論文の概要: BIOSCAN-5M: A Multimodal Dataset for Insect Biodiversity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.12723v1
- Date: Tue, 18 Jun 2024 15:45:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-19 18:18:55.588323
- Title: BIOSCAN-5M: A Multimodal Dataset for Insect Biodiversity
- Title（参考訳）: BIOSCAN-5M:昆虫の生物多様性のためのマルチモーダルデータセット
- Authors: Zahra Gharaee, Scott C. Lowe, ZeMing Gong, Pablo Millan Arias, Nicholas Pellegrino, Austin T. Wang, Joakim Bruslund Haurum, Iuliia Zarubiieva, Lila Kari, Dirk Steinke, Graham W. Taylor, Paul Fieguth, Angel X. Chang,
- Abstract要約: BIOSCAN-5Mは、500万以上の昆虫の標本のマルチモーダル情報を含む包括的データセットである。
マルチモーダルデータ型が分類とクラスタリングの精度に与える影響を示すための3つのベンチマーク実験を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.003642885871546
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: As part of an ongoing worldwide effort to comprehend and monitor insect biodiversity, this paper presents the BIOSCAN-5M Insect dataset to the machine learning community and establish several benchmark tasks. BIOSCAN-5M is a comprehensive dataset containing multi-modal information for over 5 million insect specimens, and it significantly expands existing image-based biological datasets by including taxonomic labels, raw nucleotide barcode sequences, assigned barcode index numbers, and geographical information. We propose three benchmark experiments to demonstrate the impact of the multi-modal data types on the classification and clustering accuracy. First, we pretrain a masked language model on the DNA barcode sequences of the \mbox{BIOSCAN-5M} dataset, and demonstrate the impact of using this large reference library on species- and genus-level classification performance. Second, we propose a zero-shot transfer learning task applied to images and DNA barcodes to cluster feature embeddings obtained from self-supervised learning, to investigate whether meaningful clusters can be derived from these representation embeddings. Third, we benchmark multi-modality by performing contrastive learning on DNA barcodes, image data, and taxonomic information. This yields a general shared embedding space enabling taxonomic classification using multiple types of information and modalities. The code repository of the BIOSCAN-5M Insect dataset is available at {\url{https://github.com/zahrag/BIOSCAN-5M}}
- Abstract（参考訳）: 本稿では,昆虫の生物多様性を理解・監視するための国際的な取り組みの一環として,BIOSCAN-5M Insectデータセットを機械学習コミュニティに提示し,いくつかのベンチマークタスクを確立する。
BIOSCAN-5Mは500万以上の昆虫標本のマルチモーダル情報を含む包括的データセットであり、分類学的ラベル、生ヌクレオチドバーコード配列、割り当てられたバーコードインデックス番号、地理的情報を含む既存の画像ベースの生物学的データセットを著しく拡張する。
マルチモーダルデータ型が分類とクラスタリングの精度に与える影響を示すための3つのベンチマーク実験を提案する。
まず,<mbox{BIOSCAN-5M} データセットのDNAバーコード配列にマスク付き言語モデルを事前学習し,この大規模な参照ライブラリが種と種レベルの分類性能に与える影響を実証する。
次に、自己教師付き学習から得られたクラスタ特徴埋め込みに画像やDNAバーコードに適用したゼロショット転送学習タスクを提案し、これらの表現埋め込みから有意義なクラスタを抽出できるかどうかを検討する。
第3に、DNAバーコード、画像データ、分類情報に対してコントラスト学習を行うことにより、マルチモダリティをベンチマークする。
これにより、複数の種類の情報とモダリティを用いた分類学的分類を可能にする一般的な共有埋め込み空間が得られる。
BIOSCAN-5M Insectデータセットのコードリポジトリは {\url{https://github.com/zahrag/BIOSCAN-5M}}で公開されている。
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