pyQT 视频播放器（三） 实现视频截图、获取每一帧数据_如何获取视频每帧的观看量

背景

在 “PyQt5 实现视频播放器（二） ，详细版本 ，适合新手入门“
中已经想写的介绍了如何使用pyQT 自带的一些控件，实现简单的视频播放功能（例如播放、暂停、进度条跳转、声音控制、全屏播放等），通过评论区的交流，发现大家除了这些简单功能外，还有一个比较强烈的需求就是视频截图，所以下面就来实现一下视频截图功能

方法调研

在方法调研的前分享一下自己在遇到一个新问题的时候的“搜索方法”，希望能够起到抛砖引玉的作用。（有了正确的搜索方式，对于开发能少走弯路，提高效率）

1. 问题定义：这一步也容易也难，特别是工作之后会有更加深刻的体验，简单来说就是如何将你的需求/问题与实际程序实现逻辑进行对应，比如说想实现视频进度条展示，那么对应到具体的pyqt的开发中可能就是，如何使用qt的slider来展示qmediaplayer 播放的媒体进度。这就要求你能对需求/问题进行分解、对使用的程序逻辑/程序组件功能有充分的了解。有点啰嗦了，回归正题，问题定义为：
   “qt实现视频截图”、如何获取qt视频播放中的每一帧数据、“qt mediaplayer 截图 ”,
   会用英文更好： get frame data using QMediaPlayer
2. 搜索： pyQT作为QT的一个python版本接口使用方式，整体的资料虽然不如QT的多，但是QT的使用方式都能够在pyQT上使用，因此我在搜索的时候基本上都是不区分pyqt和QT的，比如这次搜索的时候就是查询qt 如何获取，参考的代码也都是QT的源码，改成python的时候只需要注意import 的位置、以及c++写法到python写法的切换即可。
3. 筛选：搜索到的方案比较多，大致可以归纳为如下几种：
   （1）使用“截屏”的方式来完成截图，我稍微尝试了一下发现对于qmediaplayer输出的widget无法截取到画面图像，另外即使截取到了也只是UI界面上大小原始原始图像的大小，因此放弃这个方案
   （2）qt + ffmpeg或qt + vlc或qt+ opencv 等进行视频解码播放，功能强大，能够比较方便的进行功能较复杂的图像处理需求，例如使用opencv可以对图像进行复杂的操作（识别、检测、画框）
   （3）QMediaPlayer + QAbstractVideoSurface，比较方便，转换的是QImage，可以获取每一帧数据。
   方案筛选上，由于我们只需要完成截图功能，而且之前用的就是Qmediaplayer,选方案二，能够最快速的实现这个功能。

详细代码说明

采用 QMediaPlayer + QAbstractVideoSurface 这个方案重点需要了解一下QAbstractVideoSurface 这个类，结合查询到的资料以及Assistant中的说明：QAbstractVideoSurface class is a base class for video presentation surfaces.
其中 [pure virtual] 的有两个函数：
（1）supportedPixelFormats() # 支持的视频解码后的数据格式
（2）present(const QVideoFrame &frame) # 获取视频解码的数据frame，进行展示
因此我们只需要新写一个类，继承这个抽象的QAbstractVideoSurface 类，然后重写里面的这个两个纯虚函方法，就能从present 输入的Frame中获取每一帧的数据。
如下：

from PyQt5.QtMultimedia import QAbstractVideoSurface, QVideoFrame, QAbstractVideoBuffer
from PyQt5.QtCore import pyqtSignal, QDateTime
from PyQt5.QtGui import QImage
class myVideoSurface(QAbstractVideoSurface):

    FinishGrab = pyqtSignal()  # 截图完成信号

    def __init__(self, parent=None):
        super(QAbstractVideoSurface, self).__init__(parent)

