，深度学习显示了广泛区域的潜力和效率，包括计算机视觉，图像和信号处理。然而，由于缺乏算法决策和结果的解释性，用户应用程序仍然存在转化挑战。这个黑匣子问题对于高风险应用程序（例如与医疗相关的决策制定）尤其有问题。当前的研究目标是设计一个可解释的深度学习系统，用于对脑电图的时间序列分类（EEG）进行睡眠阶段评分，以此作为设计透明系统的一步。我们已经开发了一个可解释的深神经网络，该网络包括基于内核的层，该层是基于人类专家在视觉分析记录的视觉分析中用于睡眠评分的一组原理。将基于内核的卷积层定义并用作系统的第一层，并可用于用户解释。训练有素的系统及其结果从脑电图信号的微观结构（例如训练的内核）以及每个内核对检测到的阶段的效果，宏观结构（例如阶段之间的过渡）中解释了四个级别。拟议的系统表现出比先前的研究更大的性能，而解释的结果表明，该系统学习了与专家知识一致的信息。
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睡眠分期在诊断和治疗睡眠障碍中非常重要。最近，已经提出了许多数据驱动的深度学习模型，用于自动睡眠分期。他们主要在一个大型公共标签的睡眠数据集上训练该模型，并在较小的主题上对其进行测试。但是，他们通常认为火车和测试数据是从相同的分布中绘制的，这可能在现实世界中不存在。最近已经开发了无监督的域适应性（UDA）来处理此域移位问题。但是，以前用于睡眠分期的UDA方法具有两个主要局限性。首先，他们依靠一个完全共享的模型来对齐，该模型可能会在功能提取过程中丢失特定于域的信息。其次，它们仅在全球范围内将源和目标分布对齐，而无需考虑目标域中的类信息，从而阻碍了测试时模型的分类性能。在这项工作中，我们提出了一个名为Adast的新型对抗性学习框架，以解决未标记的目标域中的域转移问题。首先，我们开发了一个未共享的注意机制，以保留两个领域中的域特异性特征。其次，我们设计了一种迭代自我训练策略，以通过目标域伪标签提高目标域上的分类性能。我们还建议双重分类器，以提高伪标签的鲁棒性和质量。在六个跨域场景上的实验结果验证了我们提出的框架的功效及其优于最先进的UDA方法。源代码可在https://github.com/emadeldeen24/adast上获得。
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在这项工作中，我们介绍了一种新型的元学习方法，用于基于自学学习的学习来进行睡眠评分。我们的方法旨在构建可以概括不同患者和记录设施的睡眠评分模型，但不需要进一步适应目标数据。为了实现这一目标，我们通过合并自我监督的学习（SSL）阶段并将其称为S2MAML，在模型不可知的元学习（MAML）框架上构建方法。我们表明S2MAML可以显着胜过MAML。性能的增长来自SSL阶段，我们以通用伪任务为基础，该任务限制了培训数据集中存在的特定主题模式。我们表明，S2MAML在SC，ST，ISRUC，UCD和CAP数据集上优于标准监督学习和MAML。
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尽管最近对成人自动睡眠分期进行了巨大进展，但目前是未知的，如果最先进的算法概括为儿科人群，这在过夜多核心摄影（PSG）中显示出独特的特征。为了回答这个问题，在这项工作中，我们对儿科自动睡眠分期的最先进的深层学习方法进行了大规模比较研究。采用各种具有发散特征的六种不同的深神经网络的选择来评估超过1,200名儿童的样品，横跨宽度的阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）严重程度。我们的实验结果表明，在新科目评估时自动儿科睡眠滞高器的个性表现相当于在成人报告的专家级。将六个级别与集合模型相结合，进一步提高了暂存精度，达到了87.7％的整体准确性，一个0.837的Cohen的Kappa，在新科目评估时，单通道EEG的宏观F1分数为84.2％。当使用双通道EEG $ \ CDOT $ EOT时，达到88.8％的准确性，即0.852的精度，宏观F1分数为85.8％时，该性能进一步提高。同时，集合模型导致预测性不确定性降低。结果还表明，当训练和测试数据分开和临床干预后7个月记录7个月时，研究了算法及其集合对于概念漂移是强大的。详细分析进一步展示了自动分级彼此之间的“几乎完美”协议及其在分期错误上的类似模式。
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脑电图（EEG）解码旨在识别基于非侵入性测量的脑活动的神经处理的感知，语义和认知含量。当应用于在静态，受控的实验室环境中获取的数据时，传统的EEG解码方法取得了适度的成功。然而，开放世界的环境是一个更现实的环境，在影响EEG录音的情况下，可以意外地出现，显着削弱了现有方法的鲁棒性。近年来，由于其在特征提取的卓越容量，深入学习（DL）被出现为潜在的解决方案。它克服了使用浅架构提取的“手工制作”功能或功能的限制，但通常需要大量的昂贵，专业标记的数据 - 并不总是可获得的。结合具有域特定知识的DL可能允许开发即使具有小样本数据，也可以开发用于解码大脑活动的鲁棒方法。虽然已经提出了各种DL方法来解决EEG解码中的一些挑战，但目前缺乏系统的教程概述，特别是对于开放世界应用程序。因此，本文为开放世界EEG解码提供了对DL方法的全面调查，并确定了有前途的研究方向，以激发现实世界应用中的脑电图解码的未来研究。
