Ny algoritme løser et århundrede gammelt problem for koralrevsforskere

En algoritme udviklet af en Florida Tech-kandidatstuderende skaber en ny økologisk undersøgelsesmetode, der gør det muligt for forskere at låse op for vigtige historiske data fra en stor skare af koralrevsfotografier, der går mere end et århundrede tilbage.

Zachary Ferris, en biologisk videnskab Ph.D. studerende ved Florida Tech, ledet udviklingen af ​​den nye computer-vision-algoritme kaldet ReScape. ReScape fjerner perspektivforvrængning fra revlebilleder ved at transformere dem til top-down visninger, hvilket gør alle koraller til den korrekte størrelse til analyse af revforhold.

"Ved at genvinde den korrekte størrelse af koraller giver ReScape forskere mulighed for at begynde at udtrække økologiske data fra utallige koralrevbilleder, der er blevet arkiveret i de sidste 140 år," sagde Ferris. "Nu hvor disse data kan udtrækkes, gør ReScape det også muligt for forskere at begynde at bruge reefscape-billeddannelse til at udføre mere omfattende undersøgelser, fordi reefscape-billeder fanger langt mere område af revet end konventionelle billeddannelsesteknikker."

Holdet offentliggjorde artiklen "ReScape:transforming coral-reefscape images for quantitative analysis" den 17. april i tidsskriftet Scientific Reports .

Folk over hele verden har fotograferet koralrev, hvor fritidsfotografer ofte fanger maleriske vidder af koralrev. Disse utallige billeder af revlandskabet er den største kilde til observerede koralrevsforhold, men indtil nu kunne forskere ikke udtrække data fra dem, fordi perspektivforvrængning får koraller længere fra kameraet til at fremstå meget mindre end deres faktiske størrelse.

Ved at fjerne perspektivforvrængningen i koralrevbillederne giver ReScape muligheden for at afsløre enorme historiske data for koralrev over hele verden.

"Teknologien, der driver ReScape, blev populært af den autonome kørende industri i 1990'erne," sagde Ferris. "ReScape bringer teknologien under vandet for første gang ved at integrere nye teknikker, der gør det muligt for teknologien at fungere uden at kende kameraets placering og orientering, da billedet blev taget."

ReScape-algoritmen er designet af Ferris, Robert van Woesik, en professor og direktør for Florida Tech's Institute for Global Ecology, og Eraldo Ribeiro, en lektor i datalogi ved Florida Tech.

"Ved at dele deres revbilleder med videnskabsmænd har fritidsfotografer nu den unikke mulighed for at hjælpe med at afsløre historiske data fra koralrevslokaliteter, hvor vi ikke har nogen forudgående information," sagde van Woesik.

Han fortsatte:"Vi håber, at ReScape inspirerer rekreative fotografer til at dele deres reefscape-billeder med videnskabsmænd, hvilket driver ny forskning til at udfylde huller i vores historiske og geografiske forståelse af koralrev. Opbygning af en omfattende forståelse af koralrev er afgørende for effektivt at håndtere og bevare disse. uvurderlige økosystemer i en stadig mere barsk verden."

For at sikre, at ReScape er let tilgængeligt for alle med computer- og internetadgang, kompilerede teamet ReScape til en gratis, brugervenlig app, der ikke kræver nogen kodningserfaring for at bruge.

Trin-for-trin instruktioner til download og brug af ReScape er tilgængelige på GitHub.

Flere oplysninger: Z. Ferris et al., ReScape:transformation af koralrevbilleder til kvantitativ analyse, Scientific Reports (2024). DOI:10.1038/s41598-024-59123-2

Journaloplysninger: Videnskabelige rapporter

Leveret af Florida Institute of Technology