L'introduction
L'ensemble de données et ses défis
L'arrière-plan de la simulation
Exemple d'utilisation et de résultats
Conclusion
Références
Simulés
Ensemble de données
Mise en évidence
le
Les défis
Les données
Résultats obtenus
À partir de
Plusieurs
Sur le plan spatial
Résolution
Réflexion
Spectroscope
Le bœuf
- Je vous en prie.
Magnussen
Maïque
- Je vous en prie.
Claudius
Stern
et
Bernhard
Malades
biozoom
services
GmbH
Kassel,
L'Allemagne
Intellectuel
Embedded
Systèmes
Université
La ville de Kassel
Kassel,
L'Allemagne
FOM
Résultats de l'enquête
le hule
L'économie
Le Mana
d'acier ou d'acier
Institut d'enseignement supérieur
La ville de Kassel
Kassel,
L'Allemagne
courrier électronique:
[Email protégé]
à l'aide d'appareils électroniques,
la maladie
@uni-kassel.de,
[Email protégé]
Récapitulatif
Optique
des capteurs
fondée
spectroscopie
occasion -
allié
utilisés
consommateur
voiture de santé
et
bien-être
Il s'agit notamment d'applications telles que la mesure de la concentration des caroténoïdes cutanés à l'aide de capteurs basés sur l'oscopie du spectre de réflexion à résolution spatiale multiple (MSRRS).
Quand ?
en utilisant
machine
apprentissage
les données
la transformation,
spécialisée
modèles
comme celui-ci
continu
caractéristique
réseaux
requête
réalisations
très bien
En ce qui concerne l'émission de données médicales, la fiabilité des données réduit les obstacles à la mise en œuvre du modèle. cet article, un ensemble de données simulé introduit, met en évidence les défis posés par les données des capteurs basés sur le MSRRS. Plus loin, les principes sous-jacents utilisés dans la simulation seront discutés.
Enfin .
spécialement
modèle
architecture
y compris
continu
caractéristique
réseaux
formé
le
ensemble de données,
démontrant
le
divers
défis. Index erms dataset, données simulées, oscopie du spectre de réflexion NTR ODUCTION Technologie de spectroscopie de réflexion à résolution spatiale multiple (MSRRS) pour l'analyse des tissus biologiques. Un cas d'utilisation commun pour les capteurs basés sur MSRRS mesurant la concentration des caroténoïdes cutanés humains [1].
Basé sur le MSRRS
des capteurs
consistent
multiples
la lumière
émetteurs
et
la lumière
Lorsque l'échantillon de mesure est placé dans cette matrice de détecteur, la lumière émise par l'émetteur passera à travers l'échantillon avant d'être détectée par le détecteur de lumière La luminosité mesurée par le détecteur de lumière dépend ensuite de la longueur de la lumière, de la distance entre l'émetteur et le détecteur ainsi que des propriétés optiques de l'échantillon.
analyse
le
luminosité
observé
pour
tout le monde
Soutenue
le
État
Hesse
à travers
le financement
partie
le
Distr@l
la recherche
la subvention
2B. les paires émetteur-détecteur, il est possible de faire des prédictions sur l'échantillon de mesure [2], tels que la concentration des caroténoïdes cutanés. Cette analyse des aléas de luminosité observés peut être effectuée à l'aide de l'apprentissage automatique.
Celles-ci
continu
caractéristique
réseaux
sont
conçu
l'appareil d'attaque
le
Département
des fictions
les données
récolte
Basé sur le MSRRS
Les émetteurs lumineux ont utilisé des capteurs basés sur le MSRRS de longueurs de mouvement discrètes.
Émetteur
longueur d'onde
(nm)
Émetteur
- Le détecteur.
distance
(mm)
Fig. exemple les données de structure des capteurs basés sur le MSRRS [4]. situation similaire observée avec les paires de détecteurs d'émetteurs de distance. exemple de ce type de données irrégulières peut être vu Figure ajouter l'irrégularité tout capteur basé sur le MSRRS peut contourner les inexactitudes de fabrication.
C' est ça.
peut
résultat
le
la longueur de l'épaisseur
le
la lumière
émetteurs
déménagement
légèrement
entre
l'indi
Vidéo
Les données de formation requises sont constituées de données médicales. En raison de préoccupations privées, ces données ne peuvent pas être rendues publiques.
