Parkinson's disease (PD) severity diagnosis is crucial for early detecting potential patients and adopting tailored interventions. Diagnosing PD based on facial expression is grounded in PD patients' "masked face" symptom and gains growing interest recently for its convenience and affordability. However, current facial expression-based approaches often rely on single type of expression which can lead to misdiagnosis, and ignore the class imbalance across different PD stages which degrades the prediction performance. Moreover, most existing methods focus on binary classification (i.e., PD / non-PD) rather than diagnosing the severity of PD. To address these issues, we propose a new facial expression-based method for PD severity diagnosis which integrates multiple facial expression features through attention-based feature fusion. Moreover, we mitigate the class imbalance problem via an adaptive class balancing strategy which dynamically adjusts the contribution of training samples based on their class distribution and classification difficulty. Experimental results demonstrate the promising performance of the proposed method for PD severity diagnosis, as well as the efficacy of attention-based feature fusion and adaptive class balancing.


翻译:帕金森病严重程度诊断对于早期发现潜在患者并采取针对性干预措施至关重要。基于面部表情的帕金森病诊断植根于帕金森病患者"面具脸"症状,因其便捷性与低成本近年来日益受到关注。然而,当前基于面部表情的方法通常依赖单一类型的表情,这可能导致误诊,并且忽视了不同帕金森病阶段间的类别不平衡问题,从而降低了预测性能。此外,现有方法大多关注二分类任务(即帕金森病/非帕金森病),而非诊断帕金森病的严重程度。为解决这些问题,我们提出一种新的基于面部表情的帕金森病严重程度诊断方法,该方法通过基于注意力的特征融合整合多种面部表情特征。此外,我们通过自适应类别平衡策略缓解类别不平衡问题,该策略根据训练样本的类别分布和分类难度动态调整其贡献度。实验结果表明,所提方法在帕金森病严重程度诊断方面具有优异性能,同时验证了基于注意力的特征融合与自适应类别平衡策略的有效性。

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