OpenCV-Python教程002——視頻的讀取、顯示和保存

目標:學習讀取視頻,顯示視頻和保存視頻。學習從相機捕捉並顯示它。你將學習以下功能:cv.VideoCapture(),cv.VideoWriter().

(1)從相機中讀取視頻

通常情況下,我們必須用攝像機捕捉實時畫面。提供了一個非常簡單的界面。讓我們從攝像頭捕捉一段視頻,將其顯示出來。

要捕獲視頻,你需要創建一個VideoCapture對象。它的參數可以是設備索引或視頻文件的名稱。設備索引就是指定哪個攝像頭的數字。正常情況下,一個攝像頭會被連接,所以簡單地傳0(或-1)。你可以通過傳遞1來選擇第二個相機,以此類推。在此之後,你可以逐幀捕獲。但是在最後,不要忘記釋放VideoCapture對象,並銷燬播放窗口。

讀取攝像頭,並播放視頻的代碼如下:

<code>#讀取和播放攝像頭
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0) #生成VideoCapture對象實例,捕獲攝像頭
if not cap.isOpened(): #未能正確捕獲攝像頭,退出
print("Cannot open camera")
exit()
while True: #無限循環,讀取和播放攝像頭
ret, frame = cap.read() #逐幀讀取
# 如果正確讀取幀,ret為True
if not ret: #如果未能正確讀取幀,退出
print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")

break
# 此處是在幀frame上的操作
# 顯示結果幀
cv2.imshow('myvideo', frame)
if cv2.waitKey(1) & 0xFF== 27: #按ESC退出,&0xFF確保獲得正確的8位ASCII碼(低8位)
break
cap.release() #完成所有操作後,釋放VideoCapture對象
cv2.destroyAllWindows() #銷燬視頻播放窗口 /<code>

捕獲的攝像頭視頻播放窗口如下:

OpenCV-Python教程002——視頻的讀取、顯示和保存

cap.read()返回布爾值(True/ False)。如果正確讀取了幀,它將為True。因此,你可以通過檢查此返回值來檢查視頻的結尾(播放完畢後將返回False)。

有時,cap可能尚未初始化捕獲。在這種情況下,此代碼顯示錯誤。你可以通過cap.isOpened()方法檢查它是否已初始化。如果是True,那麼攝像頭或視頻文件已打開。否則,使用cap.open()打開它。

你還可以使用cap.get(propId)方法訪問該視頻的某些功能,其中propId是0到18之間的一個數字。每個數字表示視頻的屬性(如果適用於該視頻),並且可以顯示完整的詳細信息。在這裡看到:cv::VideoCapture::get()。其中一些值可以使用cap.set(propId,value)進行修改。value是你想要的新值。

例如,可以通過cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)和cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)獲取幀的寬度和高度。如果想改變分辨率,如修改為320x240。只需使用cap.set()方法即可。例如:

ret = cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH,320)

ret = cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,240).

(2)從文件播放視頻

它與從相機捕獲相同,只是用視頻文件名更改攝像機索引。另外,在顯示幀時,請使用適當的時間cv.waitKey(),以響應鍵盤事件,如退出、保存幀、保存視頻片段等。從文件播放視頻的代碼如下:

<code>#讀取和播放視頻文件
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(r'D:\\python_opencv\\videos\\my_video.mp4')
n_frames = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT))#獲取視頻的幀數
print('視頻文件的幀數量為:',n_frames)
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
print('視頻文件的幀率為:',fps)
frame_width=int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
frame_height=int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
print(f'視頻文件幀的尺寸為:寬度 {frame_width},高度 {frame_height}')
while cap.isOpened():
ret, frame = cap.read()
# 如果正確讀取幀,ret為True
if not ret: #如果未能正確讀取幀,警告提示,退出
print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")
break
#原始視頻文件分辨率太高,進行壓縮後播放顯示
frame = cv2.resize(frame, (int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)/3),
int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)/3)))
cv2.imshow('frame', frame)
if cv2.waitKey(1) & 0xFF == 27: #按ESC退出
break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()/<code>

輸出結果為:

