Explicação · Tecnologia de inspeção

O que é morfologia matemática na inspeção visual de ovos?

Morfologia matemática é um conjunto de operações que mudam a forma de regiões em uma imagem, como erosão, dilatação, abertura e fechamento. Não há treinamento: são regras fixas aplicadas a uma máscara de pixels. No Vigiovo, a abertura remove ruído e apêndices finos, e o fechamento fecha pequenos buracos na máscara.

Atualizado em · 4 min de leitura

O que são erosão e dilatação?

A erosão encolhe uma região: um pixel só continua fazendo parte dela se toda a vizinhança, dentro de um pequeno disco, também fizer parte. Linhas finas e pontos isolados desaparecem primeiro. A dilatação faz o contrário: cada pixel da região se espalha para a vizinhança, e a forma cresce.

O tamanho e o formato do disco, chamado elemento estruturante, decidem o que cada operação apaga. Um disco maior mexe com estruturas maiores, e um disco pequeno só com detalhes minúsculos. Essa é a ideia central da morfologia matemática: a operação age sobre formas do tamanho do disco.

O que a abertura e o fechamento fazem?

A abertura é uma erosão seguida de uma dilatação. Ela remove manchas pequenas e saliências finas e mantém quase intacto o corpo principal da região. Já o fechamento é o inverso: uma dilatação seguida de uma erosão. Ele preenche pequenos buracos e falhas dentro da região, sem alterar muito o contorno externo.

A tabela mostra os efeitos gerais de cada operação e onde elas aparecem na inspeção do Vigiovo.

Efeitos gerais das operações e uso no Vigiovo
OperaçãoEfeito geral na formaOnde aparece no Vigiovo
ErosãoEncolhe a região e apaga linhas e pontos finosNão descrita isoladamente na página técnica
DilataçãoExpande a região e preenche falhas pequenasNão descrita isoladamente na página técnica
AberturaRemove ruído, manchas pequenas e saliências finasLimpeza da máscara e recorte de cada ovo, com disco de cerca de 1 r
FechamentoFecha pequenos buracos e falhasLimpeza da máscara de cor, com remoção de ruído

Na prática, o Vigiovo usa a abertura e o fechamento na máscara de cor e, depois, a abertura em cada ovo. A tabela descreve o efeito geral de cada operação; a última coluna reflete apenas o que a página técnica do sistema informa.

Como o Vigiovo limpa a máscara de cada ovo?

A limpeza acontece em duas camadas. Primeiro, a máscara inteira passa por abertura e fechamento para tirar o ruído e fechar buracos pequenos. Componentes com menos de 150 pixels são descartados. Depois, cada ovo é tratado separadamente, em três passos:

  • os buracos do ovo são preenchidos;
  • a região é aberta com um disco de cerca de 1 r, o que remove apêndices finos;
  • a região é recortada pela elipse ajustada ao ovo, o que tira as sombras entre ovos vizinhos.

A ordem importa. A limpeza global remove o ruído antes de cada ovo ser isolado, e a limpeza por ovo corta o que sobra entre eles. Para o que acontece depois de isolar cada ovo, veja a separação de ovos encostados.

Por que o disco é medido em múltiplos do raio do ovo?

Porque o ovo, na imagem, tem um tamanho em pixels que depende da câmera e da distância. Um disco de cerca de 1 r guarda, em qualquer câmera, a mesma relação com o ovo. Por isso a mesma configuração funciona com câmeras de resoluções diferentes. O raio de referência é a régua que torna isso possível.

O mesmo princípio vale para as trincas. Uma linha só conta como trinca se for pelo menos cinco vezes mais longa que larga e se tiver comprimento de pelo menos 0.35 r. Linhas abaixo desses limites não entram na conta, em nenhuma câmera.

A morfologia também ajuda a achar trincas?

Sim, por meio dos filtros black-hat e top-hat, que são construídos sobre operações morfológicas. O black-hat realça linhas mais escuras que a vizinhança e o top-hat realça linhas mais claras. Assim, uma trinca aparece como uma linha destacada, e não como parte do degradê natural da casca.

A morfologia não resolve tudo. Ela trabalha com forma e contraste, então não distingue sozinha uma sujeira de uma variação de cor; para isso o Vigiovo usa o espaço Lab. E não separa ovos encostados: essa tarefa é do watershed.

Perguntas frequentes

Morfologia matemática é inteligência artificial?

Não. É um conjunto de operações matemáticas com regras fixas sobre formas, sem modelo treinado com imagens. Por isso a mesma imagem e a mesma configuração sempre dão o mesmo resultado, e cada passo pode ser descrito e conferido.

Qual a diferença entre abertura e fechamento?

A abertura, que é erosão seguida de dilatação, tira ruídos, manchas pequenas e saliências finas. O fechamento, que é dilatação seguida de erosão, fecha buracos e falhas pequenos dentro de uma região. As duas usam o mesmo tipo de disco, mas em ordens opostas.

A morfologia consegue separar dois ovos encostados?

Não de forma confiável. Ela limpa formas, mas não cria uma fronteira entre dois objetos que se tocam. Essa separação é feita pelo watershed, a partir de um pico por ovo encontrado com a transformada de distância.

Fontes

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

Como o Vigiovo ajuda

O Vigiovo classifica ovos na esteira como limpos, sujos, trincados ou não verificados, em tempo real, com visão computacional determinística: cada decisão vem com as medidas que a justificam e roda em CPU comum.

Veja como funciona