Detección y segmentación de peces utilizando técnicas de deep learning
Descripción del Articulo
En esta tesis se examina la detección y segmentación de peces con el objetivo de mejorar la crianza de truchas. La crianza de truchas enfrenta desafíos en la identificación y seguimiento preci- so de los peces, lo que dificulta el monitoreo de su crecimiento y salud, ayudando a determinar la abundan...
Autor: | |
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Formato: | tesis de grado |
Fecha de Publicación: | 2023 |
Institución: | Universidad La Salle |
Repositorio: | ULASALLE-Institucional |
Lenguaje: | español |
OAI Identifier: | oai:repositorio.ulasalle.edu.pe:20.500.12953/176 |
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Nivel de acceso: | acceso abierto |
Materia: | Detección de peces Segmentación de peces Algortimo de aprendizaje profundo Yolov5 U-net http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.02.01 http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.06 |
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En esta tesis se examina la detección y segmentación de peces con el objetivo de mejorar la crianza de truchas. La crianza de truchas enfrenta desafíos en la identificación y seguimiento preci- so de los peces, lo que dificulta el monitoreo de su crecimiento y salud, ayudando a determinar la abundancia relativa y rastrear los cambios en la población de peces. Para lograr el objetivo, se analizan los modernos algoritmos de detección de objetos basados en deep learning. A partir de este análisis, se han identificado las técnicas que se ajustan mejor a esta investigación, siendo esta YOLOv5 para la detección y U-Net para la segmentación. Dado que para el entrenamiento es necesario una gran cantidad de datos, se utilizaron distintos Datasets públicos y un dataset generado específicamente para esta investigación. Estos conjuntos de datos proporcionaron la diversidad necesaria para entrenar y evaluar los modelos de detección y segmentación de peces de manera más precisa y confiable. También se presenta una herramienta que permitirá usar los modelos presentados desde una termi- nal, haciendo que su uso sea práctico y sencillo, facilitando así su implementación en entornos de crianza de truchas. En conclusión, esta investigación ha demostrado que el uso de los algoritmos de detección YOLOv5 y de segmentación U-Net, junto con la utilización de diversos conjuntos de datos, ha permitido mejorar significativamente la precisión y el rendimiento en la detección y segmentación de peces. Estos avances pueden tener un impacto positivo en la crianza de truchas, al facilitar el monitoreo y seguimiento de los peces de manera más eficiente y confiable. |
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Dado que para el entrenamiento es necesario una gran cantidad de datos, se utilizaron distintos Datasets públicos y un dataset generado específicamente para esta investigación. Estos conjuntos de datos proporcionaron la diversidad necesaria para entrenar y evaluar los modelos de detección y segmentación de peces de manera más precisa y confiable. También se presenta una herramienta que permitirá usar los modelos presentados desde una termi- nal, haciendo que su uso sea práctico y sencillo, facilitando así su implementación en entornos de crianza de truchas. En conclusión, esta investigación ha demostrado que el uso de los algoritmos de detección YOLOv5 y de segmentación U-Net, junto con la utilización de diversos conjuntos de datos, ha permitido mejorar significativamente la precisión y el rendimiento en la detección y segmentación de peces. Estos avances pueden tener un impacto positivo en la crianza de truchas, al facilitar el monitoreo y seguimiento de los peces de manera más eficiente y confiable.Palabras clave v Lista de abreviaturas vIII Índice de figuras IX Índice de cuadros x 1 Introducción 1 1.1 Motivación 1 1.2 Objetivos 1 1.2.1 Objetivo