선박평형수 내 동물플랑크톤(>50um 생물) 분류를 위한 인공지능 적용 (The Application of Artificial Intelligence to Classify Zooplankton(>50 µm) in Ballast Water)

서지정보

· 발행기관 : 한국해양환경·에너지학회
· 수록지 정보 : 한국해양환경•에너지학회지 / 22권 / 2호 / 114 ~ 124페이지
· 저자명 : 황옥명, 황세선, 최규성, 박혜진, 권재형, 이광호

초록

국제해사기구(IMO) 에서는 해양 외래종 유입으로 인한 생태 및 경제적인 피해를 방지하기 위해 2004년 선박평형수 및 침전물의 배출규제와 관리에 관한 협약을 채택하여 선박평형수 처리를 요구하고 있다. 본 연구에서는 ≥50㎛ 생물을 분류 및 판별하기 위한 영상 처리 기술(OpenCV)과 기계 학습 엔진(TensorFlow)을 접목하여 선박평형수 처리 장치를 검증하기 위한 도구로써 해당 기술의 적용 가능성을 확인 하였다. 2017년 3월에서 2018년 9월까지 이미지 수집 작업이 이루어졌고, 이를 바탕으로 2회에 걸쳐 기계학습을 진행하였다. 확보된 이미지는 1차시기에 29,032장, 2차 시기에 86,044장을 수집하였고, 인공 지능이 적용된 시스템의 평균 적중률은 각각 75.5%, 94.8%로 확인되었다. 2차 시기에 모든 분류군의 적중률이 90% 이상을 보였고, 전체적으로 정보량이 늘어남에 따라 동물플랑크톤에 대한 인식률은 증가하는 양상을 보였으나, 인공지능을 적용하는 과정에서 인지된 변수들을 원활하게 통제하기 위한 노력을 기울어야 할 것으로 본다.

영어초록

The International Maritime Organization (IMO) stipulates that the transportation of ship’s ballast water among geographically different regions is one of the greatest threats to the marine environment. In the efforts of international cooperation among IMO member states, The international convention for the control and management of ship’s ballast water and sediments, 2004(BWM convention 2004) was adapted to prevent ecological and economical damages caused by ship’s ballast water operation. This study focused on the verification of a device which can classify and identify the organism bigger than 50㎛(≥50㎛) by combining technologies between image processing(OpenCV) and mechanical training engine(TensorFlow). Image collection was carried out from March 2017 to September 2018. 29,032 images were obtained in the first period and 86,044 were obtained in the second period, and the accuracy rate for systems with artificial intelligence was 75.5% and 94.8%, respectively. In the second period, the accuracy rate of all Taxon showed more than 90%. As the overall learned information increased, the recognition rate for zooplankton appeared to be increasing, but it is necessity that the perceived variables should be controlled in the process of artificial intrlligence application.

참고자료

· 없음