Новый инструмент ИИ на основе глубокого обучения помогает экологам отслеживать редких птиц по их пению
Исследователи разработали новый инструмент ИИ на основе глубокого обучения, который генерирует реалистичные птичьи песни для обучения инструментов идентификации птиц. Это помогает экологам отслеживать редкие виды в дикой природе. Результаты представлены в журнале Methods in Ecology and Evolution.
Проблема в том, что программное обеспечение для идентификации может никогда не слышать конкретную птицу или иметь лишь небольшую выборку записей для анализа. Это затрудняет мониторинг самых редких птиц мира.
Чтобы решить эту проблему, исследователи из Университета Монктона (Канада) создали ECOGEN — первый в своём роде инструмент глубокого обучения. Он может генерировать реалистичные птичьи звуки, чтобы увеличить выборки для недостаточно представленных видов. Эти синтетические записи затем можно использовать для обучения аудио-идентификаторов, применяемых в экологическом мониторинге.
Ключевой результат: добавление искусственных образцов птичьего пения, сгенерированных ECOGEN, в идентификатор птичьих песен повысило точность классификации в среднем на 12%.
Доктор Николя Леконт, один из ведущих исследователей: "Из-за значительных глобальных изменений в популяциях животных существует острая необходимость в автоматизированных инструментах, таких как акустический мониторинг... Однако моделям ИИ, используемым для идентификации видов, не хватает полных справочных библиотек. С помощью ECOGEN можно восполнить этот пробел, создавая новые образцы птичьих звуков для поддержки моделей ИИ".
Создание синтетических птичьих песен таким способом может способствовать сохранению исчезающих видов птиц и дать ценное представление об их вокализациях, поведении и предпочтениях в среде обитания.
Потенциальные применения и преимущества ECOGEN
- Сохранение крайне редких видов: Например, для находящихся на грани исчезновения медовых регентов, молодые особи которых не могут выучить песни своего вида из-за недостатка взрослых птиц-носителей.
- Применимость к другим животным: Исследователи уверены, что инструмент можно адаптировать для млекопитающих, рыб, насекомых и земноводных.
- Доступность: ECOGEN имеет открытый исходный код и может работать даже на базовых компьютерах.
Как работает ECOGEN
- Реальные записи птичьих песен преобразуются в спектрограммы (визуальные представления звуков).
- На их основе ИИ генерирует новые изображения спектрограмм, чтобы увеличить набор данных для редких видов.
- Эти новые спектрограммы преобразуются обратно в аудио для обучения идентификаторов птичьих звуков.
В данном исследовании использовался набор из 23 784 записей диких птиц со всего мира, охватывающий 264 вида.