Je leest:

Schildpadden spotten met wiskunde

Schildpadden spotten met wiskunde

De bedreigde lederschildpad is de grootste schildpad die op aarde voorkomt. Onderzoekers van het Centrum Wiskunde & Informatica in Amsterdam hebben een nieuwe beeldherkenningstechniek ontwikkeld waarmee ze deze dieren kunnen identificeren.

Lederschildpadden zijn te herkennen aan een roze vlek boven op hun kop.

Om de bedreigde lederschildpadden te beschermen is het van groot belang inzicht te krijgen in hun leefpatroon. Onderzoekers van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in Amsterdam hebben in samenwerking met biologen van Duke University (Verenigde Staten) en WIDECAST een nieuwe beeldherkenningstechniek ontwikkeld om deze dieren individueel te identificeren. Lederschildpadden zijn te herkennen aan een wolkachtige roze vlek – even uniek als een vingerafdruk – boven op hun kop. Met de nieuwe techniek kunnen biologen beelden van duizenden schildpadden snel en effectief met elkaar vergelijken. In de toekomst wordt de techniek gekoppeld aan een virtuele maritieme kaart waarop lederschildpadden kunnen worden geïdentificeerd en gevolgd.

Lederschildpadden spotten

De lederschildpad is de grootste schildpad die op aarde voorkomt en nog een tijdgenoot van de dinosaurus geweest. Hij leeft in warme zeeën en oceanen. Naar schatting zwemmen er nog tussen de 34.000 en 94.000 volwassen lederschildpadden in de Noord-Atlantische Oceaan rond. Een bekende methode om dieren op te sporen is door ze uit te rusten met een zendertje. Dit geeft echter hinder aan het dier en is bovendien duur en tijdrovend.

Biologen willen daarom graag zogenaamde ‘non-invasive’ methoden ontwikkelen om de dieren te identificeren en te volgen, bijvoorbeeld op basis van foto’s. Deze methode biedt het voordeel dat hij op grote schaal kan worden toegepast en de dieren ondervinden er geen ongemakken van. Tijdens de jaarlijkse broedperiode trekken grote groepen wijfjes naar het strand en leggen daar hun eieren. Biologen en vrijwilligers komen dan in actie om informatie te verzamelen over hun gezondheid en fotograferen de roze vlek van zoveel mogelijk schildpadden, waarna de beelden worden verwerkt door een computer.

Lederschildpad komt aan land op het strand.

Automatische beeldherkenning

Voor een computer is het lastig gelijksoortige, maar niet identieke beelden met elkaar te vergelijken. Wanneer dezelfde schildpad onder verschillende omstandigheden en in verschillende periodes wordt gefotografeerd, kan er sprake zijn van variatie in de opname door bijvoorbeeld een andere belichting van de foto, een litteken of vervuiling. Het CWI ontwikkelde een algoritme waarmee het wel mogelijk is gelijksoortige beelden van lederschildpadden met elkaar te vergelijken. Dit algoritme selecteert in eerste instantie in elk beeld de in het oog springende punten. Vervolgens worden twee beelden met elkaar vergeleken op basis van het patroon dat gevormd is door deze punten. Daarnaast biedt dit patroon ook een referentiekader om andere details te vergelijken. Eerder ontwikkelde het CWI een automatische beeldherkenningstechniek voor het matchen van beelden van potvissen op basis van hun staartprofiel.

Nieuwe trend: observeren biodiversiteit

Het onderzoek van het CWI hangt samen met een nieuwe ontwikkeling in de ecologie die zich richt op het geautomatiseerd observeren van dieren. Met nieuwe beeldanalysetechnieken wordt het mogelijk nieuwe kennis over dieren en hun bestaan te ontwikkelen. Naar schatting wordt ongeveer 40 procent van alle planten en dieren die nu op aarde leven uitsterven bedreigd. Nieuwe technieken geven meer mogelijkheden de dieren te beschermen en maatregelen te nemen tegen bedreigende factoren.

Daniele Buonantony (Duke University) maakt een foto van de roze vlek op de kop.

Zie ook:

Leatherbacks Matching by Automated Image Recognition (Eng., pdf, technisch!)

Dit artikel is een publicatie van Centrum Wiskunde & Informatica (CWI).
© Centrum Wiskunde & Informatica (CWI), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 maart 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.