Desenvolvendo um modelo híbrido com aprendizado multiview para classificação acústica de cardumes de arenque do Atlântico

Resumo Avanços na tecnologia acústica ativa superaram a capacidade de processar e analisar os dados de maneira oportuna. Atualmente, os cientistas dependem da análise manual ou de automação limitada para traduzir o retroespalhamento acústico em métricas biologicamente significativas úteis para a gestão de pescas e ecossistemas. O Centro de Ciências Pesqueiras do Nordeste da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica tem monitorado a população de arenque do Atlântico no Golfo do Maine e no Banco Georges desde 1999 devido ao importante papel econômico e ecológico dos estoques para a indústria pesqueira de lagostas. A análise manual para identificar cardumes de arenque do Atlântico a partir dos dados de sonar da coluna d'água é demorada e impraticável para estudos em larga escala. Para automatizar esse processo, foi proposto um modelo híbrido com aprendizado multiview para detecção automática de cardumes de arenque do Atlântico, que consiste em duas etapas: (1) detecção da região de interesse (ROI) e (2) classificação da ROI. A etapa de detecção da ROI foi projetada para detectar objetos semelhantes a cardumes, e a etapa de classificação da ROI foi projetada para distinguir os cardumes de arenque do Atlântico de outros objetos. O algoritmo de co-treinamento foi empregado para aprendizado multiview assim como aprendizado semi-supervisionado. Dentro dessa estrutura, aprendizado de visão única vs. aprendizado multiview e aprendizado supervisionado vs. semi-supervisionado foram avaliados e comparados. Nossos resultados mostraram que o aprendizado multiview pode melhorar o desempenho do modelo híbrido na detecção de cardumes de arenque do Atlântico, e a utilização de dados não rotulados também é útil quando o conjunto de treinamento é pequeno. O modelo de melhor desempenho alcançou um F 1-score de 0,804. Esta nova estrutura oferece uma ferramenta eficiente e eficaz para a detecção automática de cardumes de arenque do Atlântico.