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人工智能檢測(cè)鮭魚(yú)畸形
時(shí)間:2024-03-03

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在此背景下,人工智能(AI)已準(zhǔn)備好徹底改變水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。阿格德?tīng)柎髮W(xué)的 Yeronis Assefa 和 Mohamed Ali 撰寫(xiě)的碩士論文旨在開(kāi)發(fā)一種基于人工智能的解決方案,通過(guò)使用“關(guān)鍵點(diǎn)”檢測(cè)來(lái)識(shí)別養(yǎng)殖鮭魚(yú)的不規(guī)則和畸形。

該研究深入探討了人工智能 (AI) 如何利用尖端技術(shù)檢測(cè)魚(yú)類(lèi)的異常情況,從而徹底改變水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。


人工智能在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的力量

人工智能已應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投喂、水質(zhì)監(jiān)測(cè)與控制、疾病檢測(cè)、改善養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)管理;然而,新研究的重點(diǎn)是使用人工智能來(lái)早期檢測(cè)魚(yú)類(lèi)畸形。

通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)和幾何分析,人工智能可以識(shí)別不規(guī)則或畸形的魚(yú)類(lèi),從而實(shí)現(xiàn)快速干預(yù)和疾病預(yù)防。這意味著魚(yú)類(lèi)更健康、產(chǎn)量更高并減少經(jīng)濟(jì)損失。


可持續(xù)水產(chǎn)養(yǎng)殖的人工智能工具包

人工智能相關(guān)技術(shù)發(fā)揮著重要作用,因?yàn)樗鼈兛梢蕴幚泶罅繑?shù)據(jù),有助于做出更明智的決策。包含人工智能的工具可分為:

  • 深度學(xué)習(xí)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (CNN):這些人工智能技術(shù)在圖像識(shí)別方面表現(xiàn)出色,非常適合分析魚(yú)類(lèi)健康狀況和識(shí)別異常情況。

  • 目標(biāo)檢測(cè)算法:YOLO和RCNN關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)模型識(shí)別魚(yú)體的特定特征,實(shí)現(xiàn)精確的異常檢測(cè)。

  • 大型數(shù)據(jù)集和機(jī)器學(xué)習(xí):在大量標(biāo)記的魚(yú)類(lèi)圖像數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練人工智能模型,使它們能夠“學(xué)習(xí)”并提高識(shí)別細(xì)微異常的準(zhǔn)確性。

    研究

    Yeronis Assefa 和 Mohamed Ali 的研究提出了一種解決方案:通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)鮭魚(yú)的畸形。這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)使用人工智能模型來(lái)識(shí)別魚(yú)身上的特定點(diǎn),例如鰭和眼睛。通過(guò)分析這些點(diǎn),系統(tǒng)可以檢測(cè)到與標(biāo)準(zhǔn)的偏差,表明可能存在的畸形。

    通過(guò)分析這些關(guān)鍵點(diǎn),人工智能模型可以識(shí)別魚(yú)類(lèi)與正常形態(tài)的細(xì)微偏差,這可能表明存在畸形。


    該研究特別關(guān)注:

    • 尋找解決方案:開(kāi)發(fā)通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)和幾何分析來(lái)識(shí)別不規(guī)則魚(yú)類(lèi)的方法。

    • 創(chuàng)造效率:利用YOLO、RCNN等AI模型進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè),快速準(zhǔn)確檢測(cè)。

    • 現(xiàn)實(shí)世界影響:評(píng)估人工智能解決方案在真實(shí)養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)中的實(shí)用性和有效性。

    基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的深度學(xué)習(xí)方法徹底改變了視覺(jué)識(shí)別。YOLO、Faster R-CNN 和 Stack Hourglass 等技術(shù)在對(duì)象識(shí)別及其圖像中的關(guān)鍵點(diǎn)(例如鰭、眼睛)方面表現(xiàn)出色。


    獲勝模型:YOLO 與 R-CNN

    該研究在包含 469 張帶注釋圖像的數(shù)據(jù)庫(kù)上測(cè)試了兩種領(lǐng)先的 AI 模型:YOLO 和 R-CNN,其中每張圖像包含 20 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這兩種模型的高精度都給人留下了深刻的印象:

    • YOLO:YOLO 的平均整體準(zhǔn)確率為 98.3%,擅長(zhǎng)高效識(shí)別關(guān)鍵點(diǎn)。

    • R-CNN:雖然檢測(cè)精度稍差(平均總體精度為 96%),但 R-CNN 的亮點(diǎn)在于精確對(duì)齊關(guān)鍵點(diǎn),提供每個(gè)點(diǎn)位置的詳細(xì)信息。

    超越檢測(cè):幾何分析

    Yeronis Assefa 和 Mohamed Ali 的研究并不僅僅停留在檢測(cè)上。通過(guò)分析這些關(guān)鍵點(diǎn)之間的空間關(guān)系,系統(tǒng)可以評(píng)估以下因素:


    • 三角形:鰭和身體部位形成的與正常三角形的偏差可能表明存在畸形。

    • 坡度和角度:脊柱或身體彎曲的異常角度可能表明存在問(wèn)題。

    • 距離對(duì):分析關(guān)鍵點(diǎn)之間的距離可以揭示大小或增長(zhǎng)問(wèn)題的異常情況。

    此外,該研究將畸形分為三個(gè)主要區(qū)域:下巴、尺寸(薄或厚)和脊柱。這種特定的重點(diǎn)允許有針對(duì)性的干預(yù)措施,例如調(diào)整喂養(yǎng)制度或選擇性育種以解決問(wèn)題。


    結(jié)論

    研究人員總結(jié)道:“我們的研究結(jié)果表明,魚(yú)類(lèi)畸形檢測(cè)的準(zhǔn)確性和精密度顯著提高,并通過(guò)彌合尖端技術(shù)和傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)踐之間的差距,在該領(lǐng)域建立了新的實(shí)踐。”

    這項(xiàng)研究為人工智能使水產(chǎn)養(yǎng)殖更加高效的未來(lái)鋪平了道路。通過(guò)及早識(shí)別和解決畸形問(wèn)題,我們可以確保鮭魚(yú)的健康和質(zhì)量,并最終為糧食安全和經(jīng)濟(jì)福祉做出貢獻(xiàn)。值得注意的是,人們正在做出不同的努力來(lái)減少鮭魚(yú)畸形,主要是在喂養(yǎng)方面。

    人工智能不僅僅是一個(gè)時(shí)尚詞匯;它是塑造水產(chǎn)養(yǎng)殖未來(lái)的強(qiáng)大工具。