Como detectar trincas em ovos por processamento de imagem?

O que são os filtros black-hat e top-hat?

São duas operações de morfologia matemática que comparam cada pixel com a sua vizinhança. O filtro black-hat realça as linhas mais escuras que o fundo ao redor. O top-hat faz o contrário e realça as linhas mais claras. Os dois usam uma forma de referência, chamada elemento estruturante, que define a espessura das linhas que serão destacadas.

A ideia é simples: uma linha fina é mais estreita que a forma de referência, então ela aparece no resultado, enquanto as áreas suaves ao redor são removidas. Para a base matemática com mais calma, veja morfologia matemática na inspeção visual.

Por que esses filtros encontram trincas na casca?

Uma trinca aparece na casca como uma linha fina, mais escura ou mais clara que o resto da casca. Como a linha é estreita, o filtro a destaca sem precisar de exemplos rotulados: o que importa é a forma do defeito, e não a aparência de um ovo específico.

O problema é que a casca tem outras linhas finas e formas que não são trincas, como manchas redondas e o sombreamento natural da borda. Por isso o Vigiovo não para no filtro: ele aplica regras de forma às linhas encontradas. Para entender a estimativa de luz de cada ovo, veja a superfície de sombreamento.

Quais regras separam uma trinca de uma mancha?

Uma linha só conta como trinca quando cumpre as três condições abaixo. As medidas são feitas em relação ao raio de referência do ovo, chamado r:

• Alongada: pelo menos 5 vezes mais longa que larga.
• Longa: pelo menos 0,35 r.
• Funda: avança pelo menos 0,4 r para dentro da casca, em vez de seguir a borda.

Essas regras separam trincas de manchas redondas, que não são alongadas, e do sombreamento natural da borda, que não avança para dentro da casca. Uma linha que não passa nas três condições deixa de contar para o ovo.

Como o comprimento total vira a classificação do ovo?

O Vigiovo soma o comprimento das linhas que passaram nas regras. Se o total chega a 0,8 r, o ovo é classificado como trincado. Os limites são fixos: a mesma imagem sempre produz o mesmo resultado, e cada decisão pode ser conferida pelas medidas que a geraram.

Esses valores são de configuração, ajustados na calibração de cada linha com ovos rotulados. Não são um padrão legal nem um requisito de regulamento: são o ponto em que a linha decide que a trinca é grande o bastante para mudar a classe do ovo.

O que essa abordagem não consegue ver?

A análise só enxerga o que está na imagem da câmera. Trincas capilares, invisíveis sob luz normal, não aparecem como linhas e ficam fora do alcance do método. Para esses casos, a ovoscopia ou o teste acústico de trincas são os caminhos indicados.

A iluminação também pesa. Reflexos fortes podem parecer linhas, e sombras podem mudar o contraste da casca. Uma luz difusa e uniforme reduz esse risco mais do que qualquer ajuste de parâmetro. Os detalhes de como o Vigiovo mede a casca estão em como funciona.

Perguntas frequentes

Filtros black-hat e top-hat são aprendizado de máquina?

Não. São operações de morfologia matemática com regras fixas, sem treinamento. Aplicadas à mesma imagem, produzem sempre o mesmo resultado. No Vigiovo, o que decide se um ovo está trincado são limiares de comprimento e profundidade definidos na configuração, não um modelo treinado.

Um filtro desses encontra trincas capilares?

Não de forma confiável. Trincas capilares são finas demais para aparecer sob luz normal, então uma câmera de superfície não as enxerga. Para elas, a ovoscopia ou o teste acústico são os métodos adequados.

O limite de 0,8 do raio é um padrão legal?

Não. O limite de comprimento total de trincas é um valor de configuração do Vigiovo, ajustado na calibração de cada linha com ovos rotulados. Ele não é um padrão de lei nem de regulamento, e deve ser conferido com a rotina de cada estabelecimento.

Fontes

1. Morphological Transformations, OpenCV documentation
2. Como o Vigiovo classifica ovos sem IA / How Vigiovo grades eggs without AI, Vigiovo