Automatic detection of unidentified fish sounds: a comparison of traditional machine learning with deep 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
Many species of fishes around the world are soniferous. The types of sounds fishes produce vary among species and regions but consist typically of low-frequency ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="m1"><mml:mo><</mml:mo></mml:math> 1.5 kHz) pulses and grunts. These sounds can potentially be used to monitor fishes non-intrusively and could complement traditional monitoring techniques. However, the significant time required for human analysts to manually label fish sounds in acoustic recordings does not yet allow passive acoustics to be used as a viable tool for monitoring fishes. In this paper, we compare two different approaches to automatically detect fish sounds. One is a more traditional machine learning technique based on the detection of acoustic transients in the spectrogram and the classification using Random Forest (RF). The other is using a deep learning approach and is based on the classification of overlapping segments (0.2 s) of spectrogram using a ResNet18 Convolutional Neural Network (CNN). Both algorithms were trained using 21,950 manually annotated fish and non-fish sounds collected from 2014 to 2019 at five different locations in the Strait of Georgia, British Columbia, Canada. The performance of the detectors was tested on part of the data from the Strait of Georgia that was withheld from the training phase, data from Barkley Sound, British Columbia, and data collected in the Port of Miami, Florida, United States. The CNN performed up to 1.9 times better than the RF ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="m2"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math> score: 0.82 vs. 0.43). In some cases, the CNN was able to find more faint fish sounds than the analyst and performed well in environments different from the one it was trained in (Miami <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="m3"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math> score: 0.88). Noise analysis in the 20–1,000 Hz frequency band shows that the CNN is still reliable in noise levels greater than 130 dB re 1 <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="m4"><mml:mi>μ</mml:mi></mml:math> Pa in the Port of Miami but becomes less reliable in Barkley Sound past 100 dB re 1 <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="m5"><mml:mi>μ</mml:mi></mml:math> Pa due to mooring noise. The proposed approach can efficiently monitor (unidentified) fish sounds in a variety of environments and can also facilitate the development of species-specific detectors. We provide the software FishSound Finder, an easy-to-use open-source implementation of the CNN detector with detailed documentation.
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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 | 0,001 |
| 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