AI-driven respiratory sound classification (RSC) is promising for automated pulmonary disease detection, yet multi-site deployment is hindered by inter-stethoscope variability. We introduce a federated domain generalization (FedDG) formulation for RSC under stethoscope-induced device shifts, where clients use heterogeneous devices and the model is evaluated on unseen devices. Our empirical analysis shows that stethoscope-induced style and disease-specific content are tightly entangled, making deterministic style removal unreliable. In response, we propose a causality-inspired multimodal FedDG framework that combines: (i) a causality-inspired device style intervention network that performs content-preserving style perturbations, (ii) counterfactual text augmentation that neutralizes metadata shortcuts, and (iii) gradient alignment that facilitates device-invariant representations across clients. Built on a multimodal language-audio pretraining model, it outperforms conventional data augmentation and federated learning baselines in leave-one-device-out validation on ICBHI and SPRSound datasets. Code will be released upon publication.


翻译:AI驱动的呼吸音分类(RSC)在自动化肺部疾病检测中具有广阔前景,但多站点部署受限于听诊器间的变异性。针对听诊器导致的设备偏移问题,我们提出了一种联邦域泛化(FedDG)框架,其中客户端使用异构设备,模型需在未见过的设备上进行评估。实证分析表明,听诊器引发的风格特征与疾病特异性内容紧密耦合,使得确定性风格去除方法不可靠。为此,我们提出了一种因果启发的多模态FedDG框架,其结合了:(i) 基于因果启发的设备风格干预网络,可执行保持内容的风格扰动;(ii) 反事实文本增强方法,用于消除元数据快捷方式;(iii) 梯度对齐方法,促进各客户端间设备不变表征的构建。基于多模态语言-音频预训练模型,该方法在ICBHI和SPRSound数据集上的留一设备验证中优于传统数据增强和联邦学习基线。相关代码将于发表后公开。

0
下载
关闭预览

相关内容

【WWW2024】基于提示增强的联邦内容表征学习的跨域推荐
专知会员服务
19+阅读 · 2024年1月29日
专知会员服务
13+阅读 · 2021年5月29日
用Attention玩转CV,一文总览自注意力语义分割进展
使用 FastAI 和即时频率变换进行音频分类
AI研习社
11+阅读 · 2019年5月9日
近期声学领域前沿论文(No. 3)
深度学习每日摘要
24+阅读 · 2019年3月31日
语音关键词检测方法综述【附PPT与视频资料】
人工智能前沿讲习班
10+阅读 · 2019年2月2日
使用RNN-Transducer进行语音识别建模【附PPT与视频资料】
人工智能前沿讲习班
74+阅读 · 2019年1月29日
语音识别的前沿论文,看我们推荐的这4篇
人工智能前沿讲习班
26+阅读 · 2019年1月14日
【好文解析】ICASSP最佳学生论文:深度对抗声学模型训练框架
中国科学院自动化研究所
13+阅读 · 2018年4月28日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
10+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
9+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
6+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
12+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
14+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
6+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
13+阅读 · 9月21日
相关VIP内容
【WWW2024】基于提示增强的联邦内容表征学习的跨域推荐
专知会员服务
19+阅读 · 2024年1月29日
专知会员服务
13+阅读 · 2021年5月29日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员