(2주차) 9월13일
박스플랏, 히스토그램, 히스토그램 평활화
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- (1/8): 박스플랏: 전북고예제 (평균은 좋은 측정값인가?)
- (2/8): 박스플랏 기본개념
- (3/8): plotly
- (4/8): 히스토그램
- (5/8): 히스토그램 2개 겹쳐서 비교하기
- (6/8): 과제1안내
- (7/8): 히스토그램 평활화
- (8/8): 히스토그램 평활화, 과제2안내
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
- 전북고등학교에서 통계학을 수업하는 두 선생님이 있다. 편의상 A선생님과 B선생님이라고 하자. A선생님이 강의한 반의 통계학 점수는 79.1점이고, B선생님이 강의한 반의 통계학 점수는 78.3점 이라고 하자.
- 의사결정: A선생님에게 배운 학생들의 실력이 평균적으로 좋을 것이다.
y1=[75,75,76,76,77,77,79,79,79,98] # A선생님에게 통계학을 배운 학생의 점수들
y2=[76,76,77,77,78,78,80,80,80,81] # B선생님에게 통계학을 배운 학생의 점수들
np.mean(y1), np.mean(y2)
(79.1, 78.3)
- 평균은 A반(=A선생님에게 통계학을 배운 반)이 더 높다. 그런데 98점을 받은 학생때문에 전체평균이 올라간 것이고, 나머지 학생들은 전체적으로 B반 학생들이 점수가 더 높다고 해석할 수 있다.
- 단순한 평균비교보다 분포를 비교해보는 것이 중요하다. 분포를 살펴보는 방법 중 유용한 방법이 박스플랏이다.
plt.boxplot(y1)
{'whiskers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c01f8580>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c01f8850>],
'caps': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c01f8be0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c01f8f70>],
'boxes': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c01f8130>],
'medians': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0207340>],
'fliers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c02076d0>],
'means': []}
- A반의 boxplot
- 뚝 떨어진 하나의 점은 98점
- 붉은 선은 중앙값 (평균이 아니라 중앙값)
- 나머지 점들은 7~80점에 분포되어있다.
plt.boxplot(y2)
{'whiskers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00e9430>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00e97c0>],
'caps': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00e9b50>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00e9ee0>],
'boxes': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00e90a0>],
'medians': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00f42e0>],
'fliers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00f4670>],
'means': []}
- B반의 boxplot
- 아래와 같이 하면 박스플랏을 나란히 그릴 수 있다.
plt.boxplot([y1,y2])
{'whiskers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00552e0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0055670>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0064c40>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0064fd0>],
'caps': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0055a00>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0055d90>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c006f3a0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c006f730>],
'boxes': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00c6f10>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c00648b0>],
'medians': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0064160>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c006fac0>],
'fliers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c0064520>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2c006fe50>],
'means': []}
- 미적인 그래프는 아니지만 이정도는 괜찮은것 같다.
np.random.seed(916170)
# connection path is here: https://stackoverflow.com/questions/6146290/plotting-a-line-over-several-graphs
mu, sigma = 0, 1 # mean and standard deviation
s = np.random.normal(mu, sigma, 1000)
fig, axes = plt.subplots(nrows = 1, ncols = 1, figsize=(10, 5))
# rectangular box plot
bplot = axes.boxplot(s,
vert=False,
patch_artist=True,
showfliers=True, # This would show outliers (the remaining .7% of the data)
positions = [0],
boxprops = dict(linestyle='--', linewidth=2, color='Black', facecolor = 'red', alpha = .4),
medianprops = dict(linestyle='-', linewidth=2, color='Yellow'),
whiskerprops = dict(linestyle='-', linewidth=2, color='Blue', alpha = .4),
capprops = dict(linestyle='-', linewidth=2, color='Black'),
flierprops = dict(marker='o', markerfacecolor='green', markersize=10,
linestyle='none', alpha = .4),
widths = .3,
zorder = 1)
axes.set_xlim(-4, 4)
plt.xticks(fontsize = 14)
axes.set_yticks([])
axes.annotate(r'',
xy=(-.73, .205), xycoords='data',
xytext=(.66, .205), textcoords='data',
