A deep learning approach to photo–identification demonstrates high performance on two dozen cetacean species
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Researchers can investigate many aspects of animal ecology through noninvasive photo–identification. Photo–identification is becoming more efficient as matching individuals between photos is increasingly automated. However, the convolutional neural network models that have facilitated this change need many training images to generalize well. As a result, they have often been developed for individual species that meet this threshold. These single‐species methods might underperform, as they ignore potential similarities in identifying characteristics and the photo–identification process among species. In this paper, we introduce a multi‐species photo–identification model based on a state‐of‐the‐art method in human facial recognition, the ArcFace classification head. Our model uses two such heads to jointly classify species and identities, allowing species to share information and parameters within the network. As a demonstration, we trained this model with 50,796 images from 39 catalogues of 24 cetacean species, evaluating its predictive performance on 21,192 test images from the same catalogues. We further evaluated its predictive performance with two external catalogues entirely composed of identities that the model did not see during training. The model achieved a mean average precision (MAP) of 0.869 on the test set. Of these, 10 catalogues representing seven species achieved a MAP score over 0.95. For some species, there was notable variation in performance among catalogues, largely explained by variation in photo quality. Finally, the model appeared to generalize well, with the two external catalogues scoring similarly to their species' counterparts in the larger test set. From our cetacean application, we provide a list of recommendations for potential users of this model, focusing on those with cetacean photo–identification catalogues. For example, users with high quality images of animals identified by dorsal nicks and notches should expect near optimal performance. Users can expect decreasing performance for catalogues with higher proportions of indistinct individuals or poor quality photos. Finally, we note that this model is currently freely available as code in a GitHub repository and as a graphical user interface, with additional functionality for collaborative data management, via Happywhale.com.
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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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 ».