使用 OpenCV 进行运动检测 / 开普饭

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Raspberry Pi 3 上的 OpenCV 运动检测

这篇文章将解释如何实现基本的运动检测，这可以用于我们的基于触发器的监控系统。

什么是 OpenCV？

OpenCV 是一个开源的计算机视觉库，它的目标是提供一个简单易用的计算机视觉基础设施，帮助人们快速构建复杂的应用程序。它包含 500 多项功能，涵盖许多视觉领域，包括工厂产品检测、医学成像、安全、用户界面、相机校准、立体视觉和机器人技术。

— 学习 OpenCV，Gary Bradski 和 Adrian Kaehler，O'Reilly

安装 OpenCV

我们指的是PiImageSearch安装OpenCV的教程以及本文档。在开始安装之前，只需更新系统—sudo apt update

1.安装库和依赖项

$ sudo apt-get install libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev $ sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev $ sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev

2.安装GTK（GUI后端）

$ sudo apt-get install libgtk-3-dev $ sudo apt-get install libcanberra-gtk*

3. OpenCV的数值优化

$ sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran

4. Python3 开发头文件

$ sudo apt-get install python3.7-devAfter installing to check if the dev files are installed in correct directory check using this command$ python3.7-config --includes-I/usr/include/python3.7m -I/usr/include/python3.7mThe first path is expected and second is current path. If they are not the same then you need to perform a copy command to change the current path$ sudo cp /current/path/to/dev/file/pyconfig.h /usr/include/python3.7mpyconfig.h is the dev file that you need to copy to correct directory

5.安装pip

$ sudo apt-get install python3-pipIf this won't work then use the following commands$ wget https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py$ sudo python3 get-pip.py$ sudo apt autoremoveIf pip is already installed then make sure it's the latest version $ pip --versionIf not then - $ pip install --upgrade pip

6.虚拟环境

$ sudo pip install virtualenv virtualenvwrapper$ sudo rm -rf ~/get-pip.py ~/.cache/pipUpdate .bashrc to finish installing the tools, use nano or similar text editor - # virtualenv and virtualenvwrapperexport WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvsexport VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python3source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.shsave and exitAnd finally create the virtual environment- $ mkvirtualenv cv -p python3Verify if cv environment is working or not - $ workon cv(cv) pi@raspberrypi:~$(cv) indicates that we are inside a virtual environment

7.其他库

Install Numpy$ pip install numpyInstall imutils$ pip install imutils

8.最后是 OpenCV

当我们尝试安装 OpenCV 时，安装需要花费大量时间，即使反复尝试安装，RasPi 仍然挂起。增加交换内存让我们在没有内存耗尽的情况下编译 OpenCV，Pi 不会挂起。即使在增加交换内存后，在我们的 Pi 3 上安装也需要大约 5 小时。

$ sudo nano /etc/dphys-swapfileEdit CONF_SWAPSIZE asCONF_SWAPSIZE=2048

保存并退出，使用这些命令检查交换内存。

$ free -m$ swapon -s

增加交换内存只占用SD卡的空间，所以增加交换内存后只执行OpenCV安装。

现在安装 OpenCV

$ pip install opencv-python$ pip install opencv-contrib-python // Ref.

装完成后，将交换内存恢复为原始值。CONF_SWAPSIZE=100

验证 OpenCV 是否安装成功：

验证 OpenCV 安装

实现

我们使用 piimagesearch 的教程来实现基本的运动检测，它提供了开源的代码，并且可以下载。当我在Pi上运行此代码时，出现了此错误。

运行代码时出错

当我搜索imshow功能时，我明白代码需要X-server才能运行。因为我正在对我的 Pi 执行 ssh，所以代码没有运行。运行此命令使我可以在 ssh 期间访问 X-server。

ssh -Y pi@<IP>

然后我再次运行python代码，我得到了这三个窗口——

运行 piimagesearch 的 Python 代码

根据教程，代码需要第一帧为空来检测该区域是被占用还是未被占用。

3个窗口分别是：

Thresh基本上是使用图像阈值创建的，该阈值用于使图像更易于分析。

Frame Delta，这是一个灰度图像。

Security Feed，是最后的视频源，它显示框架中是否有人，该区域是否已被占用/未占用。

这段代码非常基础，正如我们所看到的，即使框架中只有我，代码也会感应其他运动，就像电风扇的一片扇叶一样，并且有多个块，所以需要更多的逻辑来建立在它之上。

这个实现还帮助我们了解我们是否可以在像Raspberry Pi这样的低规格系统中实现 OpenCV。尽管从介绍的 GIF 中可以看出，响应速度很慢，但这是运动检测的基本演示，我将在以后的文章中介绍更多用例。

使用 OpenCV 进行运动检测

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