Par conséquent,
simulé
ensemble de données
appelée
Pour la création d'un capteur virtuel basé sur MSRRS avec détecteurs et émetteurs supposés, quatre ensembles de mesures ont été simulés chacun. Chaque mesure se compose de points de données de série.
ajout,
le
longueur d'onde
le
émetteur
et
le
émetteur
- le détecteur
distance
sont
La concentration de bêta-carotène cutané l'échantillon simulé milligrammes par litre La concentration d'hémoglobine dans le sang l'échantillon grammes par litre L'oxygénation vel le facteur de l'échantillon du sang Les étiquettes de vérité au sol pour chaque ensemble sont stockées fichier appelé dataset_meta.json Ce fichier JSON contient un seul top-le vel array et plusieurs objets JSON, chacun représentant une mesure simulée, avec pour chaque étiquette et nom contenant le nom du fichier les données de mesure elle-même.
Les États membres
fichier
contenant
le
la mesure
les données
VCS
fichier
avec
liste
les données
Chaque point de données répertorié avec la longueur de la lumière émise, la distance du détecteur d'émetteur et l'intensité mesurée Les quatre ensembles disponibles dans l'ensemble de données représentent différents défis.
Ce n'est pas le cas.
l'ensemble,
le
virtuel
Basé sur le MSRRS
détecteur
parfaitement
L'échantillon de mesure a également simulé le bruit, d'autres facteurs négatifs ayant une incidence sur les données. Les seuls facteurs susceptibles d'influencer les valeurs de luminosité simulées sont les substances avec des étiquettes de vérité au sol. Cet ensemble est donc utile pour comprendre la structure basée sur les données MSRRS et établir une base de performance du modèle.
2_ bruit
Le bruit
Des échantillons
Les États membres
deuxième
l'ensemble
augmentations
le
prédiction
Département
la fiction
d'introduction
la mesure
L'absorption de la lumière dans l'échantillon simulé, la concentration de caroténoïdes simulée avec des fluctuations localisées et plus longue homogène dans l'ensemble de l'échantillon.
3_longueur d'onde_shift
Incohérences
Émetteur
d'autres espèces
Les États membres
troisième
l'ensemble
introduit
la production
les inexactitudes
le
détecteur
ajout
le
le bruit
le
deuxième
En revanche, ils sont simulés fluctuer de petit gion autour du goudron nominal obtenir la longueur de goudron qui a utilisé les ensembles précédents. 4_missing_data Missing Data Detectors Le quatrième ensemble élargit la difficulté du troisième ensemble.
ajout
le
échantillon
le bruit
et
incohérents
émetteur
la longueur d'onde,
le
quatrième
l'ensemble
allo
pour
Inopérable
Les détecteurs peuvent être désactivés en raison de leurs tolérances supérieures étant autrement défectueuses. III. IMULA TION La simulation la luminosité a détecté les détecteurs de lumière une simulation très simplifiée.
le fait
Il n'y en a pas
cible
avec précision
recréer
le
la mesure
à l'aide de l'équipement
quand
la mesure
réelle
à l'homme
tissus
plus précisément
Objectifs
récréation
certains
le
le noyau
Les défis
réelle
Basé sur le MSRRS
La simulation trace les voies lumineuses des semi-cercles très émetteurs de lumière très détecteurs de lumière. Ces semi-cercles sont divisés en gems équidistants.
Ce n'est pas le cas.
la simulation,
l'atténuation
composé
deux
D'abord, puisque l'émetteur lumineux n'émet pas de lumière de faisceau concentré, la lumière atténue en fonction de la distance entre l'émetteur et la distance entre l'émetteur lumineux et la longueur de la voie lumineuse le rapport entre l'intensité lumineuse avant le segment de la voie lumineuse et la figure lumineuse.
races
la lumière
les chemins
répartition
dans
équidistant
les segments
deux
émetteurs
une
la lumière
détecteur
intensité
après
le
la lumière
parcours
le segment
peut
décrite
dépôt
ws:
(1) Les États membres
Les États membres
deuxième
composante
le
l'absorption
la lumière
le
l'échantillon,
calculé
en utilisant
le
Bière
- Lambert est là.
le droit
Les États membres
La bière...
Lambert
le droit
décrit
le
la lumière
l'atténuation
à l'échéance
le
à l'égard de-
la sorbance
la lumière
le
La loi Beer-Lambert permet de calculer le rapport logarithmique entre l'intensité lumineuse avant le segment de la voie lumineuse et l'intensité lumineuse après le segment de la voie lumineuse.
Les États membres
optique
parcours
longueur
peut
calculé
le
produit
le
la lumière
parcours
le segment
longueur
et
le
réfractions
indé
à l'homme
la peau
(approximativement
Ce ensemble de données simule les trois composants primaires du tissu à mesurer. D'abord, le tissu supposé est constitué d'eau de base.
