論文の概要: Efficient Auto-Labeling of Large-Scale Poultry Datasets (ALPD) Using Semi-Supervised Models, Active Learning, and Prompt-then-Detect Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.10809v1
- Date: Sat, 18 Jan 2025 16:20:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-22 14:25:13.885609
- Title: Efficient Auto-Labeling of Large-Scale Poultry Datasets (ALPD) Using Semi-Supervised Models, Active Learning, and Prompt-then-Detect Approach
- Title(参考訳): 半スーパービジョンモデル、アクティブラーニング、Prompt-then-Detectアプローチを用いた大規模養殖データセット(ALPD)の効率的な自動ラベル化
- Authors: Ramesh Bahadur Bist, Lilong Chai, Shawna Weimer, Hannah Atungulua, Chantel Pennicott, Xiao Yang, Sachin Subedi, Chaitanya Pallerla, Yang Tian, Dongyi Wang,
- Abstract要約: 養鶏業におけるAIの急速な成長は、大規模で多様なデータセットを効率的にラベル付けすることの難しさを浮き彫りにした。
本研究では,半教師付きオートラベリング手法,アクティブラーニング,即時学習パラダイムについて検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.6951658997946755
- License:
- Abstract: The rapid growth of AI in poultry farming has highlighted the challenge of efficiently labeling large, diverse datasets. Manual annotation is time-consuming, making it impractical for modern systems that continuously generate data. This study explores semi-supervised auto-labeling methods, integrating active learning, and prompt-then-detect paradigm to develop an efficient framework for auto-labeling of large poultry datasets aimed at advancing AI-driven behavior and health monitoring. Viideo data were collected from broilers and laying hens housed at the University of Arkansas and the University of Georgia. The collected videos were converted into images, pre-processed, augmented, and labeled. Various machine learning models, including zero-shot models like Grounding DINO, YOLO-World, and CLIP, and supervised models like YOLO and Faster-RCNN, were utilized for broilers, hens, and behavior detection. The results showed that YOLOv8s-World and YOLOv9s performed better when compared performance metrics for broiler and hen detection under supervised learning, while among the semi-supervised model, YOLOv8s-ALPD achieved the highest precision (96.1%) and recall (99.0%) with an RMSE of 1.9. The hybrid YOLO-World model, incorporating the optimal YOLOv8s backbone, demonstrated the highest overall performance. It achieved a precision of 99.2%, recall of 99.4%, and an F1 score of 98.7% for breed detection, alongside a precision of 88.4%, recall of 83.1%, and an F1 score of 84.5% for individual behavior detection. Additionally, semi-supervised models showed significant improvements in behavior detection, achieving up to 31% improvement in precision and 16% in F1-score. The semi-supervised models with minimal active learning reduced annotation time by over 80% compared to full manual labeling. Moreover, integrating zero-shot models enhanced detection and behavior identification.
- Abstract(参考訳): 養鶏業におけるAIの急速な成長は、大規模で多様なデータセットを効率的にラベル付けすることの難しさを浮き彫りにした。
手動のアノテーションは時間を要するため、データを継続的に生成する現代のシステムでは実用的ではない。
本研究では,AI駆動行動と健康モニタリングの促進を目的とした,大規模養鶏用データセットの自動ラベル作成のための効率的なフレームワークを開発するために,半教師付きオートラベル手法,アクティブラーニングの統合,即時学習パラダイムを探求する。
バイデオのデータは、アーカンソー大学とジョージア大学に保管されているブロイラーや産卵鶏から収集された。
収集されたビデオはイメージに変換され、前処理され、拡張され、ラベル付けされた。
Grounding DINO、YOLO-World、CLIPといったゼロショットモデルや、YOLOやFaster-RCNNといった教師付きモデルなど、さまざまな機械学習モデルが、ブロイラー、羽根、行動検出に使用された。
その結果, YOLOv8s-WorldとYOLOv9sは, 教師付き学習下でのブロイラーとヘン検出のパフォーマンス指標と比較した場合, YOLOv8s-ALPDの精度は96.1%, リコール率は99.0%であった。
YOLO-Worldのハイブリッドモデルは、最適なYOLOv8のバックボーンを組み込んだもので、全体的な性能が最も高かった。
精度は99.2%、リコールは99.4%、F1スコアは98.7%、精度は88.4%、リコールは83.1%、F1スコアは84.5%だった。
さらに、半教師付きモデルでは、行動検出が大幅に改善され、最大で31%の精度向上、F1スコアの16%が達成された。
最小限のアクティブ学習を持つ半教師付きモデルは、完全な手動ラベリングに比べてアノテーション時間を80%以上削減した。
さらに、ゼロショットモデルの統合により、検出と振る舞いの識別が強化された。
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