【小工具系列】Python + OpenCV 图片序列转换成视频

图片序列转换成视频

最近一直在找一个工具，能够将一堆图片转化成视频。网上找了一些小软件，还有 win10 的照片自带的视频制作功能，都不是很满意。
又不想下载那些专业的视频剪辑软件大材小用。

然后找到了ffmpeg这个非常出名非常常用的多媒体编解码库，看了下文档试着用了下，它确实可以完成上述功能，但是命令行对输入图片的命名有规定（文件名必须开头相同、且包含连续编号），并且windows下的编译版不支持Pattern type 'glob'。
先尝试了用python写了批量重命名然后调用ffmpeg的命令，然后发现还需要相同的分辨率才行。。。

最后决定参照网上的其他使用OpenCV（OpenCV在视频处理功能底层也是用的ffmpeg）的博客自己写一个。

这里先把完整代码和使用说明贴出来：

import os, sys
import cv2
import numpy as np
import argparse

imgs_path = 'C:\\'

target_size = (1280, 720)
target_fps = 1.0
# 输出文件名
target_video = 'out.mp4'
# 是否保存 resize 的中间图像
saveResizeFlag = False
img_types = ('.bmp', '.dib', '.png', '.jpg', '.jpeg', '.pbm', '.pgm', '.ppm', '.tif', '.tiff')

# 不存在则创建目录
def mkdir(path):
    if not os.path.exists(path):
        os.mkdir(path)

# 将图片等比例缩放，不足则填充黑边
def resizeAndPadding(img):
    size = img.shape
    h, w = size[0], size[1]
    target_h, target_w = target_size[1], target_size[0]

    # 确定缩放的尺寸
    scale_h, scale_w= float(h / target_h), float(w / target_w)
    scale = max(scale_h, scale_w)
    new_w, new_h = int(w / scale), int(h / scale)

    # 缩放后其中一条边和目标尺寸一致
    resize_img = cv2.resize(img, (new_w, new_h))

    # 图像上、下、左、右边界分别需要扩充的像素数目
    top = int((target_h - new_h) / 2)
    bottom = target_h - new_h - top
    left = int((target_w - new_w) / 2)
    right = target_w - new_w - left
    # 填充至 target_w * target_h
    pad_img = cv2.copyMakeBorder(resize_img, top, bottom, left, right, cv2.BORDER_CONSTANT, value=[0,0,0]) 

    return pad_img
 
 
def imgs2video():
    output_path = imgs_path + 'out\\'
    mkdir(output_path)
    target = output_path + target_video
    fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*"mp4v")
    vw = cv2.VideoWriter(target, fourcc, target_fps, target_size)

    images = os.listdir(imgs_path)
    count = 0
    for image in images:
        if not (image.lower().endswith(img_types)):
            continue
        try:
            print(image)
            # cv2.waitKey(100)
            # frame = cv2.imread(imgs_path + image)
            # imread 不能读中文路径，unicode也不行
            frame = cv2.imdecode(np.fromfile(imgs_path + image, dtype=np.uint8), cv2.IMREAD_COLOR) #, cv2.IMREAD_UNCHANGED
            
            pad_frame = resizeAndPadding(frame)
            # print(pad_frame.shape)

            if saveResizeFlag:
                # 保存缩放填充后的图片
                resize_path = imgs_path + 'resize\\'
                mkdir(resize_path)
                resize_name = resize_path + 'resize_' + image
                # cv2.imwrite(resize_name, pad_frame)
                # imwrite 不能读中文路径，unicode也不行
                cv2.imencode(os.path.splitext(image)[-1], pad_frame)[1].tofile(resize_name)
            
            # 写入视频
            vw.write(pad_frame)
            count += 1
        except Exception as exc:
            print(image, exc)
    vw.release()
    print('\r\nConvert Success! Total ' + str(count) + ' images be combined into the video at: ' + target + '\r\n')

if __name__ == '__main__':
    parser = argparse.ArgumentParser(description="Function: convert images to video")
    parser.add_argument('--input', '-i', required = True)
    parser.add_argument('--output', '-o', default='out.mp4')
    parser.add_argument('--fps', '-f', type=float, default = 1.0)
    parser.add_argument('--resolution', '-r', type=int, nargs = 2, default = [1280, 720])
    parser.add_argument('--save', '-s', action='store_true')
    args = parser.parse_args()
    if args.input:
        if not os.path.isdir(args.input):
            print("input is not a directory")
            sys.exit(0)
        imgs_path = args.input
        if not imgs_path.endswith(('\\', '/')):
            imgs_path += os.path.sep
        print('input path: ' + imgs_path)
    if args.output:
        target_video = args.output
        print('output file: ' + target_video)
    if args.fps:
        if not args.fps > 0:
            print('fps should be greater than zero')
            sys.exit(0)
        target_fps = args.fps
        print('output file fps: ' + str(target_fps))
    if args.resolution:
        if not args.resolution[0] > 0 and args.resolution[1] > 0:
            print('resolution should be greater than zero')
            sys.exit(0)
        target_size = (args.resolution[0], args.resolution[1])
        print('output file resolution: ' + str(target_size))
    if args.save:
        saveResizeFlag = True
    imgs2video()

使用方法：

0. 依赖numpy和cv2：（当然首先得有 Python 环境）

pip install numpy
pip install opencv-python

1. 下载本代码到本地；
2. 在命令行运行本代码，并指定参数：

python imgs2video.py -i D:\images\
python imgs2video.py -i D:\images\ -o test.mp4 -f 0.5 -r 1920 1080 -s

• 参数介绍：

--input, -i: 输入图片的路径，必须参数；
--output, -o: 输出视频的名字，默认 out.mp4；
--fps, -f: 指定的帧率，类型浮点数，默认 1.0；
--resolution, -r: 指定视频的分辨率，类型两个整数，默认 1280 720；
--save, -s: 是否保存图片转化分辨率之后的中间结果，默认不保存。

说明

代码看起来有点长，其实核心功能在函数imgs2video中：创建一个cv2.VideoWriter用于写视频文件，cv2.imdecode读图片，然后缩放，然后写入视频。可选项：cv2.imencode将缩放后的图片保存下来。之所以不用cv2.imread和cv2.imwrite是因为这俩没办法处理中文路径

函数resizeAndPadding用于将图片等比例缩放至指定分辨率，并往周围填充黑边（想用其他颜色在代码里改一改value=[0,0,0]这里的 RGB 值就行了）。这个函数本身也可以实现某些需求了。

main里面主要是处理命令行的一些参数，指定输入文件、输出文件、分辨率、帧率等

输出文件类型目前用的mp4，可以指定其他类型试试。我自己试过avi但是在帧率低的时候表现不太正常。指定其他类型可能需要把fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*"mp4v")这里的"mp4v"改成其他的，具体怎么改可以搜一下，这里就不一一列举了。（这里有一个奇妙 BUG，写"MP4V"反正会报出错误，虽然能正常生成视频。在StackOverFlow上看见有人说改成"mp4v"就正常了，试了下还真的是。。。。）

其他功能的说明在上文使用方法里都有写。

后记

折腾了一天写了个用处不大的小工具。如果此代码对你有帮助可以在该github仓库点个Star。