在OpenCV中读写视频与读写图像非常相似。视频就是一系列通常被称为帧的图像。所以，你需要做的就是循环播放视频序列中的所有帧，然后一次处理一帧。在这篇文章中，我们将演示如何从一个文件、一个图像序列和一个网络摄像头读取、显示和写入视频。我们还将研究流程中可能发生的一些错误，并帮助理解如何解决这些错误。

让我们先看一下读取视频文件的代码示例。它本质上包含了从磁盘读取视频并显示它的功能。随着您的深入，我们将详细讨论这个实现中使用的函数。

Python

import cv2 # Create a video capture object, in this case we are reading the video from a file
vid_capture = cv2.VideoCapture('Resources/Cars.mp4')if (vid_capture.isOpened() == False):print("Error opening the video file")
# Read fps and frame count
else:# Get frame rate information# You can replace 5 with CAP_PROP_FPS as well, they are enumerationsfps = vid_capture.get(5)print('Frames per second : ', fps,'FPS')# Get frame count# You can replace 7 with CAP_PROP_FRAME_COUNT as well, they are enumerationsframe_count = vid_capture.get(7)print('Frame count : ', frame_count)while(vid_capture.isOpened()):# vid_capture.read() methods returns a tuple, first element is a bool # and the second is frameret, frame = vid_capture.read()if ret == True:cv2.imshow('Frame',frame)# 20 is in milliseconds, try to increase the value, say 50 and observekey = cv2.waitKey(20)if key == ord('q'):breakelse:break# Release the video capture object
vid_capture.release()
cv2.destroyAllWindows()

C++

// Include Libraries
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<iostream>// Namespace to nullify use of cv::function(); syntax
using namespace std;
using namespace cv;int main()
{// initialize a video capture objectVideoCapture vid_capture("Resources/Cars.mp4");// Print error message if the stream is invalidif (!vid_capture.isOpened()){cout << "Error opening video stream or file" << endl;}else{// Obtain fps and frame count by get() method and print// You can replace 5 with CAP_PROP_FPS as well, they are enumerationsint fps = vid_capture.get(5);cout << "Frames per second :" << fps;// Obtain frame_count using opencv built in frame count reading method// You can replace 7 with CAP_PROP_FRAME_COUNT as well, they are enumerationsint frame_count = vid_capture.get(7);cout << "  Frame count :" << frame_count;}// Read the frames to the last framewhile (vid_capture.isOpened()){// Initialise frame matrixMat frame;// Initialize a boolean to check if frames are there or notbool isSuccess = vid_capture.read(frame);// If frames are present, show itif(isSuccess == true){//display framesimshow("Frame", frame);}// If frames are not there, close itif (isSuccess == false){cout << "Video camera is disconnected" << endl;break;}//wait 20 ms between successive frames and break the loop if key q is pressedint key = waitKey(20);if (key == 'q'){cout << "q key is pressed by the user. Stopping the video" << endl;break;}}// Release the video capture objectvid_capture.release();destroyAllWindows();return 0;
}

以下是我们将在这篇博文中讨论的OpenCV视频I/O的主要功能:

• cv2.videoccapture—创建一个视频捕获对象，它将帮助流或显示视频。
• cv2.VideoWriter -将输出的视频保存到一个目录中。
• 此外，我们还讨论了其他需要的函数，如cv2.imshow()， cv2.waitKey()和get()方法，用于读取视频元数据，如帧高度，宽度，帧数等。

在这个例子中，你将读取上面的视频(’ Cars.mp4 ')并显示它

现在让我们从它开始。

首先，我们导入OpenCV库。请注意，对于c++，你通常会使用cv::function()，但因为我们选择使用cv命名空间(使用cv命名空间)，所以我们可以直接访问OpenCV函数，而不需要在函数名前添加cv::。

C++

// Include Libraries
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<iostream>
using namespace std;
using namespace cv;

从文件中读取视频

面的代码块使用VideoCapture()类来创建VideoCapture对象，然后我们将使用它来读取视频文件。使用这个类的语法如下所示:

VideoCapture(path, apiPreference)

第一个参数是视频文件的文件名/路径。第二个参数是一个可选参数，指示API首选项。与这个可选参数相关的一些选项将在下面进一步讨论。要了解更多关于apiPreference，请访问官方文档链接videocaptureapi。

Python

# Create a video capture object, in this case we are reading the video from a file
vid_capture = cv2.VideoCapture('Resources/Cars.mp4')

C++

# Create a video capture object, in this case we are reading the video from a file
VideoCapture vid_capture("Resources/Cars.mp4");

现在我们有了一个视频捕获对象，我们可以使用isopen()方法来确认视频文件已成功打开。isopen()方法返回一个布尔值，指示视频流是否有效。否则，您将得到一条错误消息。错误消息可以包含许多内容。其中之一就是整个视频都损坏了，或者一些帧损坏了。假设视频文件已成功打开，我们可以使用get()方法检索与视频流相关联的重要元数据。请注意，此方法不适用于网络摄像机。get()方法从这里记录的选项枚举列表中获取一个参数。在下面的例子中，我们提供了数值5和7，它们对应于帧速率(CAP_PROP_FPS)和帧计数(CAP_PROP_FRAME_COUNT)。可以提供数值或名称。

Python

if (vid_capture.isOpened() == False):print("Error opening the video file")
else:# Get frame rate informationfps = int(vid_capture.get(5))print("Frame Rate : ",fps,"frames per second")	# Get frame countframe_count = vid_capture.get(7)print("Frame count : ", frame_count)

