실습 4 — 사각형 ROI 잘라 내기

import cv2
import numpy as np

# 책상 위 택배 상자를 그린 가상의 그림. 송장의 이름·주소·번호는 지어낸 것이다
img = cv2.imread("ch13_parcel.png")
print("원본 크기:", img.shape)

# 송장 자리: 가로 60~204, 세로 40~152. 슬라이싱은 [세로 범위, 가로 범위], 끝 번호는 빠진다
label = img[40:153, 60:205]
print("ROI 크기:", label.shape)
print("칸 수:", img.shape[0] * img.shape[1], "→", label.shape[0] * label.shape[1])
# ROI 의 (0, 0) 은 원본의 (x=60, y=40) 과 같은 칸이다
print("ROI 왼쪽 위:", [int(v) for v in label[0, 0]], "/ 원본 [40, 60]:", [int(v) for v in img[40, 60]])

view = img[40:153, 60:205]            # 슬라이싱: 원본을 보는 창
copy = img[40:153, 60:205].copy()     # copy(): 따로 숫자를 가진 복사본
print("창은 원본과 저장소를 함께 쓰나:", np.shares_memory(view, img))
print("복사본은 원본과 저장소를 함께 쓰나:", np.shares_memory(copy, img))

# 복사본의 왼쪽 위 10×10 을 빨강으로 칠해 본다
copy[:10, :10] = (0, 0, 255)
print("복사본을 칠한 뒤 원본 [40, 60]:", [int(v) for v in img[40, 60]])

# 창의 왼쪽 위 10×10 을 빨강으로 칠하면 원본도 칠해진다. 실험 뒤 되돌리려고 원래 값을 기억해 둔다
saved = view[:10, :10].copy()
view[:10, :10] = (0, 0, 255)
print("창을 칠한 뒤 원본 [40, 60]:", [int(v) for v in img[40, 60]])
view[:10, :10] = saved                # 원본을 원래대로 되돌린다
print("되돌린 뒤 원본 [40, 60]:", [int(v) for v in img[40, 60]])

gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 송장은 아주 밝은 흰색(밝기 245)이다. 220 보다 밝은 곳을 흰색으로
_, white = cv2.threshold(gray, 220, 255, cv2.THRESH_BINARY)
found, _ = cv2.findContours(white, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
print("밝은 덩어리 수:", len(found))

# 가장 넓은 덩어리가 송장이다
paper = max(found, key=cv2.contourArea)
x, y, w, h = cv2.boundingRect(paper)
print("송장 상자 (x, y, 가로, 세로):", (x, y, w, h))
auto = img[y:y + h, x:x + w]
print("손으로 자른 ROI 와 같은가:", np.array_equal(auto, label))

import matplotlib.pyplot as plt

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

def safe_crop(image, box, margin):
    """box=(x, y, 가로, 세로) 둘레에 margin 칸을 붙여 자르되, 그림 밖으로 나가지 않게 묶는다."""
    H, W = image.shape[:2]
    x, y, w, h = box
    # np.clip(값, 아래, 위): 값을 0 ~ 그림 크기 사이로 밀어 넣는다
    x0, x1 = int(np.clip(x - margin, 0, W)), int(np.clip(x + w + margin, 0, W))
    y0, y1 = int(np.clip(y - margin, 0, H)), int(np.clip(y + h + margin, 0, H))
    return image[y0:y1, x0:x1].copy(), (x0, y0, x1, y1)

box = (x, y, w, h)
# 여백을 그냥 빼면 시작 번호가 음수가 되어 빈 조각이 나온다
m = 70
print("그냥 자른 크기:", img[y - m:y + h + m, x - m:x + w + m].shape)
for margin in (0, 10, 70):
    piece, corners = safe_crop(img, box, margin)
    print(f"여백 {margin:2}: 자른 범위 {corners}, 크기 {piece.shape}")

# 여백 10 으로 자른 송장을 저장한다
label10, _ = safe_crop(img, box, 10)
print("저장:", cv2.imwrite("out_ch13_label.png", label10))

fig, axes = plt.subplots(1, 3, figsize=(11, 3.2))
for ax, margin in zip(axes, (0, 10, 70)):
    piece, _ = safe_crop(img, box, margin)
    ax.imshow(cv2.cvtColor(piece, cv2.COLOR_BGR2RGB))
    ax.set_title(f"여백 {margin}  {piece.shape[1]}×{piece.shape[0]}")
    ax.axis("off")
plt.tight_layout()
plt.show()