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OMAD:面向物质与非物质使用者的设备端精神异常检测

人机交互 2022-04-15 v1

摘要

新冠肺炎期间的居家令有助于 flatten the curve(压平曲线),但讽刺的是,它加剧了患有物质使用障碍人群的精神健康问题。利用智能腕表等现成消费级可穿戴设备测量脑电活动信号,并将其实时映射到潜在的心境、行为与情绪变化,在推断精神健康异常方面发挥着显著作用。在本工作中,我们提出实现一个可穿戴的、设备端精神异常检测(OMAD)系统,以检测导致精神健康问题的异常行为与活动,并帮助临床医生设计有效的干预策略。我们提出了一种基于脑电图(EEG)信号的内在伪迹去除模型,以更好地关联细粒度行为变化。我们对伪迹去除与活动识别(主)模块设计了模型压缩技术。我们在卷积神经网络与多层感知机(Multilayer Perceptron)上采用了基于幅度的权重剪枝技术,以在 Nvidia Jetson Nano(最资源受限的可穿戴设备之一)上执行推理阶段。我们使用三种不同的特征提取与伪迹去除组合进行了实验。我们利用来自对照组与治疗组(酒精依赖者)的 EEG 数据,针对不同的物体识别任务,从准确率、F1 分数、内存占用与运行时间方面评估了 OMAD 在剪枝前与压缩后模型上的性能。我们的伪迹去除模型与主活动检测模型分别达到了约 \approx 93% 和 90% 的准确率,且模型大小(70%)与推理时间(31%)显著减少。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.07038,
  title  = {OMAD: On-device Mental Anomaly Detection for Substance and Non-Substance Users},
  author = {Emon Dey and Nirmalya Roy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.07038},
  year   = {2022}
}