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Developing simple computer vision approaches to estimating length of fish in the Deep-Water Snapper Fishery of Puerto Rico: Lessons learned
Collazo Reyes, Johann J.
Collazo Reyes, Johann J.
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Abstract
Gathering biometric data for the Deep-Water Snapper (DWS) Fishery in Puerto Rico for the last 15 years has been difficult. To overcome the problem, this study used a novel electronic system that allowed minimizing the time spent sampling at landing sites while increasing the sample size of biometric data. This consisted of digitally measuring pictures of the sampled fish by the Computer Vision Annotation Tool (CVAT) platform. A total of 2,693 fish of the DWS complex were manually measured, of which 1,254 fish were measured using the digital method. A strong correlation was found between the manual and digital measurements (r2 = 0.988, P< 0.001). The absolute mean of error between the 2 methods was 7 mm ± 14mm and the relative mean of error was ~2% ± 4. Sources of error that were decreasing the accuracy of the digital measurements were: the size of the calibration square, the distortion from the camera’s lens, and taking pictures in low-light conditions. With the manual measurements, length-weight relationships and length frequencies were assembled for all species, and Fishing Selectivity parameters were estimated for the Queen Snapper. Recommendations for optimizing the electronic method is to have a large calibration point located at the center of the sampling board, to have a camera suited for low-light conditions, and to use a frame that hold the tablet at 0° of inclination in respect to the sampling board.
La recolección de datos biológicos sobre las especies que pertenecen a la pesquería de Pargos de Profundidad en Puerto Rico ha resultado complicado en los últimos 15 años. Para solucionar este problema, este estudio utilizó un sistema electrónico novel que minimizaba el tiempo requerido muestreando en los lugares de llegada mientras se aumentaba el tamaño de muestra recolectada. Esto consistió de medir fotos digitalmente a través de la plataforma de “Computer Vision Annotation Tool” (CVAT). Un total de 2,693 peces fueron medidos manualmente, que de estos 1,254 fueron medidos digitalmente. Una correlación robusta fue observada entre las medidas manuales y digitalesn (r2= 0.988, P< 0.001). El error promedio absoluto fue de 7 mm ± 14mm, y el error promedio relativo fue de ~2% ± 4. Fuentes de error que estaban disminuyendo la exactitud de las medidas digitales fueron identificadas, las cuales eran: el tamaño del cuadrado de calibración, la distorsión empleada de parte de los lentes de la cámara, y las condiciones oscuras en las cuales algunas fotos se tomaron. Con las medidas que fueron recolectadas manualmente, se realizaron para todas las especies estructuras de la relación entre el largo y peso, e histogramas de la frecuencia de largo. Para el Queen Snapper, se realizaron estimados basados en la Selectividad de Pesca. Recomendaciones para optimizar este método es tener un cuadrado o rectángulo de calibración más grande que esté localizado en el centro de la superficie de muestreo, tener un equipo electrónico con una cámara apta para tomar fotos en condiciones oscuras, y utilizar un sostén que soporte el equipo electrónico sin ningún tipo de inclinación (0°) con respecto a la superficie de muestreo.
La recolección de datos biológicos sobre las especies que pertenecen a la pesquería de Pargos de Profundidad en Puerto Rico ha resultado complicado en los últimos 15 años. Para solucionar este problema, este estudio utilizó un sistema electrónico novel que minimizaba el tiempo requerido muestreando en los lugares de llegada mientras se aumentaba el tamaño de muestra recolectada. Esto consistió de medir fotos digitalmente a través de la plataforma de “Computer Vision Annotation Tool” (CVAT). Un total de 2,693 peces fueron medidos manualmente, que de estos 1,254 fueron medidos digitalmente. Una correlación robusta fue observada entre las medidas manuales y digitalesn (r2= 0.988, P< 0.001). El error promedio absoluto fue de 7 mm ± 14mm, y el error promedio relativo fue de ~2% ± 4. Fuentes de error que estaban disminuyendo la exactitud de las medidas digitales fueron identificadas, las cuales eran: el tamaño del cuadrado de calibración, la distorsión empleada de parte de los lentes de la cámara, y las condiciones oscuras en las cuales algunas fotos se tomaron. Con las medidas que fueron recolectadas manualmente, se realizaron para todas las especies estructuras de la relación entre el largo y peso, e histogramas de la frecuencia de largo. Para el Queen Snapper, se realizaron estimados basados en la Selectividad de Pesca. Recomendaciones para optimizar este método es tener un cuadrado o rectángulo de calibración más grande que esté localizado en el centro de la superficie de muestreo, tener un equipo electrónico con una cámara apta para tomar fotos en condiciones oscuras, y utilizar un sostén que soporte el equipo electrónico sin ningún tipo de inclinación (0°) con respecto a la superficie de muestreo.
Description
Date
2025-05-09
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Keywords
Deep-Water Snapper Fishery, length frequency, digital validation, calibration distortion, Puerto Rico