[Python图像处理] 二十九.MoviePy视频编辑库实现抖音短视频剪切合并操作

该系列文章是讲解Python OpenCV图像处理知识，前期主要讲解图像入门、OpenCV基础用法，中期讲解图像处理的各种算法，包括图像锐化算子、图像增强技术、图像分割等，后期结合深度学习研究图像识别、图像分类应用。希望文章对您有所帮助，如果有不足之处，还请海涵~

前面一篇文章详细讲解了OpenCV快速实现人脸检测，涉及图像、视频、摄像头。这篇文章将介绍MoviePy视频编辑库，实现视频的自定义剪切和合并操作，基础性文章，希望对你有所帮助。同时，该部分知识均为杨秀璋查阅资料撰写，转载请署名“CSDN+杨秀璋”及原地址出处，谢谢！！

该扩展包缺点：速度太慢，真的很慢，后面看看有没有更好的替代方法。

该系列在github所有源代码：

• https://github.com/eastmountyxz/ImageProcessing-Python
• https://github.com/eastmountyxz/CSDNBlog-ImageProcessing-Python

前文参考：
[Python图像处理] 一.图像处理基础知识及OpenCV入门函数
[Python图像处理] 二.OpenCV+Numpy库读取与修改像素
[Python图像处理] 三.获取图像属性、兴趣ROI区域及通道处理
[Python图像处理] 四.图像平滑之均值滤波、方框滤波、高斯滤波及中值滤波
[Python图像处理] 五.图像融合、加法运算及图像类型转换
[Python图像处理] 六.图像缩放、图像旋转、图像翻转与图像平移
[Python图像处理] 七.图像阈值化处理及算法对比
[Python图像处理] 八.图像腐蚀与图像膨胀
[Python图像处理] 九.形态学之图像开运算、闭运算、梯度运算
[Python图像处理] 十.形态学之图像顶帽运算和黑帽运算
[Python图像处理] 十一.灰度直方图概念及OpenCV绘制直方图
[Python图像处理] 十二.图像几何变换之图像仿射变换、图像透视变换和图像校正
[Python图像处理] 十三.基于灰度三维图的图像顶帽运算和黑帽运算
[Python图像处理] 十四.基于OpenCV和像素处理的图像灰度化处理
[Python图像处理] 十五.图像的灰度线性变换
[Python图像处理] 十六.图像的灰度非线性变换之对数变换、伽马变换
[Python图像处理] 十七.图像锐化与边缘检测之Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子和Laplacian算子
[Python图像处理] 十八.图像锐化与边缘检测之Scharr算子、Canny算子和LOG算子
[Python图像处理] 十九.图像分割之基于K-Means聚类的区域分割
[Python图像处理] 二十.图像量化处理和采样处理及局部马赛克特效
[Python图像处理] 二十一.图像金字塔之图像向下取样和向上取样
[Python图像处理] 二十二.Python图像傅里叶变换原理及实现
[Python图像处理] 二十三.傅里叶变换之高通滤波和低通滤波
[Python图像处理] 二十四.图像特效处理之毛玻璃、浮雕和油漆特效
[Python图像处理] 二十五.图像特效处理之素描、怀旧、光照、流年以及滤镜特效
[Python图像处理] 二十六.图像分类原理及基于KNN、朴素贝叶斯算法的图像分类案例
[Python图像处理] 二十七.OpenGL入门及绘制基本图形（一）
[Python图像处理] 二十八.OpenCV快速实现人脸检测及视频中的人脸

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一.MoviePy简介及安装

MoviePy是一个用于视频编辑的Python模块，包括切割、连接、标题插入、视频合成、非线性编辑，视频处理等功能，甚至可以用它增加一些自定义的高级的特效。此外，MoviePy可以读写绝大多数常见的音频和视频格式，包括GIF格式，并且可以在Windows / Mac / Linux上运行，这也以意味着，MoviePy项目可以部署到服务端，在服务端进行视频处理。该扩展包带有Python 2.7+和Python3版本，是一个视频编辑良好扩展包（ffmpeg亦推荐学习）。

下载地址：

• https://pypi.org/project/moviepy/

Github：

• https://github.com/Zulko/moviepy

本文主要通过MoviePy实现短视频的剪切和合并操作。随着自媒体公司频繁在各个平台进行视频搬运，对于视频原创性的要求越来越高，用MoviePy可以批量实现视频编辑，结合MoviePy的跨平台特性，可以实现在服务端视频采集，自动处理，发布的流水线作业。推荐ucsheep老师的部分文章：

