การศึกษาความเร็วการว่ายน้ำของปลานิลโดยใช้เทคนิคคอมพิวเตอร์วิทัศน์

Tilapia Swimming Velocity Study Using Computer Vision Technique

Abstract

การศึกษาในครั้งนี้แบ่งออกเป็น 2 การทดลอง คือ 1. ผลของการใช้จำนวนเฟรมต่อวินาทีที่แตกต่างกันต่อข้อมูลที่ได้รับ และ 2. ผลของการใช้ฟอร์มาลีนความเข้มข้นที่แตกต่างกันต่อความเร็วการว่ายน้ำของปลานิล โดยทั้ง 2 การทดลองใช้ปลานิลขนาด 0.5-1 กรัม จำนวน 3 ตัว/ชุดการทอลอง (3 ซ้ำ) ผลการทดลองที่ 1 จากการใช้จำนวนเฟรมต่อวินาที (Frame per second; FPS) ในการประมวลผล 4 ระดับคือ 1 3 5 และ 10 FPS พบว่าผลของความเร็วในการว่ายน้ำของปลาที่ได้ (Fish swimming velocity; FSV) ไม่มีความแตกต่างกันทางสถิติ (P > 0.05) ในทุกชุดการทดลอง และชุดความเร็วการว่ายน้ำที่ได้ (V-set) และจำนวนเฟรมที่ได้สาหรับการใช้ในการประมวลผลความเร็ว 1 ชุด (Frame/V-set) ของการใช้ 1 และ 3 FPS ไม่มีความแตกต่างกันทางสถิติ (P > 0.05) ดังนั้นจึงเลือกใช้ 3 FPS ในการทดลองที่ 2 เนื่องจาก มีระยะเวลาในการประมวลผลรวดเร็วกว่าการใช้ 1 FPS 3 เท่า ในการทดลองที่ 2 ความเร็วในการว่ายน้ำเฉลี่ยของ ลูกปลานิลใน 3 ชุดการทดลอง มีความแตกต่างกันทางสถิติ (P < 0.05) โดยชุดการทดลองที่ 1 (ไม่มีการใช้ฟอร์มาลีน) ปลามีความเร็วเฉลี่ยสูงที่สุดคือ 0.038±0.005 เมตร/วินาที ในขณะที่ ชุดการทดลองที่ 2 (ใช้ฟอร์มาลีน 300 mg/L (37 เปอร์เซ็นต์ ฟอร์มาลดีไฮด์ )) ค่าความเร็วเฉลี่ยในการว่ายน้ำที่ได้ไม่แตกต่างกับทั้งชุดการทดลองที่ 1 และ 3 (600 mg/L) โดยมีค่าเฉลี่ยคือ 0.029±0.025 เมตร/วินาที และ ชุดการทดลองที่ 3 ค่าความเร็วเฉลี่ยที่ได้ มีค่าน้อยกว่า ชุดการทดลองที่ 1 แต่ไม่แตกต่างทางสถิติ (P > 0.05) กับชุดการทดลองที่ 2 คือ 0.019±0.015 เมตร/วินาที ตามลำดับ จากผลการศึกษาในครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถนำเทคนิคคอมพิวเตอร์วิทัศน์มาประยุกต์ใช้กับการศึกษาพฤติกรรม ของสัตว์น้ำอื่น ๆ ต่อไปได้ ซึ่งจุดเด่นคือสามารถแสดงผลได้อย่างต่อเนื่อง และไม่รบกวนสัตว์น้ำ  This study was divided into 2 experiments: 1) the effect of different numbers of frames per second on the received data, and 2) the effect of different formalin concentrations on tilapia swimming velocity. Three fish, each weighing between 0.5 and 1 g were used for each experiment (3 replicates). The first experiment applied four frame rates of 1, 3, 5 and 10 frames per second (FPS) to determine fish swimming velocity (FSV). Results showed no significant differences among treatments (P > 0.05). The swimming velocity set (V-set) and number of frames obtained for use at one processing speed (Frame/V-set) using 1 FPS and 3 FPS were not statistically different (P > 0.05). Hence, the 3 FPS rate was chosen for the second experiment and three levels of formalin concentrations were applied at 0, 300 and 600 mg/L to compare FSV differences. Results showed that average FSV in the three trials were statistically different (P < 0.05). Average FSV of the first treatment (no formalin applied) was highest at 0.038 ± 0.005 m/s, the second treatment (300 mg/L of formalin (37% formaldehyde, Sigma-Aldrich ®) was 0.029 ± 0.025 m/s, and not significantly different (P > 0.05) from the FSV results of the first and third treatment (600 mg/L) and the third treatment was 0.019±0.015 m/s, that less than the first treatment but not significantly different (P > 0.05) with the second treatment respectively. The results of this study show that the computer vision techniques can be applied to study behavior of other aquatic animals. The advantages are obtaining accurate result and can continuously monitor without disturbing the aquatic animals.