Machine learning to classify animal species in camera trap images: Applications in ecology
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Motion‐activated cameras (“camera traps”) are increasingly used in ecological and management studies for remotely observing wildlife and are amongst the most powerful tools for wildlife research. However, studies involving camera traps result in millions of images that need to be analysed, typically by visually observing each image, in order to extract data that can be used in ecological analyses. We trained machine learning models using convolutional neural networks with the ResNet‐18 architecture and 3,367,383 images to automatically classify wildlife species from camera trap images obtained from five states across the United States. We tested our model on an independent subset of images not seen during training from the United States and on an out‐of‐sample (or “out‐of‐distribution” in the machine learning literature) dataset of ungulate images from Canada. We also tested the ability of our model to distinguish empty images from those with animals in another out‐of‐sample dataset from Tanzania, containing a faunal community that was novel to the model. The trained model classified approximately 2,000 images per minute on a laptop computer with 16 gigabytes of RAM. The trained model achieved 98% accuracy at identifying species in the United States, the highest accuracy of such a model to date. Out‐of‐sample validation from Canada achieved 82% accuracy and correctly identified 94% of images containing an animal in the dataset from Tanzania. We provide an r package (Machine Learning for Wildlife Image Classification) that allows the users to (a) use the trained model presented here and (b) train their own model using classified images of wildlife from their studies. The use of machine learning to rapidly and accurately classify wildlife in camera trap images can facilitate non‐invasive sampling designs in ecological studies by reducing the burden of manually analysing images. Our r package makes these methods accessible to ecologists.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».