arrowprops=dict(arrowstyle="|-|",
connectionstyle="arc3")
);
axes.text(0, .25, "Interquartile Range \n(IQR)", horizontalalignment='center', fontsize=18)
axes.text(0, -.21, r"Median", horizontalalignment='center', fontsize=16);
axes.text(2.65, -.15, "\"Maximum\"", horizontalalignment='center', fontsize=18);
axes.text(-2.65, -.15, "\"Minimum\"", horizontalalignment='center', fontsize=18);
axes.text(-.68, -.24, r"Q1", horizontalalignment='center', fontsize=18);
axes.text(-2.65, -.21, r"(Q1 - 1.5*IQR)", horizontalalignment='center', fontsize=16);
axes.text(.6745, -.24, r"Q3", horizontalalignment='center', fontsize=18);
axes.text(.6745, -.30, r"(75th Percentile)", horizontalalignment='center', fontsize=12);
axes.text(-.68, -.30, r"(25th Percentile)", horizontalalignment='center', fontsize=12);
axes.text(2.65, -.21, r"(Q3 + 1.5*IQR)", horizontalalignment='center', fontsize=16);
axes.annotate('Outliers', xy=(2.93,0.015), xytext=(2.52,0.20), fontsize = 18,
arrowprops={'arrowstyle': '->', 'color': 'black', 'lw': 2},
va='center');
axes.annotate('Outliers', xy=(-3.01,0.015), xytext=(-3.41,0.20), fontsize = 18,
arrowprops={'arrowstyle': '->', 'color': 'black', 'lw': 2},
va='center');
fig.tight_layout()
!pip install plotly
!pip install ipywidgets
!pip install jupyter-dash
!pip install dash
!pip install pandas
import plotly.express as px
import pandas as pd
from IPython.display import HTML
A=pd.DataFrame({'score':y1,'class':['A']*len(y1)})
B=pd.DataFrame({'score':y2,'class':['B']*len(y2)})
df=pd.concat([A,B],ignore_index=True)
df
| score | class | |
|---|---|---|
| 0 | 75 | A |
| 1 | 75 | A |
| 2 | 76 | A |
| 3 | 76 | A |
| 4 | 77 | A |
| 5 | 77 | A |
| 6 | 79 | A |
| 7 | 79 | A |
| 8 | 79 | A |
| 9 | 98 | A |
| 10 | 76 | B |
| 11 | 76 | B |
| 12 | 77 | B |
| 13 | 77 | B |
| 14 | 78 | B |
| 15 | 78 | B |
| 16 | 80 | B |
| 17 | 80 | B |
| 18 | 80 | B |
| 19 | 81 | B |
fig=px.box(data_frame=df, x='class',y='score')
HTML(fig.to_html(include_plotlyjs='cdn',include_mathjax=False))
- X축이 변수의 구간, Y축은 그 구간에 포함된 빈도를 의미하는 그림
- 예를들면 아래와 같음
plt.hist(np.random.normal(loc=0, scale=1, size=1000000))
(array([2.40000e+01, 1.21000e+03, 2.13380e+04, 1.39948e+05, 3.51614e+05,
3.39662e+05, 1.27147e+05, 1.80510e+04, 9.87000e+02, 1.90000e+01]),
array([-5.05590169, -4.03792348, -3.01994528, -2.00196708, -0.98398887,
0.03398933, 1.05196753, 2.06994573, 3.08792394, 4.10590214,
5.12388034]),
<BarContainer object of 10 artists>)
- 중심경향값, 집중경향치 (Measure of central tendency): 분포의 중심성을 나타내기 위한 값, 예시로는 평균, 중앙값.
- '평균이 항상 좋은 중심경향값은 아니다.'라는 사실은 이해했음.
- 하지만 특수한 상황을 가정하면 평균이 좋은 중심경향값임
np.random.seed(43052)
y1=np.random.normal(loc=0,scale=1,size=10000) #전북고 A반의 통계학 성적이라 생각하자.
y2=np.random.normal(loc=0.5,scale=1,size=10000) #전북고 B반의 통계학 성적이라 생각하자.
np.mean(y1), np.mean(y2)
(-0.011790879905079434, 0.4979147460611458)
(np.mean(y2)-np.mean(y1)).round(3)
0.51
plt.boxplot([y1,y2])
{'whiskers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd51bf40>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd528310>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd5368b0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd536c40>],
'caps': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd5286a0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd528a30>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd536fd0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd4c23a0>],
'boxes': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd51bbb0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd536520>],
'medians': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd528dc0>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd4c2730>],
'fliers': [<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd536190>,
<matplotlib.lines.Line2D at 0x7fb2bd4c2af0>],
'means': []}
- 분포의 모양이 거의 비슷하고, 왼쪽그림을 거의 컨트롤+C,V 오른쪽에 붙인다음 위치조정을 한 느낌
- 이런상황에서는 $B반의 성적 \approx A반의 성적 + 0.51$ 라고 주장해도 큰 무리가 없음.
- 정규분포인것은 어떻게 아는가? $\to$ 히스토그램을 그려보아서 종 모양이 나오는지 살펴보자.
