2.2 开始使用视频

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小牛编辑

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2023-12-01

目标

学习读取视频、显示视频和保存视频。
学习使用摄像头拍摄视频并将其显示出来。
你会学到这些函数：cv2.VideoCapture()、cv2.VideoWriter()

用摄像头拍摄视频

通常，我们必须用摄像头拍摄实时视频流。 OpenCV为此提供了一个非常简单的接口。

让我们从摄像头中拍摄视频（我使用我的笔记本电脑的内置摄像头），将其转换为灰度视频并显示。这只是一个用来上手的简单任务。

要拍摄视频，您需要创建一个VideoCapture对象。它的参数可以是设备索引或视频文件的名称。设备索引是指定哪个摄像头的号码。

通常只有一个摄像头被连接到电脑上（就像我的情况）。所以我只是传入0（或-1）。您可以通过传入1等参数来选择第二台相机。之后，您可以逐帧拍摄。在最后，不要忘记释放VideoCapture对象。

import numpy as np
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
while True:
    # 逐帧捕获
    ret, frame = cap.read()

    # 对帧进行处理
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

    # 显示出结果帧
    cv2.imshow('frame',gray)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break
# 当一切结束以后，释放VideoCapture对象
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

cap.read()返回一个bool值（True/False）。如果成功的获取到了视频帧，这个值将会是True。你可以通过这个返回值检查是否到达了一段视频的结尾。

有时，cap可能没有初始化捕获。在这种情况下，这段代码会报错。你可以通过cap.isOpened()方法检查它是否被初始化。如果它返回True，那就没问题。否则使用cap.open()打开它。

您还可以使用cap.get(propId)方法访问此视频的一些属性，其中propId是一个从0到18的数字。每个数字表示视频的一个属性（如果该属性适用于该视频），全部细节请参阅cv::VideoCapture::get()的文档。

其中一些值可以使用cap.set(propId,value)进行修改。 value是你想要的新值。

例如，我们可以使用检查cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)和cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)一个视频帧的宽度和高度。默认情况下是 640x480。但如果我想要把它改成 320x240。我只需要使用ret = cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH,320) 和ret = cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,240)。

如果在用摄像头拍摄视频时出现了错误，请先用其他摄像头软件（如linux下的Cheese）确保你的摄像头本身工作正常。

从文件中播放视频

与从相机拍摄相同，只需将摄像头索引替换为视频文件名称即可。在显示帧的同时，使用cv2.waitKey()来延迟适当的时间。如果延迟时间太少，视频会非常快，如果太多，视频会很慢（这就是如何以慢动作显示视频）。正常情况下25毫秒是一个比较合适的值。

import numpy as np
import cv2
cap = cv2.VideoCapture('vtest.avi')
while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    cv2.imshow('frame',gray)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

确保安装了正确版本的ffmpeg或gstreamer。有时，由于ffmpeg / gstreamer的安装错误，拍摄视频是一件非常头疼的事情。

保存一个视频

现在我们已经拍摄一个了视频，对其进行了逐帧处理，现在我们要保存视频。对于图像来说，保存非常简单，只需使用cv2.imwrite()即可。但对于视频来说这需要更多的工作。

我们需要创建一个VideoWriter对象。我们应该指定输出文件名（例如：output.avi）。接着我们需要指定FourCC代码（细节在下一段中描述）。然后传递每秒帧数（fps）和帧大小。最后一个是isColor标志。如果为True，则编码器使用彩色帧，否则使用灰度帧。

FourCC是用于指定视频编解码器的4字节代码。可用的代码列表可以在fourcc.org找到。这些代码依赖于平台。下面的编解码器在我的环境下工作正常。

在Fedora下：DIVX，XVID，MJPG，X264，WMV1，WMV2。（优先选择XVID，MJPG会产生很大的视频。 X264提供非常小尺寸的视频）
在Windows下：DIVX（更多格式需要等待进一步测试和添加）
在OS X下：MJPG（.mp4），DIVX（.avi），X264（.mkv）。

以MJPG格式为例，FourCC代码是像这样传入的：cv2.VideoWriter_fourcc('M'，'J'，'P'，'G')或cv2.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')。

下面的代码从摄像头拍摄视频，在垂直方向翻转每一帧并保存。

import numpy as np
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
# 定义解码器并创建VideoWriter对象
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv2.VideoWriter('output.avi',fourcc, 20.0, (640,480))
while cap.isOpened():
    ret, frame = cap.read()
    if ret:
        frame = cv2.flip(frame,0)
        # 写入翻转过的帧
        out.write(frame)
        cv2.imshow('frame',frame)
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break
    else:
        break
# 工作完成后释放所有的东西
cap.release()
out.release()
cv2.destroyAllWindows()