画像の閉鎖領域内における白と黒の割合を求めたい

Question

前提・実現したいこと

２値化画像における，閉領域内の白と黒の比率を求めたいです．

該当のソースコード

import cv2
import numpy as np
# ----------------------------　　　２値化　   ---------------------------
        
img = cv2.imread('C:.../input.png')  # color scale
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)     # gray scale
ret, binary = cv2.threshold(gray,0, 255, cv2.THRESH_OTSU) 
cv2.imwrite('C:.../binary.png', binary)
        
# 輪郭抽出
contours, hierarchy = cv2.findContours(binary, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)
        
  
    
# ----------------------------　　　２値化後の面積を算出　   ---------------------------
out = np.zeros_like(gray)
max_cnt = max(contours, key=lambda x: cv2.contourArea(x))
max_area = cv2.contourArea(max_cnt)
white_area = cv2.countNonZero(binary)
image_size = binary.size
ratio = (1-white_area/max_area)*100
print("白の面積：",white_area,"　輪郭内の面積：",max_area,"求める割合：",ratio)

試したこと

cv2.contourAreaを用いると，領域内の面積が出せると思いますが，グリーンの定理によって厳密なピクセル数ではないという記載があったので，できれば面積の比ではなく，ピクセルの比で求めたいと考えています．
上のソースでは輪郭内の面積をcontourAreaで，白の面積をcountNonZeroから求めているため，ratioの値が負になってしまいました．
なお，領域外にも白色の面積はありますが，ごく微小のため，ソースコードでは領域外の白色面積は無いものとして書いています．

(補足説明/ツールのバージョンなど）

画像は次のようなものです．繰り返しになりますが，白長方形の面積（領域内の面積）と，その内部にある黒の面積の比率を求めたいです．
input.png

binary.png

Answer 1

# 黒い画像に一番大きい輪郭だけ塗りつぶして描画　→　塗りつぶし範囲のみを面積抽出
gray = cv2.cvtColor("input.png", cv2.COLOR_BGR2GRAY)     # gray scale
out = np.zeros_like(gray)
max_cnt = max(contours, key=lambda x: cv2.contourArea(x))
max_area = cv2.contourArea(max_cnt)
cv2.drawContours(out, [max_cnt], -1, color=100, thickness=-1)  # 一番大きい領域の塗りつぶし
whole_area = len(np.where(out == 100)[0])

にて領域内の面積を求めることができました．

Answer 2

要は，「画素の個数を数えたい」という話ですよね．
contourAreaだと問題がある，ということであるならば，単に画像を自前で走査して数えてやればよいだけの話ではないのでしょうか？

[追記]
自前で数えるかわりに，connectedComponentsWithStats あたりが利用できるかもしれません．

---

それはそれとして，現状のコードがやりたいことに合っていない（＝求めたい比率を計算する形になっていない）ように見えます．

> max_area = cv2.contourArea(max_cnt)

は，２値画像の３つの白い領域のうちの１つの領域だけを相手にして面積を求めており，
他方，

> white_area = cv2.countNonZero(binary)

では，２値画像の白い画素の総数（：３つの領域全ての面積の総和）を求めています．
故に，white_area/max_areaは1よりも大きくなるでしょう．

white_area = cv2.countNonZero(binary)

は，２値画像の白い画素の総数（：３つの白い領域全ての面積の総和）を求めており，
無関係な２つの領域を含む形になっています．

Comments

[itsuko]

回答ありがとうございます．
肝心な点を書き漏らしておりました．ご指摘の通り，countNonZero(binary)では３つの領域全てを求めてしまっておりますが，実際の写真ではかなり微小部のため（写真では大きいですが...），無視して考えておりました．すみません．質問内容を編集し，変更しました．

手前の都合で恐縮ですが，なるべく金銭的な負担のない道具のみで求めたく思っております．
プログラミングに拘る必要はないのですが，Pythonでは何かよい関数・ライブラリ等はございませんでしょうか？