plt.hist(y1,bins=50)
(array([ 1., 1., 3., 0., 1., 4., 5., 12., 14., 26., 32.,
52., 67., 89., 144., 171., 238., 282., 325., 378., 489., 492.,
561., 635., 652., 636., 626., 606., 573., 539., 475., 444., 350.,
250., 232., 172., 137., 80., 58., 47., 30., 23., 17., 12.,
9., 4., 4., 0., 1., 1.]),
array([-4.12186916, -3.96068404, -3.79949892, -3.6383138 , -3.47712868,
-3.31594356, -3.15475844, -2.99357332, -2.8323882 , -2.67120308,
-2.51001796, -2.34883284, -2.18764772, -2.0264626 , -1.86527748,
-1.70409236, -1.54290724, -1.38172212, -1.220537 , -1.05935188,
-0.89816676, -0.73698164, -0.57579652, -0.4146114 , -0.25342628,
-0.09224116, 0.06894396, 0.23012908, 0.3913142 , 0.55249932,
0.71368444, 0.87486956, 1.03605468, 1.1972398 , 1.35842492,
1.51961004, 1.68079516, 1.84198028, 2.0031654 , 2.16435052,
2.32553564, 2.48672076, 2.64790588, 2.809091 , 2.97027612,
3.13146124, 3.29264636, 3.45383148, 3.6150166 , 3.77620172,
3.93738684]),
<BarContainer object of 50 artists>)
plt.hist(y2,bins=50)
(array([ 1., 0., 3., 2., 4., 5., 5., 10., 16., 25., 33.,
56., 74., 116., 119., 152., 244., 272., 351., 362., 438., 509.,
531., 621., 624., 690., 636., 571., 564., 514., 462., 402., 356.,
297., 233., 184., 144., 113., 80., 55., 38., 34., 21., 18.,
4., 3., 2., 4., 1., 1.]),
array([-3.5752867 , -3.4164866 , -3.2576865 , -3.0988864 , -2.9400863 ,
-2.7812862 , -2.6224861 , -2.463686 , -2.3048859 , -2.1460858 ,
-1.9872857 , -1.8284856 , -1.6696855 , -1.5108854 , -1.3520853 ,
-1.1932852 , -1.0344851 , -0.875685 , -0.7168849 , -0.5580848 ,
-0.3992847 , -0.2404846 , -0.0816845 , 0.0771156 , 0.2359157 ,
0.3947158 , 0.5535159 , 0.712316 , 0.87111611, 1.02991621,
1.18871631, 1.34751641, 1.50631651, 1.66511661, 1.82391671,
1.98271681, 2.14151691, 2.30031701, 2.45911711, 2.61791721,
2.77671731, 2.93551741, 3.09431751, 3.25311761, 3.41191771,
3.57071781, 3.72951791, 3.88831801, 4.04711811, 4.20591821,
4.36471831]),
<BarContainer object of 50 artists>)
plt.hist([y1,y2],bins=200)
(array([[ 1., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 1., 1., 1.,
0., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 1., 1., 2.,
1., 0., 1., 1., 3., 4., 4., 2., 2., 6., 4.,
1., 4., 7., 8., 9., 11., 5., 9., 9., 14., 12.,
16., 11., 9., 18., 25., 30., 22., 18., 28., 29., 39.,
40., 41., 37., 42., 48., 56., 58., 49., 80., 62., 62.,
91., 78., 75., 82., 89., 81., 106., 85., 89., 126., 125.,
106., 142., 141., 121., 121., 135., 154., 166., 146., 125., 169.,
160., 170., 172., 162., 161., 161., 193., 146., 186., 170., 166.,
197., 152., 149., 167., 173., 158., 155., 156., 153., 152., 137.,
151., 147., 126., 141., 125., 139., 117., 116., 135., 118., 93.,
115., 99., 78., 91., 77., 63., 81., 52., 83., 53., 61.,
49., 46., 46., 47., 45., 26., 48., 31., 27., 27., 20.,
17., 22., 15., 15., 14., 14., 15., 10., 8., 13., 7.,
5., 8., 6., 6., 6., 2., 4., 9., 3., 3., 6.,
2., 1., 4., 2., 2., 2., 2., 0., 1., 1., 2.,
2., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 0., 0.,
0., 0., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
0., 0.],
[ 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
0., 1., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 1.,
1., 1., 0., 1., 0., 1., 1., 1., 0., 3., 1.,
2., 1., 1., 1., 2., 1., 2., 2., 1., 6., 1.,
6., 3., 7., 7., 5., 6., 10., 5., 7., 16., 9.,
11., 13., 28., 21., 16., 20., 27., 25., 32., 33., 28.,
31., 31., 39., 42., 34., 43., 44., 64., 56., 80., 64.,
74., 77., 69., 82., 92., 101., 99., 81., 90., 115., 110.,
106., 108., 127., 127., 138., 145., 138., 121., 159., 135., 145.,
156., 186., 158., 164., 172., 182., 147., 194., 178., 176., 195.,
162., 182., 164., 164., 163., 145., 150., 143., 155., 144., 142.,
161., 141., 146., 129., 115., 132., 120., 118., 128., 103., 88.,
111., 104., 97., 82., 77., 83., 83., 80., 77., 67., 58.,
