python-OpenCV视频常规处理（六）

一、视频处理

opencv不仅能够处理图像，还能够处理视频，视频是由大量的图像构成的，这些图像是以固定的时间间隔从视频中获取的，这样就能够使得图像处理的方法对这些图像进行处理，进而达到处理视频的目的，要想处理视频，需要对视频就行读取，显示，保存等相关操作，为此，opencv提供了VideoCapture类和VideoWriter类的相关方法。

1、读取并显示摄像头视频

摄像头视频指的是从摄像头中实时读取到的视频，为了读取并显示摄像头视频，opencv提供了VideoCapture类的相关方法，这些方法包括摄像头的初始化方法，检验摄像头初始化是否成功的方法，从摄像头读取侦的方法，关闭摄像头的方法等。视频由大量的图像构成，把这些图像称为帧
VideoCapture类提供了构造方法VideoCapture(),用于完成摄像头的初始化工作。

capture = cv2.VideoCapture（index）

capture属性说明在文章最后

capture：要打开的摄像头
index：摄像头的设备索引

摄像头的数量及设备索引的先后顺序由操作系统决定，并且opencv没有提供查询摄像头数量及设备索引的方法。
当index的值为0时，表示要打开的是第一个摄像头，对于64位的windows10笔记本，当index的值为0时，表示要打开的笔记本内置摄像头。
capture=cv2.VideoCapture（0）
当index的值为1时，表示要打开的是第2个摄像头，对于64位的windows10笔记本，当index的值为1时，表示要打开的是一个连接笔记本的外置摄像头
capture=cv2.VideoCapture（1）
为了检验摄像头初始化是否成功，VideoCapture类提供了isOpened（）方法，isOpened（）方法语法：
retval=capture.isOpened()
retval：isOpened（）方法的返回值，如果摄像头初始化成功，retval值为True，否则，retval的值为False。
摄像头初始化后，就可以从摄像头中读取侦了，为此VideoCapture类提供了read（）方法，read（）方法的语法格式如下：retval，image = capture.read（）
retval：是否读取到侦，如果读取到侦，retval的值为True，否则，retval的值为False
image：读取到的侦，因为侦指的是构成视频的图像，所以可以把 “读取到的侦”理解为读取到的图像。
opencv在官网中特别强调，在不需要摄像头时，要关闭涉嫌头，为此，VideoCapture类提供了release()方法，capture.release（）。

我们读取并显示摄像头视频，那么如何对这个视频进行处理呢，其实，处理视频所用的方法与处理图像所用的方法时相同的。
举例子：读取笔记本摄像头视频，关闭笔记本内置摄像头，销毁显示摄像头视频的窗口并处理视频，将视频转灰度图像显示。

import cv2
capture = cv2.VideoCapture(0,cv2.CAP_DSHOW)
while(capture.isOpened()):
    retval, image = capture.read()
    image_gray = cv2.cvtColor(image,cv2.COLOR_BGR2GRAY)#转灰度图像
    if retval == True:
		cv2.namedWindow("grayVideo",0)#定义窗口名
		cv2.resizeWindow("grayVideo",420,300)#窗口大小
        cv2.imshow("grayVideo", image_gray)#显示窗口
        cv2.imshow("video", image)
    key= cv2.waitKey(1)
    if key == 32:
        break
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()

说明：

调整waitKey()方法中的参数值可以控制视频文件的播放速度，例如：当cv2.waitKey（1）时，视频文件的播放速度非常快，当cv2.waitKey（50）时，就能够减缓视频文件的播放速度

加上cv2.CAP_DSHOW 可以解决关闭笔记本内置摄像头时警告信息

 2、播放视频文件

1）VideoCapture类及其方法除了能够读取并显示摄像头视频外，还能读取并显示视频文件，当窗口根据视频文件的时长显示视频文件时，便实现了播放视频文件的效果，opencv中的VideoCapture类虽然支持各种格式的视频文件，但是在不同的操作系统中，可能不支持某种格式的视频文件，尽管如此，VideoCapture类能够在不同操作系统中支持后缀名为.avi的视频文件

video = cv2.VideoCapture("d:/openCVImage/video/fastyidong.mp4")

