Marco de Aprendizaje Profundo Basado en Bolsa de Características (BoF) para la Detección de Corales Blanqueados
Autores: Jamil, Sonain; Rahman, MuhibUr; Haider, Amir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Marco de Aprendizaje Profundo Basado en Bolsa de Características (BoF) para la Detección de Corales Blanqueados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Arrecifes de coral
Biodiversidad
Cambios climáticos globales
Acidificación oceánica
Corales blanqueados
Redes neuronales convolucionales profundas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Los arrecifes de coral son las estructuras de carbonato de calcio subacuáticas recogidas por los invertebrados conocidos como corales. El encanto y la belleza de los arrecifes de coral atraen a los turistas, y desempeñan un papel vital en la preservación de la biodiversidad, la prevención de la erosión costera y la promoción del comercio. Sin embargo, están disminuyendo debido a la sobreexplotación, la pesca dañina, la contaminación marina y los cambios climáticos globales. Además, los arrecifes de coral ayudan a tratar el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), las enfermedades cardíacas y la erosión costera. Los corales de la gran barrera de coral de Australia han comenzado a blanquearse debido a la acidificación oceánica y al calentamiento global, lo que representa una amenaza alarmante para el ecosistema terrestre. Muchas técnicas se han desarrollado para abordar estos problemas. Sin embargo, cada método tiene limitaciones debido a la baja resolución de las imágenes, las diversas condiciones climáticas, etc. En este documento, proponemos un enfoque basado en un conjunto de características (BoF) que puede detectar y localizar los corales blanqueados antes de aplicar las medidas de seguridad. El conjunto de datos contiene imágenes de corales blanqueados y no blanqueados, y se utilizan varios núcleos para admitir la máquina de vectores para que las características extraídas puedan clasificarse. La precisión de los descriptores hechos a mano y las redes neuronales convolucionales profundas se analiza y se proporciona en detalle con comparación al método actual. Se utilizan varios descriptores hechos a mano como el patrón binario local, un histograma de gradiente orientado, un histograma de características de transformación codificada localmente, una matriz de co-ocurrencia de niveles de gris y un patrón binario local de escala conjunta completado para la extracción de características. Se están utilizando redes neuronales convolucionales profundas específicas como AlexNet, GoogLeNet, VGG-19, ResNet-50, Inception v3 y CoralNet para la extracción de características. A partir del análisis experimental y los resultados, la técnica propuesta supera en comparación con los métodos actuales más avanzados. La técnica propuesta alcanza una precisión del 99.08% con un error de clasificación del 0.92%. También se propone un nuevo algoritmo de posicionamiento de corales blanqueados para localizar los corales blanqueados en las imágenes de arrecifes de coral.
Descripción
Los arrecifes de coral son las estructuras de carbonato de calcio subacuáticas recogidas por los invertebrados conocidos como corales. El encanto y la belleza de los arrecifes de coral atraen a los turistas, y desempeñan un papel vital en la preservación de la biodiversidad, la prevención de la erosión costera y la promoción del comercio. Sin embargo, están disminuyendo debido a la sobreexplotación, la pesca dañina, la contaminación marina y los cambios climáticos globales. Además, los arrecifes de coral ayudan a tratar el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), las enfermedades cardíacas y la erosión costera. Los corales de la gran barrera de coral de Australia han comenzado a blanquearse debido a la acidificación oceánica y al calentamiento global, lo que representa una amenaza alarmante para el ecosistema terrestre. Muchas técnicas se han desarrollado para abordar estos problemas. Sin embargo, cada método tiene limitaciones debido a la baja resolución de las imágenes, las diversas condiciones climáticas, etc. En este documento, proponemos un enfoque basado en un conjunto de características (BoF) que puede detectar y localizar los corales blanqueados antes de aplicar las medidas de seguridad. El conjunto de datos contiene imágenes de corales blanqueados y no blanqueados, y se utilizan varios núcleos para admitir la máquina de vectores para que las características extraídas puedan clasificarse. La precisión de los descriptores hechos a mano y las redes neuronales convolucionales profundas se analiza y se proporciona en detalle con comparación al método actual. Se utilizan varios descriptores hechos a mano como el patrón binario local, un histograma de gradiente orientado, un histograma de características de transformación codificada localmente, una matriz de co-ocurrencia de niveles de gris y un patrón binario local de escala conjunta completado para la extracción de características. Se están utilizando redes neuronales convolucionales profundas específicas como AlexNet, GoogLeNet, VGG-19, ResNet-50, Inception v3 y CoralNet para la extracción de características. A partir del análisis experimental y los resultados, la técnica propuesta supera en comparación con los métodos actuales más avanzados. La técnica propuesta alcanza una precisión del 99.08% con un error de clasificación del 0.92%. También se propone un nuevo algoritmo de posicionamiento de corales blanqueados para localizar los corales blanqueados en las imágenes de arrecifes de coral.