프로젝트 1 — 색으로 과일 고르고 넓이 비율 재기

import cv2
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["font.family"] = "Malgun Gothic"
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False

img = cv2.imread("fruit_basket.png")
hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)
total = img.shape[0] * img.shape[1]      # 전체 칸 수(세로 × 가로)

# 요구사항 1: 색 이름 → [(아래 [H, S, V], 위 [H, S, V]), ...]. 빨강만 범위가 둘이다
RANGES = {
    "빨강": [((0, 100, 80), (10, 255, 255)), ((170, 100, 80), (179, 255, 255))],
    "노랑": [((20, 100, 100), (35, 255, 255))],
    "초록": [((40, 80, 60), (85, 255, 255))],
    "보라": [((125, 60, 50), (160, 255, 255))],
}
print("전체 칸 수:", f"{total:,}")
for name, ranges in RANGES.items():
    print(f"{name}: 범위 {len(ranges)}개")

def make_mask(hsv, ranges):
    """범위 목록의 inRange 결과를 모두 OR 로 합친 마스크를 돌려준다."""
    mask = np.zeros(hsv.shape[:2], np.uint8)          # 모두 0(검정)인 빈 마스크
    for lo, hi in ranges:
        mask = cv2.bitwise_or(mask, cv2.inRange(hsv, np.array(lo), np.array(hi)))
    return mask

# 요구사항 1, 2: 범위가 하나든 둘이든 같은 함수로 만든다
masks = {name: make_mask(hsv, ranges) for name, ranges in RANGES.items()}
for name, m in masks.items():
    print(f"{name}: 모양 {m.shape}, 값 {[int(v) for v in np.unique(m)]}")

# 요구사항 2: 색마다 흰 칸 수와 비율(%)
rows = []
for name, m in masks.items():
    count = int((m > 0).sum())
    rows.append({"색": name, "칸 수": count, "비율(%)": round(count / total * 100, 2)})
table = pd.DataFrame(rows).sort_values("비율(%)", ascending=False)
print(table.to_string(index=False))

# 요구사항 3: 네 색 합계, 나머지, 겹침
union = np.zeros(hsv.shape[:2], np.uint8)
for m in masks.values():
    union = cv2.bitwise_or(union, m)
union_count = int((union > 0).sum())
print(f"\n네 색을 합친 칸: {union_count:,}칸 ({round(union_count / total * 100, 2)}%)")
print(f"어느 색에도 들지 않은 칸: {round((total - union_count) / total * 100, 2)}%")
print("색마다 센 칸 수의 합:", int(table["칸 수"].sum()), "→ 겹친 칸:", int(table["칸 수"].sum()) - union_count)

def labeled(tile, text):
    """그림 왼쪽 위에 흰 띠와 영어 이름을 적은 복사본을 돌려준다(putText 는 한글을 못 쓴다)."""
    out = tile.copy()
    cv2.rectangle(out, (0, 0), (120, 26), (255, 255, 255), -1)
    cv2.putText(out, text, (6, 19), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.6, (0, 0, 0), 1, cv2.LINE_AA)
    return out

english = {"빨강": "red", "노랑": "yellow", "초록": "green", "보라": "purple"}
# 흑백 마스크는 채널을 셋으로 맞춰야 컬러 그림과 이어 붙일 수 있다
tiles = [labeled(img, "original")]
tiles += [labeled(cv2.cvtColor(m, cv2.COLOR_GRAY2BGR), english[name]) for name, m in masks.items()]
tiles.append(labeled(cv2.bitwise_and(img, img, mask=union), "all four"))

# 요구사항 4: 위 줄 3칸, 아래 줄 3칸을 가로로 붙인 뒤 두 줄을 세로로 붙인다
sheet = cv2.vconcat([cv2.hconcat(tiles[:3]), cv2.hconcat(tiles[3:])])
print("모아 붙인 그림의 모양:", sheet.shape)
print("저장:", cv2.imwrite("out_ch03_masks.png", sheet))

plt.figure(figsize=(10, 5.2))
plt.imshow(cv2.cvtColor(sheet, cv2.COLOR_BGR2RGB))   # 띄울 때는 RGB 로 바꾼다
plt.title("원본, 색마다의 마스크, 네 색만 남긴 그림")
plt.axis("off")
plt.show()