电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年8月21日
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标题: 可解释的知识蒸馏用于高效的医学图像分类
标题: Explainable Knowledge Distillation for Efficient Medical Image Classification
摘要: 本研究全面探讨了用于使用胸部X光(CXR)图像进行冠状病毒病和肺癌分类的知识蒸馏框架。我们采用高容量教师模型,包括VGG19和轻量级视觉变换器(Visformer-S和AutoFormer-V2-T),以指导从OFA-595超网络派生的紧凑型、硬件感知学生模型的训练。我们的方法利用混合监督,结合真实标签和教师模型的软目标,以平衡准确性和计算效率。我们在两个基准数据集上验证了我们的模型:COVID-QU-Ex和LCS25000,涵盖多个类别,包括冠状病毒病、健康、非冠状病毒肺炎、肺部和结肠癌。为了解释模型的空间关注点,我们采用基于Score-CAM的可视化方法,这为教师和学生网络的推理过程提供了见解。结果表明,蒸馏后的学生模型在显著减少参数和推理时间的情况下保持了较高的分类性能,使其成为资源受限临床环境中的最佳选择。我们的工作强调了将模型效率与可解释性相结合对于实际可信的医疗AI解决方案的重要性。
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