使用pyhon-opencv生成视频帧

任务

从摄像机捕获视频，获取视频的每一帧，并将其保存。链接: link

• 帧：视频其实是一系列图像，当一组图像播放得非常快时，我们的眼睛无法跟上图像的变化，在我们的大脑中，我们在图像中看到的物体似乎在移动，这被称为视频。组成视频的单个图像称为帧。当你非常快地浏览所有帧时，你就会得到视频。
• 每秒帧数 (fps)：每秒帧数或 fps，是指视频在一秒钟内播放的帧数。当我们说视频以 24fps 的速度播放时，这意味着播放该视频时，一秒钟内显示 24 帧。这意味着如果一段视频长 1 分钟，并以 24fps 播放，则视频播放器总共会播放 1440 帧！这就是视频文件比照片大的真正原因。

解决办法

• 导入opencv包，使用import cv2.

import cv2

• 使用cv2的VideoCapture()方法从设备的摄像头读取视频，并将其存储在名为cap的变量中，通常一个设备的camera index是0，如下：

cap = cv2.VideoCapture(0)

• 指定视频的四字符代码，四字符码通常缩写为fourcc，是一个4字节的序列，用于独立标示视频数据流格式。通常XVID代码最适合带有.mp4或.avi扩展名的视频，在此将定义fourcc代码并将其存储在名为fourcc的变量中。

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')

• 将设备摄像头拍摄的视频保存在一个名为output的的文件中，后缀为.avi，将文件名存储在名为file_name的变量中，还创建一个名为save并存储初始值‘frame1’的变量，创建一个名为c的变量，其初始值为2。稍后将会用变量save和c来保存从视频中获得的帧。

file_name = 'output'
save = 'frame 1'
c = 2

• 使用VideoWriter()方法，显示摄像头看到的内容，将表达式存储在一个名为output的变量中，需要传递文件名、fourcc、每秒显示的帧数和视频捕获窗口的大小(通常为640x480)，这里每秒生成24帧。

output = cv2.VideoWriter((file_name+, '.avi'), fourcc, 24.0, (640, 480))

• 读取相机正在拍摄的视频，使用迭代一个循环来生成帧，知道打开相机，使用Opencv的函数isOpened()，帮助我们检查相机是否打开。

while cap.isOpened():

• 接下来步骤都在while循环里，从设备的相机读取每一帧，需要2个变量res和frame。使用read()方法读取每一帧，获取的图像存储在frame中，状态存储在res中，变量res中存储True或Flase，指示帧是否已成功读取。

res, frame = cap.read()

• 设置条件语句，如果变量res不是True，那么显示一条错误消息并从循环中中断。如果没有获得帧，循环内的代码将不会被执行，循环之后的那一行将被执行。

if not res:
       print('Frame Cannot Be Received')
       break

• 翻转帧，因为相机通常会读取横向倒置的图像，类似于镜子中的图像，使用flip()方法翻转帧，该方法以图像和以度为单位的翻转角度作为参数。

frame = cv2.flip(frame, 90)

• 使用输出的write()方法和imshow()方法显示帧。其中字符串‘Frame’表示显示视频的窗口的名称是‘Frame’。

output.write(frame)
cv2.imshow('Frame', frame)

• 将每一帧保存在将要保存python文件的文件夹中，使用imwrite()方法，将帧以.png格式保存，由于需要保存多帧，实现逻辑如下：

cv2.imwrite(save+'.png', frame)
save = 'Frame' + str(c)
c = c+1

save的初始值为‘Frame 1’，第一帧存储为’Frame 1’。现在save的值变为‘Frame 2’，因为我们将c的值(最初等于2)与‘Frame’连接起来，然后将c的值加1，确保在下一次迭代中，save的值为‘Frame 2’，保存的图像为‘Frame 2.png’，c的新值为3，一直持续到按下字母‘x’在键盘上终止循环。

• 为了关闭视频窗口，需要检查键盘上是否按下了字母‘x’，通过检查当1作为参数传递时opencv的waitKey()函数的返回值是否等于当字符‘x’作为参数传递时的ord()函数的返回值来实现，这意味着当按下’x’时控件将跳出循环。实际上意味着如果在1毫秒内没有收到帧，或者如果按下字母’x’，则循环结束。

if cv2.waitKey(1) == ord('x'):
          break

• 程序的主逻辑现已完成，跳出循环并通过键入以下代码关闭所有内容。release()方法关闭所有打开的对象(本例中为cap和output)，destroyAllWindows()销毁或关闭所有已创建的窗口，这很重要，因为如果从终端运行代码，那么有时所有窗口都不会关闭，除非退出python代码。

cap.release()
output.release()
cv2.destroyAllWindows()

以上就是生成相机捕捉到的帧，以下时完整代码。

// An highlighted bloc
import cv2

# Accessing the camera 
cap = cv2.VideoCapture(0)

# Defining the codec and creating the VideoWriter object
fourcc = cv.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
file_name = 'output'
output = cv.VideoWriter((file_name+'.avi'), fourcc, 24.0, (640,  480))

# Defining the variables save and c
save = 'Frame1'
c = 2;
while cap.isOpened():

    res, frame = cap.read()
    if not res:
        print("Frame Cannot Be Received")
        break
    
    # Flipping the frame horizontally to get correct orientation
    frame = cv2.flip(frame, 90)

    # Displaying the current frame
    output.write(frame)
    cv2.imshow('Frame', frame)

    # Saving the frames
    cv2.imwrite(save+'.png', frame )
    save = "Frame"+ str(c)
    c = c+1

    # If no input is received for 1ms, or if the key 'x' is pressed, interpreter goes outside of the loop
    if cv2.waitKey(1) == ord('x'):
        break

# Releasing everything after coming out of loop
cap.release()
output.release()
cv2.destroyAllWindows()