[OpenCV][Python] 주사위 눈금 읽기

🔎 명세

## 주사위 읽기 ##

• 책상 위에 놓인 임의의 주사위의 눈을 읽기
• 한 이미지 내에 여러 개의 주사위 존재
• 주사위의 눈을 오름차순으로 console에 출력하기
• Color 입력
    • 주사위의 색상은 밝은 색 주사위 눈의 색상은 어두운 색
    • 배경은 임의의 색
        • 밝은 배경 혹은 어두운 배경

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🔎 구현 단계

 

1. 회색조로 주사위 사진 파일 열기

• imread() 함수의 인자로 cv.IMREAD_GRAYSCALE을 넣어 회색조로 사진 파일을 열었다.

 

 

2. 이진화

• threshold() 함수의 인자로 cv.THRESH_OTSU를 이용했더니 잘 안나와서 cv.THRESH_BINARY를 한 후 threshold값을 220으로 주었다.

_, dst = cv.threshold(src, 220, 255, cv.THRESH_BINARY)

 

 

3. 레이블링

• connectedComponents() 함수를 이용해 각 주사위 객체를 분리했다.

 

 

4. 외곽선 찾기

• findContours() 함수의 인자로 cv.RETR_CCOMP를 넣어 모든 외곽선을 검색하고 2단계 계층 구조를 구성하도록 했다. 또한 눈으로 외곽선이 잘 검출되었나 확인하기 위해 drawContours() 함수를 이용해 검출된 외곽선을 그렸다.

 

 

5. 객체(주사위) 당 눈금 수 세기

• 기본적인 틀은 밑에 달아둔 게시글 내용의 5번과 같다. 그치만 노이즈도 눈금으로 검출하는 경우가 많아서 노이즈는 continue하여 그냥 넘기도록 하고 눈금도 rario가 0.5보다 클 때만 검출하도록 한다.

 

[참고 게시글 (여러 개의 주사위 눈금 읽기)] >> https://miind.tistory.com/68

[OpenCV][Python] 여러 개의 사각형 내의 원의 수 세기 | 주사위 눈금 읽기 | 여러 개의 사각형(객체)

i=0
j=0
dice = [] # 읽은 눈금 저장 list

while (i!=-1): # 주사위 하나를 세는 반복문
    j = hierarchy[0, i, 2] # j는 다음에 볼 인덱스
    dicenum = 0
    while (j!=-1): # 주사위 내부 눈금 수를 세는 반복문
        pts = contours[j]
        length = cv.arcLength(pts, True)
        area = cv.contourArea(pts)
        ratio = 4. * math.pi * area / (length * length)
        if (cv.contourArea(pts)) < 400: # 노이즈는 그냥 넘기도록
            j = hierarchy[0, j, 0]
            continue
        if (ratio > 0.5): # 확률이 0.5를 넘을 때만 검출하도록 한다.
            dicenum += 1 # 눈금 세기
            # cv.drawContours(src, contours, j, (0,0,255), 2, cv.LINE_8, hierarchy)
        j = hierarchy[0,j,0]
    i = hierarchy[0, i, 0] # 다음 객체(주사위)로 이동
    dice.append(dicenum) # list에 읽은 눈금 넣어두기

 

 

6. 출력

• 눈금이 0이라면 주사위 객체가 아니므로 0인 것은 출력하지 않는다. 나머지는 똑같이 오름차순으로 리스트를 정렬한 후 출력한다.

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🔎 소스코드

import random
import math
import numpy as np
import cv2 as cv

def detectDice3():
    # 회색조로 파일 열기
    src = cv.imread('dice3.jpg', cv.IMREAD_GRAYSCALE)

    if src is None:
        print('Image load failed!')
        return

    # 이진화
    _, dst = cv.threshold(src, 220, 255, cv.THRESH_BINARY)

    # 레이블링
    cnt, lables = cv.connectedComponents(dst)

    # 외곽선 찾기
    contours, hierarchy = cv.findContours(dst, cv.RETR_CCOMP, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

    idx = 0
    while idx >= 0:
        c = (random.randint(0, 255), random.randint(0, 255), random.randint(0, 255))
        cv.drawContours(dst, contours, idx, c, 2, cv.LINE_8, hierarchy)
        idx = hierarchy[0, idx, 0]


    # 객채 마다 내부 외곽선 개수 세기
    i=0
    j=0
    dice = [] # 읽은 눈금 저장 list

    while (i!=-1): # 주사위 하나를 세는 반복문
        j = hierarchy[0, i, 2] # j는 다음에 볼 인덱스
        dicenum = 0
        while (j!=-1): # 주사위 내부 눈금 수를 세는 반복문
            pts = contours[j]
            length = cv.arcLength(pts, True)
            area = cv.contourArea(pts)
            ratio = 4. * math.pi * area / (length * length)
            if (cv.contourArea(pts)) < 400: # 노이즈는 그냥 넘기도록
                j = hierarchy[0, j, 0]
                continue
            if (ratio > 0.5): # 확률이 0.5를 넘을 때만 검출하도록 한다.
                dicenum += 1 # 눈금 세기
                # cv.drawContours(src, contours, j, (0,0,255), 2, cv.LINE_8, hierarchy)
            j = hierarchy[0,j,0]
        i = hierarchy[0, i, 0] # 다음 객체(주사위)로 이동
        dice.append(dicenum) # list에 읽은 눈금 넣어두기

    dice.sort() # 오름차순 정렬

    for i in range(0, len(dice)):
        if (dice[i]==0):
            continue
        print(f'주사위 눈금 : {dice[i]}')

    cv.imshow('src', src)
    cv.imshow('dst', dst)
    cv.waitKey()

detectDice3()