如何在视频中提取关键帧？

在视频处理中，提取关键帧是一项常见的任务。下面将介绍如何基于FFmpeg和Python，结合OpenCV库来实现从视频中提取关键帧的功能。

实现思路

1. 使用FFmpeg获取视频的关键帧时间戳：FFmpeg是一个强大的视频处理工具，可以通过命令行获取视频中关键帧的时间戳信息。
2. 使用OpenCV根据时间戳提取关键帧：OpenCV是一个广泛使用的计算机视觉库，可以根据视频的时间戳读取相应的帧。

代码实现

import cv2
import subprocess
import re

def get_keyframe_timestamps(video_path):
    """
    使用FFmpeg获取视频中关键帧的时间戳
    :param video_path: 视频文件的路径
    :return: 关键帧的时间戳列表
    """
    # 构建FFmpeg命令
    command = [
        'ffmpeg',
        '-i', video_path,
        '-skip_frame', 'nokey',
        '-vsync', '0',
        '-frame_pts', '1',
        '-loglevel', 'verbose',
        '-f', 'image2',
        '-'
    ]
    try:
        # 执行FFmpeg命令并捕获输出
        result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, check=True)
        output = result.stderr
        # 使用正则表达式提取关键帧的时间戳
        timestamps = re.findall(r'pts_time:([\d.]+)', output)
        timestamps = [float(ts) for ts in timestamps]
        return timestamps
    except subprocess.CalledProcessError as e:
        print(f"FFmpeg命令执行出错: {e.stderr}")
        return []

def extract_keyframes(video_path, output_folder):
    """
    根据关键帧的时间戳提取关键帧并保存到指定文件夹
    :param video_path: 视频文件的路径
    :param output_folder: 保存关键帧的文件夹路径
    """
    # 打开视频文件
    cap = cv2.VideoCapture(video_path)
    if not cap.isOpened():
        print("无法打开视频文件")
        return
    # 获取关键帧的时间戳
    timestamps = get_keyframe_timestamps(video_path)
    for i, ts in enumerate(timestamps):
        # 设置视频的播放位置到关键帧的时间戳
        cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC, ts * 1000)
        ret, frame = cap.read()
        if ret:
            # 保存关键帧到指定文件夹
            output_path = f"{output_folder}/keyframe_{i}.jpg"
            cv2.imwrite(output_path, frame)
            print(f"保存关键帧 {output_path}")
    # 释放视频捕获对象
    cap.release()

if __name__ == "__main__":
    video_path = "your_video.mp4"  # 替换为实际的视频文件路径
    output_folder = "keyframes"  # 替换为实际的输出文件夹路径
    extract_keyframes(video_path, output_folder)

代码解释

1. get_keyframe_timestamps函数：

   • 使用FFmpeg命令获取视频中关键帧的时间戳信息。
   • 通过正则表达式从FFmpeg的输出中提取关键帧的时间戳。

2. extract_keyframes函数：

   • 打开视频文件。
   • 调用get_keyframe_timestamps函数获取关键帧的时间戳。
   • 根据时间戳设置视频的播放位置，并读取关键帧。
   • 将关键帧保存到指定的文件夹中。

使用方法

1. 确保已经安装了FFmpeg和OpenCV库。
2. 将代码中的video_path替换为实际的视频文件路径。
3. 将代码中的output_folder替换为实际的输出文件夹路径。
4. 运行代码，即可从视频中提取关键帧并保存到指定文件夹。

注意事项

• 请确保FFmpeg的可执行文件已经添加到系统的环境变量中，否则可能会出现命令执行失败的问题。
• 提取的关键帧将以keyframe_0.jpg, keyframe_1.jpg, … 的格式保存到指定的文件夹中。