Enhancing Underwater Object Detection and Classification Using Advanced Imaging Techniques: A Novel Approach with Diffusion Models
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Underwater object detection and classification pose significant challenges due to environmental factors such as water turbidity and variable lighting conditions. This research proposes a novel approach that integrates advanced imaging techniques with diffusion models to address these challenges effectively, aligning with Sustainable Development Goal (SDG) 14: Life Below Water. The methodology leverages the Convolutional Block Attention Module (CBAM), Modified Swin Transformer Block (MSTB), and Diffusion model to enhance the quality of underwater images, thereby improving the accuracy of object detection and classification tasks. This study utilizes the TrashCan dataset, comprising diverse underwater scenes and objects, to validate the proposed method’s efficacy. This study proposes an advanced imaging technique YOLO (you only look once) network (AIT-YOLOv7) for detecting objects in underwater images. This network uses a modified U-Net, which focuses on informative features using a convolutional block channel and spatial attentions for color correction and a modified swin transformer block for resolution enhancement. A novel diffusion model proposed using modified U-Net with ResNet understands the intricate structures in images with underwater objects, which enhances detection capabilities under challenging visual conditions. Thus, AIT-YOLOv7 net precisely detects and classifies different classes of objects present in this dataset. These improvements are crucial for applications in marine ecology research, underwater archeology, and environmental monitoring, where precise identification of marine debris, biological organisms, and submerged artifacts is essential. The proposed framework advances underwater imaging technology and supports the sustainable management of marine resources and conservation efforts. The experimental results demonstrate that state-of-the-art object detection methods, namely SSD, YOLOv3, YOLOv4, and YOLOTrashCan, achieve mean accuracies (mAP@0.5) of 57.19%, 58.12%, 59.78%, and 65.01%, respectively, whereas the proposed AIT-YOLOv7 net reaches a mean accuracy (mAP@0.5) of 81.4% on the TrashCan dataset, showing a 16.39% improvement. Due to this improvement in the accuracy and efficiency of underwater object detection, this research contributes to broader marine science and technology efforts, promoting the better understanding and management of aquatic ecosystems and helping to prevent and reduce the marine pollution, as emphasized in SDG 14.
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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 | 0,001 | 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 | 0,001 |
| 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