目标

学习如何读取视频、显示视频和保存视频。
学习如何从摄像头捕获视频并显示它。
你将学习以下函数：cv.VideoCapture(), cv.VideoWriter()

从摄像头捕获视频

通常，我们需要使用摄像头捕获实时流。 OpenCV 提供了一个非常简单的接口来做到这一点。让我们从摄像头捕获视频（我正在使用我笔记本电脑上的内置网络摄像头），将其转换为灰度视频并显示它。只是一个简单的入门任务。

要捕获视频，你需要创建一个 VideoCapture 对象。它的参数可以是设备索引或视频文件的名称。设备索引只是用于指定哪个摄像头的数字。通常会连接一个摄像头（就像我的情况一样）。所以我简单地传递 0（或 -1）。你可以通过传递 1 来选择第二个摄像头，依此类推。之后，你可以逐帧捕获。但最后，别忘了释放捕获。

import numpy as np
import cv2 as cv
 
cap = cv.VideoCapture(0)
if not cap.isOpened()
print("无法打开摄像头")
exit()
while True:
    # 逐帧捕获
ret, frame = cap.read()
 
    # 如果帧被正确读取，ret 为 True
    if not ret:
print("无法接收帧（流结束？）。 退出...")
        break
    # 在帧上的操作放在这里
gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)
    # 显示结果帧
    cv.imshow('frame', gray)
    if cv.waitKey(1) == ord('q'):
        break
 
# 完成所有操作后，释放捕获
cap.release()
cv.destroyAllWindows()

cap.read() 返回一个布尔值（True/False）。如果帧被正确读取，它将为 True。因此，你可以通过检查此返回值来检查视频的结尾。

有时，cap 可能没有初始化捕获。在这种情况下，此代码会显示错误。你可以使用 cap.isOpened() 方法检查它是否已初始化。如果它是 True，则表示正常。否则，使用 cap.open() 打开它。

你还可以使用 cap.get(propId) 方法访问此视频的一些功能，其中 propId 是一个从 0 到 18 的数字。每个数字表示视频的一个属性（如果它适用于该视频）。完整详细信息可以在这里看到：cv::VideoCapture::get()。其中一些值可以使用 cap.set(propId, value) 进行修改。 Value 是你想要的新值。

例如，我可以通过 cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH) 和 cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT) 检查帧的宽度和高度。默认情况下它给我 640x480。但是我想将其修改为 320x240。只需使用 ret = cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH,320) 和 ret = cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,240)。

注意: 如果你收到错误，请确保你的摄像头可以使用任何其他摄像头应用程序（如 Linux 中的 Cheese）正常工作。

播放视频文件

从文件播放视频与从摄像头捕获视频相同，只需将摄像头索引更改为视频文件名即可。此外，在显示帧时，使用适当的时间作为 cv.waitKey()。如果它太少，视频会非常快，如果它太高，视频会很慢（好吧，这就是你可以在慢动作中显示视频的方式）。在正常情况下，25 毫秒就可以了。

import numpy as np
import cv2 as cv
 
cap = cv.VideoCapture('vtest.avi')
 
while cap.isOpened():
ret, frame = cap.read()
 
    # 如果帧被正确读取，ret 为 True
    if not ret:
print("无法接收帧（流结束？）。 退出...")
        break
gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)
 
    cv.imshow('frame', gray)
    if cv.waitKey(1) == ord('q'):
        break
 
cap.release()
cv.destroyAllWindows()

注意: 确保安装了正确版本的 ffmpeg 或 gstreamer。有时使用视频捕获很麻烦，主要是由于错误安装 ffmpeg/gstreamer。

保存视频

因此，我们捕获视频并逐帧处理它，并且我们想要保存该视频。对于图像，它非常简单：只需使用 cv.imwrite()。在这里，需要更多的工作。

这次我们创建一个 VideoWriter 对象。我们应该指定输出文件名（例如：output.avi）。然后我们应该指定 FourCC 代码（详情见下一段）。然后应该传递每秒帧数 (fps) 和帧大小。最后一个是 isColor 标志。如果它是 True，则编码器期望彩色帧，否则它使用灰度帧。

FourCC 是一个 4 字节的代码，用于指定视频编解码器。可用代码的列表可以在 fourcc.org 中找到。它依赖于平台。以下编解码器对我来说工作正常。

在 Fedora 中：DIVX, XVID, MJPG, X264, WMV1, WMV2。（XVID 更可取。MJPG 导致大尺寸视频。X264 给出非常小尺寸的视频）
在 Windows 中：DIVX（更多需要测试和添加）
在 OSX 中：MJPG (.mp4), DIVX (.avi), X264 (.mkv)。

FourCC 代码作为 ‘cv.VideoWriter_fourcc('M’,'J','P','G')或者 cv.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')` 传递给 MJPG。

以下代码从摄像头捕获，在垂直方向翻转每一帧，并保存视频。

import numpy as np
import cv2 as cv
 
cap = cv.VideoCapture(0)
 
# 定义编解码器并创建 VideoWriter 对象
fourcc = cv.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv.VideoWriter('output.avi', fourcc, 20.0, (640, 480))
 
while cap.isOpened():
ret, frame = cap.read()
    if not ret:
print("无法接收帧（流结束？）。 退出...")
        break
frame = cv.flip(frame, 0)
 
    # 写入翻转的帧
out.write(frame)
 
    cv.imshow('frame', frame)
    if cv.waitKey(1) == ord('q'):
        break
 
# 如果作业完成，则释放所有内容
cap.release()
out.release()
cv.destroyAllWindows()