• MoviePy - 中文文档(一个专业的python视频编辑库)教程

MoviePy安装如下图所示：

• pip install moviepy

常见错误
安装MoviePy运行代码如果报错缺少ImageMagick或decode转码错误，“This error can be due to the fact that ImageMagick is not installed on your computer”，这是需要安装ImageMagic可执行文件。ImageMagic是用在视频中填入文本信息的工具，需要单独下载exe程序安装。可以参考下面这篇文章解决。

• https://blog.csdn.net/weixin_42081389/article/details/104322629
• https://imagemagick.org/script/download.php#windows

安装过程注意勾选Install development headers and libraries for C and C++ 。

安装ImageMagick成功之后如下图所示：

接着修改MoviePy模块下的config_defaults.py文件，修改IMAGEMAGICK_BINARY值，改为刚刚安装ImageMagick的目录下。比如此时的安装目录，接着即可成功运行代码。

• C:\Program Files\ImageMagick-7.0.10-Q16-HDRI

import os

FFMPEG_BINARY = os.getenv('FFMPEG_BINARY', 'ffmpeg-imageio')
#IMAGEMAGICK_BINARY = os.getenv('IMAGEMAGICK_BINARY', 'auto-detect')

#修改为刚刚ImageMagic的安装路径
IMAGEMAGICK_BINARY = r"C:\Program Files\ImageMagick-7.0.10-Q16-HDRI\magick.exe"

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二.MoviePy基础用法

案例一：视频翻转
下面首先看一个简单的官方例子，它将视频翻转。

from moviepy.editor import *

#视频旋转180度
clip = VideoFileClip("cat01.mp4").rotate(180)

#The size of the clip, (width,heigth) in pixels
print(clip.size) #(720, 1280)

#播放视频
#clip.ipython_display(width=100)

#写入视频
clip.write_videofile("cat01_rotate.mp4")

输出结果如下图所示，成功将视频翻转，但是视频加载的时间较长。

案例二：自定义logo
再来看一个示例，它将在视频5s和10s之间的子剪辑屏幕中央添加一个标题，然后将结果写入一个新文件。

from moviepy.editor import *

#加载视频5-10片段
clip = VideoFileClip("cat02.mp4").subclip(5,10)
print(type(clip))

#降低音量x0.8
clip = clip.volumex(0.8)

#生成文本 自定义颜色字体
text = "CSDN Eastmount 2020"
txt_clip = TextClip(text, fontsize=70, font='Simhei', color='blue')

#屏幕中央显示5秒
txt_clip = txt_clip.set_position('center').set_duration(5)

#Overlay text on video
result = CompositeVideoClip([clip, txt_clip])

#写入文件
result.write_videofile("cat02_edited.mp4")

输出结果如下图所示，可以看到成功增加了水印“CSDN Eastmount 2020”。

进一步修改视频，可以实现随机时间、随机位置出现logo水印的功能，代码如下。

from moviepy.editor import *
import random

#加载视频5-10片段
video = VideoFileClip("cat03.mp4").subclip(5,10)
times = video.duration

#在不同位置出现4次
n = 4  
times_list = [i * (times / n) for i in range(n + 1)]
#[0.0, 1.25, 2.5, 3.75, 5.0]
print(times_list) 
logos = []

#生成文本 自定义颜色字体
for i in range(n):
    txt_clip = TextClip("CSDN Eastmount 2020", fontsize=50, font='Simhei', color='blue')

    #显示时间 位置
    txt_clip = (txt_clip.set_start(times_list[i]).set_end(times_list[i + 1])
                .set_pos((random.randint(0, video.w), random.randint(0, video.h))))
    logos.append(txt_clip)

#Overlay text on video
result = CompositeVideoClip([video, *logos])

#写入文件 mp4文件默认用libx264编码 比特率单位bps
result.write_videofile("cat03_edited.mp4", codec="libx264", bitrate="10000000")

输出结果如下图所示：

案例三：MoviePy作者官方实现电影字幕

• https://zulko.github.io/moviepy/examples/star_worms.html

import numpy as np

from moviepy.editor import *
from moviepy.video.tools.segmenting import findObjects

# WE CREATE THE TEXT THAT IS GOING TO MOVE, WE CENTER IT.
screensize = (720,460)
txtClip = TextClip('Cool effect',color='white', font="Amiri-Bold",
                   kerning = 5, fontsize=100)
cvc = CompositeVideoClip( [txtClip.set_pos('center')],
                        size=screensize)

