Веб-приложение для идентификации птиц от профессора информатики

Цифровые технологии добавляют большие данные к традиционным инструментам орнитолога-любителя — биноклю и полевому определителю.

Питер Белхумёр, профессор информатики Колумбийского университета, создавший в 2011 году приложение для распознавания листьев, разработал Birdsnap — электронный определитель птиц. Приложение использует технологию распознавания человеческих лиц для идентификации 500 распространённых птиц Северной Америки.

«Всё это часть одного целого — использования технологии для распознавания окружающих вас объектов», — говорит Белхумёр. Если передовые алгоритмы распознавания лиц находят сходства между частями человеческого лица (нос, подбородок, глаз), то Birdsnap фокусируется на частях птицы (клюв, глаз, крыло, шея, лапы) и находит визуальные сходства с другими птицами. «Всё происходит автоматически», — отмечает он.

Эксперт по распознаванию лиц Белхумёр создал Birdsnap совместно с Дэвидом Джейкобсом, профессором информатики Университета Мэриленда, и аспирантом Колумбийского университета Томасом Бергом.

Birdsnap не только идентифицирует птиц, но и показывает пользователю, как это сделать. «Части птицы, на которые смотрит компьютер, часто совпадают с теми, на которые смотрел бы человек, чтобы отличить одну птицу от другой, — говорит Берг. — Поэтому, показывая эти ключевые части, мы можем научить человека лучше определять птиц самостоятельно, даже когда у него нет под рукой Birdsnap».

Демонстрируя сайт в своём офисе, Белхумёр показывает сравнение малой белой цапли и большой белой цапли. Различия отображаются на экране с кружками вокруг отличительных признаков: у малой белой цапли чёрный клюв, а у большой белой — жёлтый и более длинная шея.

Хотя Белхумёр говорит, что они с коллегами «создавали полевой определитель», Birdsnap — нечто большее, чем потрёпанный справочник в рюкзаке серьёзного бердвотчера.

Пользователи могут искать птиц по всей территории США, в конкретном регионе или локально. Они могут сортировать птиц от наиболее к наименее часто встречаемым или организовать их согласно эволюционной истории в «древе жизни». Иконки указывают, какие птицы прибывают, улетают или мигрируют через район в дату поиска. При клике на конкретную птицу открываются фотографии, описание, карты, звукозаписи и информация, включая научные названия отряда, семейства, подсемейства, рода и вида. Загрузив фотографию увиденной птицы, можно попытаться определить её с помощью ПО.

Белхумёр отмечает, что ему нравится междисциплинарная работа — в данном случае с биологами. «Забавно приходить как специалисту по информатике и говорить: "Вот что мы можем сделать с вашими данными"», — говорит он. — «Мне нравится брать эту технологию и переносить её в область, которая мне очень интересна».

Приложение для распознавания деревьев Leafsnap, которое Белхумёр разработал с Джейкобсом совместно со Смитсоновским институтом, создавалось почти 10 лет, во многом из-за трудоёмкого и дорогого процесса сбора и фотографирования листьев. Сейчас у него более миллиона пользователей. Birdsnap, созданный с использованием уже доступных онлайн-ресурсов, был запущен примерно за шесть месяцев; приложение для iPhone вышло в начале июня.

Фотографии птиц были в основном взяты из изображений Flickr, уже помеченных научным названием; части птиц размечались работниками, найденными через онлайн-рынок труда; описания были взяты из Wikipedia и затем проверены. Карты основаны на данных eBird (совместного проекта Лаборатории орнитологии Корнеллского университета и Национального общества Одюбона) и BirdLife (международной сети природоохранных групп).

«Мне нравится этим заниматься, — говорит Белхумёр, который увлекается фотографией и прогулками на природе на семейной ферме в Коннектикуте. — Это очень интересно, и я могу целый день смотреть на фотографии птиц».