Files
christian c11fe9ab04 Vogelalbum 1.0.0
Eine Kamera am Vogelhaus, ein Rechner der erkennt wer da war — und eine
Sammlung, die sich von allein fuellt.

Zwei neuronale Netze: eines findet den Vogel im Bild, eines bestimmt die
Art. 148 heimische Arten, auf Deutschland eingeschraenkt und neu normiert —
ohne diese Einschraenkung wird aus einer Kohlmeise eine nordamerikanische
Schwesterart. Daraus entsteht ein Sammelalbum: nummerierte Seiten,
gefundene Arten in Farbe, fehlende als Schatten, dazu Erstfang, Punkte,
Stufen und 15 Abzeichen.

Laeuft vollstaendig auf eigener Hardware. Kein Cloud-Dienst, kein Konto,
keine Telemetrie; die Bilder verlassen das eigene Netz nicht.

Zwei getrennt deploybare Teile: die Sammlung als Django-Anwendung, die
Erkennung als eigener Dienst. Der Erkennungs-Dienst fragt selbst an und
braucht deshalb weder eine erreichbare Adresse noch einen offenen Port —
er laeuft hinter einem gewoehnlichen Router.

Dabei: Firmware fuer Raspberry Pi und ESP32-S3, Anbindung an Home
Assistant ueber MQTT, Oberflaeche auf Deutsch und Englisch, Einstellungen
je Kamera aus dem Browser, und ein Weg fuer Fotos von unterwegs.

AGPL-3.0.
2026-10-15 14:30:02 +00:00

121 lines
4.7 KiB
Python

"""Wie ein Vogelfoto in einer Kachel aussieht.
🔑 **Der Zuschnitt ist eine Regel, keine Datei.** Das Original liegt ohnehin
auf der Platte, und wo der Vogel darin sitzt, steht als vier Zahlen an der
Sichtung. Daraus lässt sich der Ausschnitt jederzeit neu rechnen — bei jedem
Aufruf, für jede Sichtung, auch für die von vorletztem Jahr.
Vorher war es umgekehrt: Der Detector schnitt ein zweites Bild zu und legte es
daneben. Damit war der Zuschnitt für immer festgelegt. Eine bessere Regel half
nur neuen Sichtungen, alle vorhandenen hätte man einzeln nachziehen müssen —
und das auf jeder Anlage, die es irgendwo gibt.
⚠️ **Der Unterschied ist nicht Bequemlichkeit, sondern Benutzbarkeit.** An
Handyfotos fiel auf, woran die alte Lösung scheitert: Dort ist der Vogel klein
im Bild, der enge Ausschnitt entsprechend schmal und hoch. In einer
quadratischen Kachel blieb davon die Bauchmitte übrig — formatfüllend und
unscharf, ohne Kopf und ohne Schwanz.
Das Ergebnis wird als Datei zwischengespeichert, weil Zuschneiden Rechenzeit
kostet und ein Album viele Kacheln hat. **Der Zwischenspeicher ist
wegwerfbar**: Löscht man ihn, entsteht beim nächsten Aufruf alles neu — und
genau das ist der Weg, eine geänderte Regel auszurollen.
"""
from __future__ import annotations
import hashlib
from pathlib import Path
from django.conf import settings
from PIL import Image
# Wie viel Luft um den Vogel. 0.35 heißt: Die Kante des Ausschnitts ist 35 %
# der Vogelgröße von ihm entfernt.
#
# 🔑 Diese Zahl ist der ganze Sinn der Umstellung. Sie zu ändern und den
# Zwischenspeicher zu leeren ändert jede Kachel im Bestand.
RAND = 0.35
# Kantenlänge des erzeugten Bildes. Die Kacheln sind kleiner; größer zu
# speichern lohnt nur für Bildschirme mit hoher Punktdichte.
KANTE = 600
# Unterordner im Medienverzeichnis. Nicht ins Repo, nicht in die Sicherung —
# alles hier lässt sich aus Original und Koordinaten neu erzeugen.
ORDNER = "zuschnitte"
# Steigt diese Zahl, bekommen alle Dateien neue Namen und werden neu
# gerechnet. So rollt man eine geänderte Regel aus, ohne etwas zu löschen.
REGEL = 1
def _ziel(sichtung) -> Path:
kennung = hashlib.sha1(
f"{sichtung.pk}-{sichtung.image.name}-{RAND}-{KANTE}-{REGEL}".encode()
).hexdigest()[:16]
return Path(settings.MEDIA_ROOT) / ORDNER / f"{sichtung.pk}-{kennung}.jpg"
def quadrat(box: tuple[float, float, float, float], breite: int, hoehe: int,
rand: float = RAND) -> tuple[int, int, int, int]:
"""Aus relativen Vogel-Koordinaten ein quadratisches Fenster in Pixeln.
⚠️ **Die Mitte wird nachgeführt, nicht der Ausschnitt gestaucht.** Sitzt
der Vogel am Bildrand, verschiebt sich das Fenster nach innen, statt
schmaler zu werden — sonst säße er außermittig in seiner eigenen Kachel.
"""
x0, y0, x1, y1 = box
bx0, by0, bx1, by1 = x0 * breite, y0 * hoehe, x1 * breite, y1 * hoehe
bw, bh = max(1.0, bx1 - bx0), max(1.0, by1 - by0)
seite = min(max(bw, bh) * (1 + 2 * rand), float(breite), float(hoehe))
mx = min(max((bx0 + bx1) / 2, seite / 2), breite - seite / 2)
my = min(max((by0 + by1) / 2, seite / 2), hoehe - seite / 2)
return (
int(mx - seite / 2), int(my - seite / 2),
int(mx + seite / 2), int(my + seite / 2),
)
def adresse(sichtung) -> str | None:
"""Adresse der Kachel für diese Sichtung — oder ``None``.
Erzeugt das Bild beim ersten Abruf. Gibt es keine Koordinaten (Sichtungen
von vor der Umstellung), fällt die Vorlage auf das gespeicherte ``crop``
zurück; dafür liefert diese Funktion ``None``.
"""
box = sichtung.vogel_box
if box is None or not sichtung.image:
return None
ziel = _ziel(sichtung)
if not ziel.exists():
try:
_erzeugen(sichtung, box, ziel)
except (OSError, ValueError):
# ⚠️ Ein fehlendes Original darf keine Seite zerreißen. Dann gilt
# der Rückfall, genau wie bei einer Sichtung ohne Koordinaten.
return None
return f"{settings.MEDIA_URL}{ORDNER}/{ziel.name}"
def _erzeugen(sichtung, box, ziel: Path) -> None:
ziel.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
with sichtung.image.open("rb") as f:
bild = Image.open(f)
bild.load()
if bild.mode != "RGB":
bild = bild.convert("RGB")
ausschnitt = bild.crop(quadrat(box, bild.width, bild.height))
if ausschnitt.width > KANTE:
ausschnitt = ausschnitt.resize((KANTE, KANTE), Image.LANCZOS)
# Erst daneben schreiben, dann umbenennen: Zwei gleichzeitige Abrufe
# dürfen sich nicht gegenseitig eine halbe Datei hinterlassen.
vorlaeufig = ziel.with_suffix(".teil")
ausschnitt.save(vorlaeufig, format="JPEG", quality=86, optimize=True)
vorlaeufig.replace(ziel)