Python OpenCV 影像处理：读取、显示、储存影片_python opencv 展示视频

► 前言

本篇将介绍使用OpenCV Python撷取网路摄影机(webcam)的即时画面影像处理与显示，以及透过读取、显示和储存硬盘中的影片档案来实现影片操作。这将帮助大家了解如何使用OpenCV在影片上进行各种操作。

► OpenCV Python撷取网路摄影机

OpenCV首先建立了一个VideoCapture物件，指定了网路摄影机的索引，使用再透过 cap.isOpened() 来判断影片是否正常开启，正常开启会回传 True，失败则是 False。能够正常开启后进入一个无穷回圈，每次回圈透过函数read从摄影机中读取一帧影像，再于视窗上进行显示。其中还可以透过cap.get(propID): 获取影片的属性值以及cap.set(propID, value): 设置影片的属性值。

import cv2
# 使用网路摄影机的预设索引（通常为0）
camera_index = 0
# 建立VideoCapture物件，指定网路摄影机的索引
cap = cv2.VideoCapture(camera_index)
# 检查摄影机是否成功开启
if not cap.isOpened():
    print("无法开启摄影机")
    exit()
# 设定摄影机属性，例如帧宽度和帧高度
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)
# 获取摄影机属性值，例如帧宽度和帧高度
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
print("摄影机帧宽度:", width)
print("摄影机帧高度:", height)
while True:
    # 读取当前帧的影像
    ret, frame = cap.read()
    # 检查是否成功读取影像
    if not ret:
        print("无法读取影像")
        break
    # 显示当前帧的影像
    cv2.imshow("Webcam", frame)
    # 按下Esc键退出回圈
    if cv2.waitKey(1) == 27:
        break
# 释放摄影机资源并关闭视窗
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

► OpenCV Python 读取与显示影片

OpenCV读取影片只需要在cv2.VideoCapture中传入的参数从camera index 改为影片档案位置，(档案相对路径、绝对路径都可以)，就可以进行OpenCV 读取硬盘中的影片操作了。

import cv2
# 影片档案的路径
video_path = 'path/to/your/video/file.mp4'
# 建立VideoCapture物件，指定影片档案路径
cap = cv2.VideoCapture(video_path)
# 检查影片是否成功开启
if not cap.isOpened():
    print("无法开启影片档案")
    exit()
# 设定影片属性，例如帧宽度和帧高度
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)
# 获取影片属性值，例如帧宽度和帧高度
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
print("影片帧宽度:", width)
print("影片帧高度:", height)
while True:
    # 读取当前帧的影像
    ret, frame = cap.read()
    # 检查是否成功读取影像
    if not ret:
        print("影片读取完成或无法读取影像")
        break
    # 显示当前帧的影像
    cv2.imshow("Video Playback", frame)
    # 按下Esc键退出回圈
    if cv2.waitKey(1) == 27:
        break
# 释放影片资源并关闭视窗
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

► OpenCV Python 储存影片

OpenCV使用以下函数(cv2.VideoWriter) 将影像帧序列写入为影片档案，透过以下参数进行相关设定。

filename：指定储存的影片档案路径，例如 "output/video.mp4"。
fourcc：指定影片的编码方式，使用四个字符的代码。常见的几种编码方式包括：
MP4V：MP4编码（需要安装MPEG-4编码库）。
XVID：XVID编码（需要安装XVID编码库）。
MJPG：Motion-JPEG编码。
fps：指定影片的帧率（每秒的帧数），例如 30 表示每秒 30 帧。
frameSize：指定影片的帧尺寸，可以是 (width, height) 的元组或整数值。
isColor：指定是否要储存彩色影像。预设为True。

最后将上面的撷取网路摄影机与储存影片组合，就可以透过OpenCV进行影片的读取、显示与储存。

import cv2
# 设定网路摄影机索引，0表示第一个网路摄影机
camera_index = 0
# 建立VideoCapture物件，指定网路摄影机索引
cap = cv2.VideoCapture(camera_index)
# 设定影片的储存器
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')  # 使用MP4编码
output_path = 'path/to/save/output/video.mp4'
fps = 30  # 帧率
frame_width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
frame_height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
out = cv2.VideoWriter(output_path, fourcc, fps, (frame_width, frame_height))
while True:
    # 读取当前帧的影像
    ret, frame = cap.read()
    # 检查是否成功读取影像
    if not ret:
        print("无法读取影像")
        break
    # 显示当前帧的影像
    cv2.imshow("Camera", frame)
    # 储存当前帧的影像到输出影片
    out.write(frame)
    # 按下Esc键退出回圈
    if cv2.waitKey(1) == 27:
        break
# 释放资源并关闭视窗
cap.release()
out.release()
cv2.destroyAllWindows()​

►Q&A 

问题一：为甚么读取图像错误?

在读取图像时，如果指定的图像路径不正确，将无法读取图像。因此，要确保提供正确的路径和档案名称。建议采用全英文路径进行读取。

问题二：影像分辨率不正确

网路摄影机可能支援多种分辨率，但程式码中可能未正确设定所需的分辨率。确保程式码中的分辨率设定与摄影机的 支援分辨率相匹配，以获得正确的影像分辨率。

问题三：影像变形或畸变

网路摄影机可能具有广角或鱼眼镜头，这可能导致影像变形或畸变。在显示或储存影像之前， 你可能需要进行校正或去除畸变的处理。这可以通过适当的校正技术，如相机校正或鱼眼校正，来实现。

问题四：影片播放速度问题

在读取和显示影片时，可能会遇到播放速度不正确的问题，导致影片过快或过慢。这可能是由于设定的帧率不正确或影片本身的帧率不匹配所引起。 检查帧率设定，确保它与影片的实际帧率相符。

问题五：影片编码问题

在储存影片时，可能会遇到编码问题，导致储存的影片无法正常播放或读取。这可能是由于使用不支援的编码方式或编码参数设定不正确所引起。 确保选择适当的编码方式并正确设定编码参数，以确保储存的影片能够顺利播放和读取。

► 小结

透过以上讲解，搭配程式码进行范例讲解与Q&A进行问题解惑，相信各位对于OpenCV撷取网路摄影机的即时画面影像处理与显示，以及透过读取、显示和储存硬盘中的影片档案来实现影片操作能有更深刻的理解，期待下一篇博文吧！

►参考资料    

OpenCV - Open Computer Vision Library

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