Движение к автоматизации идентификации сайменской кольчатой нерпы
Предпринимаются шаги по автоматизации идентификации сайменской кольчатой нерпы. Это позволит получать новые виды информации в реальном времени о поведении этого находящегося под угрозой исчезновения вида, перемещениях отдельных особей и их судьбе. Конечная цель текущего исследования в Университете Лут с использованием машинного зрения — создание биометрического паспорта для каждой особи сайменской нерпы. Это происходит на основе уникального рисунка меха каждой нерпы с использованием компьютерных интеллектуальных вычислений и цифровой обработки изображений. Цель — хранить информацию в так называемой базе данных сайменской кольчатой нерпы.
До сих пор идентификация проводилась вручную, с помощью размещения передатчиков в мехе нерп. Однако ручная идентификация требует много времени и сложна. Кроме того, передатчики могут в некоторой степени мешать естественной активности животного.
«Сейчас цель — помочь в идентификации нерп таким образом, чтобы рисунок меха на фотографиях стал биометрическим паспортом для каждой особи. Сайменская нерпа может находиться в любом положении, а значит, нам нужно добиться идентификации, не зависящей от позы, с помощью приложения машинного зрения. Сначала нам нужно обнаружить нерпу на снимке. После этого нужно классифицировать или идентифицировать, какая именно особь из примерно 300 сайменских нерп изображена», — говорит Хейкки Кяльвяйнен, профессор компьютерных наук и инженерии в Лаборатории машинного зрения и распознавания образов.
По словам профессора Кяльвяйнена, предварительные результаты исследования указывают на полную осуществимость автоматической идентификации. Автоматизация сначала тестируется в испытательной среде на нескольких фотографиях примерно 300 нерп. У исследователей в общей сложности более 1000 таких снимков. Когда автоматизированная система будет готова, окончательная идентификация будет проводиться на основе снимков с фотоловушек.
Сотрудничество с биологами
Кяльвяйнен говорит, что исследовательская группа по сайменской нерпе Университета Восточной Финляндии связалась с ним в прошлом году с просьбой помочь в изучении автоматического мониторинга.
«Нам определенно нужны и биологи в исследовании. Они могут сказать, какие части меха показывают, что особи отличаются. В природе сложность в том, что может быть темно, а фон на снимке может сливаться с нерпой. Нерпа также может находиться в положении, которое затрудняет идентификацию».
Автоматизация облегчит биологам задачу понять, является ли появившаяся в районе особь новой или, например, что делала погибшая нерпа до смерти. Когда особи будут идентифицироваться электронно, также станет возможным легче, чем раньше, подтверждать спаривание нерп.
«Биологи также знают, где в природе следует размещать камеры. Никогда нельзя точно знать, какая ситуация в природе. Сейчас мы занимаемся фундаментальными исследованиями, но в конечном итоге цель — найти максимально гибкое компьютерное автоматизированное решение для идентификации нерп. Обучение системы базе данных занимает много времени, но как только она будет обучена, информация будет поступать быстро в реальном времени», — подчеркивает Кяльвяйнен.
Автоматическая идентификация диких животных — это область исследований, которая постоянно растет во всем мире. Например, предпринимаются попытки автоматически идентифицировать китов, ящериц, антилоп и тюленей. Таким образом удалось выяснить, что слепая нерпа смогла проплыть сотни километров.
«Когда мы преуспеем в этом, в будущем мы, возможно, сможем создать вторую базу данных для идентификации родственников сайменской нерпы — ладожской кольчатой нерпы. Их несколько тысяч, и у них немного другой рисунок меха. Также планируется совместный проект с Университетом Восточной Финляндии, чтобы система автоматического мониторинга нерп могла быть введена в эксплуатацию».