[Python] 221116_11주차 Matplotlib, Pillow, OpenCV

### 1교시
## 그래프는 간단하게, 포토샵 같은 시각화를 더 중점적으로 할 것.
 
## Matplotlib 설치 후 버전 확인
import matplotlib
print(matplotlib.__version__)
 
 
## 지난 시간 복습
import numpy as np
 
 
## matplotlib의 pyplot
# import matplotlib ## 이렇게만 호출하면
# matplotlib.pyplot ## 복잡하게 사용
from matplotlib import pyplot as plt ## 호출
 
## 그래프 창 오류 설정 방법
import matplotlib
## 그래프 제목 한글 추가 방법. 폰트는 구글링하면 찾을 수 있음.
matplotlib.rcParams['font.family']='Malgun Gothic' 
## 폰트 크기
matplotlib.rcParams['font.size']=12 
## 음수 값 존재 시 마이너스 오류 수정 방법.
matplotlib.rcParams['axes.unicode_minus']=False
 
x = [-1, 2, 3]
y = [-2, 4, 8]
 
## 1) plt.plot() == 그래프 그릴 값, 선 스타일, 범례 관련
plt.plot(x,y, 'bx-', label='11월16일데이터')
## label = 그래프 내에 범례(레전드) 입력
## plt.plot([1,2,3], [2,4,8]) 해도 됨
## linewidth는 그래프 선 굵기 조절, linestyle(ls)는 선 모양. color(c)는 선 색상.
## marker, markersize, markeredgecolor, markerfacecolor는 그래프 점 모양, 크기 설정
## 'ro:', 'bx-' 등 색상, 점 모양, 선 모양 함축해서 입력도 가능함.
 
 
## 2) plt.legend() == 범례 위치 등 옵션
plt.legend(loc=4) ## 범례 설정 방법 다양함. 아래 링크로 확인 가능.
plt.legend(loc=(0.5,0.5)) ## 1을 기준으로 그려질 위치
## 범례 설정 (legend) : https://matplotlib.org/stable/api/_as_gen/matplotlib.pyplot.legend.html
 
 
## 3) plt.title, xlabel, ylabel == 제목
plt.title('그래프', color = 'red') 
## 그래프 제목 추가. 뒤에 color 요소 추가해서 색 변경도 가능.
plt.xlabel('good', color = 'blue', loc = 'left') 
## loc(제목 위치 변경) == left, center,  right
plt.ylabel('bad', color = 'green', loc='bottom') 
## loc == top, center, bottom
 
 
## 4) plt.x(y)ticks == 축 범위 지정
plt.xticks([-10,-8,-0,5]) 
## 그래프 x축 범위 직접 지정
plt.yticks([-6,0,10]) 
## 그래프 y축 범위 직접 지정
 
 
## 5) plt.figure()
## plt.figure(figsize=(6,4), dpi = 200) 
## 크기, 해상도 조정.
 
 
## 6) plt.show() == 그래프 띄우기
plt.show() ## vscode에서 그래프 보여주는 함수. Q 누르면 창 닫힘.
 
 
## 7) plt.savefig() == 그래프 저장
plt.savefig('20211648plt.jpg') ## plt.show 실행 안 되어야 정상으로 저장됨.
 
 
## 8)  enumerate 함수는
from matplotlib import pyplot as plt
import matplotlib
matplotlib.rcParams['font.family'] = 'Malgun Gothic'
matplotlib.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
 
x = [-1, 2, 3]
y = [-2, 4, 8]
 
plt.plot(x, y)
 
for idx, txt in enumerate(y):
    plt.text(x[idx], y[idx] + 0.5, txt, ha = 'center')
    ## for a, b in enumerate(큰 범위의 값): 
    ##      a(앞의 변수) == 일반적 for문의 i와 같음. txt는 값 저장.
    ## plt.text(x[a], y[a] + 0.3, txt, ha=, color=) 
    ##      x[a], y[a] 인덱스 좌표일 때 값을 기재하는 함수.
    ##      값 뒤에 +-는 txt 값을 위아래 어디에 기재할지.
    ##      ha = 'center' == 해당 좌표 정중앙에 값 기재
 
plt.plot(x, y, label='first') ## 그래프별로 레전드 입력 가능
plt.plot(y, x, label='second')
 
plt.show()
 
 
 
### 2교시
##  Pillow == 이미지 처리 프로그램
from PIL import Image
img = Image.open('1116pic.jpg')
 
## 기본적인 활용법
print(img.size) ## 이미지 크기 확인
print(img.format) ## 이미지 확장자 확인
img.show() ## 이미지 띄우기
img.save('1116pic.png')
 
##  Image data augmentation (증강시킴.)
from PIL import Image
img = Image.open('1116pic.jpg')
 
## RGB 분리(tenser로 되어있는 것)
r, g, b = img.split() 
print(r.size) ## 사이즈는 기존 이미지와 동일.
## 분리한 이미지로 띄우기
# r.show()
# g.show()
# b.show()
 
## 이미지 좌우반전, 상하반전
img.show()
img2 = img.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)
img2.show()
img3 = img.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM)
img3.show()
 
 
## 이미지 회전
img4 = img.rotate(45, expand=True) ## 각도, expand=True == 이미지 잘리지 않도록.
img4.show()
 
 
## 이미지 잘라내기
img5 = img.crop((100,200,300,500)) ## 좌측 상단 좌표, 우측 하단 좌표
img5.show()
 
 
## 이미지 병합 (다시 하기)
from PIL import Image
img6 = Image.open('n1116pic.jpg')
img7 = Image.open('n1117pic.jpg')
img7_r = img7.resize([1920,900])
 
