O que é a transformada de distância e para que serve na inspeção de ovos?

O que é a transformada de distância?

A transformada de distância é uma imagem derivada de uma máscara binária, em que cada pixel do ovo guarda a sua distância até o pixel de fundo mais próximo. Os pixels da borda ficam perto de zero, e os pixels mais para dentro valem mais. Imagine o ovo visto de cima como uma ilha: quanto mais longe da praia, mais alto o terreno.

Para o Vigiovo, a transformada não mede sujeira nem trinca. Ela mede forma: onde fica o meio de cada região da máscara. Essa informação é o que o watershed precisa para separar ovos encostados. Para a definição resumida, veja a transformada de distância no glossário.

Por que o centro de um ovo vira um pico?

Em um ovo isolado, o ponto mais distante da borda fica perto do centro, então esse é o ponto mais alto do mapa. Como o ovo é alongado, o topo não é uma ponta fina: o mapa desce suavemente em direção às duas pontas.

Isso importa porque o pico é uma posição estável. Alguns pixels de ruído na borda quase não mudam onde fica o centro, e por isso o pico serve de semente para o watershed. O pico só aparece se a máscara tiver a forma do ovo, porém: buracos grandes ou bordas despedaçadas criam picos falsos.

O valor exato de cada pixel depende da resolução da câmera. Por isso o Vigiovo expressa seus limites como múltiplos do raio de referência do ovo, e não em pixels fixos.

O que acontece quando dois ovos se encostam?

Dois ovos encostados formam uma única mancha em forma de oito. No mapa de distância, cada ovo ganha o seu pico, e os dois picos ficam ligados por um vale, o pescoço onde os ovos se tocam. O pescoço entre dois ovos é raso, e é por isso que a separação dá resultados estáveis no Vigiovo.

Nem toda mancha passa por essa etapa. O Vigiovo calcula a transformada só em manchas maiores que um ovo; um ovo isolado pula a separação. Os picos são escolhidos com h-máximos, que ignoram ondulações pequenas, para que um ovo não vire dois. Os detalhes do watershed estão em watershed: como separar ovos encostados.

Como o Vigiovo usa a transformada de distância?

O Vigiovo calcula a transformada sobre a máscara de cada mancha grande, acha um pico por ovo com h-máximos obtidos por reconstrução morfológica e depois roda o watershed a partir desses picos. A máscara vem da segmentação HSV, a etapa que separa a casca dos roletes da esteira.

Antes de a transformada ser calculada, a máscara já foi limpa por abertura e fechamento, e as manchas pequenas foram descartadas. Essa ordem importa: uma máscara com buracos cria picos que não correspondem a ovos. A lógica da limpeza está em morfologia matemática na inspeção.

Quais são os limites da transformada de distância?

A transformada enxerga só a forma da máscara, não a casca em si. Se a máscara estiver ruim, por causa de sombras, reflexos ou pedaços da esteira que entraram nela, o mapa e os picos ficam errados. Um ovo muito deformado também pode ter mais de um pico, ou nenhum pico claro.

Por isso o Vigiovo marca como não verificado um ovo cujo formato continua côncavo depois da separação, em vez de dar uma nota sobre uma forma incerta. Esse caminho está descrito em watershed: como separar ovos encostados. Para o que a câmera enxerga e o que ela não enxerga, veja ovoscopia ou visão computacional.

Perguntas frequentes

A transformada de distância mede o tamanho do ovo?

Não diretamente. Ela mede a distância até a borda em pixels, o que depende da resolução da câmera. Por isso o Vigiovo expressa seus limites como múltiplos do raio de referência do ovo, estimado nas manchas isoladas do primeiro quadro.

Por que o watershed precisa da transformada de distância?

O watershed precisa de uma semente em cada ovo. A transformada dá um pico no centro de cada ovo, e esses picos servem como sementes. Sem eles, o watershed não sabe onde começa cada ovo, e dois ovos encostados podem ser tratados como um só.

A transformada de distância encontra trincas?

Não. Ela trata a forma da máscara, não as linhas finas da casca. As trincas são achadas por filtros black-hat e top-hat, que realçam linhas mais escuras ou mais claras que a vizinhança. Uma linha só conta como trinca se for alongada, longa e profunda.

Fontes

1. Image Segmentation with Watershed Algorithm, OpenCV documentation
2. Como o Vigiovo classifica ovos sem IA / How Vigiovo grades eggs without AI, Vigiovo