[综述笔记]A Survey on Deep Learning for Neuroimaging-Based Brain Disorder Analysis

news2024/9/20 16:15:55

论文网址:Frontiers | A Survey on Deep Learning for Neuroimaging-Based Brain Disorder Analysis (frontiersin.org)

英文是纯手打的!论文原文的summarizing and paraphrasing。可能会出现难以避免的拼写错误和语法错误,若有发现欢迎评论指正!文章偏向于笔记,谨慎食用

1. 省流版

1.1. 心得

(1)上来直接就开模型介绍,文心吃这些东西吃多了吧

1.2. 论文总结图

2. 论文逐段精读

2.1. Abstract

        ①Structural magnetic resonance imaging (MRI), functional MRI, and positron emission tomography (PET) can all be used in neuroimage analysis

        ②Disease included: Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Autism spectrum disorder, and Schizophrenia

2.2. Introduction

        ①Introducing medical imaging

        ②Therefore, the feature selection step is extremely important for complex medical image processing. Although sparse learning and dictionary learning have been used to extract features, their shallow architectures still limit their representation ability.

        ③The development of hardware promotes the improvement of deep learning in medical image analysis

        ④Categories of medical imaging analysis: classification, detection/localization, registration, and segmentation

        ⑤This survey mainly centers on brain disease

cardiac  adj.心脏的;心脏病的  n.心脏病患者;强心剂;健胃剂

2.3. Deep Learning

2.3.1. Feed-Forward Neural Networks

        ①The function of FFNN:

y_k(\boldsymbol{x};\boldsymbol{\theta})=f^{(2)}\left(\sum_{j=1}^Mw_{k,j}^{(2)}f^{(1)}\left(\sum_{i=1}^Nw_{j,i}^{(1)}x_i+b_j^{(1)}\right)+b_k^{(2)}\right)

where the \boldsymbol{x} is the input vector, y_k is the output;

superscript denotes layer index, M is the number of hidden units;

b_j and b_k are bias terms of input layer hidden layer respectively;

f^{(1)} and f^{(2)} denote non-linear activation function;

\theta=\left\{w_{j}^{(1)},w_{k}^{(2)},b_{j}^{(1)},b_{k}^{(2)}\right\} represents parameter set

        ②Sketch map of (A) single and (B) multi layer neural networks:

2.3.2. Stacked Auto-Encoders

        ①Auto-encoder (AE), namely so called auto-associator, possesses the ability of encoding and decoding

        ②AE can be stacked as stacked auto-encoders (SAE) with better performance

        ③Sketch map of SAE:

where the blue and red dot boxes are encoder and decoder respectively

        ④To avoid being trapped in local optimal solution, SAE applies layer-wise pretraining methods

2.3.3. Deep Belief Networks

        ①By stacking multiple restricted Bolztman machines (RBMs), the Deep Belief Network (DBN) is constructed

        ②The joint distribution of DBN:

P(v,h^{(1)},\ldots,h^{(L)})=P(v\mid h^{(1)})(\prod_{l=1}^{L-2}P(h^{(l)}\mid h^{(l+1)}))P(h^{(L-1)},h^{(L)})

where v denotes visible units and h^{(1)},...,h^{(L)} denotes L hidden layers

        ③Sketch map of (A) DBN and (B) DBM:

where the double-headed arrow denotes undirected connection and the single-headed arrow denotes directed connection

2.3.4. Deep Boltzmann Machine

        ①Futher stacking RBMs can get Deep Boltzmann Machine (DBM):

\begin{gathered}P(v_i|\boldsymbol{h}^1)=\sigma(\sum_jW_{ij}^{(1)}h_j^{(1)})\quad\\\\P(h_k^{(l)}|\boldsymbol{h}^{(l-1)},\boldsymbol{h}^{(l+1)})=\sigma(\sum_mW_{m\boldsymbol{k}}^{(l)}\boldsymbol{h}_m^{(l-1)}+\sum_nW_{kn}^{(l+1)}h_n^{(l+1)})\quad\\\\P(h_t^{(L)}|\boldsymbol{h}^{(L-1)})=\sigma(\sum_sW_{st}^{(L)}\boldsymbol{h}_s^{(L-1)})\quad\end{gathered}

