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保存视频文件
在《OpenCV读取实时相机画面和视频文件》中我们已经介绍了如何读取视频文件,接下来我们将深入介绍与视频相关的基本概念(例如,fps、编解码器和视频文件格式等),然后将了解如何使用 cv2.VideoWriter 保存视频文件。
计算帧率(FPS)
FPS 是计算机视觉项目中的一个重要指标,该指标表示每秒处理的帧(画面)数,FPS 越高越好。但是,算法每秒应处理的帧数将取决于需要解决的特定问题。例如,如果算法需要跟踪和检测在街上行走的人,那么 15 FPS 可能就足够了。但是,如果是检测和跟踪高速公路上快速行驶的汽车,则可能需要 20-25 FPS。
因此,计算计算机视觉项目中的 FPS 指标非常重要。编写 read_camera_fps.py 以输出 FPS:
import cv2
import argparse
import time
capture = cv2.VideoCapture(0)
if capture.isOpened() is False:
print("Error opening the camera")
while capture.isOpened():
ret, frame = capture.read()
if ret is True:
processing_start = time.time()
cv2.imshow("Input frame from the camera", frame)
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv2.imshow('Grayscale input camera', gray_frame)
if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'):
break
processing_end = time.time()
processing_time_frame = processing_end - processing_start
print("FPS: {}".format(1.0 / processing_time_frame))
else:
break
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()
在上述示例脚本中,首先需要获取处理开始的时间:
processing_start = time.time()
然后,获取所有处理完成后的时间:
processing_end = time.time()
接下来,计算时间差:
processing_time_frame = processing_end - processing_start
最后,计算并打印 FPS:
print("FPS: {}".format(1.0 / processing_time_frame))
写入视频文件的流程
视频编码是一种用于压缩和解压缩数字视频的程序。具体而言,编解码器可用于将未压缩的视频转换为压缩后的视频,或者可用于将压缩的视频转换为未压缩的视频。压缩视频格式通常遵循视频压缩规范或视频编码格式的标准规范。OpenCV 提供了 FOURCC (一个 4 字节编码),用于指定视频编解码器,查看可用编码列表获取更多可用编码。应该注意的是:支持的编解码器是平台相关的,如果想使用特定的编解码器,则应该在系统上安装该编解码器。典型的编解码器包括 DIVX、XVID、X264 和 MJPG。
视频文件格式是一种用于存储数字视频数据的文件格式,典型的视频文件格式包括 AVI(*.avi)、MP4(*.mp4)、QuickTime(*.mov) 和 Windows Media Video(*.wmv)。 最后,应该考虑到视频文件格式和 FOURCC 之间需要进行正确的组合。 在 OpenCV 中创建视频文件时,必须考虑这些因素:
上图总结了在 OpenCV 中使用 cv2.VideoWriter() 创建视频文件时应考虑的主要因素。在创建的名为 video_example.avi 视频中,FOURCC 值为 XVID,视频文件格式为 AVI(*.avi),同时最后,应设置视频每一帧的 FPS 和尺寸。
脚本 write_video_file.py 演示如何创建视频文件:
# Import required packages
import cv2
import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("output_video_path", help="path to the video file to write")
args = parser.parse_args()
capture = cv2.VideoCapture(0)
frame_width = capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
frame_height = capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
fps = capture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out_gray = cv2.VideoWriter(args.output_video_path, fourcc, int(fps), (int(frame_width), int(frame_height)), False)
while capture.isOpened():
ret, frame = capture.read()
if ret:
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
out_gray.write(gray_frame)
cv2.imshow('gray', gray_frame)
if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
break
else:
break
capture.release()
out_gray.release()
cv2.destroyAllWindows()
在上例中,必需的参数是输出视频文件名(例如 video_example.avi):
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("output_video_path", help="path to the video file to write")
args = parser.parse_args()
从连接到计算机的第一台相机拍摄视频画面。因此,首先创建对象:
capture = cv2.VideoCapture(0)
接下来,从 capture 对象中获取一些关键属性(帧宽度、帧高度和 FPS),用于创建视频文件时使用:
frame_width = capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
frame_height = capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
fps = capture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
然后,使用四字节编码 FOURCC 指定视频编解码器,此处将编解码器定义为 XVID :
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc('X', 'V', 'I', 'D')
也可以使用以下方式指定视频编码器:
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
然后,使用与输入相机相同的属性创建 cv2.VideoWriter 对象 out_gray,cv2.VideoWriter 的最后一个参数值是 False 表示以灰度方式写入视频。如果我们想创建彩色视频,最后一个参数值为 True :
out_gray = cv2.VideoWriter(args.output_video_path, fourcc, int(fps), (int(frame_width), int(frame_height)), False)
使用 capture.read() 从 catpure 对象获取相机帧,每一帧都被转换成灰度并写入视频文件,如果按下 q 键,程序结束:
while capture.isOpened():
ret, frame = capture.read()
if ret:
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
out_gray.write(gray_frame)
cv2.imshow('gray', gray_frame)
if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
break
else:
break
最后,释放所有内容(包括 cv2.VideoCapture 和 cv2.VideWriter 对象,并销毁创建的窗口):
capture.release()
out_gray.release()
cv2.destroyAllWindows()
通过在命令行中执行以下命令,运行脚本:
python write_video_file.py video_example.avi
在工作目录下可以看到保存的灰度视频文件。