# THE NEXT FOUR FUNCTIONS DEFINE FOUR WAYS OF MOVING THE LETTERS

# helper function
rotMatrix = lambda a: np.array( [[np.cos(a),np.sin(a)], 
                                 [-np.sin(a),np.cos(a)]] )

def vortex(screenpos,i,nletters):
    d = lambda t : 1.0/(0.3+t**8) #damping
    a = i*np.pi/ nletters # angle of the movement
    v = rotMatrix(a).dot([-1,0])
    if i%2 : v[1] = -v[1]
    return lambda t: screenpos+400*d(t)*rotMatrix(0.5*d(t)*a).dot(v)
    
def cascade(screenpos,i,nletters):
    v = np.array([0,-1])
    d = lambda t : 1 if t<0 else abs(np.sinc(t)/(1+t**4))
    return lambda t: screenpos+v*400*d(t-0.15*i)

def arrive(screenpos,i,nletters):
    v = np.array([-1,0])
    d = lambda t : max(0, 3-3*t)
    return lambda t: screenpos-400*v*d(t-0.2*i)
    
def vortexout(screenpos,i,nletters):
    d = lambda t : max(0,t) #damping
    a = i*np.pi/ nletters # angle of the movement
    v = rotMatrix(a).dot([-1,0])
    if i%2 : v[1] = -v[1]
    return lambda t: screenpos+400*d(t-0.1*i)*rotMatrix(-0.2*d(t)*a).dot(v)

# WE USE THE PLUGIN findObjects TO LOCATE AND SEPARATE EACH LETTER
letters = findObjects(cvc) # a list of ImageClips

# WE ANIMATE THE LETTERS
def moveLetters(letters, funcpos):
    return [ letter.set_pos(funcpos(letter.screenpos,i,len(letters)))
              for i,letter in enumerate(letters)]

clips = [ CompositeVideoClip( moveLetters(letters,funcpos),
                              size = screensize).subclip(0,5)
          for funcpos in [vortex, cascade, arrive, vortexout] ]

# WE CONCATENATE EVERYTHING AND WRITE TO A FILE
final_clip = concatenate_videoclips(clips)
final_clip.write_videofile('coolTextEffects.avi',fps=25,codec='mpeg4')

pip install scikit-image安装相关扩展包。

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三.MoviePy抖音短视频剪切

我们通常在看抖音短视频过程中，通常会下载视频，但视频最后有个抖音的logo，我们能否用Python剪切视频去除logo，再合成集合呢？比如将某个UP主的猫视频自动处理成集合。

假设文件夹中有5个抖音短视频，如下图所示：

完整代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-   
import os
from moviepy.editor import *

#递归获取文件名称
def file_name(file_dir):   
    L=[]   
    for root, dirs, files in os.walk(file_dir):  
        for file in files:  
            if os.path.splitext(file)[1] == '.mp4':  
                L.append(os.path.join(root, file))  
    return L 

#主函数
if __name__ == '__main__':
    filePath = 'vedio'
    file_list = file_name(filePath)

    k = 1
    for name in file_list:
        print(name)
        #获取视频总时间
        video = VideoFileClip(name)
        times = video.duration
        print(times)

        #剪切视频广告 省略最后4秒
        video = VideoFileClip(name).subclip(0,times-4)
        result = "save" + str(k) + ".mp4"
        video.write_videofile(result)
        k = k + 1

如果运行速度较慢，可以使用线程进行优化或ffmpeg开启GPU加速。输出结果如下图所示，成功将视频LOGO删除。

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四.MoviePy抖音短视频合并

案例一：视频常规合并
接着将视频合并生成合集，先给出一个最简单的代码，如下所示。

# -*- coding: utf-8 -*-   
import os
from moviepy.editor import *

#递归获取文件名称
def file_name(file_dir):   
    L=[]   
    for root, dirs, files in os.walk(file_dir):  
        for file in files:  
            if os.path.splitext(file)[1] == '.mp4':  
                L.append(os.path.join(root, file))  
    return L 

#主函数
if __name__ == '__main__':
    filePath = 'vedio'
    file_list = file_name(filePath)

    k = 1
    L = []
    for name in file_list:
        print(name)
        #获取视频总时间
        video = VideoFileClip(name)
        times = video.duration
        L.append(video)
        print(times)

    #视频合成 帧数大致就是24
    final_clip = concatenate_videoclips(L)
    final_clip.to_videofile('./final.mp4', fps= 24, remove_temp=True)