48., 47., 54., 50., 43., 36., 43., 33., 33., 42., 29.,
24., 28., 19., 22., 16., 18., 14., 14., 11., 10., 9.,
7., 12., 10., 8., 8., 9., 4., 7., 4., 6., 3.,
8., 1., 1., 1., 0., 1., 0., 2., 1., 0., 2.,
0., 0., 2., 2., 0., 0., 0., 0., 1., 0., 0.,
0., 1.]]),
array([-4.12186916, -4.07943623, -4.03700329, -3.99457035, -3.95213741,
-3.90970448, -3.86727154, -3.8248386 , -3.78240567, -3.73997273,
-3.69753979, -3.65510685, -3.61267392, -3.57024098, -3.52780804,
-3.4853751 , -3.44294217, -3.40050923, -3.35807629, -3.31564335,
-3.27321042, -3.23077748, -3.18834454, -3.1459116 , -3.10347867,
-3.06104573, -3.01861279, -2.97617986, -2.93374692, -2.89131398,
-2.84888104, -2.80644811, -2.76401517, -2.72158223, -2.67914929,
-2.63671636, -2.59428342, -2.55185048, -2.50941754, -2.46698461,
-2.42455167, -2.38211873, -2.33968579, -2.29725286, -2.25481992,
-2.21238698, -2.16995405, -2.12752111, -2.08508817, -2.04265523,
-2.0002223 , -1.95778936, -1.91535642, -1.87292348, -1.83049055,
-1.78805761, -1.74562467, -1.70319173, -1.6607588 , -1.61832586,
-1.57589292, -1.53345998, -1.49102705, -1.44859411, -1.40616117,
-1.36372824, -1.3212953 , -1.27886236, -1.23642942, -1.19399649,
-1.15156355, -1.10913061, -1.06669767, -1.02426474, -0.9818318 ,
-0.93939886, -0.89696592, -0.85453299, -0.81210005, -0.76966711,
-0.72723417, -0.68480124, -0.6423683 , -0.59993536, -0.55750243,
-0.51506949, -0.47263655, -0.43020361, -0.38777068, -0.34533774,
-0.3029048 , -0.26047186, -0.21803893, -0.17560599, -0.13317305,
-0.09074011, -0.04830718, -0.00587424, 0.0365587 , 0.07899164,
0.12142457, 0.16385751, 0.20629045, 0.24872338, 0.29115632,
0.33358926, 0.3760222 , 0.41845513, 0.46088807, 0.50332101,
0.54575395, 0.58818688, 0.63061982, 0.67305276, 0.7154857 ,
0.75791863, 0.80035157, 0.84278451, 0.88521744, 0.92765038,
0.97008332, 1.01251626, 1.05494919, 1.09738213, 1.13981507,
1.18224801, 1.22468094, 1.26711388, 1.30954682, 1.35197976,
1.39441269, 1.43684563, 1.47927857, 1.52171151, 1.56414444,
1.60657738, 1.64901032, 1.69144325, 1.73387619, 1.77630913,
1.81874207, 1.861175 , 1.90360794, 1.94604088, 1.98847382,
2.03090675, 2.07333969, 2.11577263, 2.15820557, 2.2006385 ,
2.24307144, 2.28550438, 2.32793732, 2.37037025, 2.41280319,
2.45523613, 2.49766906, 2.540102 , 2.58253494, 2.62496788,
2.66740081, 2.70983375, 2.75226669, 2.79469963, 2.83713256,
2.8795655 , 2.92199844, 2.96443138, 3.00686431, 3.04929725,
3.09173019, 3.13416313, 3.17659606, 3.219029 , 3.26146194,
3.30389487, 3.34632781, 3.38876075, 3.43119369, 3.47362662,
3.51605956, 3.5584925 , 3.60092544, 3.64335837, 3.68579131,
3.72822425, 3.77065719, 3.81309012, 3.85552306, 3.897956 ,
3.94038894, 3.98282187, 4.02525481, 4.06768775, 4.11012068,
4.15255362, 4.19498656, 4.2374195 , 4.27985243, 4.32228537,
4.36471831]),
<a list of 2 BarContainer objects>)
import seaborn as sns
A=pd.DataFrame({'score':y1,'class':['A']*len(y1)})
B=pd.DataFrame({'score':y2,'class':['B']*len(y2)})
df=pd.concat([A,B],ignore_index=True)
sns.histplot(df,x='score',hue='class')
<AxesSubplot:xlabel='score', ylabel='Count'>
from plotnine import *
ggplot(df)+geom_histogram(aes(x='score',fill='class'),position='identity',alpha=0.5)
/home/cgb3/anaconda3/envs/py38r40/lib/python3.8/site-packages/plotnine/stats/stat_bin.py:95: PlotnineWarning: 'stat_bin()' using 'bins = 84'. Pick better value with 'binwidth'.
<ggplot: (8775341115483)>
- 인터랙티브 그래프를 위해서 plotly 홈페이지를 방문하여 적당한 코드를 가져온다.
import plotly.figure_factory as ff
import numpy as np
hist_data=[y1,y2]
group_labels=['A','B']
fig = ff.create_distplot(hist_data, group_labels,
bin_size=.2, show_rug=False)
HTML(fig.to_html(include_plotlyjs='cdn',include_mathjax=False))
숙제1
(1) 자기학번으로 np.random.seed(202043052)를 만들고
(2) y1, y2 // 10만개의 정규분포를 생성해서 저장
- y1: 평균 0, 표준편차=1
- y2: 평균 1, 표준편차=1
(3) plotly 를 활용하여 히스토그램을 겹쳐서 그려보는것.
