Dergiler / Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 3

TÜRKİYE'DEKİ KELEBEK TÜRLERİNİN BASAMAKLI EVRİŞİMLİ SİNİR AĞLARI İLE SINIFLANDIRILMASI

Classification of Butterfly Species in Turkey with Cascaded Convolutional Neural Networks

Sayfa
568–587
Yayın Tarihi
2021-09-01
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Birinci basamaktaki ailelere göre sınıflandırmada %95.88, ikinci basamaktaki tür sınıflandırmada ise %91.99 ile %100 arasında başarı oranı elde edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Kelebekler ekosistemdeki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt verebilme özelliğine sahiptir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Ayrıca çoğu kelebek türü larvaları, insan ve hayvanların yaşam ortamını ve gıda kaynaklarını etkileyen tarım ve orman zararlılarıdır.
💡
Sonuç & Katkı:Birinci basamaktaki ailelere göre sınıflandırmada %95.88, ikinci basamaktaki tür sınıflandırmada ise %91.99 ile %100 arasında başarı oranı elde edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Türkiye Kelebek Türleri · Kelebek türlerinin Tanımlanması · Evrişimli Sinir Ağları

Özet

Kelebekler ekosistemdeki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt verebilme özelliğine sahiptir. Ayrıca çoğu kelebek türü larvaları, insan ve hayvanların yaşam ortamını ve gıda kaynaklarını etkileyen tarım ve orman zararlılarıdır. Bu nedenle kelebek türlerinin sınıflandırılması, tür araştırmalarının yanı sıra çevre koruma, tarım ve orman zararlılarının kontrolünde de önemlidir. Bu çalışmada Türkiye’deki 9 aile ve 416 kelebek türünü sınıflandırmak için yedi adet evrişimli sinir ağı transfer öğrenme yöntemiyle kullanılmıştır. Veri seti oluşturmak için 13528 görüntü toplanmış, veri artırma yöntemi ile görüntü sayısı 67640’a çıkarılmıştır. Eğitimde ezberlemenin önüne geçebilmek, ağların performansını ve güvenirliliğini artırmak için Stratified Shuffle Split, K fold cross validation yöntemleri kullanılmıştır. Tür sayısının fazlalığı, türlerin desen ve renk benzerliği nedeniyle ağların düşük başarı oranını artırmak için iki basamaklı ağ modeli kullanılmıştır. Modelde birinci basamakta bir, ikinci basamakta paralel bağlı dokuz ağ vardır. Birinci basamaktaki ailelere göre sınıflandırmada %95.88, ikinci basamaktaki tür sınıflandırmada ise %91.99 ile %100 arasında başarı oranı elde edilmiştir.

Abstract

Butterflies have the ability to respond quickly to changes in the ecosystem. In addition, most butterfly species larvae are agricultural and forest pests that affect the habitats and food resources of humans and animals. Therefore, classification of butterfly species is important in environmental protection, agriculture and forest pest control as well as species research. In this study, seven convolutional neural network transfer learning methods were used to classify 9 families and 416 butterfly species in Turkey. In order to create a dataset, 13528 images were collected, and the number of images was increased to 67640 by data augmentation method. Stratified Shuffle Split, K fold cross validation methods were used to prevent memorization and increase the performance and reliability of networks. A cascaded network model was used to increase the low success rate of networks due to the excess number of species, the pattern and color similarity of species. In the model, there is one network on the first layer and nine networks connected in parallel on the second layer. A success rate of 95.88% was achieved in the classification according to families in the first layer and 91.99% to 100% in the classification of species in the second layer.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ELMAS, B. (2021). TÜRKİYE'DEKİ KELEBEK TÜRLERİNİN BASAMAKLI EVRİŞİMLİ SİNİR AĞLARI İLE SINIFLANDIRILMASI. Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 3, 568–587. https://ajindex.com/articles/786803

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Almryad, A.S., Kutucu, H., 2020, “Automatic identification for field butterflies by convolutional neural networks”, Engineering Science and Technology an International Journal, Vol. 23, No. 1, pp. 189–195.
  2. Antequera, M.L., Vallina, M.L., Strisciuglio, N., Petkov, N., 2019, “Place and Object Recognition by CNN- Based COSFIRE Filters”, IEEE Access, Vol 7, pp. 66157–66166.
  3. Arzar, N.N.K., Sabri, N., Johari, N.F.M., Shari, A.A., Noordin, M.R.M., Ibrahim, S., 2019, “Butterfly Species Identification Using Convolutional Neural Network (CNN)”, 2019 IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems (I2CACIS), Shah Alam-Malaysia, 221–224.
  4. Baykal, E., Doğan, H., Ercin, M.E., Ersoz, S., Ekinci, M., 2019, “Transfer learning with pre-trained deep convolutional neural networks for serous cell classification”, Multimedia Tools and Applications, pp. 1-19.
  5. Brownle, J., “Machine Learning Mastery. A Gentle Introduction to Transfer Learning for Deep Learning”, https://machinelearningmastery.com/transfer-learning-for-deep-learning/, ziyaret tarihi: 11 Kasım 2020.
  6. Carvajal, J.A., Romero, D., Sappa, A.D., 2016, “Fine-tuning based deep convolutional networks for lepidopterous genus recognition”, In Proceedings of the Iberoamerican Congress on Pattern Recognition, Lima-Peru, 467–475.
  7. Cebeci, Z., http://www.adamerkelebek.org/MenuDetay.asp?MenuId=21&altMenuId=61, ziyaret tarihi: 11 Kasım 2020.
  8. Chang, Q., Qu, H., Wu, P., Yi, J., 2017, “Fine-Grained butterfly and moth classification using deep convolutional neural networks”, Semantic Scholar. Chollet F., 2017,
  9. Deep Learning with Python, Manning Publications, New York, United States. Github, “Cross-Validation: Why and how to do it”, https://srikarvaka.github.io/model-evaluation/Cross- validation/, ziyaret tarihi: 12 Ekim 2020.
  10. Goodfellow, I., Bengio, Y., Courville, A., 2015,
  11. Deep Learning, The MIT Press,
  12. Cambridge, Massachusetts, United States. Gürkan, H., Hanilçi, A., 2020 “Evrişimsel sinir ağı ve QRS imgeleri kullanarak EKG tabanlı biyometrik tanıma yöntemi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Vol. 26, No. 2, pp. 318-327.
  13. He, K., Zhang, X., Ren, S., Sun, J., 2016, “Deep Residual Learning for Image Recognition”, IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, Las Vegas, United States, 770-778.
  14. Indolia, S., Goswami, A.K., Mishra, S.P., Asopa, P., 2018, “Conceptual Understanding of Convolutional Neural Network-A Deep Learning Approach”, Procedia Computer Science, Vol. 132, pp. 679-68