Colorimetric Sensor Reading and Illumination Correction via Multi-Task Deep-Learning

计算机科学 任务(项目管理) 阅读(过程) 人工智能 深度学习 工程类 政治学 法学 系统工程
作者
Alejandra Castelblanco,Giusy Matzeu,Elisabetta Ruggeri,Fiorenzo G. Omenetto,Anne Hilgendorff,Julia A. Schnabel,Benjamin Schubert
出处
期刊: 卷期号:2023: 1-5 被引量:2
标识
DOI:10.1109/embc40787.2023.10340185
摘要

Colorimetric sensors represent an accessible and sensitive nanotechnology for rapid and accessible measurement of a substance’s properties (e.g., analyte concentration) via color changes. Although colorimetric sensors are widely used in healthcare and laboratories, interpretation of their output is performed either by visual inspection or using cameras in highly controlled illumination set-ups, limiting their usage in end-user applications, with lower resolutions and altered light conditions. For that purpose, we implement a set of image processing and deep-learning (DL) methods that correct for non-uniform illumination alterations and accurately read the target variable from the color response of the sensor. Methods that perform both tasks independently vs. jointly in a multi-task model are evaluated. Video recordings of colorimetric sensors measuring temperature conditions were collected to build an experimental reference dataset. Sensor images were augmented with non-uniform color alterations. The best-performing DL architecture disentangles the luminance, chrominance, and noise via separate decoders and integrates a regression task in the latent space to predict the sensor readings, achieving a mean squared error (MSE) performance of 0.811±0.074[°C] and r2=0.930±0.007, under strong color perturbations, resulting in an improvement of 1.26[°C] when compared to the MSE of the best performing method with independent denoising and regression tasks.Clinical Relevance— The proposed methodology aims to improve the accuracy of colorimetric sensor reading and their large-scale accessibility as point-of-care diagnostic and continuous health monitoring devices, in altered illumination conditions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
哈哈哈哈哈完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
说诣钎次晚安完成签到,获得积分10
刚刚
ding的应助被oxide采纳,获得10
刚刚
优秀的冬衣的应助被amos采纳,获得10
1秒前
丘比特的应助被Xiaoli采纳,获得10
1秒前
二二二完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
living笑白发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
rong完成签到,获得积分10
3秒前
爱吃铁板牛肉的鱿鱼须完成签到,获得积分10
3秒前
txbb完成签到,获得积分10
4秒前
shi0331完成签到,获得积分10
4秒前
lijing完成签到,获得积分10
4秒前
完美世界的应助被小萌新采纳,获得10
4秒前
5秒前
yangyucheng完成签到,获得积分10
5秒前
含蓄觅山完成签到,获得积分10
5秒前
研友_VZG7GZ的应助被顺利的盼山采纳,获得10
5秒前
今后的应助被贝加尔湖畔采纳,获得10
6秒前
波莉完成签到,获得积分10
6秒前
邱化兴完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
Shimmer发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
Navial30发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
适觅云发布了新的文献求助10
8秒前
疯狂的蛋挞完成签到,获得积分10
9秒前
WM发布了新的文献求助10
9秒前
SJD完成签到,获得积分0
10秒前
10秒前
Lucas的应助被SOCIA采纳,获得10
10秒前
卢卢发布了新的文献求助10
11秒前
living笑白完成签到,获得积分10
11秒前
李庆润完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8036758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9472593
关于积分的说明 21260557
捐赠科研通 7606286
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3390237
关于科研通互助平台的介绍 2522074
邀请新用户注册赠送积分活动 2427489