论文

通过机械可解释性从面部和声音进行无标记帕金森病筛查

Label-Free Parkinson's Disease Screening from Face and Voice through Mechanistic Interpretability

应用与实践行业应用

摘要

帕金森病 (PD) 是第二常见的神经退行性疾病。典型的机器学习筛选方法需要 PD 标签,但可用数据受到隐私问题和专家注释需求的限制。我们提出了一种完全基于冻结的预训练编码器(面部表情 Vision Transformer 和 HuBERT)构建的无标签面部加语音 PD 屏幕,其中没有 PD 标签接触任何拟合;参考仅供训练控制。语音模态使用合成构音障碍对比激活附加(CAA)方向,该方向是根据健康语音的时间拉伸和呼吸退化而构建的;人脸模态使用 k 最近邻异常分数来控制嵌入集群。我们引入了对齐原理,事后分析表明,当合成疾病方向和真实疾病方向之间的余弦相似度超过零时,合成降解 CAA 检测器就会起作用。根据 YouTubePD 基准测量,该余弦对于语音(CAA 有效,AUROC 0.765)为 +0.37,对于面部(CAA 失败;异常成功,AUROC 0.751)为 -0.48。等权重晚期融合达到 AUROC 0.802 (95% CI [0.70,0.89]),NPV 0.95,支持排除分类解释。过拟合审核显示语音检测器传输干净,而面部(因此融合)AUROC 可能乐观,等待外部验证。