Pour
le
la base
à l'étranger
le
d'absorption
le secteur de l'électricité
utilisés
le
la simulation
fondée
le
Mesures
Je vous en prie.
Je vous en prie.
et
Chylek
Pour l'hémoglobine contenue dans le sang dans le tissu simulé, des mesures compilées Prahl [8] ont été utilisées pour évaluer les valeurs d'absorption de la simulation.
Les États membres
l'humidité
le sang
présent
à l'homme
les membres
épuisements
le
tissus
l'humidité
[9]. Pour la concentration de l'hémoglobine dans le sang humain, les alues sont prélevées à partir de mesures basées sur la distribution de Kim al. [10] et stockées sur des étiquettes des données de vérité au sol. De même pour le sang oxygéné non oxygéné, les alues prélevées à partir de mesures basées sur la distribution d'Epstein et Haghenbeck [11] et stockées de même sur des étiquettes des données de vérité au sol.
Pour
le
caroténoïdes
prévue
Vénus
machine
apprentissage
l'algorithme,
concentration
échantillonnés
à partir de
Les districts
L'utilisation
le
bêta-carotène
les concentrations
les humains
fondée
Mesures
à partir de
Matsumoto
Les données recueillies par Prahl [13] ont servi de base à la simulation du bêta-carotène du spectre d'absorption. Pour l'ensemble de bruit deux et suivants, le bruit basé sur OpenSimplex [14] a été utilisé.
Les États membres
tout d'abord
trois
dimensions
représente
le
position
le
simulé
l'espace
alors que
le
quatrième
dimension
représente
le
courant
longueur d'onde
Cette carte de bruit utilisée ajoute des absorptions de bruit de fond localisées et dépendantes de la longueur de la lumière, représentant d'autres substances présentes dans le tissu.
Pour
les essais,
trois
Département
ferent
machine
apprentissage
modèles
ont été
formé
chaque
le
quatre
des ensembles
à l'intérieur
le
Les trois modèles comprennent le modèle de grèssion linéaire simple, le réseau neural d'alimentation à plusieurs couches et le réseau de fonctionnalités continues proposé par Magnussen, Stern et Sick [3], [4]. Pour cette expérience, chaque ensemble de données a été divisé en mesures d'entraînement et de mesures d'alidation.
Pour
les deux
méthodes
fondée
neural
les réseaux,
le
l'alidation
Mesures
ont été
d'autres
répartition
dans
les essais
Mesures
et
uniquement
définitif
l'alidation
Les mesures de test ont été utilisées pour sélectionner le modèle le plus performant pendant la formation, tandis que les mesures d'alidation sont la base du score final du modèle. La formation a été répétée dix fois pour chaque modèle et chaque ensemble, avec des divisions de données de formation, de test et d'alidation randomisées pour chaque répétition.
Les États membres
linéaire
régression
modèle
et
le
à plusieurs couches
d'alimentation
à l'avant
Réseau
orque
sont
Il n'y en a pas
pouvant
l'accord
avec
manquant
les entrées
les données
pour
le
quatrième
l'ensemble
Au lieu de cela,
le
Je vous en prie.
ing
à l'aide de l'équipement
ont été
imputés
de façon linéaire
d'interpolation
les valeurs
comparables
longueur d'onde
et
émetteur
- le détecteur
Les résultats peuvent inclure l'erreur carrée moyenne racine (RMSE) et la détermination du coefficient entre les résultats prévus et les étiquettes de vérité de base de l'ensemble de données.
Les États membres
les données
éteint
le
dix
les courants,
avec
le
le respect
standard
la répartition
Vénus
pour
chaque
la qualité
En revanche, le taux de défaillance indique le pourcentage de courses qui ont donné une détermination négative du coefficient de formation, indiquant des modèles avec un résultat de formation inutilisable.
À partir de
le
les données
pouvant
peut
observé
Ce n'est pas le cas.
calcul
le
concentration
caroténoïdes
simplifié
la simulation
comme celui-ci
utilisés
pour
simple
tâche
le bruit
Le modèle de régression linéaire et le modèle de régression linéaire ABLE S-MSRRS5000 réseau de transfert d'alimentation à plusieurs couches réseau continu RMSE défaut RMSE défaut RMSE défaut RMSE défaut de nettoyer les données bruyant transfert de données longueur d'alimentation 40% 100% données manquantes 60% 100% le réseau de transfert d'alimentation à plusieurs couches ORK.