- 히스토그램 평활화: 이미지의 명암대비 개선
!pip install opencv-python
import cv2 as cv
import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd
img = cv.imread('Unequalized_Hawkes_Bay_NZ.jpeg',0)
plt.imshow(img,cmap='gray',vmin=0,vmax=255)
plt.colorbar()
<matplotlib.colorbar.Colorbar at 0x7fb2942751c0>
- 이미지자료는 사실 0~255 사이의 어떠한 숫자들이 포함된 매트릭스일 뿐이다.
img
array([[127, 145, 149, ..., 168, 167, 166],
[165, 152, 143, ..., 168, 169, 168],
[171, 145, 140, ..., 156, 154, 151],
...,
[147, 132, 134, ..., 146, 145, 144],
[146, 130, 132, ..., 146, 145, 144],
[145, 128, 129, ..., 146, 145, 144]], dtype=uint8)
- 확인: 이미지가 있다고 믿었던 img는 그냥 넘파이 매트릭스
- 위의 매트릭스에 있는 숫자들을 색깔로 표현하여 값이 클수록 하얗게, 값이 작을수록 검게 그린다. 극단적으로 0은 검은색, 255는 흰색이다.
- 이미지가 넘파이 매트릭스일 뿐이라는 것을 판다스를 활용하면 더 잘 시각화하여 이해할 수 있다.
plt.imshow(img[200:300,400:500],cmap='gray',vmin=0,vmax=255)
<matplotlib.image.AxesImage at 0x7fb294190bb0>
df=pd.DataFrame(img)
df.iloc[200:300,400:500].style.set_properties(**{'font-size':'10pt'}).background_gradient('gray',vmin=0,vmax=255)
| 400 | 401 | 402 | 403 | 404 | 405 | 406 | 407 | 408 | 409 | 410 | 411 | 412 | 413 | 414 | 415 | 416 | 417 | 418 | 419 | 420 | 421 | 422 | 423 | 424 | 425 | 426 | 427 | 428 | 429 | 430 | 431 | 432 | 433 | 434 | 435 | 436 | 437 | 438 | 439 | 440 | 441 | 442 | 443 | 444 | 445 | 446 | 447 | 448 | 449 | 450 | 451 | 452 | 453 | 454 | 455 | 456 | 457 | 458 | 459 | 460 | 461 | 462 | 463 | 464 | 465 | 466 | 467 | 468 | 469 | 470 | 471 | 472 | 473 | 474 | 475 | 476 | 477 | 478 | 479 | 480 | 481 | 482 | 483 | 484 | 485 | 486 | 487 | 488 | 489 | 490 | 491 | 492 | 493 | 494 | 495 | 496 | 497 | 498 | 499 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 155 | 155 | 151 | 149 | 152 | 152 | 151 | 152 | 152 | 152 | 152 | 153 | 154 | 155 | 157 | 158 | 164 | 157 | 150 | 148 | 146 | 143 | 139 | 138 | 138 | 140 | 142 | 140 | 138 | 137 | 137 | 137 | 131 | 142 | 147 | 143 | 143 | 150 | 153 | 151 | 149 | 148 | 146 | 143 | 141 | 141 | 142 | 143 | 143 | 143 | 140 | 138 | 137 | 138 | 136 | 133 | 133 | 134 | 133 | 131 | 128 | 127 | 129 | 131 | 128 | 129 | 132 | 129 | 130 | 129 | 125 | 131 | 128 | 128 | 128 | 130 | 132 | 133 | 132 | 131 | 137 | 136 | 135 | 138 | 140 | 133 | 127 | 129 | 132 | 130 | 130 | 132 | 135 | 135 | 134 | 134 | 137 | 138 | 137 | 134 |
| 201 | 139 | 148 | 152 | 149 | 145 | 142 | 147 | 156 | 150 | 152 | 154 | 154 | 153 | 153 | 155 | 157 | 158 | 159 | 155 | 149 | 144 | 142 | 139 | 136 | 138 | 139 | 140 | 139 | 137 | 136 | 136 | 137 | 141 | 140 | 139 | 141 | 147 | 152 | 152 | 150 | 151 | 150 | 149 | 147 | 145 | 143 | 143 | 143 | 141 | 142 | 142 | 141 | 141 | 141 | 138 | 134 | 133 | 132 | 132 | 131 | 130 | 131 | 133 | 135 | 128 | 128 | 132 | 130 | 132 | 131 | 126 | 132 | 129 | 129 | 128 | 129 | 130 | 132 | 132 | 133 | 137 | 135 | 132 | 133 | 134 | 129 | 126 | 130 | 129 | 129 | 131 | 133 | 134 | 133 | 134 | 136 | 136 | 137 | 137 | 135 |
