Deep learning based deep-sea automatic image enhancement and animal species classification
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The automatic classification of marine species based on images is a challenging task for which multiple solutions have been increasingly provided in the past two decades. Oceans are complex ecosystems, difficult to access, and often the images obtained are of low quality. In such cases, animal classification becomes tedious. Therefore, it is often necessary to apply enhancement or pre-processing techniques to the images, before applying classification algorithms. In this work, we propose an image enhancement and classification pipeline that allows automated processing of images from benthic moving platforms. Deep-sea (870 m depth) fauna was targeted in footage taken by the crawler “Wally” (an Internet Operated Vehicle), within the Ocean Network Canada (ONC) area of Barkley Canyon (Vancouver, BC; Canada). The image enhancement process consists mainly of a convolutional residual network, capable of generating enhanced images from a set of raw images. The images generated by the trained convolutional residual network obtained high values in metrics for underwater imagery assessment such as UIQM (~ 2.585) and UCIQE (2.406). The highest SSIM and PSNR values were also obtained when compared to the original dataset. The entire process has shown good classification results on an independent test data set, with an accuracy value of 66.44% and an Area Under the ROC Curve (AUROC) value of 82.91%, which were subsequently improved to 79.44% and 88.64% for accuracy and AUROC respectively. These results obtained with the enhanced images are quite promising and superior to those obtained with the non-enhanced datasets, paving the strategy for the on-board real-time processing of crawler imaging, and outperforming those published in previous papers.
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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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 ».