모양 분류 규칙 만들기

약국에서 약을 고르는 약사를 떠올려 봅시다. "알약이 둥근가? 둥글면 흰색인가? 흰색이면 가운데 줄이 있나?" 하고 질문을 차례로 던져 범위를 좁힙니다. 모양 이름도 이렇게 붙입니다. 앞에서 잰 숫자들을 표로 모아 두고, 가장 확실하게 갈리는 질문부터 if 로 차례로 묻습니다.

그림의 다섯 단계가 이 장의 실습 3에서 쓰는 규칙의 순서입니다. 먼저 볼록 비율로 움푹한 모양(별, 초승달)을 따로 빼고, 남은 볼록한 모양을 꼭짓점 수로 나눕니다. 꼭짓점 4개는 종횡비로 막대를 가르고, 채움 비율로 바로 선 네모와 기운 네모를 가릅니다. 여기서 약사의 질문 하나가 if 하나이고, 범위를 좁혀 가는 순서가 규칙의 순서입니다.

이 장의 규칙 표

경계값 0.9, 2 는 도형 판의 숫자를 보고 정한 연습용 값입니다. 다른 그림에서는 그 그림의 숫자를 표로 찍어 본 뒤 다시 정합니다.

규칙은 만든 그림에서는 잘 맞아도 조건이 바뀌면 틀립니다. 그림의 세 상자가 흔히 틀리는 경우입니다. 기울어지면 똑바로 선 상자로 잰 숫자가 바뀌고, 작아지면 칸의 계단 때문에 꼭짓점과 원형도가 흔들리고, epsilon 이 맞지 않으면 원이 팔각형이 됩니다.

짧은 예시

def name_shape(vertices, aspect_long, extent, solidity):
    """특징 숫자 네 개로 모양 이름을 붙인다. 위에서부터 차례로 묻고 처음 맞는 곳에서 멈춘다."""
    if solidity < 0.9:                       # 1. 움푹한 모양
        return "별" if vertices == 10 else "초승달"
    if vertices == 3:                        # 2. 꼭짓점 셋
        return "세모"
    if vertices == 4:
        if aspect_long >= 2:                 # 3. 길쭉한 네모
            return "막대"
        return "네모" if extent >= 0.9 else "기운 네모"   # 4. 상자를 꽉 채웠나
    if vertices == 8:                        # 5. 꼭짓점 여덟
        return "팔각형"
    if vertices > 8:
        return "원"
    return "모름"                            # 6. 어디에도 안 맞음

print(name_shape(4, 3.1, 0.938, 1.0))    # 결과: 막대
print(name_shape(4, 1.0, 0.596, 0.966))  # 결과: 기운 네모
print(name_shape(10, 1.03, 0.342, 0.507))  # 결과: 별

주의할 점

• 규칙의 순서가 결과를 바꿉니다. 별은 근사 다각형의 꼭짓점이 10개라, 움푹한지를 먼저 묻지 않으면 "원"(9 이상)으로 잘못 붙습니다.
• 경계값에 딱 붙은 물체(볼록 비율 0.89, 0.91 등)는 작은 노이즈에도 이름이 바뀝니다. 실습 3의 마지막 단계에서 도형 판을 작게 줄였을 때 어떤 이름이 바뀌는지 직접 봅니다.
• 모양이 많고 복잡해지면 규칙을 사람이 다 정하기 어렵습니다. 그때는 17장부터 다룰 딥러닝 모델이 정답 사진에서 규칙을 배우게 합니다.