실습 2 — cv2.Sobel 로 가로·세로 경계 찾기

import cv2
import numpy as np

img = cv2.imread("ch10_shapes.png", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

# Sobel(그림, 결과 자료형, dx, dy, ksize): dx=1 이면 가로 기울기
gx = cv2.Sobel(img,          # src: 흑백 그림
               cv2.CV_64F,   # ddepth: 음수까지 담는 64비트 소수
               1,            # dx: 가로로 한 번 뺀다
               0,            # dy: 세로로는 빼지 않는다
               ksize=3)      # ksize: 3×3 커널
# dx=0, dy=1 이면 세로 기울기
gy = cv2.Sobel(img, cv2.CV_64F, 0, 1, ksize=3)

print("자료형:", gx.dtype)
print("gx 의 가장 작은 값과 큰 값:", int(gx.min()), int(gx.max()))
print("네모 왼쪽 변 gx(가로 58~61):", [int(v) for v in gx[80, 58:62]])
print("네모 오른쪽 변 gx(가로 138~141):", [int(v) for v in gx[80, 138:142]])
print("네모 위 변 gy(세로 38~41):", [int(v) for v in gy[38:42, 100]])
print("네모 위 변 gx(세로 38~41):", [int(v) for v in gx[38:42, 100]])

# 결과 자료형을 CV_8U(uint8)로 받는다. -1 을 주어도 원본과 같은 uint8 이 된다
as_u8 = cv2.Sobel(img, cv2.CV_8U, 1, 0, ksize=3)
print("uint8 로 받은 값(왼쪽 변, 오른쪽 변):", int(as_u8[80, 59]), int(as_u8[80, 140]))

# + 인 칸, - 인 칸, uint8 에서 0 이 아닌 칸을 센다
pos = int((gx > 0).sum())
neg = int((gx < 0).sum())
kept = int((as_u8 > 0).sum())
print(f"+ 인 칸 {pos}, - 인 칸 {neg}, uint8 에 남은 칸 {kept}")
print(f"uint8 에서 사라진 칸의 비율: {neg / (pos + neg):.3f}")

# convertScaleAbs: 배율을 곱하고 절댓값을 취한 뒤 0~255 로 잘라 uint8 로
abs_x = cv2.convertScaleAbs(gx)
abs_y = cv2.convertScaleAbs(gy)
print("절댓값으로 담은 값(왼쪽 변, 오른쪽 변):", int(abs_x[80, 59]), int(abs_x[80, 140]))
print("0 이 아닌 칸:", int((abs_x > 0).sum()))

# 600 이 255 로 잘리지 않게 배율(alpha)을 준다. 가장 큰 절댓값이 255 가 되게 한다
alpha = 255 / np.abs(gx).max()
scaled = cv2.convertScaleAbs(gx, alpha=alpha)
print("배율:", round(float(alpha), 3), "/ 왼쪽 변의 값:", int(scaled[80, 59]))

import matplotlib.pyplot as plt

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

fig, axes = plt.subplots(2, 2, figsize=(8, 6))
panels = [("원본", img), ("uint8 로 받은 gx", as_u8),
          ("|gx| (CV_64F → convertScaleAbs)", abs_x), ("|gy| (CV_64F → convertScaleAbs)", abs_y)]
# axes.flat: 2×2 칸을 한 줄로 펴서 차례로 꺼낸다
for ax, (title, arr) in zip(axes.flat, panels):
    ax.imshow(arr, cmap="gray", vmin=0, vmax=255)
    ax.set_title(title)
    ax.axis("off")
plt.tight_layout()
plt.show()