| 202 | 138 | 145 | 149 | 149 | 149 | 144 | 138 | 139 | 144 | 148 | 153 | 155 | 153 | 152 | 153 | 155 | 153 | 158 | 157 | 147 | 140 | 140 | 139 | 136 | 137 | 135 | 135 | 137 | 137 | 135 | 134 | 136 | 142 | 138 | 139 | 145 | 147 | 144 | 145 | 151 | 150 | 150 | 151 | 150 | 149 | 147 | 145 | 143 | 140 | 140 | 140 | 140 | 140 | 141 | 139 | 135 | 133 | 131 | 129 | 128 | 129 | 130 | 132 | 133 | 128 | 128 | 131 | 131 | 134 | 133 | 128 | 133 | 132 | 132 | 131 | 130 | 129 | 131 | 133 | 135 | 133 | 132 | 129 | 129 | 132 | 131 | 133 | 140 | 135 | 136 | 137 | 137 | 134 | 131 | 131 | 134 | 135 | 136 | 136 | 136 |
| 203 | 152 | 151 | 148 | 150 | 156 | 152 | 141 | 134 | 137 | 141 | 147 | 151 | 152 | 152 | 153 | 154 | 152 | 155 | 153 | 144 | 137 | 138 | 139 | 139 | 134 | 130 | 130 | 134 | 135 | 133 | 133 | 136 | 133 | 132 | 137 | 146 | 147 | 141 | 141 | 147 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 149 | 147 | 145 | 143 | 142 | 140 | 137 | 137 | 139 | 139 | 137 | 136 | 133 | 129 | 127 | 127 | 128 | 128 | 128 | 129 | 127 | 130 | 129 | 133 | 134 | 130 | 136 | 136 | 136 | 134 | 132 | 130 | 131 | 133 | 135 | 132 | 133 | 132 | 133 | 137 | 137 | 140 | 147 | 144 | 143 | 142 | 140 | 137 | 133 | 134 | 136 | 136 | 136 | 135 | 135 |
| 204 | 155 | 156 | 153 | 151 | 153 | 153 | 152 | 155 | 141 | 141 | 142 | 144 | 147 | 149 | 151 | 151 | 153 | 152 | 149 | 145 | 140 | 137 | 138 | 140 | 133 | 130 | 129 | 131 | 132 | 131 | 132 | 134 | 130 | 127 | 130 | 139 | 147 | 147 | 144 | 141 | 144 | 144 | 144 | 146 | 147 | 147 | 147 | 146 | 147 | 146 | 143 | 140 | 139 | 140 | 139 | 137 | 138 | 134 | 130 | 127 | 128 | 129 | 129 | 128 | 129 | 127 | 129 | 127 | 131 | 134 | 131 | 139 | 139 | 138 | 136 | 133 | 131 | 130 | 132 | 134 | 137 | 140 | 141 | 141 | 143 | 140 | 139 | 143 | 145 | 141 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 144 | 138 | 136 | 134 | 133 |
| 205 | 145 | 151 | 152 | 153 | 154 | 152 | 152 | 156 | 151 | 147 | 141 | 139 | 141 | 144 | 147 | 148 | 151 | 149 | 149 | 148 | 145 | 138 | 135 | 136 | 134 | 133 | 131 | 130 | 130 | 130 | 131 | 132 | 134 | 133 | 134 | 136 | 139 | 142 | 143 | 143 | 145 | 144 | 142 | 143 | 144 | 145 | 144 | 144 | 146 | 146 | 145 | 143 | 141 | 140 | 137 | 133 | 134 | 131 | 127 | 126 | 128 | 129 | 130 | 129 | 129 | 128 | 130 | 127 | 130 | 133 | 132 | 141 | 140 | 138 | 136 | 133 | 130 | 130 | 132 | 133 | 139 | 143 | 143 | 143 | 145 | 141 | 137 | 139 | 144 | 138 | 134 | 136 | 141 | 144 | 145 | 145 | 141 | 137 | 134 | 134 |
| 206 | 143 | 147 | 149 | 151 | 155 | 152 | 146 | 145 | 154 | 151 | 146 | 143 | 142 | 143 | 144 | 145 | 144 | 146 | 147 | 146 | 142 | 138 | 136 | 134 | 133 | 135 | 134 | 130 | 129 | 132 | 134 | 134 | 135 | 136 | 137 | 136 | 133 | 135 | 142 | 150 | 147 | 145 | 143 | 143 | 144 | 145 | 144 | 143 | 145 | 145 | 144 | 142 | 141 | 140 | 136 | 132 | 130 | 128 | 126 | 126 | 127 | 128 | 129 | 129 | 129 | 129 | 131 | 129 | 130 | 133 | 133 | 143 | 143 | 139 | 135 | 132 | 131 | 132 | 134 | 136 | 138 | 141 | 140 | 139 | 142 | 141 | 139 | 140 | 143 | 137 | 133 | 136 | 141 | 143 | 143 | 142 | 143 | 139 | 136 | 136 |
