Threshold에 대해서 이미 OpenCV 5.임계처리에서 설명을 하였는데 자료를 정리 하다가 조금 다른 방법으로 다시 정리해 보았습니다.

 

cv2.threshold(src, thresh, maxval, type[, dst]) → retval, dst

Parameter

설명

src

입력 이미지 : single-channel, 8-bit or 32-bit floating point(input array)

thresh

threshold value(임계 값)

maxval

임계값을

type

thresholding type

- cv2.THRESH_BINARY : 픽셀이 thresh 보다 크면 maxval, 작으면 0

- cv2.THRESH_BINARY_INV : 픽셀이 thresh 보다 작으면 0, 크면 maxval

- cv2.THRESH_TRUNC : 픽셀이 thresh 보다 크면 maxval, 작으면 변경 없음

- cv2.THRESH_TOZERO : 픽셀이 thresh 보다 크면 변경 없음, 작으면 0

- cv2.THRESH_TOZERO_INV : 픽셀이 thresh 보다 크면 0, 작으면 변경 없음

dst

output array : src와 동일 size

 

threshold는 이미지를 grayscale로 불러와 픽셀 하나하나를 기준 값과 비교하여 기준 값을 초과하는 경우와 미달하는 경우로 나누어 새로운 값으로 설정 합니다예를 들어 커트라인을 90으로 설정 했다고 하면 하나의 픽셀 값을 가져와 90하고 비교해서 크면 A , 작으면 B 값으로 다시 설정하는 이분법적 방법으로 색상을 새로 설정 하게 됩니다이렇게 하면 특정 값 이하를 제거 하거나 특정 값 이상을 제거할 수 있겠죠.

 

import cv2

import numpy as np

from matplotlib import pyplot as plt

 

img = cv2.imread('D:/tensorflow/images/mickey.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

 

ret, thresh1 = cv2.threshold(img,99,255, cv2.THRESH_TRUNC)

ret, thresh2 = cv2.threshold(thresh1, 49,255, cv2.THRESH_TRUNC)

 

titles =['Original','TRUNC 99','TRUNC 49']

images = [img,thresh1,thresh2]

 

for i in range(3):

    plt.imshow(images[i], 'gray')

    plt.title(titles[i])

    plt.show()

 

opencv threshold


이 프로그램은 이미지를 하나 가져와 픽셀이 99보다 크면 255(흰색)으로 설정하고 설정된 그림을 다시 45보다 큰 값을 가지면 255(흰색)로 설정하는 프로그램 입니다.  실제 적용한 이미지를 가지고 설명을 하면


opencv threshold


미키마우스 이미지에 바탕색을 100인 옅은 회색으로 칠하고 거기에 50인 네모를 추가하여 이미지를 하나 만든 후 추가된 색상을 제거해 나가는 방식으로 원본 이미지를 복원하는 작업을 해보았습니다이미지에 따라 어떤 thresholding type을 사용할지 선택을 하고 어떤 값을 가진 부분부터 제거해 나갈지 설정을 하여 작업을 해나가면 원하는 이미지를 찾을 수 있습니다


- copy coding -



이미지의 밝기 분포를 나타내는 표입니다밝기는 0에서 255 단계까지(0은 검은색, 255는 하얀색) 정의해 놓습니다.  이미지를 픽셀에 단위로 분해 하고 픽셀 별로 명암 값(0에서 255)을 구하여 밝기가 0인 픽셀의 총계, 1인 픽셀의 총계.... 255인 픽셀의 총계를 구하여 도표로 보여주는 것 입니다도표의 x축은 명암 0~255 이고 y축은 명암 별 픽셀 개수를 나타냅니다.

 

0에 가까운 값을 가진 픽셀이 많다면 이미지가 너무 어두울 테고 255쪽의 값을 가진 픽셀이 많다면 너무 밝은 이미지라고 할 수 있습니다.


opencv python histogram

 

cv2.calcHist(images, channels, mask, histSize, ranges[, hist[, accumulate]]) → hist

 

parameter

설명

images

이미지 파일

channels

분석 채널(0:gray, 1:

mask

히스토그램을 계산할 영역

histSize

히스토그램 (BIN)의 개수. [256]

ranges

계산 범위 [0, 256]

hist

계산 결과

accumulate

누적 여부. true이면 초기화 하지 않고 이전 값을 계속 누적

 

6.1 흑백 이미지


검은 색과 흰색의 영역이 동일한 이미지를 이용하여 테스트를 진행해 봅니다물론 실제 사용하는 이미지에는 테두리가 없습니다.


opencv python histogram

 

import cv2

import numpy as np

from matplotlib import pyplot as plt

 

img = cv2.imread('D:/tensorflow/images/image_calcuHist001.png', 0)

 

hist = cv2.calcHist([img], [0], None, [256], [0, 256])

 

plt.plot(hist)

plt.show()

 

opencv python histogram


그래프를 보면 픽셀의 명암 값이 0인 개수와 255인 픽셀의 개수가 동일 하다는 걸 확인할 수 있습니다.