2）视频的暂停播放和继续播放
通过按键指令，在播放视频过程中，实现视频的暂停播放和继续播放
例：在播放视频过程中，当按下空格键时，暂停播放视频，当再次按下空格键时，继续播放视频，当按下esc时，关闭视频文件并销毁显示视频

import cv2
video = cv2.VideoCapture("d:/openCVImage/video/fastyidong.mp4")
frame_Num=1 #用于记录第几辐图像（第几帧），初始值为1 （即第一幅图像）
while video.isOpened():
    retval, image = video.read()
    cv2.namedWindow("video", 0)
    cv2.resizeWindow("video", 1024, 580)
    if retval == True:
        #当前视频播放到第几帧
        #cv2.putText(image,"frame:"+str(frame_Num),(0,50),cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,1,(0,0,255),2)
        #该帧对应着视频的第几秒
        #cv2.putText(image, "second:" + str(round(frame_Num / fps,2))+"s", (0, 100), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0, 0, 255), 2)
        cv2.imshow("video", image)
    else:
        break
    key = cv2.waitKey(10)# 循环等待用户输入，没有输入就继续循环10ms执行等待
    if key == 32:
        cv2.waitKey(0)#用户按空格键，暂停，无限等
        continue
    frame_Num+=1
    if key == 27:#按esc退出
        break
video.release()
cv2.destroyAllWindows()

3）获取视频文件的属性

在实际开发过程中，有时需要获取视频文件的属性，为此，VideoCapture类提供了get()方法，get()方法的语法格式为：

retval = cv2.VideoCapture.get(propId)
retval：获取到与propId对应的属性值
propId：视频文件的属性值，如下：
cv2.CAP_PROP_POS_MSEC 视频文件播放时的当前位置（单位：ms）
cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES 帧的索引，从0开始
cv2.CAP_PROP_POS_AVI_RATIO 视频文件的相对位置（0 表示开始播放，1表示结束播放）
cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH 视频文件的帧宽度
cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT 视频文件的帧高度
cv2.CAP_PROP_FPS 帧速率
cv2.CAP_PROP_FOURCC 用4个字符表示的视频编码格式
cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT 视频文件的帧数
cv2.CAP_PROP_FORMAT  retrieve()方法返回的Mat对象的格式
cv2.CAP_PROP_MODE 指示当前捕获模式的后端专用值
cv2.CAP_PROP_CONVERT_RGB 指示是否应将图像转为RGB
视频是由大量的，连续的图像构成的，把其中的每一幅图像称作一帧，帧数指的是视频文件中含有的图像的总数，帧数越多，视频播放时越流畅，在播放视频过程中，把每秒显示的图像的数量称作帧速率(FPS,单位：帧/s),帧宽度指得是图像在水平方向上含有的像素总数，帧高度指的是图像在垂直方向上含有的像素总数。

举例：显示帧数，帧速率，帧宽度，帧高度，动态显示视频文件属性值等。

import cv2
video = cv2.VideoCapture("d:/openCVImage/video/fastyidong.mp4")
msec=video.get(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC)#获取视频文件播放时的当前位置
frames=video.get(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES)#获取帧的索引，从0开始
ratio=video.get(cv2.CAP_PROP_POS_AVI_RATIO)#获取视频文件的相对位置，（0表示开始播放，1表示结束播放）
width=video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)#获取视频文件帧的宽度
height=video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)#获取视频文件帧的高度
fps=video.get(cv2.CAP_PROP_FPS)#侦速率
fourcc=video.get(cv2.CAP_PROP_FOURCC)#用4个字符表示视频编码格式
count=video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT)#视频文件的帧数
format=video.get(cv2.CAP_PROP_FORMAT)#retrieve()方法返回的Mat对象的格式
mode=video.get(cv2.CAP_PROP_MODE)#指示当前捕获模式的后端专用的值
rgb=video.get(cv2.CAP_PROP_CONVERT_RGB)#指示是否应该将图像转换为RGB
print("获取视频文件播放时的当前位置msec:",msec)
print("获取帧的索引，从0开始frames:",frames)
print("获取视频文件的相对位置，（0表示开始播放，1表示结束播放）ratio:",ratio)
print("获取视频文件帧的宽度width:",width)
print("获取视频文件帧的高度height:",height)
print("侦速率fps:",fps)
print("用4个字符表示视频编码格式fourcc:",fourcc)
print("视频文件的帧数count:",count)
print("retrieve()方法返回的Mat对象的格式format:",format)
print("指示当前捕获模式的后端专用的值mode:",mode)
print("指示是否应该将图像转换为RGB:",rgb)
frame_Num=1 #用于记录第几辐图像（第几帧），初始值为1 （即第一幅图像）
while video.isOpened():
    retval, image = video.read()
    cv2.namedWindow("video", 0)
    cv2.resizeWindow("video", 1024, 580)
    if retval == True:
        #当前视频播放到第几帧
        cv2.putText(image,"frame:"+str(frame_Num),(0,50),cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,1,(0,0,255),2)
        #该帧对应着视频的第几秒
        cv2.putText(image, "second:" + str(round(frame_Num / fps,2))+"s", (0, 100), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0, 0, 255), 2)
        cv2.imshow("video", image)
    else:
        break
    key = cv2.waitKey(10)# 循环等待用户输入，没有输入就继续循环10ms执行等待
    if key == 32:
        cv2.waitKey(0)
        continue

    frame_Num+=1
    if key == 27:
        break
video.release()
cv2.destroyAllWindows()