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睡眠对婴儿，儿童和青少年的健康尤为重要，睡眠评分是准确诊断和治疗潜在的威胁生命状况的第一步。但是，与成人睡眠相比，儿科睡眠在健康的情况下与成人睡眠相比严重研究，并且为成年人开发的睡眠评分算法通常在婴儿身上表现不佳。在这里，我们介绍了最近在标准临床护理期间收集的最近大规模的小儿睡眠研究数据集中的第一个自动睡眠评分结果。我们开发了一个基于变压器的监督学习模型，该模型学会从数百万多通道脑电图（EEG）睡眠时期分类五个睡眠阶段，总体准确性为78％。此外，我们根据患者人口统计学和脑电图通道对模型性能进行了深入的分析。结果表明，对小儿睡眠的机器学习研究的需求日益增长。
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本文提出了一个新颖的框架，以根据权威的睡眠医学指导自动捕获人睡眠的脑电图（EEG）信号的时间频率。该框架由两个部分组成：第一部分通过将输入EEG频谱图将其划分为一系列时频贴片来提取信息特征。第二部分是由基于注意力的体系结构有效地搜索分配的时频贴片和并行睡眠阶段定义因素之间的相关性构成的。拟议的管道在Sleep Heart Health研究数据集上进行了验证，其阶段唤醒，N2和N3的新最新结果获得了相应的F1分数为0.93、0.88和0.87，仅使用EEG信号。该提出的方法还具有高评分者间可靠性为0.80 kappa。我们还可以看到睡眠分期决策与提出方法提取的特征之间的对应关系，为我们的模型提供了强大的解释性。
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自动睡眠评分对于诊断和治疗睡眠障碍至关重要，并在家庭环境中实现纵向睡眠跟踪。通常，对单渠道脑电图（EEG）进行基于学习的自动睡眠评分是积极研究的，因为困难在睡眠过程中获得多通道信号。但是，由于以下问题，来自原始脑电图信号的学习表示形式挑战：1）与睡眠相关的脑电图模式发生在不同的时间和频率尺度上，2）睡眠阶段共享相似的脑电图模式。为了解决这些问题，我们提出了一个名为Sleepyco的深度学习框架，该框架结合了1）功能金字塔和2）自动睡眠评分的监督对比度学习。对于特征金字塔，我们提出了一个名为sleepyco-backbone的骨干网络，以考虑在不同的时间和频率尺度上的多个特征序列。监督的对比学习允许网络通过最大程度地降低类内部特征之间的距离并同时最大程度地提高阶层间特征之间的距离来提取类别特征。对四个公共数据集的比较分析表明，Sleepyco始终优于基于单渠道EEG的现有框架。广泛的消融实验表明，Sleepyco表现出增强的总体表现，N1和快速眼运动（REM）阶段之间的歧视有了显着改善。
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通过卫星摄像机获取关于地球表面的大面积的信息使我们能够看到远远超过我们在地面上看到的更多。这有助于我们在检测和监测土地使用模式，大气条件，森林覆盖和许多非上市方面的地区的物理特征。所获得的图像不仅跟踪连续的自然现象，而且对解决严重森林砍伐的全球挑战也至关重要。其中亚马逊盆地每年占最大份额。适当的数据分析将有助于利用可持续健康的氛围来限制对生态系统和生物多样性的不利影响。本报告旨在通过不同的机器学习和优越的深度学习模型用大气和各种陆地覆盖或土地使用亚马逊雨林的卫星图像芯片。评估是基于F2度量完成的，而用于损耗函数，我们都有S形跨熵以及Softmax交叉熵。在使用预先训练的ImageNet架构中仅提取功能之后，图像被间接馈送到机器学习分类器。鉴于深度学习模型，通过传输学习使用微调Imagenet预训练模型的集合。到目前为止，我们的最佳分数与F2度量为0.927。
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The International Workshop on Reading Music Systems (WoRMS) is a workshop that tries to connect researchers who develop systems for reading music, such as in the field of Optical Music Recognition, with other researchers and practitioners that could benefit from such systems, like librarians or musicologists. The relevant topics of interest for the workshop include, but are not limited to: Music reading systems; Optical music recognition; Datasets and performance evaluation; Image processing on music scores; Writer identification; Authoring, editing, storing and presentation systems for music scores; Multi-modal systems; Novel input-methods for music to produce written music; Web-based Music Information Retrieval services; Applications and projects; Use-cases related to written music. These are the proceedings of the 3rd International Workshop on Reading Music Systems, held in Alicante on the 23rd of July 2021.