 

6.2 컬러 이미지

 

컬러 이미지를 이용하여 테스트를 진행해 봅니다. 파랑색 블럭과 녹색, 붉은색 블럭의 크기가 동일 하도록 이미지를 준비 하였습니다.


opencv python histogram

 

import cv2

import numpy as np

from matplotlib import pyplot as plt

 

img = cv2.imread(‘D:/tensorflow/images/image_calcuHist003.png’, 1)

 

hist = cv2.calcHist([img], [2], None, [256], [0, 256])

 

plt.subplot(2,2,1), plt.imshow(img)

plt.subplot(2,2,2), plt.plot(hist)

#plt.plot(hist)

 

plt.show()

 opencv python histogram


컬러값을 만들 때 파란색은 [0, 0, 255]로 표현 되는데 값의 두 개 중 하나만 255이고 나머지는 0으로 표현 됩니다, B[0,0,255], G[0,255,0], R[255,0,0] 이런 식으로 255보다 0이 두 배 많게 나옵니다결과적으로 그래프의 값도 255의 픽셀 값보다 0의 값을 가진 픽셀이 2배 많다는 것을 나타내고 있습니다.


위의 두 경우 모두 너무 극단적인 예제들 이었고 실제 사진을 가지고 테스트를 해보겠습니다아래사진은 저녁에 도로를 찍어서 좀 어둡습니다.


opencv python histogram


opencv python histogram


히스토그램 결과도 0에 가까운 값들이 많은걸 알 수 있습니다이런 식으로 히스토그램을 이용하면 사진을 안보고도 어떤 느낌인지 대충 예상할 수 있겠네요.


 

6.3 히스토그램 균일화(평활화) : Histogram Equalization


이미지의 히스토그램 결과가 한쪽으로 몰려있는 경우 너무 밝거나 어둡게 보이는데 가능하면 골고루 분포되도록 조절을 하는 작업을 균일화 또는 평활화 하고 합니다.

 

import cv2

import numpy as np

 

img = cv2.imread('D:/tensorflow/images/image_calcuHist004.png');

 

hist, bins = np.histogram(img.ravel(), 256,[0,256]) # 히스토그램 구하기

cdf = hist.cumsum() #numpy 배열을 1차원으로 하고 더한 값을 누적하여 배열 생성

 

cdf_m = np.ma.masked_equal(cdf,0) #cdf에서 값이 0인 부분을 mask하여 제외 처리

cdf_m = (cdf_m - cdf_m.min())*255/(cdf_m.max()-cdf_m.min()) #여기가 균일화 방정식

cdf = np.ma.filled(cdf_m,0).astype('uint8') #mask로 제외했던 0값을 복원

 

img2 = cdf[img]

 

cv2.imshow('Equalization', img2)

cv2.waitKey(0)

cv2.destroyAllWindows()

 

opencv python histogram


어둡던 이미지가 많이 밝아졌습니다어둠에 묻혀있던 사물들이 좀더 선명해진 것을 확인할 수 있습니다길을 걷는 사람이 조금 포함된걸 알기는 했는데 무슨 상표 옷인지 눈에 확들어오네요.


- copy coding -


예전에 아나콘다에 텐서플로우를 설치하는 방법을 올렸었는데 Tensorflow2를 사용하기 위해 다시 설치를 해보았습니다.  예전에는 텐서플로우가 사용하는 python과 아나콘다에서 사용하는 파이썬 버전을 맞추기 위하여 다운로드 사이트를 찾아 다녔지만 이제는 그냥 각각 최신 버전을 다운받아서 설치해도 되기 때문에 작업이 수월해 졌습니다.

 

anaconda tensorflow2 install


TensorFlow 사이트에 가보면

https://www.tensorflow.org/install


anaconda tensorflow2 install


Python 3.5 부터 3.8을 지원하고 있습니다.

 

아나콘다 사이트에 가면


anaconda tensorflow2 install


최신 버전이 Python 3.8을 지원하고 있습니다설치 방법은 단순해서 설명을 하지 않아도 될 정도이지만 간단하게 진행해 보겠습니다.

