실습 5 — 잡티 걸러 개수 세기와 connectedComponentsWithStats

import cv2
import numpy as np

# 밝은 작업대 위의 어두운 부품과 먼지. 연습용으로 그려 만든 가상의 사진이다
gray = cv2.imread("ch12_tray.png", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
# 부품이 어두우므로 THRESH_BINARY_INV 로 뒤집고, 기준값은 Otsu 가 고르게 한다(8차시)
t, binary = cv2.threshold(gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV + cv2.THRESH_OTSU)
print("Otsu 가 고른 기준값:", int(t))

contours, _ = cv2.findContours(binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
areas = sorted(cv2.contourArea(c) for c in contours)
print("윤곽선 수:", len(contours))
print("작은 쪽 면적 5개:", areas[:5])
print("큰 쪽 면적 5개:", areas[-5:])

# 면적을 구간으로 나눠 몇 개씩 있는지 센다. 두 무리 사이의 빈 구간에 기준을 둔다
bins = [0, 10, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000]
counts, _ = np.histogram(areas, bins=bins)
for lo, hi, n in zip(bins[:-1], bins[1:], counts):
    print(f"면적 {lo:4} 이상 {hi:4} 미만: {int(n)}개")

MIN_AREA = 100                                   # 가장 큰 먼지보다 크고, 가장 작은 부품보다 작게
parts = [c for c in contours if cv2.contourArea(c) >= MIN_AREA]
print("면적", MIN_AREA, "이상만 남기면:", len(parts), "개")

import pandas as pd

# (덩어리 수 + 바탕 1, 칸마다 번호, 덩어리마다 통계, 덩어리마다 무게중심)
n, labels, stats, centroids = cv2.connectedComponentsWithStats(binary)
print("덩어리 수(바탕 제외):", n - 1)
keep = [k for k in range(1, n) if stats[k, cv2.CC_STAT_AREA] >= MIN_AREA]   # 0번은 바탕
print("면적", MIN_AREA, "이상:", len(keep), "개")

# 같은 부품끼리 짝지어 두 면적을 견준다: 윤곽선의 무게중심과 가장 가까운 덩어리
rows = []
for c in parts:
    m = cv2.moments(c)
    cx, cy = m["m10"] / m["m00"], m["m01"] / m["m00"]
    k = min(keep, key=lambda k: (centroids[k][0] - cx) ** 2 + (centroids[k][1] - cy) ** 2)
    rows.append({"cx": round(cx, 1), "cy": round(cy, 1),
                 "contourArea": cv2.contourArea(c),
                 "흰 칸 수(CC_STAT_AREA)": int(stats[k, cv2.CC_STAT_AREA])})
compare = pd.DataFrame(rows).sort_values("contourArea").reset_index(drop=True)
compare["차이"] = compare["흰 칸 수(CC_STAT_AREA)"] - compare["contourArea"]
print(compare.to_string())

import matplotlib.pyplot as plt

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

# 위 줄부터, 같은 줄에서는 왼쪽부터 번호를 매기려고 정렬한다(줄 높이 80칸)
parts.sort(key=lambda c: (cv2.boundingRect(c)[1] // 80, cv2.boundingRect(c)[0]))
canvas = cv2.cvtColor(gray, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
cv2.drawContours(canvas, contours, -1, (0, 0, 255), 1)     # 모든 윤곽선(먼지 포함): 빨강
for i, c in enumerate(parts, start=1):
    x, y, w, h = cv2.boundingRect(c)
    cv2.rectangle(canvas, (x, y), (x + w - 1, y + h - 1), (0, 160, 0), 2)   # 남긴 부품: 초록 상자
    # putText(그림, 글, 왼쪽 아래 좌표, 글꼴, 크기, 색, 두께). 한글은 쓸 수 없다
    cv2.putText(canvas, str(i), (x, max(y - 3, 12)), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (255, 0, 0), 2)

plt.figure(figsize=(7, 5.2))
plt.imshow(cv2.cvtColor(canvas, cv2.COLOR_BGR2RGB))
plt.title(f"윤곽선 {len(contours)}개 가운데 면적 {MIN_AREA} 이상 {len(parts)}개")
plt.axis("off")
plt.show()