使用OpenCV+Python構(gòu)建運(yùn)動(dòng)熱圖視頻

OpenCV是一個(gè)強(qiáng)大的圖像和視頻處理庫(kù),在這篇文章中,我將創(chuàng)建一個(gè)運(yùn)動(dòng)熱圖,用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)、以及物體或人的流動(dòng)方向,在投影公共區(qū)域時(shí)可以對(duì)建筑師有所幫助。

簡(jiǎn)介

OpenCV,或(開源計(jì)算機(jī)視覺)是英特爾于1999年開發(fā)的一個(gè)庫(kù),主要提供計(jì)算機(jī)視覺和實(shí)時(shí)視頻的相關(guān)操作,它是用C++編寫的,同時(shí)也支持多種其它語言(包括Python)。工作流程這個(gè)程序是基于一種被稱為高斯背景差法的技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于用穩(wěn)定的攝像機(jī)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體。背景差法創(chuàng)建一個(gè)表示幀(圖像的靜態(tài)部分)背景的模板,對(duì)于每一幀,它將減去前一幀。讓我們對(duì)該算法的兩個(gè)主要步驟進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)要概述:背景初始化:在第一步中,通過凍結(jié)第一幀來計(jì)算背景的模型。更新:在第二步中,下一幀將減去上一幀,如果兩幀之間發(fā)生變化(移動(dòng)),則這些幀的差異將反映出該變化,可以通過應(yīng)用過濾器來進(jìn)行提取差異信息。以下是背景差法應(yīng)用于從城市攝像機(jī)錄制的短視頻的示例:

代碼對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目存儲(chǔ)庫(kù),在此處可以獲取。https://github.com/robertosannazzaro/motion-h(huán)eatmap-opencv/blob/master/README.md代碼首先讀取輸入的視頻文件并初始化所需的一些變量:capture = cv2.VideoCapture('input.mp4')background_subtractor = cv2.bgsegm.createBackgroundSubtractorMOG()length = int(capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT))然后,for循環(huán)遍歷視頻幀:for i in range(0, length):

ret, frame = capture.read()

# If first frame if first_iteration_indicator == 1:

first_frame = copy.deepcopy(frame) height, width = frame.shape[:2] accum_image = np.zeros((height, width), np.uint8)

第一個(gè)if塊檢查該幀是否為視頻的第一幀,這樣做是為了初始化背景差法的背景,然后accum_image使用與該幀大小相對(duì)應(yīng)的大小來初始化該數(shù)組。

filter = background_subtractor.a(chǎn)pply(frame) # remove the background

threshold = 2maxValue = 2ret, th1 = cv2.threshold(filter, threshold, maxValue, cv2.THRESH_BINARY)

accum_image = cv2.a(chǎn)dd(accum_image, th1)

color_image_video = cv2.a(chǎn)pplyColorMap(accum_image, cv2.COLORMAP_HOT)

為了消除例如風(fēng),小鳥飛行等少量運(yùn)動(dòng),將閾值與maxValue一起應(yīng)用到遮罩上。然后將掩碼的結(jié)果添加到accum_image數(shù)組中,對(duì)每個(gè)幀執(zhí)行此操作,結(jié)果由用于存儲(chǔ)視頻中發(fā)生的每個(gè)運(yùn)動(dòng)的accum_image數(shù)組組成。此外,在最后,當(dāng)已經(jīng)對(duì)每個(gè)幀執(zhí)行了先前描述的操作時(shí),顏色映射被應(yīng)用于遮罩并且遮罩與當(dāng)前幀合并。

更進(jìn)一步,可以制作一個(gè)顯示熱圖逐幀衰減的視頻。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),將導(dǎo)出每個(gè)幀,然后再次使用cv2,通過合并所有幀來生成視頻:video = cv2.VideoWriter('output.a(chǎn)vi', fourcc, 30.0, (width, height))for image in images: video.write(cv2.imread(os.path.join(image_folder, image)))

cv2.destroyAllWindows()最后結(jié)果

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2020-06-10
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