[파이썬] 컴퓨터 비전을 활용한 모션 캡처 및 분석

05 Sep 2023

python

컴퓨터 비전은 이미지와 동영상 처리, 객체 검출 및 추적 등을 다루는 분야로, 모션 캡처와 분석에도 활용될 수 있습니다. 이번 포스트에서는 Python을 사용하여 컴퓨터 비전 기술을 활용해 모션을 캡처하고 분석하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

모션 캡처

컴퓨터 비전을 사용한 모션 캡처는 웹캠이나 비디오 파일로부터 프레임을 읽어와서 이전 프레임과 비교하여 움직임을 감지하는 과정입니다. 이를 위해 OpenCV 라이브러리를 사용할 수 있습니다.

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(0)  # 웹캠 비디오 스트림 열기

# 이전 프레임을 저장할 변수 초기화
prev_frame = None

while True:
    ret, frame = cap.read()  # 현재 프레임 읽기

    if ret:
        gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 그레이스케일로 변환

        if prev_frame is None:
            prev_frame = gray  # 최초 프레임 저장
            continue
        
        frame_diff = cv2.absdiff(prev_frame, gray)  # 현재 프레임과 이전 프레임의 차이 계산
        _, thresh = cv2.threshold(frame_diff, 30, 255, cv2.THRESH_BINARY)  # 이진화
        
        cv2.imshow("Motion Detection", thresh)
        if cv2.waitKey(1) == ord('q'):  # 'q' 키를 누르면 종료
            break

        prev_frame = gray  # 현재 프레임을 이전 프레임으로 업데이트
    
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

위의 코드는 웹캠 비디오 스트림으로부터 프레임을 읽고, 이전 프레임과 비교하여 움직임을 찾는 모션 캡처 예제입니다. cv2.absdiff() 함수를 사용하여 현재 프레임과 이전 프레임의 차이를 계산하고, cv2.threshold() 함수를 사용하여 이진화를 적용합니다. 마지막으로 cv2.imshow() 함수를 사용하여 움직임을 감지한 결과를 화면에 출력합니다.

모션 분석

모션 캡처 후에는 이러한 움직임을 분석하여 필요한 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 모션을 감지하고 알림을 보내거나 특정 동작이 인식되면 특정 작업을 수행하는 등 다양한 응용이 가능합니다.

import cv2
import numpy as np

def motion_analysis(frame):
    # 프레임을 처리하는 로직 구현
    # ...

    return result

cap = cv2.VideoCapture(0)  # 웹캠 비디오 스트림 열기

prev_frame = None

while True:
    ret, frame = cap.read()

    if ret:
        gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

        if prev_frame is None:
            prev_frame = gray
            continue

        frame_diff = cv2.absdiff(prev_frame, gray)
        _, thresh = cv2.threshold(frame_diff, 30, 255, cv2.THRESH_BINARY)

        result = motion_analysis(thresh)

        cv2.imshow("Motion Detection", thresh)

        if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
            break

        prev_frame = gray
    
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

위의 코드에서는 motion_analysis() 함수를 추가하여 모션 분석을 수행합니다. 이 함수는 모션 캡처 단계에서 생성된 thresh 이미지를 입력으로 받아 필요한 동작을 수행한 뒤, 결과를 반환합니다. 모션 분석 로직은 개발자의 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있습니다.

컴퓨터 비전을 활용한 모션 캡처와 분석은 웹캠을 이용한 동작 인식, 보안 시스템, 게임 개발 등 다양한 분야에서 응용될 수 있습니다. Python과 OpenCV를 통해 모션 캡처와 분석을 위한 강력한 도구를 활용해보세요!