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Enregistrement W3009074285 · doi:10.1002/ece3.6147

Three critical factors affecting automated image species recognition performance for camera traps

2020· article· en· W3009074285 sur OpenAlexaffabout
Stefan Schneider, Saul Greenberg, Graham W. Taylor, Stefan C. Kremer

Notice bibliographique

RevueEcology and Evolution · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueSpecies Distribution and Climate Change
Établissements canadiensVector InstituteUniversity of CalgaryUniversity of Guelph
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésArtificial intelligenceComputer scienceDeep learningTransfer of learningCamera trapPattern recognition (psychology)Machine learningComputer visionWildlifeEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Ecological camera traps are increasingly used by wildlife biologists to unobtrusively monitor an ecosystems animal population. However, manual inspection of the images produced is expensive, laborious, and time-consuming. The success of deep learning systems using camera trap images has been previously explored in preliminary stages. These studies, however, are lacking in their practicality. They are primarily focused on extremely large datasets, often millions of images, and there is little to no focus on performance when tasked with species identification in new locations not seen during training. Our goal was to test the capabilities of deep learning systems trained on camera trap images using modestly sized training data, compare performance when considering unseen background locations, and quantify the gradient of lower bound performance to provide a guideline of data requirements in correspondence to performance expectations. We use a dataset provided by Parks Canada containing 47,279 images collected from 36 unique geographic locations across multiple environments. Images represent 55 animal species and human activity with high-class imbalance. We trained, tested, and compared the capabilities of six deep learning computer vision networks using transfer learning and image augmentation: DenseNet201, Inception-ResNet-V3, InceptionV3, NASNetMobile, MobileNetV2, and Xception. We compare overall performance on "trained" locations where DenseNet201 performed best with 95.6% top-1 accuracy showing promise for deep learning methods for smaller scale research efforts. Using trained locations, classifications with <500 images had low and highly variable recall of 0.750 ± 0.329, while classifications with over 1,000 images had a high and stable recall of 0.971 ± 0.0137. Models tasked with classifying species from untrained locations were less accurate, with DenseNet201 performing best with 68.7% top-1 accuracy. Finally, we provide an open repository where ecologists can insert their image data to train and test custom species detection models for their desired ecological domain.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,031
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,031
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,004
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,002

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.

Tête enseignante Opus0,040
Tête enseignante GPT0,258
Écart entre enseignants0,218 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations157
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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