<code>視頻文件的幀數量為: 910
視頻文件的幀率為: 29.7378170263708
視頻文件幀的尺寸為:寬度 1080,高度 1920/<code>

播放的視頻文件截圖為:

OpenCV-Python教程002——視頻的讀取、顯示和保存

(3)保存視頻幀

使用VideoCapture對象捕捉一個視頻,一幀一幀地處理。要想保存幀為圖像文件,非常簡單,只需使用 cv2.imwrite()方法即可。從視頻文件提取一個幀並保存的代碼如下:

<code>#讀取視頻文件,保存一幀圖像
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(r'D:\\python_opencv\\videos\\my_video.mp4')
while cap.isOpened():
ret, frame = cap.read()
# 如果正確讀取幀,ret為True
if not ret: #如果未能正確讀取幀,警告提示,退出
print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")
break
#原始視頻文件分辨率太高,進行壓縮後播放顯示
frame = cv2.resize(frame, (int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)/3),
int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)/3)))
cv2.imshow('frame', frame)
if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('s'): #按s鍵保存一幀圖像
cv2.imwrite('D:/python_opencv/images/captured_image.jpg',frame)
if cv2.waitKey(25) & 0xFF == 27: #按ESC退出
break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows() /<code>

當然,可以設置不同的條件,保存多幀圖像。

(4)保存視頻

想要保存視頻,還需要做一些工作。

保存視頻需要首先創建一個VideoWriter對象,指定輸出文件名,然後指定 FourCC 代碼(詳見下一段),然後傳遞幀率的數量和幀大小。最後一個是顏色標誌。如果為 True,編碼器期望顏色幀,否則它與灰度幀一起工作。

FourCC:http://en.wikipedia.org/wiki/FourCC 是用於指定視頻編解碼器的4字節代碼。FourCC全稱Four-Character Codes,代表四字符代碼 (four character code), 它是一個32位的標示符,是一種獨立標示視頻數據流格式的四字符代碼。

可用代碼列表可在fourcc.org中:http://www.fourcc.org/codecs.php找到。它取決於平臺。保存視頻需要遵循編解碼器。

視頻播放軟件通過查詢 FourCC 代碼並且尋找與 FourCC 代碼相關聯的視頻解碼器來播放特定的視頻流。比如: XVID=XviD MPEG-4 codec。

在Fedora中:DIVX,XVID,MJPG,X264,WMV1,WMV2(最好使用XVID,MJPG會生成大尺寸的視頻,X264會生成非常小的尺寸的視頻)。

在Windows中:DIVX(尚待測試和添加)

在OSX中:MJPG(.mp4),DIVX(.avi),X264(.mkv)。

FourCC代碼作為MJPG的cv2.VideoWriter_fourcc('M','J','P','G')或cv2.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')傳遞。

VideoWriter()方法的格式如下:

VideoWriter(filename, fourcc, fps, frameSize[, isColor])

filename:要保存的文件的全路徑名稱,包括後綴。

fourcc:指定編碼器。

fps:要保存的視頻的幀率。

frameSize:要保存的文件的畫面尺寸(width, height)。

isColor:指示是黑白畫面還是彩色的畫面。

從攝像機捕獲視頻並保存的代碼如下所示:

<code>#讀取攝像頭,保存一段視頻
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
# 定義編解碼器並創建VideoWriter對象
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv2.VideoWriter(r'D:\\python_opencv\\videos\\output_video.mp4', fourcc, 20.0, (640, 480))
while cap.isOpened():
ret, frame = cap.read()
if not ret:
print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")
break
#frame = cv2.flip(frame, 0)
# 寫翻轉的框架
out.write(frame)
cv2.imshow('frame', frame)
if cv2.waitKey(1) & 0xFF == 27: #按ESC退出
break
# 完成工作後釋放VideoCapture對象,VideoWriter對象,銷燬播放窗口
cap.release()
out.release()
cv2.destroyAllWindows() /<code>

視頻保存後在計算機文件資源管理器的截圖為:

OpenCV-Python教程002——視頻的讀取、顯示和保存

視頻保存完後記得釋放VideoWriter對象。


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