本篇文章，將學習如何讀取視訊，顯示視訊和儲存視訊。分別學習從相機和視訊檔案中讀取視訊。主要學習類VideoCapture和類VideoWrter的使用。

環境：Windows 7（64）   python 3.6    opencv 3.4.2

一、視訊的讀取與顯示

1.1 瞭解類VideoCapture

對於視訊的讀取，OpenCV提供了介面VideoCapture。要想程式設計實現視訊的讀取與顯示，需要熟悉一下該類的建構函式和成員函式。類VideoCapture的兩個常見建構函式：

<VideoCaputrue object> = cv2.VideoCapture(filename)
 

功能：開啟視訊檔案。

引數filename：視訊檔名。

<VideoCaputrue object> = cv2.VideoCapture(index)

功能：開啟相機裝置

引數index：相機裝置ID，當只有一個相機時，給0即可。

VideoCapture常用到的成員函式：

retval =cv2.VideoCapture. isOpened()

功能：判斷視訊捕獲是否初始化成功。初始化成功返回true。之前呼叫過VideoCapture的建構函式或者VideoCapture::open()函式成功，就會返回true。

retval=cv2.VideoCapture.open(filename)/cv2.VideoCapture.open(index)
 

功能：開啟視訊檔案或者相機裝置進行視訊捕獲。

retval = cv2.VideoCapture.get(propId)

功能：得到相機/視訊檔案的各種屬性。propId常見取值如下:

cv2.CAP_PROP_POS_MSEC：視訊檔案的當前位置（ms）

cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES：從0開始索引幀，幀位置。

cv2.CAP_PROP_POS_AVI_RATIO：視訊檔案的相對位置（0表示開始，1表示結束）

cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH：視訊流的幀寬度。

cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT：視訊流的幀高度。

cv2.CAP_PROP_FPS：幀率

cv2.CAP_PROP_FOURCC：編解碼器四字元程式碼

cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT：視訊檔案的幀數

cv2.CAP_PROP_FORMAT： retrieve()返回的Mat物件的格式。

cv2.CAP_PROP_MODE：後端專用的值，指示當前捕獲模式

cv2.CAP_PROP_BRIGHTNESS：影象的亮度，僅適用於支援的相機

cv2.CAP_PROP_CONTRAST：影象對比度，僅適用於相機

cv2.CAP_PROP_SATURATION：影象飽和度，僅適用於相機

cv2.CAP_PROP_HUE：影象色調，僅適用於相機

cv2.CAP_PROP_GAIN：影象增益，僅適用於支援的相機

cv2.CAP_PROP_EXPOSURE：曝光，僅適用於支援的相機

cv2.CAP_PROP_CONVERT_RGB：布林標誌，指示是否應將影象轉換為RGB。

retval = cv2.VideoCapture.set(propId,value)

功能：設定屬性，第一個引數是選擇屬性型別，第二個引數是值。

retval,image= cv2.VideoCapture.read([,image])

功能：抓取，解碼並返回下一個視訊幀。返回值為true表明抓取成功。該函式是組合了grab()和retrieve()，這是最方便的方法。如果沒有幀，該函式返回false，並輸出空影象。

retval, image = cv2.VideoCapture.retrieve([, image[, flag]])

功能：解碼並返回抓取的視訊幀。

retval = cv2.VideoCapture.grab()

功能：從視訊檔案或相機中抓取下一幀。true為抓取成功。該函式主要用於多攝像頭時。

none = cv2.VideoCapture.release()

功能：關閉視訊檔案或相機裝置。

1.2 程式設計實現從相機中讀取並顯示視訊

很多時候我們需要從相機獲取實時視訊。本次相機選擇膝上型電腦內建的攝像頭，從中捕獲視訊並顯示它。首先實現捕獲一張圖片。基本思路是首先開啟相機，相機開啟成功後，捕獲一幀影象，然後顯示，最後記的關閉相機。程式碼如下：

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(0)#開啟相機

if cap.isOpened():#判斷相機是否開啟成功
    ret,frame = cap.read()#捕獲一幀影象
    #顯示3s
    cv2.imshow('frame',frame)
    cv2.waitKey(3000)

cap.release()#關閉相機
cv2.destroyAllWindows()#關閉視窗

可以發現，這與影象的讀取和顯示類似，只不過本次影象是從相機中捕獲的，捕獲是採用的是VideoCapture的成員函式read()。以上功能實現後，可以考慮視訊的讀取和顯示了，也就是連讀從相機中捕獲影象並顯示。在以上程式碼中加個迴圈即可，本次實現採用死迴圈，加了死迴圈就需要考慮怎麼退出迴圈，本次實現採用按鍵盤上的’q’鍵。程式碼如下：