2.3.5. Generative Adversarial Networks

        ①Simultaneously including generator G and discriminator D, Generative Adversarial Networks (GANs) achieves the task of training models with a small number of labeled samples:

\begin{aligned}\min_G\max_DV(G,D)&=\mathbb{E}_{x-p_{data}(x)}\left[\log D(x)\right]\\&+\mathbb{E}_{x-p_z(z)}\left[\log(1-D(G(z)))\right]\end{aligned}

        ②The framework of GAN:

2.3.6. Convolutional Neural Networks

        ①The framework of convolutional neural network (CNN):

2.3.7. Graph Convolutional Networks

        ①The framework of Graph Convolutional Networks (GCN):

which includes spectral-based and spatial-based methods

2.3.8. Recurrent Neural Networks

        ①As the extension of FFNN, recurrent neural network (RNN) ia able to learn features and long-term dependencies from sequential and time-series data

        ②Framework of (A) long-short-term memory (LSTM) and (B) Gated Recurrent Unit (GRU):

2.3.9. Open Source Deep Learning Library

        ①Some toolkits of deep learning:

2.4. Applications in Brain Disorder Analysis With Medical Images

2.4.1. Deep Learning for Alzheimer's Disease Analysis

        ①Introducing the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI)

2.4.2. Deep Learning for Parkinson's Disease Analysis

2.4.3. Deep Learning for Austism Spectrum Disorder Analysis

2.4.4. Deep Learning for Schizophrenia Analysis

2.5. Discussion and Future Direction

2.6. Conclusion

3. 知识补充

4. Reference List

Zhang, L. et al. (2020) 'A Survey on Deep Learning for Neuroimaging-Based Brain Disorder Analysis', Front Neurosci. doi: 10.3389/fnins.2020.00779 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1537385.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Java 8 内存管理原理解析及内存故障排查实践

作者:vivo 互联网服务器团队- Zeng Zhibin 介绍Java8虚拟机的内存区域划分、内存垃圾回收工作原理解析、虚拟机内存分配配置,介绍各垃圾收集器优缺点及场景应用、实践内存故障场景排查诊断,方便读者面临内存故障时有一个明确的思路和方向。 …

NBlog Java定时任务-备份MySQL数据

NBlog部署维护流程记录(持续更新):https://blog.csdn.net/qq_43349112/article/details/136129806 为了避免服务器被攻击,给博客添加了一个MySQL数据备份功能。 此功能是配合博客写的,有些方法直接用的已有的&#xf…

地理坐标系与UTM坐标系转换并进行gazebo测试

地理坐标系与UTM坐标系转换并进行gazebo测试 经纬度到UTM坐标的转换gazebo测试环境 全球卫星导航系统(Global Navigation Satelite System,GNSS),简称卫星导航,是室外机器人定位的一个主要信息来源。 卫星导航能给机器人提供什么信息? 正常工…

解决Matplotlib 画图中文无法正常显示的问题(显示方框)

解决Matplotlib 画图中文无法正常显示的问题(显示方框) 错误描述解决方案一(暂时解决)解决方法二(永久解决)测试代码 错误描述 这个错误消息来自于使用 Python 的 IPython 环境,特别是在尝试输出…

基于 Google MediaPipe 进行人体姿势估计演示

用于人体姿势估计的 MediaPipe 演示 MediaPipe简介 MediaPipe是一个开源框架,用于构建跨平台、多模式应用机器学习管道。它由 Google 开发,旨在促进基于机器学习的功能的快速开发和部署,特别关注音频、视频和时间序列数据。 我可以将 MediaPi…

高标准农业四情监测系统的应用范围

高标准农业四情监测系统的应用范围【TH-Q1】随着科技的不断进步,高标准农业四情监测系统已经逐渐成为现代农业的重要组成部分。这一系统能够实时监测土壤、气候、作物生长和病虫害情况,为农业生产提供精准的数据支持,从而提高农作物的产量和质…

小红书离线数仓提效新思路,提升百倍回刷性能

数据处理效率一直是大数据时代的核心话题,它推动着各类数据执行引擎持续迭代产品。从早期的 MapReduce,到今天的 Spark,各行业正不断演进其离线数仓技术架构。 现有以 Spark 为核心的数仓架构在处理大规模数据回刷方面已取得进展,…

第十节HarmonyOS 常用容器组件2-Counter

1、描述 计数器组件,提供相应的增加或者减少的计数操作。 说明: 该组件从API Version 7开始支持。后续版本如有新增内容,则采用上角标单独标记该内容的起始版本。 2、子组件 可以包含子组件。 3、接口 Counter() 从API version 9开始…

