Automatic Bluefin Tuna (Thunnus thynnus) Biomass Estimation during Transfers Using Acoustic and Computer Vision Techniques

In this work, acoustic and computer vision techniques are combined to develop an automatic procedure for biomass estimation of tuna during transfers. A side scan sonar working at 200 kHz and a stereo camera, posi- tioned facing towards the surface to record the ventral aspect of fish, are set as acquisition equipment. Moreover, a floating structure has been devised to place the sensors between cages in transfers, creating a transfer canal that allows data acquisition while fish swim from donor to receiving cage. Biomass assessment is computed by counting transferred tuna and sizing a representative sample of the stock. The number of transferred tuna is automatically deduced from acoustic echograms by means of image processing techniques, whereas tuna size is computed from the stereo videos using our automatic computer vision procedure based on a deformable model of the fish ventral silhouette. The results show that the system achieves automatic tuna counting with error below 10%, achieving around 1% error in the best configuration, and automatic tuna sizing of more than 20% of the stock, with highly accurate Snout Fork Length estimation when compared to true data from harvests. These results fulfil the requirements imposed by International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas for compliant transfer operations.Versión del editor1,42

Bluefin tuna (Thunnus thynnus) biomass estimation during transfers using acoustic and optic techniques

Our results show that the use of an acoustic transducer in transfers offers the possibility of performing an automatic counting with error below 10%, which is decreased to 1.2% after improving structure and algorithms. Moreover, the proposed procedure for automatic sizing using stereoscopic system achieved an accurate estimation of SFL distribution compared to true data from harvests, automatically measuring 20% of the fis

Proyecto BIACOP: estimación de biomasa en jaulas de Atún Rojo con métodos acústicos y ópticos

Este proyecto tiene como objeto final la configuración de un sistema que proporcione la estimación del número y la biomasa de atunes de forma automática en entornos semi-controlados. Para ello se llevarán a cabo desarrollos, que configuren la integración de los datos obtenidos por sistemas acústicos y ópticos en dicho entornos. En concreto este proyecto pretende: - Desarrollar un sistema automático que sea capaz de estimar la distribución de tallas y pesos de los atunes que habitan en una jaula flotante. - Desarrollar un sistema automático que cuantifique las capturas, tanto del número de individuos capturados como de la distribución de sus tallas y pesos, y por tanto de la biomasa total, durante el proceso de transferencia de los atunes entre jaulas. Para conseguir los objetivos será necesario realizar: 1. Una selección de componentes hardware y software que tengan un rendimiento apropiado para adquirir datos acústicos y ópticos en el medio marino 2. Fases de adquisición y almacenamiento de datos acústicos y ópticos para configurar bases de datos cuyo objetivos serán: a) evaluar las diferentes versiones del sistema durante la fase de desarrollo b) confeccionar estadísticas de valores y parámetros relacionales 3. Fases de pruebas y validación de los equipos y métodos desarrollados en situaciones reales de funcionamiento 4. Diseño e integración de aquellos elementos hardware del sistema acústico y del sistema de visión por computador que resulten necesarios para la configuración del sistema final 5. Implementación y desarrollo de algoritmos, tanto para el procesamiento de los datos acústicos, como para el procesamiento y análisis de las imágenes adquiridas, necesarios para el funcionamiento de la aplicación y del sistema final propuesto Las ventajas del sistema resultante frente a los ya existentes son: 1. Sistema totalmente automático: El sistema detectará de forma automática instantáneas adecuadas de los atunes en las que sea correcto adquirir valores biométricos de los mismos para caracterizar su talla y su peso. Para ello será necesario el procesamiento y sincronización de la señal acústica y óptica. 2. Sistema de gran precisión: El trabajar con dos tipos de datos (acústico y óptico) sobre los mismos individuos nos permite verificar los valores estimados sobre sus características biométricas y conseguir una mayor precisión y ajuste. 3. Sistema tolerante con aguas turbias o con poca transparencia: Los sistemas acústicos obtienen información con independencia de la turbidez o claridad del agua. El trabajar con datos acústicos nos permite dar referencias al sistema de visión sobre distancias de individuos detectados, consiguiendo una mejor aproximación del procesamiento de imágenes realizado. 4. Sistema respetuoso con el bienestar animal y su desarrollo: En este proyecto se propone un sistema no invasivo. Nuestro sistema estará dotado únicamente de los elementos tecnológicos y acústicos necesarios para extraer datos y del soporte de los mismos, y en todo caso del sistema de sujeción que confiera la necesaria estabilidad de los mismos. 5. Sistema para ventanas de transferencia de tamaño adecuado al atún rojo: La tecnología acústica proporciona información complementaria a los sistemas ópticos. La utilización de ambas tecnologías permitiría complementar la utilización de un sistema óptico estereoscópico, y mejorar la amplitud del campo efectivo de nuestro sistema, pudiendo prescindir de la información estereoscópica en los casos en que las distancias de trabajo dificultan su aplicación, o incluso ofrecer información puramente acústica. RESULTADOS La medida estereoscópica ventral automatizada de atunes en jaulas y transferencias ofrece nformación biométrica sin errores accidentales asociados a la medida del operador. Nuevas relaciones biométricas pueden estudiarse a partir de las herramientas desarrolladas. La utilización de una estructura de paso entre jaulas posibilita la instalación de sensores en posiciones estables y la repetibilidad de las condiciones de medida El uso de un transductor acústico en las transferencias ofrece el conteo automático con errores menores al 10 %Comisión Europea mediante la decisión ejecutiva de la Comisión de la UE de 10 de julio de 2013 (2013/410/UE), relativa a una participación financiera de la Unión en los programas de control de la actividad pesquera realizados por los estados miembros