| 207 | 148 | 151 | 150 | 149 | 151 | 150 | 149 | 151 | 150 | 150 | 151 | 150 | 148 | 145 | 144 | 144 | 137 | 144 | 145 | 139 | 135 | 137 | 138 | 135 | 131 | 136 | 136 | 130 | 129 | 135 | 138 | 137 | 134 | 129 | 128 | 132 | 137 | 140 | 146 | 153 | 147 | 145 | 144 | 144 | 145 | 146 | 145 | 143 | 147 | 147 | 144 | 142 | 141 | 141 | 139 | 136 | 132 | 131 | 129 | 128 | 128 | 128 | 128 | 129 | 128 | 130 | 133 | 131 | 131 | 133 | 133 | 144 | 145 | 141 | 135 | 132 | 132 | 135 | 138 | 140 | 141 | 141 | 137 | 135 | 139 | 140 | 139 | 140 | 139 | 135 | 133 | 136 | 141 | 143 | 143 | 143 | 144 | 140 | 137 | 138 |
| 208 | 150 | 148 | 151 | 145 | 143 | 147 | 148 | 153 | 158 | 153 | 150 | 152 | 149 | 143 | 141 | 144 | 145 | 145 | 144 | 142 | 140 | 137 | 133 | 131 | 130 | 133 | 131 | 130 | 137 | 143 | 140 | 135 | 141 | 139 | 130 | 134 | 147 | 142 | 135 | 144 | 147 | 143 | 146 | 148 | 144 | 146 | 149 | 144 | 148 | 144 | 140 | 141 | 143 | 144 | 141 | 137 | 132 | 128 | 126 | 127 | 128 | 127 | 125 | 125 | 128 | 127 | 129 | 135 | 138 | 138 | 138 | 139 | 138 | 133 | 129 | 130 | 133 | 135 | 138 | 140 | 140 | 136 | 135 | 137 | 138 | 136 | 136 | 139 | 139 | 137 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 143 | 141 | 144 | 143 | 143 |
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| 293 | 168 | 170 | 173 | 176 | 178 | 176 | 169 | 161 | 147 | 144 | 142 | 144 | 149 | 152 | 150 | 146 | 145 | 146 | 146 | 144 | 144 | 144 | 143 | 141 | 146 | 144 | 144 | 146 | 146 | 144 | 140 | 139 | 142 | 143 | 146 | 148 | 148 | 147 | 147 | 149 | 145 | 144 | 148 | 151 | 147 | 145 | 144 | 142 | 139 | 141 | 144 | 144 | 144 | 143 | 144 | 144 | 143 | 145 | 147 | 148 | 149 | 150 | 149 | 147 | 147 | 148 | 148 | 148 | 151 | 156 | 156 | 153 | 144 | 144 | 143 | 142 | 144 | 149 | 151 | 152 | 154 | 154 | 155 | 157 | 154 | 147 | 153 | 169 | 163 | 159 | 158 | 159 | 158 | 154 | 154 | 158 | 166 | 163 | 162 | 164 |
| 294 | 156 | 160 | 162 | 163 | 167 | 174 | 180 | 183 | 181 | 167 | 151 | 143 | 144 | 146 | 146 | 143 | 148 | 147 | 145 | 143 | 144 | 147 | 147 | 145 | 148 | 148 | 147 | 146 | 145 | 144 | 140 | 135 | 132 | 137 | 141 | 143 | 143 | 143 | 144 | 143 | 145 | 143 | 147 | 151 | 148 | 145 | 145 | 143 | 139 | 142 | 144 | 143 | 141 | 140 | 142 | 145 | 143 | 145 | 145 | 145 | 146 | 148 | 149 | 148 | 148 | 145 | 146 | 152 | 153 | 150 | 152 | 157 | 154 | 148 | 141 | 139 | 144 | 149 | 147 | 142 | 143 | 151 | 152 | 149 | 156 | 163 | 156 | 146 | 157 | 162 | 163 | 160 | 158 | 158 | 157 | 154 | 160 | 159 | 159 | 161 |
| 295 | 158 | 159 | 159 | 158 | 160 | 165 | 169 | 170 | 173 | 177 | 179 | 173 | 161 | 150 | 147 | 148 | 149 | 147 | 142 | 140 | 142 | 147 | 148 | 146 | 146 | 147 | 146 | 144 | 146 | 149 | 148 | 144 | 148 | 149 | 145 | 138 | 136 | 140 | 145 | 146 | 145 | 142 | 145 | 148 | 146 | 145 | 148 | 148 | 143 | 146 | 147 | 144 | 140 | 138 | 142 | 145 | 145 | 145 | 145 | 144 | 145 | 148 | 150 | 149 | 147 | 150 | 149 | 145 | 146 | 152 | 154 | 150 | 154 | 154 | 152 | 148 | 147 | 147 | 148 | 147 | 142 | 147 | 146 | 143 | 148 | 153 | 156 | 159 | 158 | 151 | 152 | 161 | 164 | 159 | 157 | 161 | 157 | 156 | 157 | 158 |
