OpenCV-1. 基本视频操作

原文

从摄像头获取视频

OpenCV提供了非常简单的接口可用于读取摄像头中的视频流。要获取视频，首先需要使用cv.VideoCapture()创建一个VideoCapture对象。其创建参数可以是设备号、视频文件名、图片序列、视频流的URL，细节可看文档。

使用设备号创建对象时，传入0即可打开系统中默认摄像头。之后就可以使用cv.VideoCapture.read()方法按帧来获取视频图片。使用cv.imshow()显示图片。操作结束后需要使用cv.VideoCapture.release()方法释放该VideoCapture对象。

import numpy as np
import cv2 as cv
# 创建VideoCapture，传入0即打开系统默认摄像头
cap = cv.VideoCapture(0)

while(True):
    # 读取一帧，read()方法是其他两个类方法的结合，具体文档
    # ret为bool类型，指示是否成功读取这一帧
    ret, frame = cap.read()
    # 就是个处理一帧的例子，这里转为灰度图
    gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)
    # 不断显示一帧，就成视频了
    # 这里没有提前创建窗口，所以默认创建的窗口不可调整大小
    # 可提前使用cv.WINDOW_NORMAL标签创建个窗口
    cv.imshow('frame',gray)
    # 若没有按下q键，则每1毫秒显示一帧
    if cv.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

# 所有操作结束后不要忘记释放
cap.release()
cv.destroyAllWindows()

如果终端不断输出“opencv Camera dropped frame!”，就说明读取帧的频率过快，增大cv.waitKey()的传入值就好了。

有的时候，VideoCapture对象可能没有被成功初始化，这时操作该对象会发生错误。可以使用cv.VideoCapture.isOpened()方法来判断该摄像头是否被打开。如果没有打开，可以使用cv.VideoCapture.open()方法来打开摄像头。

可以使用cv.VideoCapture.get()方法来获取已打来摄像头的属性。对应的可以使用cv.VideoCapture.set()方法来设置这些属性的值。比如，对于上面打开的摄像头，可以使用cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)和cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)来分别获取帧的宽和高。使用ret = cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH,320)和ret = cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,240)将帧的宽和高分别设为320和240。

操作视频文件

使用视频文件名创建VideoCapture对象，即可打开对应的视频文件。在显示帧时，注意使用cv.waitKey()来控制帧率，通常25毫秒是可以的。示例代码如下：

import numpy as np
import cv2 as cv

cap = cv.VideoCapture('vtest.avi')

while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)
    cv.imshow('frame',gray)
    if cv.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

cap.release()
cv.destroyAllWindows()

我打开了一个mp4文件来显示，但是效果并不好，弄得电脑很卡，不知道为什么。没有摄像头的流畅。

保存视频

处理了视频的每一帧之后，想要将其保存下来。对于图片使用cv.imwrite()就可以了，但对于视频，多需要一些操作。

首先需要使用cv.VideoWriter()创建一个VideoWriter对象，创建对象时需要指定输出文件名、FourCC编码、fps和帧的大小，最后一个参数为isColor，其指定了是彩色帧(True)还是灰度帧(False)，默认为True。

FourCC是一个四字节码，用于指定视频的编码方式。全部可用的FourCC在这里：fourcc.org，它是平台相关的。

对于MJPG，可以使用cv.VideoWriter_fourcc('M','J','P','G')或cv.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')来设置FourCC。下面代码从摄像头中采集图片，左右翻转后存入视频文件：

import numpy as np
import cv2 as cv

cv.namedWindow('frame', cv.WINDOW_NORMAL)
cap = cv.VideoCapture(0)
# 这里如果不设置窗口大小的话
# 存储视频文件时会出错
cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)

fourcc = cv.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')
out = cv.VideoWriter('output.mp4',fourcc, 20.0, (640,480))
while cap.isOpened():
    ret, frame = cap.read()

    if ret==True:
        frame = cv.flip(frame,1)
        out.write(frame)
        cv.imshow('frame',frame)
        if cv.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break
    else:
        break

cap.release()
out.release()
cv.destroyAllWindows()

虽然运行上面代码可以得到一个mp4文件，但是用播放器播放时确说无法打开，不知道是为什么。