Les États membres
à plusieurs couches
d'alimentation
à l'avant
Réseau
orque
Il n'y en a pas
pouvant
réalisations
positifs
coefficient
détermination
pour
une seule
formation
répétition
pour
le
troisième
et
quatrième
Le réseau de fonctionnalités continues est capable de prendre en compte l'éclat exact et la distance émetteur-détecteur pour chaque luminosité d'entrée. résultat, le réseau de fonctionnalités continues est capable de déterminer un coefficient élevé et d'erreur carrée moyenne racine pour le troisième ensemble bien.
similaire
dépôt
peut
observé
pour
le
quatrième
l'ensemble,
où
le
manquant
les données
significativement
réduit
le
l'exactitude
le
linéaire
régression
le modèle,
considérant que
le
continu
caractéristique
réseau
pouvant
l'accord
avec
le
manquant
les données
et
encore
épisodes
comparaisons
à l'intérieur
haut
bœuf
à l'époque
Ces résultats, notamment la capacité du réseau de fonctionnalités constantes à atteindre des performances élevées en raison de la capacité de compenser les longueurs de filet incohérentes et les données manquantes compatibles avec les données réelles récemment découvertes [3], [4].
C' est ça.
l'article
débattent
le
contenu
le
ensemble de données
et
le
quatre
défi
des ensembles
la fabrication
le
En outre, la relation de chaque défi pose les défis que les données réelles mettent en évidence. Cet article détaille également l'ensemble de données simulé. Cela inclut les principes physiques sous-jacents, ainsi que les sources des données spectrales utilisées. Enfin, l'ensemble de données utilisé forme différents modèles d'échantillons chacun des ensembles de défis.
Les États membres
résultats
à partir de
ceux-ci
l'expérience
Les états d'esprit
sont
cohérente
avec
résultats
réelle
données. EFERENCES [1] Darvin, Magnussen, Lademann et ocher Multiple spectroscope de réflexion à résolution spatiale pour la détermination des caroténoïdes de la peau et du sang humains, Lettres de physique laser ol. 13, no. 095601, août 2016. [2] Magnussen, Stern, et ocher orrichtung und verf ahren zur bestimmung einer Konzentration einer Sonde, European atent B1, 2016.
Pour la première fois [3]
Magnussen,
Stern,
et
Il est malade.
Utilisation
continu
les noyaux
pour
traitement
d'une manière irrégulière
et
de manière incohérente
échantillonnés
les données
avec
position -
à charge
caractéristiques,
Océaines
Les États membres
Le dix-neuvième
Résultats internationaux
Conférence
Enseignement
Autonomie
et
Autonomes
Systèmes
Je vous en prie.
Ed, c'est tout à fait ça.
IARIA. ThinkMind, mars 2023, p. 4953. [4] Magnussen, Stern, and Sick, Réseaux de fonctionnalités continues: la méthode nov traite de manière irrégulière et incohérente les données échantillonnées avec des fonctionnalités dépendantes de la position, International ournal Advances Intelligent Systems ol.
16 ans.
No. 3&4, p. 4350, 2023. [5] Swinehart, The beer-lambert law Journal Chemical Education vol. 39, no. 333, juillet 1962. [6] Ding, Lu, ooden, Kragel, et X.-H. Hu, Refracti indices des tissus de la peau humaine huit longueurs et des relations de dispersion estimées entre et nm, Physics Medicine Biology ol.
51 ans,
No. 1479, mars 2006. [7] ou, Labrie, et Chylek, Refractiv indices de l'eau et de la glace la gamme spectrale de 0,65 à 2,5, Optique appliquée ol. 32, no. 19, p. 35313540, juillet 1993. [8] Prahl. (1999) Absorption optique de l'hémoglobine. [en ligne].
L'analyse de l'anémie prévalente et de l'épuisement du fer la population âgée de plusieurs années Le Journal Hematolo vol. 46, no. pp. 196199, 2011. [11] Epstein et Haghenbeck, évaluation de la saturation de l'oxygène des tissus du lit suivi des adultes gravement malades: integrati voir la littérature, Critical Car Research and Practice ol.
En 2014,
Le mois de mai
2014 [12] Matsumoto, Suganuma, Shimizu, Hayashi, Sawada, Okuda, Ihara et Nakaji, Skin carotenoid vel alternati marker sérum concentration totale de carotenoïdes et l'apport obtenu sont corrélés avec les biomarqueurs maladies circulatoires et le syndrome métabolique, Nutrients ol.
12 ans.
Il s'agit d'une méthode d'évaluation de la qualité de l'eau et de la qualité de l'eau et de la qualité de l'eau.