Real-Time Salmon Segmentation in Fish Farming Cages
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Date
2022-05
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Program
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA. INGENIERÍA CIVIL ELECTRÓNICA
Campus
Casa Central Valparaíso
Abstract
Description
La piscicultura se dedica a la cría de peces en tanques o jaulas en el mar con fines comerciales, generalmente para la producción de alimentos. Este proceso necesita un estudio periódico para evaluar el peso de los peces, su salud, su población, el estado de la jaula, entre otras variables de interés. Las alternativas disponibles para recolectar esta información son: que un buzo recolecte la
información, sacar peces del agua de forma temporal y aleatoria con el fin de obtener información estadística de interés, o usar un vehículo operado por control remoto (ROV) con una cámara integrada y un operador que evalúe esta información a través de una pantalla. En todas estas técnicas, el proceso no está automatizado y tiene el inconveniente de ser lento, inexacto y, en algunos casos, estresante para los animales. Con el fin de recopilar información sobre los peces de forma automática, este trabajo se centra en obtener segmentaciones de peces en tiempo real en un contexto de acuicultura. Se comparan tres modelos de segmentación de imágenes dentro del estado del arte con cinco backbones diferentes. Adicionalmente, se evalúa la precisión, la memoria y la velocidad de los modelos, poniendo un especial énfasis en que los requerimientos finales serán implementar los modelos en un ambiente embebido. Se propone un esquema de entrenamiento que saca provecho de las imágenes sin segmentaciones dentro de la base de datos llamado BG dataloader y se hace un estudio exhaustivo de su impacto en el entrenamiento. Finalmente, se evalúa el impacto de técnicas de aumentación en un entorno submarino y su influencia en
métricas de interés, como la F1-score. Este estudio se lleva a cabo para bases de datos de distintos tamaños con el fin de evaluar la influencia del tamaño de la base de datos en la efectividad de las aumentaciones propuestas.