运行结果如下图所示：

其中 final.mp4 是最终生成的文件，fps是每秒钟传输的帧数，比如人眼一般一秒钟能看到的帧数大致就是 24，而程序最终会生成一个临时文件，remove_temp=True 指的就是将这个临时文件删除。

注意：在我的电脑上，如果一次性合成的文件数过多，程序会崩溃，并且速度是真的慢！！！花了24小时合并了5个小视频（1分7秒），泪奔~

案例二：视频预处理合并
同时，补充知乎“大坚果”老师读取视频文件合并的核心代码。

clip1 = VideoFileClip("1.flv").subclip(10,20) #读取视频，并截取10-20秒的内容
clip2 = VideoFileClip("2.webm").resize(0.60)  # 将视频画面尺寸缩小到60%
final_clip = concatenate_videoclips([clip1,clip2]) #视频合并
final_clip.write_videofile("hebing.mp4")

将多段视频以列表展现的形式显示

final_clip = clips_array([[clip1, clip2],[clip3, clip4]])

推荐CompositeVideoClips方法，可能比concatenate_videoclips、clips_array好用，它可选择起止位置，也可设置渐进切换。

video = CompositeVideoClip([clip1,                #starts at t=0
                            clip2.set_start(5),   #start at t=5s
                            clip3.set_start(9)])  #start at t=9s，fade-in 的形式转换
video = CompositeVideoClip([clip1,
                           clip2.set_pos((45,150)),
                           clip3.set_pos((90,100))])

案例三：多视频按规定合并
该案例也是MoviePy官方提供，这里参考ucsheep大佬的代码供大家学习，推荐大家去学习。

• https://zulko.github.io/moviepy/examples/compo_from_image.html
• https://blog.csdn.net/ucsheep/article/details/82787821

它需要按照我们指定的图片进行投影，注意是PNG透明图片。

这个特殊的合成任务要花费很长的时间，这里仅给出完整代码。

from moviepy.editor import *
from moviepy.video.tools.segmenting import findObjects
 
# 加载用来指定区域的图像
im = ImageClip("../../ultracompositing/motif.png")
 
# 加载这些区域返回一个ImageClip列表
regions = findObjects(im)

# 载入美国国家公园的7个clip
clips = [VideoFileClip(n, audio=False).subclip(18,22) for n in
     [ "../../videos/romo_0004.mov",
      "../../videos/apis-0001.mov",
      "../../videos/romo_0001.mov",
      "../../videos/elma_s0003.mov",
      "../../videos/elma_s0002.mov",
      "../../videos/calo-0007.mov",
      "../../videos/grsm_0005.mov"]]
 
# 把每一个clip都放置在对应的图片中的区域
comp_clips =  [c.resize(r.size)
                .set_mask(r.mask)
                .set_pos(r.screenpos)
               for c,r in zip(clips,regions)]
 
cc = CompositeVideoClip(comp_clips,im.size)
cc.resize(0.6).write_videofile("../../composition.mp4")

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五.总结

本篇文章主要讲解MoviePy视频编辑库基础知识，主要实现视频处理、视频剪切和视频拼接。但该扩展包也存在缺陷，速度非常慢。后续随着作者深入，希望能够分享更好的代码。希望这篇基础性文章对读者有一定帮助，也希望这些知识点为读者从事Python图像处理相关项目实践或科学研究提供一定基础。

2020年8月18新开的“娜璋AI安全之家”，主要围绕Python大数据分析、网络空间安全、人工智能、Web渗透及攻防技术进行讲解，同时分享CCF、SCI、南核北核论文的算法实现。娜璋之家会更加系统，并重构作者的所有文章，从零讲解Python和安全，写了近十年文章，真心想把自己所学所感所做分享出来，还请各位多多指教，真诚邀请您的关注！谢谢。

(By:Eastmount 2020-10-06 深夜10点夜于武汉 http://blog.csdn.net/eastmount/ )

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参考文献：
[1] https://pypi.org/project/moviepy/
[2] https://github.com/Zulko/moviepy
[3] MoviePy - 中文文档(一个专业的python视频编辑库)教程
[4] https://blog.csdn.net/weixin_42081389/article/details/104322629
[5] https://blog.csdn.net/SnailPace/article/details/107016442
[6] https://zhuanlan.zhihu.com/p/46341173
[7] https://www.jianshu.com/p/98a0c091c4bf
[8] https://blog.csdn.net/mp624183768/article/details/81434408
[9] https://zulko.github.io/moviepy/examples/moving_letters.html
[10] https://blog.csdn.net/weixin_43354181/article/details/104272789