OpenCV读取实时相机画面和视频文件

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读取相机画面和视频文件

在某些需要实时计算机视觉项目中，必须捕捉实时相机画面(例如，使用笔记本电脑的摄像头或监控摄像机捕捉画面)。在 OpenCV 中，使用 cv2.VideoCapture 作为从不同来源捕获视频的类，例如图像序列、视频文件和相机。

读取相机画面

编写 read_camera.py 用于从连接到计算机的相机读取画面。首先看下完整程序，然后再进行详细解释：

import cv2 import argparse parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument("index_camera", help="index of the camera to read from", type=int) args = parser.parse_args() capture = cv2.VideoCapture(args.index_camera) if capture.isOpened()is False: print("Error opening the camera") while capture.isOpened(): ret, frame = capture.read() if ret is True: 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 else: break capture.release() cv2.destroyAllWindows() 复制代码

cv2.VideoCapture 所必需的参数是 index_camera，它指示要读取的相机的索引。如果有一个摄像头连接到计算机，则它的索引为 0 ，如果有第二台摄像头，可以通过传递参数值 1 来选择它，以此类推；需要注意的是，该参数的类型是 int 。

parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument("index_camera", help="index of the camera to read from", type=int) args = parser.parse_args() 复制代码

使用 cv2.VideoCapture 的第一步是创建一个要使用的对象 capture：

capture = cv2.VideoCapture(args.index_camera) 复制代码

如果 index_camera 为 0，则相当于调用 cv2.VideoCapture(0) 。为了检查连接是否已正确建立，需要使用 capture.isOpened() 方法，如果无法建立连接，该方法返回 False；如果正确初始化，则此方法返回 True。

要从相机逐帧捕获画面，需要调用 capture.read() 方法，该方法从相机返回帧；同时还将返回一个布尔值，此布尔值指示是否已从 capture 对象正确读取帧。

while capture.isOpened(): # 逐帧获取相机画面 ret, frame = capture.read() if ret is True: # 显示捕获的帧画面 cv2.imshow('Input frame from the camera', frame) 复制代码

获取的相机帧画面与 OpenCV 读取的图像具有相同的结构，因此可以像处理图像一样处理它。例如，要将帧画面转换为灰度：

# 将从相机捕获的帧转换为灰度图像 gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 显示灰度帧图像 cv2.imshow('Grayscale input camera', gray_frame) 复制代码

接下来，实现按下 q 键退出程序的功能，ord('q') 返回 q 字符对应的 8 位 ASCII 值，而 cv2.waitKey() 与 0xFF 的按位与 (&) 运算用于仅获取 cv2.waitKey() 的最后 8 位。因此，可以对这两个值进行比较，如果相等则退出程序：

# 按下 q 键可退出程序执行 if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'): break 复制代码

最后，释放所有内容 (cv2.VideoCapture，并销毁创建的窗口)：

capture.release() cv2.destroyAllWindows() 复制代码

通过在命令行中执行以下命令，运行脚本：

python read_camera.py 0 复制代码

可以看到运行结果显示了相机获取的实时画面：

获取相机画面

访问捕获画面对象的属性

可以使用 capture.get(property_identifier) 访问 capture 对象的某些属性，例如帧宽度、帧高度和每秒帧数 (Frames Per Second, FPS)。如果调用不受支持的属性，则返回值将为 0：

import cv2 capture = cv2.VideoCapture(0) # 获取 VideoCapture 的属性 (frame width, frame height and frames per second (fps)): 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) # 打印属性值 print("CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH: '{}'".format(frame_width)) print("CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT : '{}'".format(frame_height)) print("CAP_PROP_FPS : '{}'".format(fps)) # Check if camera opened successfully if capture.isOpened()is False: print("Error opening the camera") while capture.isOpened(): ret, frame = capture.read() if ret is True: cv2.imshow('Input frame from the camera', frame) if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'): break else: break capture.release() cv2.destroyAllWindows() 复制代码

执行此脚本将会打印如下属性信息：

CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH: '640.0' CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT : '480.0' CAP_PROP_FPS : '30.0' 复制代码保存相机画面

可以修改前面的示例以在处理流程中添加其他的功能。例如，我们可能想将一些关键的感兴趣帧保存到磁盘中。在以下示例 read_camera_capture.py 中，将添加此示例功能，当按下键盘上的 c 键时，将当前帧保存到磁盘(同时保存 BGR 和灰度帧)：

import cv2 import argparse capture = cv2.VideoCapture(0) if capture.isOpened() is False: print("Error opening the camera") frame_index = 0 while capture.isOpened(): ret, frame = capture.read() if ret is True: gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 保存相机画面 if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('c'): frame_name = "camera_frame_{}.png".format(frame_index) gray_frame_name = "grayscale_camera_frame_{}.png".format(frame_index) # 将当前帧保存到磁盘(同时保存 BGR 和灰度帧) cv2.imwrite(frame_name, frame) cv2.imwrite(gray_frame_name, gray_frame) frame_index += 1 if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'): break else: break capture.release() cv2.destroyAllWindows() 复制代码

当按下 c 键时，首先构造两个文件名；然后，将两个图像保存到磁盘；最后，frame_index 递增，以便为保存下一帧做好准备。

读取视频文件

cv2.VideoCapture 也可以用于读取视频文件，要读取视频文件，应在创建 cv2.VideoCapture 对象时提供视频文件的路径，编写 read_video_file.py 脚本：

import cv2 import argparse parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument("video_path", help="path to the video file") args = parser.parse_args() capture = cv2.VideoCapture(args.video_path) if capture.isOpened() is False: print("Error opening the video file!") while capture.isOpened(): ret, frame = capture.read() if ret is True: cv2.imshow('Original frame from the video file', frame) gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) cv2.imshow('Grayscale frame', gray_frame) if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'): break else: break capture.release() cv2.destroyAllWindows() 复制代码

通过在命令行中执行以下命令，运行脚本：

python read_video_file.py xinlingqilv.mp4 复制代码

可以看到运行结果开始播放视频文件：

在这里插入图片描述