 
## 밝게 하기
from PIL import ImageEnhance
img = Image.open('1116pic.jpg')
 
img = ImageEnhance.Brightness(img).enhance(3.0)
img.show()
 
 
## 어둡게 하기
img = ImageEnhance.Brightness(img).enhance(0.4)
img.show()
 
 
## 흑백으로 변환하기
from PIL import ImageOps
img = Image.open('1116pic.jpg')
img = ImageOps.grayscale(img)
img.show()
 
 
## 엠보싱 효과
from PIL import ImageFilter
img = img.filter(ImageFilter.EMBOSS)
img.show()
 
 
## 스케치 효과 
img = img.filter(ImageFilter.CONTOUR)
img.show()
 
 
 
### 실습 1)
from PIL import Image
f = open('list.txt','r')
lines = f.readlines()
directory_name = 'images/' ## 경로 지정하는 것
 
for line in lines:
    filename = directory_name + line.strip()
    img = Image.open(filename)
 
    img2 = img.rotate(45, expand=True)
    img2.save(filename.replace('dog','rot_dog'))
    print(filename)
 
f.close()
 
 
### 실습 2)
from PIL import Image
f = open('list.txt','r')
lines = f.readlines()
directory_name = 'images/'
 
fw = open('summary.txt','w')
for line in lines:
    filename = directory_name + line.strip()
    img = Image.open(filename)
    # print(img.size)
    result = line.strip() + ' 이미지의 가로는 ' + str(img.size[0]) + ', 세로는 ' + str(img.size[1]) + '입니다.'
    # print(result)
    fw.write(result + '\n')
 
fw.close()
f.close()
 
 
 
### 3교시
## OpenCV
import cv2
print(cv2.__version__)
 
## 이미지 출력
img = cv2.imread('1116pic.jpg', cv2.IMREAD_COLOR)
img2 = cv2.resize(img, dsize=(200,300))
 
cv2.imshow("image", img) ## 창 이름, 불러올 이미지 변수명
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows
 
 
## 카메라 출력
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0) ## 0으로 하면 카메라. '동영상 파일명'을 하면 영상이 띄워짐.
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640) ## .set은 가로세로 설정하는 것.
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)
 
while cv2.waitKey(33) < 0: ## Q 누르면 종료됨.
## while문이라 무한 반복. 이미지 1초에 30개가 동영상. 1초에 이미지 33장 불러오도록 반복문 만든 것.
    ret, frame = cap.read()
    cv2.imshow("image", frame)
 
cap.release() ## f.close()처럼 메모리 지워 주는 것.
cv2.destroyAllWindows()
 
 
## 이미지 대칭
import cv2
img = cv2.imread("1116pic.jpg", cv2.IMREAD_COLOR)
img2 = cv2.resize(img, dsize=(400,300))
img2_r = cv2.flip(img2, 0)
#dst = cv2.flip(src, 1)
#dst = cv2.flip(src, -1)
cv2.imshow("img2", img2)
cv2.imshow("dst", img2_r)
cv2.waitKey()
 
 
## 이미지 회전
import cv2
img = cv2.imread("1116pic.jpg")
img = cv2.resize(img, dsize=(300,300))
height, width, channel = img.shape
matrix = cv2.getRotationMatrix2D((width/2, height/2), 30, 1)
## 매트릭스 공식(회전변환행렬 계산식)을 만들어서 그만큼 회전. 30도 각도 회전.
dst = cv2.warpAffine(img, matrix, (width, height))
 
cv2.imshow("src", img) ## 창 이름 설정 필요
cv2.imshow("dst", dst)
cv2.waitKey()
 
 
## 이미지 자르기
import cv2
img = cv2.imread("1116pic.jpg", cv2.IMREAD_COLOR)
img2 = img[100:600, 200:700].copy() 
## copy를 해야 원본 손상 없음.
## 세로, 가로 길이 순서로 해야 함.
 
cv2.imshow("IMG", img)
cv2.imshow("IMG2", img2)
cv2.waitKey()
 
 
# 색상 공간 변환은 패스. 나머진 한 번씩 쳐 보기.
 
 
 
### 실습 3)
import cv2
 
f = open('list.txt','r')
lines = f.readlines()
directory_name = 'images/' ## 경로 지정하는 것
 
for line in lines:
    filename = directory_name + line.strip()
    # print(filename)
    img = cv2.imread(filename)
 
    height, width, channel = img.shape
    matrix = cv2.getRotationMatrix2D((width/2, height/2), 45, 1) ## 이 줄, 아랫줄을 알아야 함.
    dst = cv2.warpAffine(img, matrix, (width, height))
 
    new_name = filename.replace('dog','rot_dog')
    cv2.imwrite(new_name, dst) ## 저장하는 방법. cv2.imwrite(내용)
 
f.close()
 
# 파일 이름 불러와서 읽고, 수정해서 저장하는 매커니즘은 알아야 함.
 
 
 
### 실습 4)
import cv2
 
f = open('list.txt','r')
lines = f.readlines()
directory_name = 'images/' ## 경로 지정하는 것
 
fw = open('summary1116.txt','w')
for line in lines:
    filename = directory_name + line.strip()
    # print(filename)
    img = cv2.imread(filename)
    # print(img.size)
    height, width, channel = img.shape
    result = line.strip() + ' 이미지의 가로는 ' + str(width) + ', 세로는 ' + str(height) + '입니다.'
    # print(result)
    fw.write(result + '\n')
 
fw.close()
f.close()