 

1. Anaconda 설치

 

아나콘다에서 자신의 컴퓨터에 적합한 파일을 다운로드 받습니다.

https://www.anaconda.com/products/individual

컴퓨터 시스템 종류는 단축키를 이용할 때는 [윈도우 키 + Pause ]를 누르거나 [바탕화면 내PC에서 마우스 우측 버튼 > 속성] 또는 [파일 탐색기 컴퓨터에서 마우스 우측버튼 > 속성]을 선택하면 시스템 정보에서 확인 가능 합니다.

저는 64-Bit Graphical Installer를 다운로드 받았습니다아나콘다는 다운받은 파일을 실행해서 그냥 [Next] 버튼만 눌러주면 설치가 완료 됩니다한번 볼까요?


anaconda tensorflow2 install


[Next] 버튼을 클릭 합니다.


anaconda tensorflow2 install




anaconda tensorflow2 install


이런 틀렸네요. [I Agree] 버튼을 클릭 합니다.


anaconda tensorflow2 install


[Next] 버튼을 클릭 합니다.. 저는 기본설정이 아닌 C:\anaconda3에 설치를 했습니다.


anaconda tensorflow2 install


[Next] 버튼을 클릭 합니다.


anaconda tensorflow2 install


[Next] 버튼을 클릭 합니다.


anaconda tensorflow2 install


[Next] 버튼을 클릭 합니다.


anaconda tensorflow2 install


[Next] 버튼을 클릭 합니다.


anaconda tensorflow2 install


설치 작업이 완료 되었습니다. [Finish] 버튼을 클릭 합니다.


설치가 잘 되었는지 확인해 봅니다.


anaconda tensorflow2 install


Anaconda Prompt를 선택하여 콘솔모드에서 python 버전을 확인합니다.


pthon -V


anaconda tensorflow2 install


설치가 잘 되었습니다.

 


2. TensorFlow 2 설치


 

텐서플로우는 아나콘다에서 파이썬 버전을 확인 했던 Anaconda Prompt에서 진행을 합니다.



1) 먼저 pip을 업그레이드 해줍니다.


pip install –upgrade pip


anaconda tensorflow2 install


2) 가상환경 생성

 

가상환경 또는 프로젝트을 생성 한다고도 하는데 아나콘다에 텐서플로우만 사용하는 공간을 생성해주는 명령어 입니다물론 tensorflow 말고 다른 단어를 사용해도 됩니다. 뒤에 사용하려는 파이썬 버전을 기입해서 선택해도 됩니다.

 

conda create -n tensorflow pip python=3.8


anaconda tensorflow2 install


anaconda tensorflow2 install


중간에 진행 할거냐고 물어보는데 y를 입력하고 엔터 키.

이제부터 실제 텐서플로우 설치 작업이 시작 되는데 모두 동일한 방법이어서 화면 캡처 없이 명령어만 나열해 보았습니다순서대로 입력하고 엔터키를 누르면 됩니다.

 

3) 가상환경으로 이동


새로 만든 tensorflow라는 가상환경을 활성화 해줍니다.

 

conda activate tensorflow

 

4) 텐서플로우 설치


CPU 버전인 경우

pip install --ignore-installed --upgrade tensorflow-cpu

 

GPU 버전인 경우

pip install --ignore-installed --upgrade tensorflow-gpu

 

여기까지 진행 하면 설치가 완료 됩니다.

텐서플로우 사이트에 가면 CPUGPU가 통합된 버전을 설치하라고 되어 있습니다.

 

# Requires the latest pip
pip install --upgrade pip

# Current stable release for CPU and GPU
pip install tensorflow

# Or try the preview build (unstable)
pip install tf-nightly

 

 

3. 설치 테스트


설치가 끝났으니 테스트를 진행합니다먼저 Tensorflow2에서는 Session(), print()에서 오류가 발생 하는데 명령어가 변경이 되었다고 하니 찾아보면 됩니다그 이외에도 AVX2, XLA관련 오류도 발생 하는데 무시 하거나 소스를 가져와 컴파일 하면 됩니다.


anaconda tensorflow2 install

 

(tensorflow) C:\>python

Python 3.8.5 (default, Sep  3 2020, 21:29:08) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] :: Anaconda, Inc. on win32

Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

>>> import tensorflow as tf

>>> with tf.compat.v1.Session() as sess:

...   hello = tf.constant("Hello World!")

...   print(sess.run(hello))

...

2020-10-01 01:15:02.895615: I tensorflow/core/platform/cpu_feature_guard.cc:142] This TensorFlow binary is optimized with oneAPI Deep Neural Network Library (oneDNN)to use the following CPU instructions in performance-critical operations:  AVX2

To enable them in other operations, rebuild TensorFlow with the appropriate compiler flags.

