Pētījums par datorredzes algoritmu attīstību ar prototipa izveidi un pārbaudi zivsaimniecībā

PostDoc

Aktualizēts 15.10.2019.

Viena no galvenajām dzīvo ūdens resursu iezīmēm ir to spēja atjaunoties un to ilgtspējīga izmantošana ir atkarīga no ūdens ekosistēmu padziļinātas izpratnes. Šī pētījuma vispārējais mērķis ir izstrādāt jaunas automatizētas metodes ainavas izpratnei, izmantojot zemūdens attēlus, lai atvieglotu to interpretāciju, kura ļautu ilgtspējīgi izmantot un pārvaldīt dzīvos ūdens resursus tādējādi maksimizējot sociālos un ekonomiskos ieguvumus, ko sniedz Eiropas jūras un okeāni. Projekta gaitā izstrādātā zivju atpazīšanas un izsekošanas platforma ļautu optimizēt zivsaimniecības un akvakultūras ilgtspējīgu izmantošanu pārtikas nodrošināšanā.

Datorredze ir starpdisciplināra nozare, kas pēta to, kā jāveido tādi datori, kas ļautu augstā līmenī saprast informāciju no digitālajiem attēliem un videoklipiem. Zivju noteikšana un monitorings ir svarīgs datorredzes jautājums. Izmaksu ziņā pieejamu lielas jaudas datoru un kvalitatīvu videokameru attīstība un vienlaicīga lielāka nepieciešamība automatizēt video analīzi ir palielinājuši interesi par zemūdens izpēti.

Gaismas un skaņas izplatīšanās ūdenī nav vienmērīga. Tāpēc ūdens fizikālo īpašību dēļ redzamība zem ūdens ir apgrūtināta. Novērošanu zem ūdens var veikt divas ierīces: vizuālas novērošanas kamera un hidrolokators. Katram no šiem sensoriem ir priekšrocības un ierobežojumi. Abu sensoru funkciju apvienošana var piedāvāt jaunu informāciju, kuru iepriekš nebija iespējams iegūt. Šajā projektā tiek ierosināts izveidot jaunu sistēmu, lai novērotu zivju sugas, apvienojot optiskās un akustiskās īpašības.

Projektā tiek paredzētas šādas aktivitātes:

  1.  izstrādāt jaunu autonomu zemūdens transportlīdzekli ar uzstādītu hidrolokatoru un optisku stereo kameru zemūdens resursu novērošanai;
  2. izstrādāt datu iegūšanas metodi;
  3. veikt datorredzes tehnoloģiju darba daļu (attēlu apstrāde, trokšņu noņemšana, objektu atpazīšana);
  4. kontrolētā vidē izstrādāt platformu un testēt reālajā dzīvē, lai pētītu un atpazītu zivju sugas.

Projekta aktivitāšu rezultātā tiks izstrādāti jauni instrumenti zemūdens novērošanai, kas ļaus:

  1. veikt ilgtermiņa zivju monitoringu;
  2. veikt zivju inventarizāciju;
  3. optimizēt zivsaimniecības un akvaproduktu ilgtspējīgu izmantošanu;
  4. noteikt cilvēka ietekmi uz zivju bioloģisko daudzveidību, lai piedāvātu risinājumus zemūdens ekosistēmu saglabāšanai.

Iesniegtā projekta rezultāti sniegtu ieguldījumu jaunu tehnoloģiju izstrādē, kuras varētu uzlabot izpēti zem ūdens, kas, savukārt, veicinātu jūras resursu taupīšanu, kā arī nacionālo ezeru un lašupju dabīgi nārstojošu lašu aizsardzību, t.sk. Salacas izpēti. Tādējādi eksperimentālie rezultāti arī sekmēs Latvijas savvaļas zivju inventarizāciju, izmantojot jaunu zemūdens inspekcijas sistēmu.

Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts

Projekta vadītājs: Dr.sc.comp. Mohcine Boudhane (mohcine.boudhane@va.lv)

Projekta veids: ERAF

Projekta īstenošanas laiks: 15.03.2019. - 14.03.2022.

Projekta numurs: 1.1.1.2/VIAA/2/18/348

 

Īstenotās projekta aktivitātes un darbības:

  1. Dalība starptautiskajā zinātniskajā konferences SABIEDRĪBA. TEHNOLOĢIJAS. RISINĀJUMI ar prezentāciju: “Zemūdens optiskā novērošana, kā uzlabot redzamību?” (24.-25.04.2019)
  2. Dalība seminārā par jaunām pētniecības metodēm ar prezentāciju “Machine learning and data science” (15.05.2019)
  3. Dalība FALLING THE WALL LAB, kuru organizēja Vācijas Akadēmiskās apmaiņas dienests (DAAD) sadarbībā ar Latvijas Universitāti, ar prezentāciju "BREAKING THE WALL OF UNDERWATER VISIBILITY" (05.06.2019)
  4. Darbības 1.1.a apraksts “Redzamības problēmas un zemūdens attēlu uzlabošanas metodes” (28.06.2019) 
  5. Darbības 1.1.b apraksts  "Video detektēšanas tehnoloģijas/video izsekošanas secība" (28.06.2019)
  6. Darbības 1.1.c apraksts "Formas modelēšanas metožu izvērtējums un salīdzinošs pētījumus" (28.06.2019)
  7. Dalība starptautiskā zinātniskā konferencē Mathematics and computers in Science and Industry ar prezentāciju "A Method for Underwater Image Enhancement using Histogram Regularization", Korfu sala, Grieķija (24.-26.08.2019)
  8. Dalība starptautiskā zinātniskā konferencē International conference on Watermarking and Image Proecessing ICWIP ar prezentāciju "Underwater Exploration Issues, Deep Study on Optical Underwater Vision for an Effective Traditional Fishing", Marseļa, Francija (18.-20.09.2019)
  9. Projekta rezultātu izplatīšana plašākai sabiedrībai Eiropas Zinātnieku nakts 2019 pasākumā, Valmiera, Latvija (27.09.2019)