3、保存视频文件

在实际开发过程中，很多时候希望保持一段视频，为此，opencv提供了VideoWriter类

 1）VideoWriter类中的常用方法包括VideoWriter类的构造方法，write（）方法和release（）方法，其中VideoWriter类的构造方法用于创建VideoWriter类对象
=cv2.VideoWriter(filename,fourcc,fps,frameSize)
VideoWriter object :VideoWriter类对象
filename：保存视频时的路径
fourcc：用4个字节表示的视频编码格式
fps：帧速率
frameSize：每一帧的大小
在opencv中，使用cv2.VideoWriter_fourcc()来确定视频编码格式，常用的几个视频编码格式：
cv2.VideoWriter_fourcc('I','4','2','0') 未压缩的YUV颜色编码格式，兼容性好，但文件较大文件拓展名.avi
cv2.VideoWriter_fourcc('P','I','M','I') MPEG-1编码格式文件拓展名.avi
cv2.VideoWriter_fourcc('X','V','I','D') MPEG-4编码格式，视频文件的大小为平均值文件拓展名.avi
cv2.VideoWriter_fourcc('T','H','E','O') Ogg Vorbis 编码格式，兼容性差拓展名.ogv
cv2.VideoWriter_fourcc('F','L','V','I') Flash视频编码格式拓展名.flv
在windows操作系统下，fourcc的值为c.VideoWriter_fourcc('X','V','I','D')，帧速率为20，帧大小为640*480,保存一段视频代码：

fourcc = cv2.VideoWriter_forcc('X', 'V', 'I', 'D')
output = cv2.VideoWriter('output.avi', fourcc, 20, (640, 480))
output.write(frame) #frame 读取到的帧
output.release()

例：保存视频文件前10秒视频

import cv2
video = cv2.VideoCapture（“视频1.mp4”）
fps = video.get(cv2.CAP_PROP_FPS)#获取原视频文件的帧速
size = (int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)),int(video.get(cv2.CAP.PROP_FRAME_HEIGHT)))
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc('X','V','I','D')
output = cv2.VideoWriter("save.avi",fourcc, fps, size)# 保存的视频与原视频一样的帧速和帧大小
frame_Num=10*fps
while (video.isOpen() and frame_Num > 0)：
	   retval, frame = video.read()
	   if retval == TRUE:
	       output.write(frame)
	  frame_Num-=1
video.release()
output.release()

cv2.VideoCapture.get ()  的 （0-18）参数说明

cv2.VideoCapture.get(0)            视频文件的当前位置（播放）以毫秒为单位

cv2.VideoCapture.get(1)            基于以0开始的被捕获或解码的帧索引

cv2.VideoCapture.get(2)             视频文件的相对位置（播放）：0=电影开始，1=影片的结尾。

cv2.VideoCapture.get(3)            在视频流的帧的宽度

cv2.VideoCapture.get(4)            在视频流的帧的高度

cv2.VideoCapture.get(5)             帧速率

cv2.VideoCapture.get(6)              编解码的4字-字符代码

cv2.VideoCapture.get(7)              视频文件中的帧数

cv2.VideoCapture.get(8)               返回对象的格式

cv2.VideoCapture.get(9)               返回后端特定的值，该值指示当前捕获模式

cv2.VideoCapture.get(10)            图像的亮度(仅适用于照相机)

cv2.VideoCapture.get(11)             图像的对比度(仅适用于照相机)

cv2.VideoCapture.get(12)             图像的饱和度(仅适用于照相机)

cv2.VideoCapture.get(13)            色调图像(仅适用于照相机)

cv2.VideoCapture.get(14)             图像增益(仅适用于照相机)（Gain在摄影中表示白平衡提升）

cv2.VideoCapture.get(15)             曝光(仅适用于照相机)

cv2.VideoCapture.get(16)              指示是否应将图像转换为RGB布尔标志

cv2.VideoCapture.get(17)               × 暂时不支持

cv2.VideoCapture.get(18)               立体摄像机的矫正标注（目前只有DC1394 v.2.x后端支持这个功能）

 

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