Background and Objective: The new type of coronavirus is also called COVID-19. It began to spread at the end of 2019 and has now spread across the world. Until October 2020, It has infected around 37 million people and claimed about 1 million lives. We propose a deep learning model that can help radiologists and clinicians use chest X-rays to diagnose COVID-19 cases and show the diagnostic features of pneumonia. Methods: The approach in this study is: 1) we propose a data enhancement method to increase the diversity of the data set, thereby improving the generalization performance of the model. 2) Our deep convolution neural network model DPN-SE adds a self-attention mechanism to the DPN network. The addition of a self-attention mechanism has greatly improved the performance of the network. 3) Use the Lime interpretable library to mark the feature regions on the X-ray medical image that helps doctors more quickly diagnose COVID-19 in people. Results: Under the same network model, the data with and without data enhancement is put into the model for training respectively. At last, comparing two experimental results: among the 10 network models with different structures, 7 network models have improved their effects after using data enhancement, with an average improvement of 1% in recognition accuracy. We propose that the accuracy and recall rates of the DPN-SE network are 93% and 98% of cases (COVID vs. pneumonia bacteria vs. viral pneumonia vs. normal). Compared with the original DPN, the respective accuracy is improved by 2%. Conclusion: The data augmentation method we used has achieved effective results on a small amount of data set, showing that a reasonable data augmentation method can improve the recognition accuracy without changing the sample size and model structure. Overall, the proposed method and model can effectively become a very useful tool for clinical radiologists.


翻译:背景和目标:新类型的冠状病毒也称为COVID-19。 它开始于2019年底扩散,现在已遍及全世界。 直到2020年10月, 它已经感染了大约3,700万人,夺走了大约100万人的生命。 我们提议了一个深层学习模式, 帮助放射学家和临床医生使用胸前X光片诊断COVID-19病例并显示肺炎的诊断特征。 方法: 本研究的方法是:(1) 我们提出一种数据增强方法, 以增加数据集的多样性, 从而改进模型的精确性。 (2) 我们深层神经网络网络模型DPN-SE有效地为DPN网络增加了一种有效的自我关注机制。 添加一个自留机制大大改善了网络的性能。 3) 利用利姆可解释图书馆在X光医学图上标注特征区域, 帮助医生更快地诊断COVID-19。 结果: 在同一网络模型下, 与不增加数据的递增率的数据分别纳入培训模式。 2, 对比两个实验结果: 在10个网络中, 不断提高的精确性数据递增率, 使用1个网络模型显示的精确度方法。

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