项目实战-开发工具入门/基本框架搭建/项目初始化/引入组件库

上周更新完了之前vue3的shopping项目,接下来,将会开启一个新的项目,效果是类似于移动端的一个伙伴匹配项目,今天这篇文章从需求分析到架构设计再到项目初始化,基本框架搭建几个部分来为大家详细介绍。 从这个项目开始…

java面试:常见的限流算法有哪些

1 什么是限流算法 限流算法是一种用于限制流量请求的频率或速率的算法,其目的是在高并发或大流量请求的情况下,保护系统服务的安全性和可用性。限流算法可以应对热点业务带来的突发请求、调用方bug导致的突发请求以及恶意攻击请求等情况。是一种系统保护…

linux之sed编辑器指令练习

目录 一、sed编辑器 二、sed使用案例 1.1 s命令(substitute替换) 一、sed编辑器 sed编辑器比交互式编辑器快的多,可以简化数据处理任务,sed编辑器并不会修改文件,只会将修改后的数据,输出。 二、sed使用案例 首先…

【国家计算机二级C语言】高分笔记

二叉树 参考 http://t.csdnimg.cn/ozVwT 数据库 SQL程序语言有四种类型,对数据库的基本操作都属于这四类,它们分别为;数据定义语言(DDL)、数据查询语言(DQL)、数据操纵语言(DML)、数据控制语言…

【数据结构与算法】(18):树形选择排序:按照锦标赛的思想进行排序

🤡博客主页:Code_文晓 🥰本文专栏:数据结构与算法 😻欢迎关注:感谢大家的点赞评论关注,祝您学有所成! ✨✨💜💛想要学习更多数据结构与算法点击专栏链接查看&…

yaml 语法和在线解析工具

文章目录 在线解析工具1. 简介2. 语法规则3. 数据类型3.1 数组:3.2对象:3.3 标量3.4 复合结构3.5 锚点3.5.1 单个锚点3.5.6 多个锚点 3.6 引号 参考 在线解析工具 工具1 工具2 1. 简介 Yaml是一种可读性高的数据标记语言,Yaml文件是一种配…

6 修改主机名和HOSTS文件

后期我们会配置多台服务器,那么每台服务器我们都会给定一个主机名,方便后期通过主机名进行访问。主机名的修改我们可以在安装操作系统时对其修改,如果忘记了,就可以修改配置文件完成,像后期我们进行虚拟机克隆后&#…

Docker常用命令练习

文章目录 Docker常用命令练习1.docker 基础命令2.镜像命令3.保存镜像4.加载镜像5.容器命令6.环境变量7. --rm8. --networkhost Docker常用命令练习 1.docker 基础命令 安装docker yum install docker启动docker systemctl start docker关闭docker systemctl stop docker重…

LeetCode-热题100:17.电话号码的字母组合

题目描述 给定一个仅包含数字 2-9 的字符串,返回所有它能表示的字母组合。答案可以按 任意顺序 返回。 给出数字到字母的映射如下(与电话按键相同)。注意 1 不对应任何字母。 示例 1: 输入: digits “23” 输出&a…

2024年【P气瓶充装】复审模拟考试及P气瓶充装操作证考试

题库来源:安全生产模拟考试一点通公众号小程序 P气瓶充装复审模拟考试根据新P气瓶充装考试大纲要求,安全生产模拟考试一点通将P气瓶充装模拟考试试题进行汇编,组成一套P气瓶充装全真模拟考试试题,学员可通过P气瓶充装操作证考试全…

【阿里云物联网】上报设备数据

前言 MQTT客户端上传数据到阿里云服务端,并且能将数据显示出来。在此之前,我们先要懂得阿里云给设备管理划分的概念。首先是产品,所以在产品里要配置内容,产品下的设备才可以使用,比如主题大类都是在产品里面就可以查…

使用 Amazon SageMaker 微调 Llama 2 模型

本篇文章主要介绍如何使用 Amazon SageMaker 进行 Llama 2 模型微调的示例。 这个示例主要包括: Llama 2 总体介绍Llama 2 微调介绍Llama 2 环境设置Llama 2 微调训练 前言 随着生成式 AI 的热度逐渐升高,国内外各种基座大语言竞相出炉,在其基础上衍生出…