Plankton classification with high-throughput submersible holographic microscopy and transfer learning
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Plankton are foundational to marine food webs and an important feature for characterizing ocean health. Recent developments in quantitative imaging devices provide in-flow high-throughput sampling from bulk volumes-opening new ecological challenges exploring microbial eukaryotic variation and diversity, alongside technical hurdles to automate classification from large datasets. However, a limited number of deployable imaging instruments have been coupled with the most prominent classification algorithms-effectively limiting the extraction of curated observations from field deployments. Holography offers relatively simple coherent microscopy designs with non-intrusive 3-D image information, and rapid frame rates that support data-driven plankton imaging tasks. Classification benchmarks across different domains have been set with transfer learning approaches, focused on repurposing pre-trained, state-of-the-art deep learning models as classifiers to learn new image features without protracted model training times. Combining the data production of holography, digital image processing, and computer vision could improve in-situ monitoring of plankton communities and contribute to sampling the diversity of microbial eukaryotes. RESULTS: Here we use a light and portable digital in-line holographic microscope (The HoloSea) with maximum optical resolution of 1.5 μm, intensity-based object detection through a volume, and four different pre-trained convolutional neural networks to classify > 3800 micro-mesoplankton (> 20 μm) images across 19 classes. The maximum classifier performance was quickly achieved for each convolutional neural network during training and reached F1-scores > 89%. Taking classification further, we show that off-the-shelf classifiers perform strongly across every decision threshold for ranking a majority of the plankton classes. CONCLUSION: These results show compelling baselines for classifying holographic plankton images, both rare and plentiful, including several dinoflagellate and diatom groups. These results also support a broader potential for deployable holographic microscopes to sample diverse microbial eukaryotic communities, and its use for high-throughput plankton monitoring.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 découle