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呼吸率（RR）是重要的生物标志物，因为RR变化可以反映严重的医学事件，例如心脏病，肺部疾病和睡眠障碍。但是，不幸的是，标准手动RR计数容易出现人为错误，不能连续执行。这项研究提出了一种连续估计RR，RRWAVENET的方法。该方法是一种紧凑的端到端深度学习模型，不需要特征工程，可以将低成本的原始光摄影学（PPG）用作输入信号。对RRWAVENET进行了独立于主题的测试，并与三个数据集（BIDMC，Capnobase和Wesad）中的基线进行了比较，并使用三个窗口尺寸（16、32和64秒）进行了比较。 RRWAVENET优于最佳窗口大小为1.66 \ pm 1.01、1.59 \ pm 1.08的最佳绝对错误的最新方法，每个数据集每分钟每分钟呼吸0.96。在远程监视设置（例如在WESAD数据集中），我们将传输学习应用于其他两个ICU数据集，将MAE降低到1.52 \ pm每分钟0.50呼吸，显示此模型可以准确且实用的RR对负担得起的可穿戴设备进行准确估算。我们的研究表明，在远程医疗和家里，远程RR监测的可行性。
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睡眠是一种基本的生理过程，对于维持健康的身心至关重要。临床睡眠监测的黄金标准是多核桃摄影（PSG），基于哪个睡眠可以分为五个阶段，包括尾脉冲睡眠（REM睡眠）/非REM睡眠1（N1）/非REM睡眠2 （n2）/非REM睡眠3（n3）。然而，PSG昂贵，繁重，不适合日常使用。对于长期睡眠监测，无处不在的感测可以是解决方案。最近，心脏和运动感测在分类三阶段睡眠方面变得流行，因为两种方式都可以从研究级或消费者级设备中获得（例如，Apple Watch）。但是，为最大准确性融合数据的最佳仍然是一个打开的问题。在这项工作中，我们综合地研究了深度学习（DL）的高级融合技术，包括三种融合策略，三个融合方法以及三级睡眠分类，基于两个公共数据集。实验结果表明，通过融合心脏/运动传感方式可以可靠地分类三阶段睡眠，这可能成为在睡眠中进行大规模睡眠阶段评估研究或长期自动跟踪的实用工具。为了加快普遍存在/可穿戴计算社区的睡眠研究的进展，我们制作了该项目开源，可以在：https://github.com/bzhai/ubi-sleepnet找到代码。
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深度学习对医学成像产生了极大的兴趣，特别是在使用卷积神经网络（CNN）来开发自动诊断工具方面。其非侵入性获取的设施使视网膜底面成像适合这种自动化方法。使用CNN分析底面图像的最新工作依靠访问大量数据进行培训和验证 - 成千上万的图像。但是，数据驻留和数据隐私限制阻碍了这种方法在患者机密性是任务的医疗环境中的适用性。在这里，我们展示了小型数据集上DL的性能的结果，以从眼睛图像中对患者性别进行分类 - 直到最近，底眼前图像中才出现或可量化的特征。我们微调了一个RESNET-152模型，其最后一层已修改以进行二进制分类。在几个实验中，我们使用一个私人（DOV）和一个公共（ODIR）数据源评估在小数据集上下文中的性能。我们的模型使用大约2500张底面图像开发，实现了高达0.72的AUC评分（95％CI：[0.67，0.77]）。尽管与文献中的先前工作相比，数据集大小降低了近1000倍，但这仅仅是降低25％的性能。即使从视网膜图像中进行性别分类等艰巨的任务，我们也会发现使用非常小的数据集可以进行分类。此外，我们在DOV和ODIR之间进行了域适应实验。探索数据策展对培训和概括性的影响；并调查模型结合在小型开发数据集中最大化CNN分类器性能。
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眼目光信息的收集为人类认知，健康和行为的许多关键方面提供了一个窗口。此外，许多神经科学研究补充了从眼睛跟踪中获得的行为信息，以及脑电图（EEG）提供的高时间分辨率和神经生理学标记。必不可少的眼睛跟踪软件处理步骤之一是将连续数据流的分割为与扫视，固定和眨眼等眼睛跟踪应用程序相关的事件。在这里，我们介绍了Detrtime，这是一个新颖的时间序列分割框架，该框架创建了不需要额外记录的眼睛跟踪模式并仅依靠脑电图数据的眼部事件检测器。我们的端到端基于深度学习的框架将计算机视觉的最新进展带到了脑电图数据的《时代》系列分割的最前沿。 Detr Time在各种眼睛追踪实验范式上实现眼部事件检测中的最新性能。除此之外，我们还提供了证据表明我们的模型在脑电图阶段分割的任务中很好地概括了。
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