Relationship between weight and linear dimensions of Bluefin tuna (Thunnus thynnus) fattening on western Mediterranean farms

This study presents various models based on formulae relating weight and dimensions (length, height and width) of Bluefin tuna, Thunnus thynnus (L.), fattened in captivity. The main aim of establishing these expressions is to design tools for indirectly predicting the weight of a Bluefin tuna from measurements of one or more dimensions obtained using noninvasive methods such as stereoscopic cameras. Measurements of maximum length, height and width following slaughter were taken of fish fattened in captivity (n = 2078). Different relationships drawn from the dimensions of the tuna against their weight are fitted with part of the data collection and later checked against a reserved sample set. The resulting formulae are compared with the formulae most commonly used in the case of wild tuna. The results of this study confirm that, for tuna fattened in cages, the availability of more than one dimension to estimate weight improves the predictive power of the model and reduces error in the estimate

Final report of the BIACOP project "Development of a system for measuring the bluefin tuna biomass at the transference between floating cages by means of acoustic and optical techniques"

Se ha realizado un video divulgativo del proyecto que puede visualizarse en: https://www.youtube.com/watch?v=X_fd8‐K1Xf8&t=13s Objetivos del proyecto BIACOP Mediante la utilización de sistemas de ecosondas y visión estereoscópica, el proyecto BIACOP propone dos objetivos principales: Objetivo 1: Desarrollo de un sistema totalmente automático para estimar la distribución de tallas de los atunes en jaulas flotante Objetivo 2: Desarrollo de una herramienta con ecosondas y sistemas estereoscópico para la de estimación de número de individuos y biomasa total de atún rojo durante el proceso de transferencia entre jaulas de transporte y de engrase, desde una perspectiva ventral.Los objetivos del proyecto han sido cumplidos en su totalidad y se han alcanzado resultados altamente prometedores, combinando tecnología de sensores acústicos y ópticos, que muestran que las técnicas desarrolladas posibilitan el conteo de los atunes en transferencias y su tallaje tanto en jaulas como en transferencias. Nuestros desarrollos permiten el tallaje y conteo con resultados independientes de fatigas y condiciones humanas

Determination of Lmax for Atlantic Bluefin Tuna, Thunnus thynnus (L.), from Meta-Analysis of Published and Available Biometric Data

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