OpenCV-Python學習筆記(2)----視頻讀寫操作

• 一些理解：

視頻文件可以看作是一幀一幀圖像文件的疊加，在時間尺度上觀察一幀一幀的圖像文件就得到了連續的視頻效果。這裏討論的視頻不包含相應的音頻。

對視頻文件的讀也即是從視頻文件中把圖像幀一幀一幀的讀出來(OpenCV的VideoCapture類的read方法)，至於你想幹什麼就看你 了。

比如你想做個視頻播放器，讀出來後就一幀一幀的顯示出來唄（先不討論視頻聲音的問題）。視頻播放的速度呢，如果你想播放的慢點，你在顯示兩幀圖像之間加個延時就行了。對於你在使用其他播放器時的加/減速播放的功能，我個人理解也是基於這個邏輯。如果兩幀之間不加延時，直接讀出來就做顯示你會發現視頻播放的很快。那可能會有人問了，這個視頻文件的原始正常速度是多少呢，我們可以通過VideoCapture類的get方法獲取到，也即是fps（Frames per second每秒鐘多少幀）。

讀出來一幀以後你也可以做點其他的事情，比如把這一幀轉化爲灰度圖，再通過VideoWriter類的write方法寫到視頻文件裏。這樣你就實現了一個把彩色視頻文件轉換爲黑白視頻的功能，某些視頻播放器裏的這些功能是不是也用的類似的方法呢。你也可以開發一個更牛逼的功能：把這一幀圖像運用一些圖像增強算法，然後再寫到視頻文件裏，這樣是不是就實現了一個畫質增強功能呢。

本文將給出兩個例子：

1）實現簡單的視頻文件讀取，然後以YUV顏色編碼保存視頻文件；

#!/usr/bin/env python3

import cv2

def test():
    # Construct an object of VideoCapture class.
    videoCapture = cv2.VideoCapture('vid.avi')

    # Get some porperty of the video file.
    fps = videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    size = (int(videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)),
            int(videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)))

    # Construct an object of VideoWriter class. In the class initial parameters,
    # the porperty of the output file have been configured.
    # The parameter of cv2.VideoWriter_fourcc('I', '4', '2', '0') will encode 
    # frames as YUV.
    videoWriter = cv2.VideoWriter('MyOutputVid.avi',
                            cv2.VideoWriter_fourcc('I', '4', '2', '0'),
                            fps,
                            size)

    # Read one frame.
    success, frame = videoCapture.read()

    # Print the original image property.
    print(frame.shape)
    print(frame.size)
    print(frame.dtype)

    # Then, convert the color image to gray image.
    img = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

    # Print the converted image property.
    print(img.shape)
    print(img.size)
    print(img.dtype)

    # Display the two different format image.
    cv2.imshow('color', frame)
    cv2.imshow('gray', img)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

    # Loop until there are no frames.
    while success:
        # Write current frame to MyOutputVid.avi file.
        videoWriter.write(frame)
        success, frame = videoCapture.read()

if __name__ == '__main__':
    test()

2）做一個簡單的視頻播放器（沒有聲音），同時具有將原視頻轉化爲黑白視頻的功能：

#!/usr/bin/env python3

import cv2

clicked = False

# Define the mouse callback function.
def onMouse(event, x, y, flags, param):
    global clicked
    if event == cv2.EVENT_LBUTTONUP:
        clicked = True

def test():
    # Construct the object of VideoCapture class.
    videoCapture = cv2.VideoCapture('vid.avi')

    # Get the fps and total frames of the video file.
    fps = videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    totalFrameNum = videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT)

    cv2.namedWindow('video show')

    # Regist the callback to system.
    cv2.setMouseCallback('video show', onMouse)

    print("Showing video. Click window or press any key to stop")

    success, frame = videoCapture.read()

    # Display the video.
    # The parameter of cv2.waitKey(int(1000/fps)) will config the delay
    # period of two frames.
    while success and cv2.waitKey(int(1000/fps)) == -1 and not clicked:
        # Convert the color frame to gray frame.
        frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        # Display the converted frame.
        cv2.imshow('video show', frame)
        success, frame = videoCapture.read()

    cv2.destroyWindow('video show')
    videoCapture.release()

if __name__ == '__main__':
    test()

其中cv2.waitKey(int(1000/fps)) == -1表明沒有按鍵被按下，否則waitKey將返回按下按鍵的ascii碼。由於fps表明每秒的幀數，則1000/fps就表示正常播放速度下兩幀的時間間隔。在這裏waitKey(int(1000/fps))同時具有了延時的功能，即waitKey將等待int(1000/fps)毫秒來等待用戶按鍵的動作。

• 本文重要函數解析cv2.cvtColor() ：

 其實就是看一下這個函數可以實現哪些圖像轉換功能啦，OpenCV官方文檔給出的解釋大概有150多種顏色空間的轉換，但是我們常用的一般是BGR  Gray 與  BGR  HSV的轉換，一個示例：

#!/usr/bin/env python3

import cv2

def test():
    img_BGR = cv2.imread('test.jpg')

    img_RGB = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2RGB)
    cv2.imshow('RGB', img_RGB)

    img_GRAY = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    cv2.imshow('GRAY', img_GRAY)

    img_HSV = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2HSV)
    cv2.imshow('HSV', img_HSV)

    img_YcrCb = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2YCrCb)
    cv2.imshow('YcrCb', img_YcrCb)

    img_HLS = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2HLS)
    cv2.imshow('HLS', img_HLS)

    img_XYZ = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2XYZ)
    cv2.imshow('XYZ', img_XYZ)

    img_LAB = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2LAB)
    cv2.imshow('LAB', img_LAB)

    img_YUV = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2YUV)
    cv2.imshow('YUV', img_YUV)

    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

if __name__ == '__main__':
    test()