用于对昆虫识别系统进行真实数据标定的专用捕捉器技术方案

可以提供系统和方法来监测田地中的昆虫(例如，蚊子)并收集数据以对用于对昆虫进行分类的一个或多个传感器或机器学习分类算法进行真实数据标定。具有各种传感器功能的捕捉器可以捕获各种昆虫和与所捕获昆虫有关的数据。一些实施例可以使得昆虫学家或其他个人能够离线标识信息，并使用该标识信息来对一个或多个传感器进行真实数据标定。使用具有各种传感器功能的捕捉器增加了主传感器上的机器学习分类算法的训练数据的可用性和多样性。

A Special Catcher for Calibrating Real Data of Insect Recognition System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对昆虫识别系统进行真实数据标定的专用捕捉器
技术介绍
本公开一般地涉及传感器，具体地涉及用于昆虫捕捉器的传感器。用于精确分类昆虫的常规方法是非常劳动密集且效率低的，例如，通过要求昆虫学家在每只昆虫被通过捕捉器捕捉时视觉检查它。
技术实现思路
针对昆虫识别系统进行真实数据标定(groundtruthing)的系统和方法描述了各种示例。一个公开的系统可以包括：基板材料卷，基板材料具有上表面和下表面以及应用到该上表面或下表面中的至少一个的粘合剂；电动机，其耦接到该基板材料卷，并且被配置为旋转该基板材料卷以将基板材料分配到昆虫捕捉器中；传感器，其沿着基板材料的分配路径设置，并且被配置为捕获与具有粘合剂的分配基板的表面相关联的信息，该传感器还被配置为基于所捕获信息输出传感器信号；以及包括一个或多个处理器的计算设备，该计算设备被配置为从该传感器接收该传感器信号，将所捕获信息的至少一部分传送到另一计算设备，接收基于所捕获信息的昆虫的分类，以及基于该分类训练机器学习昆虫分类器。另一个公开的系统可以包括昆虫捕捉器外壳，其限定捕捉器容积并且具有至少一个开口以使昆虫能够从环境进入捕捉器容积；设置在昆虫捕捉器附近的传感器，其被配置为捕获关于从环境进入捕捉器容积的昆虫的信息并传送包括所捕获信息的传感器信号；计算设备，与该传感器通信，并被配置为接收该传感器信号、基于所捕获信息使用对象识别过程识别至少一个昆虫、基于显示的所捕获信息接收昆虫类型的指示、以及基于所识别的昆虫和昆虫类型的指示来训练对象识别过程。一种公开的方法可包括捕获一个或多个昆虫；捕获与该一个或多个昆虫中的每一个昆虫的捕获相关联的时间；捕获与该一个或多个昆虫中的每一个昆虫相关联的数据；将该数据和时间传送到计算设备；使用对象识别过程识别该一个或多个所捕获昆虫中的一个或多个；经由用户输入接收该一个或多个所捕获昆虫中的一个或多个的昆虫类型的指示；以及基于该昆虫类型的指示和所识别的所捕获昆虫来训练对象识别过程。另一种公开的方法可包括：将基板分配到昆虫捕捉器中，该基板包括上表面和下表面以及应用到该上表面或下表面中的至少一个的粘合剂；在分配时，周期性地将标记应用到该基板，该标记指示时间段；使用该粘合剂捕获该基板上的一个或多个昆虫；捕获与一个或多个所捕获昆虫和所述标记相关联的数据；将所捕获数据传送到计算设备；使用对象识别过程识别一个或多个所捕获昆虫中的一个或多个；经由用户输入接收该一个或多个所捕获昆虫中的一个或多个的昆虫类型的指示；以及基于该昆虫类型的指示和所识别的所捕获昆虫来训练对象识别过程。提及这些说明性示例不是为了限制或限定本公开的范围，而是提供示例以帮助理解本公开。在具体实施方式中描述说明性示例，其提供了进一步的描述。通过研究本公开可以进一步理解通过各种示例提供的优点。附图说明图1描绘了根据某些实施例的昆虫分类和训练系统的框图。图2示出了根据某些实施例的对昆虫识别系统进行真实数据标定的过程。图3描绘了根据某些实施例的用于对昆虫识别系统进行真实数据标定的流程图。图4描绘了根据某些实施例的用于对昆虫识别系统进行真实数据标定的另一流程图。图5示出了根据某些实施例的计算机装置的框图。具体实施方式一些实施例可以提供用于对昆虫识别系统进行真实数据标定的专用捕捉器。