用Python通过摄像头进行视频录制

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用Python通过摄像头进行视频录制

一、引言

要实现摄像头录播摄像信息，通过Python有很多种实现方式，老猿在此介绍的是OpenCV-Python的实现方式。

很多人都知道OpenCV是个图像处理软件，但其实OpenCV也是可以处理视频的，因为视频是一帧帧图像构成的，OpenCV通过VideoCapture类可以实现视频文件或摄像头信息读取，通过VideoWriter可以写入视频。

二、VideoCapture读取视频

VideoCapture既支持从视频文件(.avi ， .mpg格式)读取，也支持直接从摄像机(比如电脑自带摄像头)中读取。VideoCapture是一个类，要想获取视频需要先创建一个VideoCapture对象，VideoCapture对象的创建方式有以下三种：

• VideoCapture(deviceIndex，apiPreference = CAP_ANY)：打开摄像头捕获视频。deviceIndex为摄像头序列号，打开缺省摄像头传0，apiPreference 为VideoCapture API后端标识符，老猿没有仔细研究，用缺省值即可
• VideoCapture(filename，apiPreference = CAP_ANY)：打开filename指定的视频文件
• VideoCapture（）：创建一个对象，但没有确认捕获数据来源，需要通过VideoCapture其他方法来确认捕获数据来源

更多VideoCapture的内容请参考《opencv学习—VideoCapture 类基础知识》。

三、VideoWriter写入视频

VideoWriter是个视频写入类，用于将一帧帧图像写入视频文件中。VideoWriter共有五个构造方法，在本文重点推荐如下构造方法：

VideoWriter（filename, fourcc, fps,  frameSize, bool isColor = True)

相关参数分别为视频文件名、视频编码格式、帧率、视频帧大小、是否彩色。

视频编码格式参数fourcc相关取值及含义主要有如下：

CV_FOURCC('I','4','2','0') ：未压缩的YUV编码，4:2:0色度子采样。这种编码广泛兼容，但会产生大文件。文件扩展名应为.avi
CV_FOURCC('P','I','M','1') ：MPEG-1编码。文件扩展名应为.avi。
CV_FOURCC('X','V','I','D') ：相对较旧的MPEG-4编码。如果要限制结果视频的大小，这是一个很好的选择。文件扩展名应为.avi。
CV_FOURCC('M','P','4','V') ：另一个相对较旧的MPEG-4编码。如果要限制结果视频的大小，这是一个很好的选择。文件扩展名应为.mp4
CV_FOURCC('X','2','6','4'): 一种比较新的MPEG-4编码方式。如果你想限制结果视频的大小，这可能是最好的选择。文件扩展名应为.mp4
CV_FOURCC('F','L','V','1') ：此选项为Flash视频。文件扩展名应为.flv

以上表达方式结合Python函数的分配参数功能，可以将4个字母用分配参数（调用函数传递实参时使用星号来传递多个参数，相关介绍请参考《python基础教程 https://blog.csdn.net/laoyuanpython/category_9831699.html》的《 第5.3节 详说Python风格的函数分配参数 https://blog.csdn.net/LaoYuanPython/article/details/90670154》）的形参方式表示，如：CV_FOURCC('X','V','I','D')可以写成CV_FOURCC(*'XVID')

四、捕获摄像头输入写入视频文件的代码案例

下面的代码打开缺省摄像头捕获视频，并将捕获内容显示为窗口视频，并写入视频文件中保存，按q终止退出：

import cv2 

def captureVideoFromCamera():
    cap = cv2.VideoCapture(0,cv2.CAP_DSHOW)
    WIDTH = 1920
    HEIGHT = 1920
    FILENAME = r'f:\video\myvideo.avi'

    FPS = 24
    cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 24)
    # 建议使用XVID编码,图像质量和文件大小比较都兼顾的方案
    fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')

    out = cv2.VideoWriter(FILENAME, fourcc=fourcc, fps=FPS,frameSize=(WIDTH,HEIGHT))

    if not cap.isOpened():
        print("Cannot open camera")
        exit()
    while True:
        # 逐帧捕获
        ret, frame = cap.read()
        # 如果正确读取帧，ret为True
        if not ret:
            print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")
            break
        frame = cv2.flip(frame, 1)  # 水平翻转
        ret = out.write(frame)
        gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        # 显示结果帧e
        cv2.imshow('frame', frame)
        if cv2.waitKey(1) == ord('q'):  break
    # 完成所有操作后，释放捕获器
    out.release()
    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()

captureVideoFromCamera()

五、小结

本文介绍了使用OpenCV-Python操作视频的方案，介绍了视频读取和写入类的构造方法，并提供了一个读取摄像头视频写入视频文件的方法，有助于大家理解OpenCV-Python的视频操作相关方法。但需要强调的是，OpenCV是一个强大的计算机图像处理库，而不是视频流编码器或者解码器，它的长项不在于此，只是提供了这种能力而已，如果要针对多媒体文件做复杂的处理，推荐的还是 FFMEPG 或Moviepy库。

各位大神，你用程序实现过视频录播吗？有什么更简单的方法吗？另外说OpenCV这种方式生成的视频文件限制文件大小为2G，老猿没有验证过，不知是否有大神愿意指教。

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更多图像处理的介绍请参考专栏《OpenCV-Python图形图像处理 https://blog.csdn.net/laoyuanpython/category_9979286.html》和《https://blog.csdn.net/laoyuanpython/category_10581071.html OpenCV-Python初学者疑难问题集》相关文章。

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