Багатоцільова нейрона мережа для медичної діагностики з перспективою розгортання на ПЛІС
| Автори | А.Є. Дубіцький1, О.В. Глухов1, В.М. Береснєв2 |
| Афіліація |
1Харківський національний університет радіоелектроніки, 61166 Харків, Україна 2Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 61022 Харків, Україна |
| Е-mail | artur.dubitskyi@nure.ua |
| Випуск | Том 18, Рік 2026, Номер 1 |
| Дати | Одержано 08 січня 2026; у відредагованій формі 22 лютого 2026; опубліковано online 25 лютого 2026 |
| Цитування | А.Є. Дубіцький, О.В. Глухов, В.М. Береснєв, Ж. нано- електрон. фіз. 18 № 1, 01009 (2026) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.18(1).01009 |
| PACS Number(s) | 87.57.R –, 87.57. – s, 07.05.Mh, 95.75.Mn |
| Ключові слова | МРТ (4) , Багатоцільове навчання, Рентген (87) , Аналіз зображень (2) , Медична візуалізація. |
| Анотація |
У сучасній медичній практиці автоматизована обробка діагностичних зображень відіграє критичну роль, проте впровадження систем штучного інтелекту на портативне обладнання стикається з обме-женнями обчислювальних ресурсів. Ця стаття присвячена вирішенню проблеми розгортання алгорит-мів глибокого навчання на вбудованих системах, зокрема на програмованих логічних інтегральних схемах (ПЛІС), шляхом застосування методології багатоцільового навчання (Multi-Task Learning, MTL).Замість використання окремих моделей для кожного завдання, пропонується використовувати уніфіковану архітектуру нейронної мережі зі загальним використанням параметрів. Основою моделі обрано мережу MobileNetV2, яка виступає екстрактором ознак. Для кожної задачі, пошук пневмонії на рентгенівських знімках та пошук пухлин мозку на сканах МРТ, виділяється окрема голова, а для ди-намічної адаптації видобутих ознак, залежно від типу вхідного зображення, перед головами доданий шар Task Embedding. Для оптимізації процесу навчання нейронної мережі було використано технологію змішаної точно-сті (Automatic Mixed Precision) та оптимізації конвеєра завантаження даних. За принципом індуктив-ного зміщення (Inductive Bias) та для підвищення генералізації моделі, застосовано комплексну гео-метричну та фотометричну аугментацію даних. Для подальшої адаптації моделі на ПЛІС введений спосіб квантизації моделі зі формату FP32 у формат INT8. Результати експериментів підтверджують, що запропонований підхід забезпечує високу точність діагностики обох патологій, суттєво заощаджуючи ресурси пам'яті та енергоспоживання. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Розробка та виготовлення компактної широкосмугової антени для бездротових та застосувань в діапазонах ISM/WiMAX/WiFi/5G [01001-1-01001-12]2) Формування багатокомпонентного твердого розчину (Ti, V)(C, N) шляхом механохімічного синтезу порошкової суміші TiPT-4–VNCGr [01002-1-01002-7]
3) Електронна структура кристалів ZnTS, модифікована обміном місцями атомів Zn та S [01003-1-01003-6]
4) Математичне моделювання допустимих термопружних напружень в оптичних елементах електроенергетичних систем [01004-1-01004-6]
5) Вплив температури прожарювання на оптичні властивості наночастинок сплаву AlSbO4, синтезованих золь-гель методом [01005-1-01005-4]
6) Ефективність електромагнітного екранування поліпропіленового нанокомпозиту, наповненого графеном [01006-1-01006-5]
7) Вплив температури синтезу на оптичні характеристики наноструктур ZnO-TA для оптоелектронних застосувань [01007-1-01007-9]
8) Зниження шумової складової сигналу в просторово-частотній області для магнітно-резонансної томографії з використанням багатовіконного методу [01008-1-01008-6]
9) Розробка датчика електричного струму для моніторингу та автоматизації очищення фотоелектричних електростанцій [01010-1-01010-5]
10) Аb initio обчислювальна схема для опису кінетичних властивостей вюртцитного оксиду цинку [01011-1-01011-5]
11) Структурно-хімічні особливості епоксидних композитів, наповнених біогенним лігноцелюлозним наповнювачем, отриманим з агропромислових відходів [01012-1-01012-7]
12) Електропровідність тонких плівок мідно-нікелевих сплавів [01013-1-01013-7]
13) Проектування лінійної антенної решітки методом Дольфа-Чебишева для високого коефіцієнта посилення та зменшення бічних пелюсток у бездротових системах [01014-1-01014-4]
14) Рукавичка з тактильним зворотним зв’язком на базі Arduino для людей з вадами зору [01015-1-01015-4]
15) Багатопроменева планарна антенна система на основі лінз Ротмана для застосувань UWB IoT [01016-1-01016-5]
16) Корелятивне дослідження IMPATT на основі алмазів DDR та кремнію в терагерцовому режимі [01017-1-01017-4]
17) Розробка компактних, низькоенергетичних КМОП-тригерів для високошвидкісних застосувань [01018-1-01018-5]
18) Конструкція подвійної антени з безконтактним зв'язком для застосувань у діапазоні X [01019-1-01019-5]
19) Розробка та аналіз енергоефективного перемикача рівнів напруги для низькопотужних застосувань [01020-1-01020-5]
20) Вплив нановуглецевих добавок на механічні властивості цементних композитів: дослідження змін статичних та динамічних модулів пружності [01021-1-01021-5]
21) Розмірний аналіз мікросмужкової патч-антени для різних підкладок [01022-1-01022-4]
22) Оптимальна конструкція антени для інтелектуальної системи управління дорожнім рухом з використанням CST [01023-1-01023-4]
23) Аналіз 1 х 4-мережевої антенної решітки для зв’язку 5G [01024-1-01024-4]
24) Інфляція в космології поля творіння з об’ємною в’язкістю та змінною космологічною константою [01025-1-01025-5]
25) Генерація у GaN діоді з 2D-h-BN- шаром [01026-1-01026-5]
26) Умови імпульсного газорозрядного синтезу тонких плівок з високою іонною провідністю [01027-1-01027-6]
27) Застосування ансамблевих алгоритмів машинного навчання для моделювання термомеханічних властивостей нанонаповнених епоксидних композитів [01028-1-01028-10]
28) Покращена продуктивність сонячних елементів з використанням композиту графен/TiO2 як шару електронного транспорту [01029-1-01029-7]
29) Дослідження розподілу пор в активованому вуглеці методом низькотемпературної адсорбції азоту [01030-1-01030-9]
30) Особливості надання епоксидним системам антистатичних властивостей з використанням нанотрубок [01031-1-01031-4]
31) Вплив густини струму на хімічний склад наночастинок ZnS за відсутності та присутності ПАР ATLAS FLUKA [01032-1-01032-6]
32) Десятикутна чотиридіапазонна щілинна мікросмужкова антена для бездротових мереж 5G [01033-1-01033-5]
33) Вплив активного та пасивного охолодження на продуктивність фотоелектричних модулів [01034-1-01034-5]
34) Чисельне дослідження електричних характеристик перехресно-зшитого поліетилену для фотогальванічних застосувань [01035-1-01035-4]
35) Аналіз перехідних процесів та порівняння різних підсилювачів вимірювання напруги та струму [01036-1-01036-5]