General 1 1.2.2 Objetivos Específicos 1 1.3 Descripción del problema 2 1.4 Contribuciones 2 1.5 Organización del Trabajo 3 2 Marco Conceptual 4 2.1 Machine learning 4 2.1.1 Algoritmos de aprendizaje automático 4 2.1.2 Tipos de aprendizaje 5 2.1.3 Redes neuronales 6 2.1.4 Métricas de evaluación de Algoritmos 7 2.2 Deep learning 8 2.2.1 Deep Neural Networks 9 2.2.2 Convolutional Neural Network 9 2.2.3 Detección de objetos 10 2.2.4 Segmentación de objetos 12 3 Estado del Arte 15 3.1 Detección de peces 15 3.2 Segmentación de peces 16 3.3 Conteo de peces 17 4 Propuesta 19 4.1 Método 19 vI ÍNDICE GENERAL vII 4.1.1 Herramientas 19 4.2 Entrenamiento 19 4.2.1 Confección de dataset 20 4.2.2 Detección 20 4.2.3 Segmentación 21 4.2.4 Conteo 21 4.3 Creación de Herramienta 21 5 Resultados 25 5.1 Preparación de base de datos 25 5.2 Resultados de desempeño 28 5.3 Discusión 30 6 Conclusiones 34 BibliografíaTesisapplication/pdfspaUniversidad la SallePEinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Detección de pecesSegmentación de pecesAlgortimo de aprendizaje profundoYolov5U-nethttp://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.02.01http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.06Detección y segmentación de peces utilizando técnicas de deep learninginfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionreponame:ULASALLE-Institucionalinstname:Universidad La Salleinstacron:ULASALLESUNEDUIngeniero de SoftwareUniversidad la Salle. Facultad de Ingeniería de SoftwareIngeniería de Software29421859https://orcid.org/0000-0001-6251-398570600767612236Pérez Vega, YassielQuiroz Pilco, Maribel RosarioLuque Mamani, Edson Franciscohttp://purl.org/pe-repo/renati/nivel#tituloProfesionalhttp://purl.org/pe-repo/renati/type#tesisORIGINAL16 ACTA DE SUSTENTACIÓN PÚBLICA DE TÍTULO PROFESIONAL.pdf16 ACTA DE SUSTENTACIÓN PÚBLICA DE TÍTULO PROFESIONAL.pdfapplication/pdf271021http://repositorio.ulasalle.edu.pe/bitstream/20.500.12953/176/1/16%20ACTA%20DE%20SUSTENTACI%c3%93N%20P%c3%9aBLICA%20DE%20T%c3%8dTULO%20PROFESIONAL.pdf5854cb3c573d355c087539aac8f1fd3bMD51TESIS FINAL _ TURNITIN (1).pdfTESIS FINAL _ TURNITIN (1).pdfapplication/pdf8809844http://repositorio.ulasalle.edu.pe/bitstream/20.500.12953/176/6/TESIS%20FINAL%20_%20TURNITIN%20%281%29.pdf2f9f698c26101fc8f33fc6b8d84dc586MD56LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ulasalle.edu.pe/bitstream/20.500.12953/176/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXT16 ACTA DE SUSTENTACIÓN PÚBLICA DE TÍTULO PROFESIONAL.pdf.txt16 ACTA DE SUSTENTACIÓN PÚBLICA DE TÍTULO PROFESIONAL.pdf.txtExtracted texttext/plain2http://repositorio.ulasalle.edu.pe/bitstream/20.500.12953/176/4/16%20ACTA%20DE%20SUSTENTACI%c3%93N%20P%c3%9aBLICA%20DE%20T%c3%8dTULO%20PROFESIONAL.pdf.txte1c06d85ae7b8b032bef47e42e4c08f9MD54TESIS FINAL _ TURNITIN (1).pdf.txtTESIS FINAL _ TURNITIN (1).pdf.txtExtracted texttext/plain97075http://repositorio.ulasalle.edu.pe/bitstream/20.500.12953/176/7/TESIS%20FINAL%20_%20TURNITIN%20%281%29.pdf.txt1223f6e1038742642c16763f800d6455MD57THUMBNAIL16 ACTA DE SUSTENTACIÓN PÚBLICA DE TÍTULO PROFESIONAL.pdf.jpg16 ACTA DE SUSTENTACIÓN PÚBLICA DE TÍTULO PROFESIONAL.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1579http://repositorio.ulasalle.edu.pe/bitstream/20.500.12953/176/5/16%20ACTA%20DE%20SUSTENTACI%c3%93N%20P%c3%9aBLICA%20DE%20T%c3%8dTULO%20PROFESIONAL.pdf.jpgadd8099f3f6ae2c48c94c6fccea39930MD55TESIS FINAL _ TURNITIN (1).pdf.jpgTESIS FINAL _ TURNITIN (1).pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1275http://repositorio.ulasalle.edu.pe/bitstream/20.500.12953/176/8/TESIS%20FINAL%20_%20TURNITIN%20%281%29.pdf.jpg1c7d658a0403e3715fde9c0cab739178MD5820.500.12953/176oai:repositorio.ulasalle.edu.pe:20.500.12953/1762024-05-23 12:40:09.449Repositorio Institucional de la Universidad La Sallerepositorio@ulasalle.edu.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 |
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