某些实施例可以捕获各个昆虫，其中昆虫学家可以在稍后标识该各个昆虫。当一批昆虫被捕获以便稍后标识时，一些实施例可以包括时间戳机件，其有助于标识与捕获每个个体昆虫的时间相关联的时间。通常，昆虫学家将长时间位于昆虫传感器旁边，并且在每次捕捉到昆虫时手动标识物种。在一些情况下，昆虫学家可以在24小时或更长的收集期(例如，一周)内检查个体、物种或性别的分布。当在延长的时间段中检查昆虫的分布时，昆虫学家可能无法标识与每个传感器信号对应的各个昆虫。为了训练昆虫识别算法，有必要将昆虫的准确标识(例如，由昆虫学家进行)与使用昆虫识别算法对相同昆虫进行的计算机标识进行比较。由于没有办法区分捕获某些昆虫的时间，需要人员不断地操纵捕捉器以观察昆虫被捕捉到的顺序。一些实施例提供用于使得能够稍后标识与一批昆虫中的昆虫相关的传感器信号的系统和方法。收集附加数据可以促进对昆虫分类器的真实数据标定，并提高分类准确性。某些实施例可以训练昆虫识别系统，该昆虫识别系统通过对于昆虫属性(例如，翼拍频率)使用机器学习算法并通过使用该附加数据来对昆虫物种进行分类。一些实施例提供了一种捕捉器，其使远程昆虫学家或多个专家能够通过视觉或物理标识被捕捉的昆虫来对一个或多个昆虫进行分类。在一些实施例中，捕捉器可以分别捕获各个昆虫，使得昆虫学家可以在稍后批量标识昆虫。在某些实施例中，捕捉器可以是一片滚动的粘性纸(例如，捕蝇纸)，使得当昆虫飞入捕捉器并且随着时间的推移被粘性纸捕捉时，昆虫在该粘性纸上的相应位置可以对应于自动传感器记录的捕获时间。在一些实施例中，传感器可具有一组旋转小瓶或容器(container)，每个旋转小瓶或容器设计成捕获并保持单个或少量昆虫。捕捉器可以含有防腐剂，以确保昆虫样本在收集时适合进一步分析。一些实施例可以提供一种捕捉器，其在每个昆虫飞入捕捉器时拍摄一组高分辨率图像。随着时间的推移可以捕获昆虫。作为昆虫识别系统的一部分的一个或多个传感器(例如，相机)可以捕获关于昆虫的信息(例如，图像)。然后可以将所捕获信息提供给包括昆虫学家的处理服务。昆虫学家可以使用这些图像稍后对昆虫进行分类。在某些实施例中，计算机视觉算法可用于对这些昆虫进行分类。在一些实施例中，专用捕捉器可以放置在人员或昆虫学家可能不方便不断地监测所捕获的昆虫的远程位置。可以远程并且通过可以访问所捕获数据的任何和多个人员(例如，一个或多个远程昆虫学家)标识昆虫物种。专用捕捉器也可以长时间放置在一位置，从而允许捕捉器捕获更多数量的昆虫，而不需要人员经常收集标本。例如，一些实施例可以使用延长的粘性纸卷来在更长的时间段内捕获昆虫。只要粘性纸卷没有用完，该粘性纸卷就可以继续捕获更多的昆虫。某些实施例还可以以可变速率旋转粘性纸卷，使得固定量的粘性纸可以捕获更多数量的昆虫并且可能在更长的时间段内捕获。图1描绘了根据某些实施例的自动昆虫分类和训练系统100的框图。如图1所示，自动昆虫分类和训练系统100可包括昆虫捕获设备105、分类服务110和昆虫分类器115。对于自动昆虫分类和训练系统100，可能存在比图1中所示的组件更多或更少的组件。例如，一些实施例可以包括一个或多个无线发射器、数据存储器(例如，用于存储包括可用于标识昆虫的特征或其他数据的昆虫信息的数据库)等。在一些实施例中，昆虫捕获设备105可包括捕获一个或多个昆虫(诸如蚊子)的专用捕捉器。昆虫捕获设备105可以单独捕获各个昆虫，以便昆虫学家可以在稍后批量标识昆虫。在某些实施例中，昆虫捕获设备105可以包括一个或多个传感器，其可以捕获与所捕获昆虫有关的信息，诸如图像信息、视频信息、声音信息等。在某些实施例中，昆虫捕获设备105可包括附加的组件或更少的组件。一些实施例可以进一步包括时间戳机件，其使得能够标识每个昆虫被捕获的时间。在某些实施例中，昆虫捕获设备105可包括基板材料卷和电动机。