| 296 | 154 | 156 | 156 | 156 | 155 | 156 | 158 | 161 | 164 | 166 | 169 | 174 | 179 | 179 | 171 | 162 | 147 | 148 | 150 | 149 | 144 | 140 | 143 | 148 | 146 | 145 | 145 | 147 | 147 | 146 | 143 | 141 | 147 | 146 | 145 | 145 | 143 | 140 | 134 | 129 | 140 | 143 | 146 | 146 | 144 | 144 | 147 | 150 | 143 | 144 | 143 | 141 | 139 | 139 | 137 | 135 | 140 | 145 | 147 | 142 | 139 | 142 | 147 | 149 | 144 | 147 | 150 | 150 | 149 | 148 | 149 | 151 | 149 | 153 | 154 | 152 | 149 | 148 | 147 | 146 | 144 | 144 | 146 | 148 | 148 | 146 | 147 | 150 | 169 | 159 | 149 | 148 | 154 | 161 | 161 | 159 | 161 | 159 | 160 | 163 |
| 297 | 155 | 157 | 158 | 157 | 156 | 157 | 159 | 161 | 164 | 164 | 163 | 164 | 169 | 175 | 178 | 178 | 164 | 152 | 142 | 142 | 148 | 151 | 147 | 143 | 146 | 148 | 146 | 141 | 141 | 145 | 147 | 146 | 146 | 145 | 145 | 146 | 147 | 146 | 145 | 143 | 135 | 138 | 140 | 141 | 142 | 145 | 149 | 153 | 146 | 145 | 142 | 138 | 137 | 139 | 141 | 141 | 144 | 141 | 140 | 141 | 144 | 145 | 145 | 144 | 144 | 145 | 147 | 147 | 147 | 146 | 146 | 147 | 150 | 150 | 149 | 149 | 152 | 154 | 152 | 147 | 146 | 145 | 145 | 147 | 146 | 145 | 147 | 150 | 146 | 152 | 156 | 155 | 151 | 150 | 154 | 158 | 157 | 162 | 163 | 160 |
| 298 | 161 | 162 | 162 | 162 | 161 | 161 | 163 | 164 | 162 | 163 | 163 | 161 | 160 | 163 | 166 | 167 | 180 | 177 | 171 | 160 | 148 | 141 | 144 | 150 | 142 | 143 | 143 | 142 | 140 | 140 | 143 | 146 | 148 | 148 | 147 | 147 | 147 | 147 | 147 | 148 | 141 | 141 | 141 | 141 | 141 | 143 | 146 | 148 | 147 | 146 | 142 | 138 | 137 | 139 | 142 | 142 | 147 | 140 | 138 | 143 | 147 | 145 | 142 | 141 | 145 | 145 | 146 | 146 | 146 | 146 | 146 | 146 | 148 | 148 | 147 | 148 | 152 | 155 | 154 | 151 | 148 | 147 | 147 | 147 | 147 | 147 | 150 | 154 | 145 | 149 | 155 | 157 | 156 | 155 | 155 | 156 | 154 | 158 | 159 | 156 |
| 299 | 157 | 158 | 158 | 158 | 157 | 156 | 157 | 158 | 157 | 161 | 163 | 163 | 162 | 164 | 165 | 165 | 157 | 162 | 168 | 171 | 167 | 158 | 150 | 145 | 137 | 139 | 145 | 149 | 142 | 131 | 133 | 142 | 145 | 146 | 146 | 145 | 144 | 144 | 144 | 144 | 149 | 147 | 145 | 144 | 143 | 143 | 144 | 144 | 147 | 148 | 147 | 144 | 143 | 143 | 142 | 140 | 143 | 143 | 144 | 146 | 144 | 141 | 140 | 141 | 144 | 144 | 144 | 145 | 146 | 147 | 147 | 147 | 145 | 148 | 150 | 149 | 147 | 148 | 151 | 154 | 151 | 151 | 150 | 149 | 148 | 148 | 150 | 152 | 156 | 152 | 150 | 153 | 159 | 163 | 161 | 158 | 155 | 151 | 150 | 155 |
- 결국 이 이미지는 683 $\times$ 1024 개의 숫자의 모임
- 이 이미지를 벡터로 만든다음 히스토그램을 그려보자.
img.flatten().shape
(699392,)
fig1=plt.hist(img.flatten(),256,[0,256])
- 히스토그램을 그려보니 120~200 사이에 너무 값들이 모여있음
- 원래 0~255까지의 색을 표현할 수 있는데 컴퓨터가 표현가능한 색상보다 적은 조합만을 사용하고 있음.
- 아이디어: 좀 더 많은 색상을 표현할 수 없을까? $\to$ 위의 히스토그램은 좀 평평하게 만들면 되지 않을까?
img2=cv.equalizeHist(img)
fig2_1=plt.hist(img2.flatten(),256,[0,256])
fig2_2=plt.hist(img2.flatten(),10,[0,256])
plt.imshow(img2,cmap='gray',vmin=0,vmax=255)
plt.colorbar()
<matplotlib.colorbar.Colorbar at 0x7fb28fc77700>
- 변환전과 변환후를 나란히 보게 되면?
import numpy as np
_img=np.hstack((img,img2))
plt.imshow(_img,cmap='gray')
<matplotlib.image.AxesImage at 0x7fb28c6040d0>
- 아래 이미지를 HE(histogram equalization)로 보정하고 스샷제출
hw_img=cv.imread('hw_img.png',0)
plt.imshow(hw_img,cmap='gray')
<matplotlib.image.AxesImage at 0x7fb28c5b33a0>
- 이미지는 https://raw.githubusercontent.com/guebin/2021DV/master/_notebooks/hw_img.png 에서 다운받을 수 있다.