Webcam – Bewegungserkennung mit Python und OpenCV

Wenn man mit einer Webcam eine Szenerie beobachtet, macht es oft Sinn, zu wissen, ob sich irgend etwas in dieser Szenerie tut, also bewegt. Man kann z.B. nach Detektion einer Bewegung ein Bild abspeichern, eine Nachricht absetzen oder weitere Bildanalysen starten. Die Webcam wird also durch ein paar Zeilen Python-Code zu einem Bewegungsmelder, der nach meinen Erfahrungen den Vergleich mit einem passiv-Infrarot – Detektor (Piri, herkömmlicher Bewegungsmelder) nicht scheuen braucht.

In diesem Beitrag will ich Euch ein Code-Snippet für eine lauffähige Lösung vorstellen, die nach Detektion einer Bewegung ein Bild abspeichert. Die Empfindlichkeit der Unterscheidung, ob eine Bewegung erfolgt ist, ist dabei frei wählbar

Das unter Python 3.6 /OpenCV 3.4 lauffähige Code-Snippet für Bewegungserkennung mittels Webcam:

import cv2
import datetime

def diffImg(t0, t1, t2):
    d1 = cv2.absdiff(t2, t1)
    d2 = cv2.absdiff(t1, t0)
    return cv2.bitwise_and(d1, d2)

folder="BV"
message_01 = "not yet"
message_02= "not yet"
cam = cv2.VideoCapture(0)
cam.set(3,1280)
cam.set(4,720)

winName = "Bewegungserkennung"

font = "FONT_HERSHEY_SIMPLEX"
#cv2.namedWindow(winName, cv2.CV_WINDOW_AUTOSIZE)
# Read three images first:

return_value, image = cam.read()
t_minus = cv2.cvtColor(cam.read()[1], cv2.COLOR_RGB2GRAY)

t = cv2.cvtColor(cam.read()[1], cv2.COLOR_RGB2GRAY)

t_plus = cv2.cvtColor(cam.read()[1], cv2.COLOR_RGB2GRAY)

Durchschnitt = 1
n=1


while True:

    t_minus = t

    t = t_plus

    t_plus = cv2.cvtColor(cam.read()[1], cv2.COLOR_RGB2GRAY)
    result_image = diffImg(t_minus, t, t_plus)
    cv2.putText(result_image, 'OpenCV', (100, 500), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (255, 255, 255), thickness=2)
    cv2.putText(result_image, message_01, (100, 550), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (255, 255, 255), thickness=2)
    cv2.putText(result_image, "Stop with <ESC> ",(100, 600), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (255, 255, 255), thickness=2)
    cv2.imshow(winName, result_image)

    print (cv2.countNonZero(diffImg(t_minus, t, t_plus)))

    if cv2.countNonZero(diffImg(t_minus, t, t_plus)) > 305000:
        return_value, image = cam.read()
        # cv2.imwrite("buero" + str(n) + ".png", image)
        cv2.imwrite("{0}/{1:%d%b%Y_%H_%M_%S.%f}.png".format(
            folder, datetime.datetime.utcnow()), image)
        message_01 = str(n) + "  pictures saved"
        n= n+1

    key = cv2.waitKey(10)

    if key == 27:
        cam.release
        cv2.destroyWindow(winName)
        break

Das Ergebnis: Differenzbild wird angezeigt, solange Bewegung stattfindet werden Fotos abgespeichert. Auch die Anzahl der gespeicherten Fotos wird mitgeteilt.

erlogreicher „Selbstversuch“ – bei Bewegung werden Bilder gespeichert.

Diese Lösung hat sich im praktischen Test (Bewegungsmelder im Büro) als recht robust erwiesen und kommt dank gleitender Hintergrund-Durchschnittsbildung auch mit wechselnden Lichtverhältnissen gut zurecht.

Der Lösungsansatz auf Basis Differenzbilder geht auf Matthias Stein (http://www.steinm.com/blog/motion-detection-webcam-python-opencv-differential-images/) zurück, ich habe einige Anpassungen und Erweiterungen bezüglich meiner Applikation vorgenommen.

Anm: Das Titelbild stammt von: https://pixabay.com/de/person-bewegung-beschleunigen-2146508/, vielen Dank an ATDSPHOTO