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(0)#開啟相機

while(True):
    ret,frame = cap.read()#捕獲一幀影象
    cv2.imshow('frame',frame)
    #判斷按鍵，如果按鍵為q，退出迴圈
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

cap.release()#關閉相機
cv2.destroyAllWindows()#關閉視窗

以上功能程式設計實現很簡單，有興趣可以嘗試修改相機引數，如影象的大小等，思路是採用set()，也可以程式設計實現獲取相機引數。

1.3 程式設計實現從視訊檔案中讀取並顯示視訊

我們有時候也會從視訊檔案讀取視訊。它的程式設計實現和相機捕獲影象類似，將裝置號改為視訊檔名即可。但是在顯示時，我們需要加一定延遲，不然視訊播放過快。延遲設定正常是25ms。此外，前面採用的是死迴圈，視訊檔案是有長度的，讀取完畢後就應該退出，應該怎麼退出，前面是不是很好奇ret有什麼用，在這裡就用上了，可以用於判斷視訊檔案是否讀取完畢。。程式碼如下：

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(‘vtest.avi’)#開啟相機

while( True):
    ret,frame = cap.read()#捕獲一幀影象
    if ret:
        cv2.imshow('frame',frame)
        cv2.waitKey(25)
    else:
        break

cap.release()#關閉相機
cv2.destroyAllWindows()#關閉視窗

可以嘗試改變延時引數，讓視訊慢放或快放。此外有興趣可以考慮採用別的方式判斷視訊檔案是否讀取完了，思路是通過判斷frame是否為空。

二、儲存視訊

2.1 瞭解類VideoWriter

對於視訊的儲存，OpenCV提供了介面VideoWriter。要想程式設計實現儲存視訊，需要熟悉一下該類的建構函式和成員函式。

<VideoWriter object> = cv.VideoWriter( filename, fourcc, fps, frameSize[, isColor] )

引數：

filename：給要儲存的視訊起個名字

fourcc：指定視訊編解碼器的4位元組程式碼。

fps：幀率

frameSize：幀大小

isColor：如果為true，則視訊為彩色，否則為灰度視訊，預設為true

在此再介紹一下fourcc。它是用於壓縮幀的4字元編解碼器程式碼。如VideoWriter :: fourcc（'P'，'I'，'M'，'1'）是MPEG-1編解碼器，VideoWriter :: fourcc（'M'，'J'，'P'，'G '）是一個運動jpeg編解碼器等。要想詳細瞭解fourcc，可以百度搜索進行詳細的學習。

get()、set()、isOpened()、release()等和VideoCapture的成員函式類似，不坐贅述。介紹幾個新的成員函式：

retval = cv2.VideoWriter_fourcc( c1, c2, c3, c4 )

功能：將4字串接為fourcc程式碼。

None = cv.VideoWriter.write( image )

功能：將幀影象儲存為視訊檔案。

2.2 程式設計實現儲存視訊

很多時候我們捕獲視訊，並對其進行幀處理，希望儲存處理後的視訊。要想儲存視訊，首先當然是進行捕獲視訊，程式碼和前面一樣，本次實現儲存相機中捕獲的視訊。將視訊儲存，思路是首先建立VideoWriter類物件，需要指定一些引數，在windows下fourcc取值為DIVX，幀率一般給20，幀大小一般給640*480，建立物件後，採用write()函式儲存幀，儲存完後記得關閉VideoWriter類物件。所以程式碼如下：

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(0)#開啟相機

#建立VideoWriter類物件
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*’XVID’)
out = cv2.VideoWriter('output.avi',fourcc, 20.0, (640,480))

while(True):
    ret,frame = cap.read()#捕獲一幀影象
    out.write(frame)#儲存幀
    cv2.imshow('frame',frame)#顯示幀
    #判斷按鍵，如果按鍵為q，退出迴圈
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

cap.release()#關閉相機
out.release()
cv2.destroyAllWindows()#關閉視窗

該行程式碼fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*’XVID’)可以改為fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(’X’,’V’,’I’,’D’)，他們是一樣的。有興趣可以考慮對每幀畫面進行一個簡單處理後再儲存。

三、總結

本次學習瞭如何從相機或視訊檔案中讀取，顯示並儲存視訊。主要學了兩個類：VideoCapture和VideoWriter。