    def supportedPixelFormats(self, type=None):
        support_format = [
            QVideoFrame.Format_ARGB32,
            QVideoFrame.Format_ARGB32_Premultiplied,
            QVideoFrame.Format_ARGB8565_Premultiplied,
            QVideoFrame.Format_AYUV444,
            QVideoFrame.Format_AYUV444_Premultiplied,
            QVideoFrame.Format_BGR24,
            QVideoFrame.Format_BGR32,
            QVideoFrame.Format_BGR555,
            QVideoFrame.Format_BGR565,
            QVideoFrame.Format_BGRA32,
            QVideoFrame.Format_BGRA32_Premultiplied,
            QVideoFrame.Format_BGRA5658_Premultiplied,
            QVideoFrame.Format_CameraRaw,
            QVideoFrame.Format_IMC1,
            QVideoFrame.Format_IMC2,
            QVideoFrame.Format_IMC3,
            QVideoFrame.Format_IMC4,
            QVideoFrame.Format_Jpeg,
            QVideoFrame.Format_NV12,
            QVideoFrame.Format_NV21,
            QVideoFrame.Format_RGB24,
            QVideoFrame.Format_RGB32,
            QVideoFrame.Format_RGB555,
            QVideoFrame.Format_RGB565,
            QVideoFrame.Format_User,
            QVideoFrame.Format_UYVY,
            QVideoFrame.Format_Y16,
            QVideoFrame.Format_Y8 ,
            QVideoFrame.Format_YUV420P,
            QVideoFrame.Format_YUV444,
            QVideoFrame.Format_YUYV,
            QVideoFrame.Format_YV12,
        ]
        return support_format

    def present(self, frame: 'QVideoFrame'):
        print("width:{},heigth:{},format:{},start_time:{},endtime{}".format(
            frame.width(), frame.height(), frame.pixelFormat(), frame.startTime(), frame.endTime()
        ))
        if frame.isValid():
            frame.map(QAbstractVideoBuffer.ReadOnly)
            img = QImage(frame.bits(), frame.width(), frame.height(),
                         QVideoFrame.imageFormatFromPixelFormat(frame .pixelFormat()))
            grab_jpg = './'+QDateTime.currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh-mm-ss-zzz")+'.jpg'
            save_state = img.save(grab_jpg)
            print("截图状态："+str(save_state))
            frame.unmap()
            self.FinishGrab.emit()
            return True
        else:
            return False
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其中 supportedPixelFormats 中的支持的格式只要后面present中能够支持即可，由于我们并不是真的展示，在present中只是转成了QImage，然后完成截图。在这里有两种方案：
（1）使用present中每一帧数据进行展示（这里已经转成QImage图像数据了，接着想怎么画图都可以，然后图像展示就可以），这个方案的话就是图像转换比较耗时，可能会影响到播放的流畅度，如果不是每一帧图像都需要处理的话，不建议用这种方式
（2）播放然后采用“PyQt5 实现视频播放器（二） ，详细版本 ，适合新手入门“
中介绍的widget进行播放，只有需要截图的将player的输出切换到videosurface进行截图，截完图在切换回去，这种方式播放就是在截图的时候由于切换了player的输出因此会导致截图的时候视频界面会就“黑“一下（此时没有输出），
这里考虑到截图功能不是每一帧都需要截（由界面上得按钮触发），因此采用了方案（2）

最终效果

首先在原先 “PyQt5 实现视频播放器（二） ，详细版本 ，适合新手入门“中的界面基础上增加了一个截图按钮：

在视频播放的时候，点击截图按钮，会自动截取当前时刻的图片，由于只是demo（抛砖引玉的作用），因此图片会保存到demo所在的当前目录下面（保存的代码在present函数中）：

某张具体的截图如下：（获取到720x480的原始尺寸大小）

总结：

（1）基本完成视频截图的功能，如果需要复杂的功能可以在这个上面继续扩展（例如截图的列表展示、截图的帧号等）
（2）截图的时候已经能够获取每一帧的数据，那么对应的“画框”、图像检测、分类等等都可以在这个上面进行扩展
（3）完整的演示demo 已经打包上传到csdn上：
[https://download.csdn.net/download/u012552296/84553765]（demo中有视频和解码器，可以完整运行完整个demo，windows10 环境验证正常）(https://download.csdn.net/download/u012552296/84553765)
[https://download.csdn.net/download/u012552296/16184221] (https://download.csdn.net/download/u012552296/16184221)

参考资料

如果你想加载一篇你写过的.md文件，在上方工具栏可以选择导入功能进行对应扩展名的文件导入，
继续你的创作。
[1]How to save a frame using QMediaPlayer?
https://stackoverflow.com/questions/37724602/how-to-save-a-frame-using-qmediaplayer
[1]原来Qt从视频中获取每一帧数据如此简单: https://blog.csdn.net/jxbinwd/article/details/81034339