基板材料卷可以具有上表面和下表面以及应用到该上表面或下表面中的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对昆虫识别系统进行真实数据标定的装置，该装置包括：基板材料卷，基板材料具有上表面和下表面以及应用到该上表面或下表面中的至少一个的粘合剂；电动机，其耦接到该基板材料卷，并且被配置为旋转该基板材料卷以将基板材料分配到昆虫捕捉器中；传感器，其沿着基板材料的分配路径设置，并且被配置为捕获与具有粘合剂的分配基板的表面相关联的信息，该传感器还被配置为基于所捕获信息输出传感器信号；以及包括一个或多个处理器的计算设备，该计算设备被配置为从该传感器接收该传感器信号，将所捕获信息的至少一部分传送到远程计算设备，从该远程计算设备接收基于所捕获信息的昆虫的分类，以及基于该分类训练机器学习昆虫分类器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 US 62/398,885;2017.09.07 US 15/697,6001.一种对昆虫识别系统进行真实数据标定的装置，该装置包括：基板材料卷，基板材料具有上表面和下表面以及应用到该上表面或下表面中的至少一个的粘合剂；电动机，其耦接到该基板材料卷，并且被配置为旋转该基板材料卷以将基板材料分配到昆虫捕捉器中；传感器，其沿着基板材料的分配路径设置，并且被配置为捕获与具有粘合剂的分配基板的表面相关联的信息，该传感器还被配置为基于所捕获信息输出传感器信号；以及包括一个或多个处理器的计算设备，该计算设备被配置为从该传感器接收该传感器信号，将所捕获信息的至少一部分传送到远程计算设备，从该远程计算设备接收基于所捕获信息的昆虫的分类，以及基于该分类训练机器学习昆虫分类器。2.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括：时间戳机件，位于基板材料卷附近并且被配置为周期性地将标记应用到所分配的基板材料，其中所述传感器还被配置为捕获与标记相关联的信息。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算设备还被配置为基于所述基板材料卷的移动速率和从所述基板材料卷开始分配的初始时间起的经过时间，来确定与昆虫相关联的时间。4.根据权利要求1所述的装置，还包括：包括涂层容器和涂层分配器皿的涂层分配器，该涂层分配器皿的第一端耦接到该涂层容器中的孔，并且该涂层分配器皿的第二端能够移动以接近基板材料的粘合剂表面，以在基板材料的粘合剂表面处从该涂层分配器皿分配涂层。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述涂层是防腐剂，用于保存落在所述昆虫捕捉器上的一个或多个昆虫的至少一部分。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个传感器包括图像传感器或麦克风中的至少一个。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算设备还被配置为使用所述昆虫分类器基于所捕获信息对一个或多个昆虫进行分类，并且其中，基于所分类的一个或多个昆虫对所述机器学习昆虫分类器进行进一步的训练。8.一种对昆虫识别系统进行真实数据标定的方法，包括：将基板分配到昆虫捕捉器中，该基板包括上表面和下表面以及应用到该上表面或下表面中的至少一个的粘合剂；在分配基板时，周期性地将标记应用到该基板，该标记指示时间段；使用该粘合剂捕获该基板上的一个或多个昆虫；捕获与一个或多个所捕获昆虫和所述标记相关联的数据；将所捕获数据传送到计算设备；使用对象识别过程识别一个或多个所捕获昆虫中的一个或多个；经由用户输入接收用于该一个或多个所捕获昆虫中的一个或多个的昆虫类型的指示；以及基于该昆虫类型的指示和所识别的所捕获昆虫来训练所述对象识别过程。9.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：E皮特斯，T拉查尔，P马萨罗，Y韩，N斯诺德，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US