Automated Detection, Classification and Counting of Fish in Fish Passages With Deep Learning
Notice bibliographique
Résumé
The Ocean Aware project, led by Innovasea and funded through Canada's Ocean Supercluster, is developing a fish passage observation platform to monitor fish without the use of traditional tags. This will provide an alternative to standard tracking technology, such as acoustic telemetry fish tracking, which are often not appropriate for tracking at-risk fish species protected by legislation. Rather, the observation platform uses a combination of sensors including acoustic devices, visual and active sonar, and optical cameras. This will enable more in-depth scientific research and better support regulatory monitoring of at-risk fish species in fish passages or marine energy sites. Analysis of this data will require a robust and accurate method to automatically detect fish, count fish, and classify them by species in real-time using both sonar and optical cameras. To meet this need, we developed and tested an automated real-time deep learning framework combining state of the art convolutional neural networks and Kalman filters. First, we showed that an adaptation of the widely used YOLO machine learning model can accurately detect and classify eight species of fish from a public high resolution DIDSON imaging sonar dataset captured from the Ocqueoc River in Michigan, USA. Although there has been extensive research in the literature identifying particular fish such as eel vs. non-eel and seal vs. fish, to our knowledge this is the first successful application of deep learning for classifying multiple fish species with high resolution imaging sonar. Second, we integrated the Norfair object tracking framework to track and count fish using a public video dataset captured by optical cameras from the Wells Dam fish ladder on the Columbia River in Washington State, USA. Our results demonstrate that deep learning models can indeed be used to detect, classify species, and track fish using both high resolution imaging sonar and underwater video from a fish ladder. This work is a first step toward developing a fully implemented system which can accurately detect, classify and generate insights about fish in a wide variety of fish passage environments and conditions with data collected from multiple types of sensors.
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 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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 ».