FOTOPEIX II: Nuevos métodos para obtener información automática de imágenes obtenidas en los puntos de descarga pesquera: Consolidación de la estima de tallas y primeros pasos en la clasificación de especies

Temática:

Eje 1.1 Innovación pesca

Objetivos:

Objetivo general:

Consolidar los progresos alcanzados con el proyecto FOTOPEIX (PLEAMAR 2017) en cuanto a medir automáticamente la talla de los peces capturados por la flota artesanal de Mallorca a partir de imágenes, si no también dar los primeros pasos para clasificar automáticamente las especies de cada caja de pescado desembarcado.

Objetivos Específicos:

Consolidar el método de estima automática de tallas: (1) hacerlo más robusto y (2) más preciso.
Incrementar significativamente el número de imágenes procesadas.
Adaptar el método de estima automática de tallas a otras especies.
Sentar las bases para una clasificación automática de las especies dentro de una caja de pescado.
Difundir la aplicabilidad y utilidad para el sector pesquero de las herramientas desarrolladas.

Descripción:

Gracias al proyecto FOTOPEIX, durante el año 2018 se sentaron las bases para identificar de manera automática cabezas de pescado dentro de las imágenes de las cajas de pescado. Para ello, se alimentó el sistema con miles de recortes digitales de imágenes que solo incluyen una cabeza de pescado, de manera que el sistema aprende a discriminar cabezas de la especie estudiada en cualquier nueva imagen. La estrategia analítica desarrollada en FOTOPEIX implicaba cinco pasos:

Extracción manual de miles de recortes digitales de patrones (cabezas) en imágenes de cajas de pescado
Implementación de varias estrategias de deep learning
Selección de la estrategia con mejor capacidad predictiva (= identificar correctamente cabezas en una nueva imagen
Creación de un patrón de calibración pixel:cm y pixel:gr (a partir de una muestra aleatoria de peces)
Estimación del tamaño (cm) y del peso (gr) de un pez a partir del tamaño de su cabeza (píxeles), habiendo sido identificada automáticamente en una nueva imagen mediante la estrategia de deep learning seleccionada

FOTOPEIX II buscaba consolidar los progresos alcanzados con el proyecto FOTOPEIX (Pleamar 2017) en la medición automática de la talla de los peces capturados por la flota artesanal de Mallorca a partir de imágenes, y dar los primeros pasos para clasificar automáticamente las especies de cada caja de pescado desembarcado.

Resultados del proyecto

Resultados:

FOTOPEIX II ha cumplido satisfactoriamente con los objetivos marcados en la planificación inicial, aunque existen aspectos de la metodología que requieren mejoras para su aplicación operacional a tiempo prácticamente real.

Durante el proyecto se han puesto en funcionamiento cuatro redes neuronales para la detección de especies y estima de tallas y se han realizado muestreos de peces en lonja para el desarrollo de estas redes, así como para validar los resultados. Se ha comprobado que la red MASK RCNN es la más adecuada para trabajar en la identificación y extracción de tallas de peces a partir de imágenes de lonja, ya que debido a la disposición de los peces en las cajas es necesario realizar un proceso de segmentación de la imagen para una correcta separación entre cada pieza. La correcta adaptación de estas redes, requiere, sin embargo, de un gran esfuerzo y dedicación para el diseño y preparación de los datos que las alimenten, factor que ha sido minusvalorado y que se pretende trabajar en un futuro cercano.

El proyecto ha permitido generar una red entrenada para clasificar e identificar dos especies de salmonete de alto interés en la Lonja: Mullus surmuletus y Mullus barbatus y se ha creado un protocolo para implementar la estrategia a nuevas especies en el futuro.

También se ha dedicado un gran esfuerzo a la divulgación científica, presentando resultados del proyecto en tres encuentros internacionales y publicando un artículo en ICES Journal of Marine Science. Este artículo describe los resultados de precisión y exactitud de la aplicación de redes para la medición de tallas de pescado.

Uno de los puntos más interesantes del desarrollo de FOTOPEIX II ha sido la puesta en común del trabajo realizado con otro proyecto de la convocatoria Pleamar 2018, SICAPTOR, del Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo, por la similitud de ambos proyectos. Se han celebrado reuniones telemáticas en busca de sinergias y una visita para compartir los conocimientos adquiridos por ambas entidades. De este contacto, ha surgido una propuesta para la convocatoria Pleamar 2019, en el que se siga trabajando con la inserción de la inteligencia artificial en el campo de la investigación y gestión pesquera para aumentar la efectividad de los esfuerzos mediante acciones colaborativas.

FOTOPEIX II ha constatado la utilidad de las redes neuronales para trabajar con bases de datos de peces, principalmente imágenes, poniendo de relieve lo prometedoras que son las técnicas de deep learning.

Los métodos propuestos aún deben mejorarse para poder ser considerados herramientas plenamente operativas, mejorando la capacidad predictiva de las redes, para lo que será imprescindible aumentar notablemente el número de patrones que se usan en los entrenamientos, el número de imágenes procesadas y el de peces muestreados. En definitiva, el proyecto ha puesto de manifiesto la necesidad de un mayor esfuerzo en la preparación de los datos de entrada a estas redes y de más personal y dedicación para conseguir una optimización de los resultados.

Convocatoria de subvenciones:

2018

Estado:

Cerrado

Año de inicio:

2019

Año de finalización:

2020

Ámbito de actuación:

Islas Baleares

Beneficiario:

IMEDEA

Cofinanciado por:

FEMP

Entidades colaboradoras:

OPMALLORCAMAR