2020-10-01 01:15:02.941595: I tensorflow/compiler/xla/service/service.cc:168] XLA service 0x21879054d00 initialized for platform Host (this does not guarantee that XLA will be used). Devices:

2020-10-01 01:15:02.957403: I tensorflow/compiler/xla/service/service.cc:176]   StreamExecutor device (0): Host, Default Version

b'Hello World!'

>>> 

 

오류 때문에 뭘 하고 있는지 화가 난다면 편안하게 jupyter를 사용 합니다.

 

import tensorflow as tf

 

hello = tf.constant("Hello World!")

tf.print(hello)

 

보면 알겠지만 가능하면 Session()은 사용하지 말고 print()tf에서 사용해 줍니다.


anaconda tensorflow2 install


소스가 간단해 지고 가독성도 좋아진것 같습니다.


- copy coding -


TensorFlow 1.6부터 바이너리는 이전 CPU에서 실행되지 않을 수 있는 AVX 명령어를 사용합니다.

텐서플로우 사이트 설치 페이지에 가면 나오는 문장 입니다.  CPUAVX 명령어를 지원하지 않는 경우에는 1.5이전 버전을 설치해야 합니다.  CPUAVX지원 확인을 위한 Microsoft에서 제공하는 유틸과 Intel 에서 제공하는 유틸에 대해서 알아 봅니다.

 

Microsoft CoreInfo

 

마이크로소프트사에서 제공하는 CoreInfo를 사용하기 위한 다운로드 주소에 접속 합니다.

Microsoft CoreInfo


tensorflow CPU AVX


Download Coreinfo를 클릭하여 다운로드를 진행 합니다다운로드가 완료되면 압축을 풀어 줍니다.


tensorflow CPU AVX


파일이 콘솔에서만 작동 하므로 콘솔을 하나 띄우고 Coreinfo를 입력해 줍니다.


tensorflow CPU AVX


명령어를 입력하고 엔터키로 실행하면 팝업 창이 나타납니다.


tensorflow CPU AVX


여기서 Agree 버튼을 클릭 하면 콘솔 창에 주르륵 무슨 리스트가 나오고 하단으로 조금 스크롤을 해보면 AVX 관련 지원 여부를 확인할 수 있습니다.


tensorflow CPU AVX



Intel Processor Idetification

 

intel 사에서 제공하는 Util을 다운로드 받기 위해 사이트에 접속 합니다.

https://downloadcenter.intel.com/download/28539?v=t


tensorflow CPU AVX


지원되는 운영체제를 확인하고 Intel(R) Processor Idenification Utiity.exe를 클릭하여 다운로드 받습니다이 툴의 단점은 가상화에서는 작동을 하지 않습니다가상화에서 실행하면 다음과 같은 오류가 발생 합니다.


tensorflow CPU AVX


실제 시스템과 가상화의 시스템 정보를 비교하면 설정한 Ram의 용량을 제외하고는 동일 합니다.


tensorflow CPU AVX


위 그림의 상단은 가상화 시스템 정보이고 아래는 기본 시스템 정보 입니다.  


tensorflow CPU AVX


그냥 본래 시스템에서 다운받은 파일을 더블 클릭 하여 설치를 진행합니다.  


tensorflow CPU AVX


언어를 선택 하고 다음 버튼을 클릭 합니다.


tensorflow CPU AVX


설치 위치와 HDD용량을 확인 하고 설치 버튼을 클릭 합니다.


tensorflow CPU AVX


이런... 시간 좀 걸리겠는데요기존에 설치가 되있다면 볼수 없는 팝업이겠지만 저는 아쉽게도 설치를 진행 해야 겠습니다.


tensorflow CPU AVX


잠시 딴짓하며 시간을 보냅니다.


tensorflow CPU AVX


유틸 설치가 진행 됩니다.


tensorflow CPU AVX


설치가 완료 되었으니 실행 버튼을 클릭 합니다.


tensorflow CPU AVX


~ 또 뭘 합니다.


tensorflow CPU AVX


약관 동의를 하고 실행을 합니다.


tensorflow CPU AVX


정보 좀 수집하겠다고 하는데 저는 여기서는 아니오 버튼을 클릭 합니다.


tensorflow CPU AVX


두번재 메뉴인 CPU 기술을 선택하면 확인이 가능 합니다작아서 잘 안보이는 군요.


tensorflow CPU AVX


. 잘 보이는 군요이렇게 확인 하면 됩니다.


- copy coding -


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