C++

if (!vid_capture.isOpened()){cout << "Error opening video stream or file" << endl;}
else{// Obtain fps and frame count by get() method and printint fps = vid_capture.get(5):cout << "Frames per second :" << fps;frame_count = vid_capture.get(7);cout << "Frame count :" << frame_count;}

在获取与视频文件相关联的所需元数据之后，我们现在就可以从文件中读取每个图像帧了。这是通过创建一个循环并使用vid_capture.read()方法从视频流中每次读取一帧来实现的。

vid_capture.read()方法返回一个元组，其中第一个元素是布尔值，下一个元素是实际的视频帧。当第一个元素为True时，它表示视频流包含一个要读取的帧。

如果有要读取的帧，那么可以使用imshow()在窗口中显示当前帧，否则退出循环。注意，您还使用waitKey()函数在视频帧之间暂停20毫秒。调用waitKey()函数可以监视键盘以获取用户输入。例如，在本例中，如果用户按下' q '键，则退出循环。

Python

while(vid_capture.isOpened()):# vCapture.read() methods returns a tuple, first element is a bool # and the second is frameret, frame = vid_capture.read()if ret == True:cv2.imshow('Frame',frame)k = cv2.waitKey(20)# 113 is ASCII code for q keyif k == 113:breakelse:break

C++

while (vid_capture.isOpened())
{// Initialize frame matrixMat frame;// Initialize a boolean to check if frames are there or notbool isSuccess = vid_capture.read(frame);// If frames are present, show itif(isSuccess == true){//display framesimshow("Frame", frame);}// If frames are not there, close itif (isSuccess == false){cout << "Video camera is disconnected" << endl;break;}        
//wait 20 ms between successive frames and break the loop if key q is pressedint key = waitKey(20);if (key == 'q'){cout << "q key is pressed by the user. Stopping the video" << endl;break;}}

一旦视频流被完全处理或用户提前退出循环，你释放视频捕获对象(vid_capture)并关闭窗口，使用以下代码:

Python

# Release the objects
vid_capture.release()
cv2.destroyAllWindows()

C++

// Release video capture object
vid_capture.release();
destroyAllWindows();

读取图像序列

处理来自图像序列的图像帧与处理来自视频流的图像帧非常相似。只需指定正在读取的图像文件。

在下面的例子中，

• 继续使用视频捕获对象
• 但是，您只需指定一个图像序列，而不是指定一个视频文件
  • 使用下面所示的符号(Cars%04d.jpg)，其中%04d表示四位数序列命名约定(例如Cars0001.jpg、Cars0002.jpg、Cars0003.jpg等)。
  • 如果您指定了" Race_Cars_%02d.jpg "，那么您将查找的文件的形式:

(Race_Cars_01.jpg, Race_Cars_02.jpg, Race_Cars_03.jpg, etc…). 

第一个示例中描述的所有其他代码都是相同的。
Python

vid_capture = cv2.VideoCapture('Resources/Image_sequence/Cars%04d.jpg')

C++

VideoCapture vid_capture("Resources/Image_sequence/Cars%04d.jpg");

从摄像头读取视频

从网络摄像机读取视频流也非常类似于上面讨论的例子。那怎么可能?这都要感谢OpenCV中视频捕获类的灵活性，它有几个方便接受不同输入参数的重载函数。不需要为视频文件或图像序列指定源位置，只需给出一个视频捕获设备索引，如下所示。

• 如果你的系统有一个内置的网络摄像头，那么摄像头的设备索引将是“0”。
• 如果你有多个摄像头连接到你的系统，那么与每个额外摄像头相关联的设备索引将递增(例如1、2、3等)。

Python

vid_capture = cv2.VideoCapture(0, cv2.CAP_DSHOW)

C++

VideoCapture vid_capture(0);

您可能想知道标志CAP_DSHOW。这是一个可选参数，因此不是必需的。CAP_DSHOW只是另一个视频捕获API首选项，它是directshow通过视频输入的简称。

写视频

现在让我们来看看如何写视频。就像视频读取一样，我们可以编写来自任何源(视频文件、图像序列或网络摄像头)的视频。写入视频文件:

• 使用get()方法检索图像帧的高度和宽度。
• 初始化一个视频捕获对象(如前面所讨论的)，使用前面描述的任何源代码将视频流读入内存。
• 创建一个视频写入器对象。
• 使用视频写入器对象将视频流保存到磁盘。

继续我们的运行示例，让我们首先使用get()方法来获取视频帧的宽度和高度。

Python

# Obtain frame size information using get() method
frame_width = int(vid_capture.get(3))
frame_height = int(vid_capture.get(4))
frame_size = (frame_width,frame_height)
fps = 20

C++

// Obtain frame size information using get() method
Int frame_width = static_cast<int>(vid_capture.get(3));
int frame_height = static_cast<int>(vid_capture.get(4));
Size frame_size(frame_width, frame_height);
int fps = 20;

如前所述，videoccapture()类的get()方法需要:

• 来自枚举列表的单个参数，它允许您检索与视频帧关联的各种元数据。

可用的元数据非常广泛，可以在这里找到。

• 在本例中，您通过指定3 (CAP_PROP_FRAME_WIDTH)和4 (CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)来检索帧的宽度和高度。当将视频文件写入磁盘时，您将在下面进一步使用这些尺寸。

为了编写视频文件，首先需要从VideoWriter()类中创建一个视频编写器对象，如下面的代码所示。

以下是VideoWriter()的语法:

VideoWriter(filename, apiPreference, fourcc, fps, frameSize[, isColor]

VideoWriter()类接受以下参数:

• filename:输出视频文件的路径名
• apiPreference: API后端标识符
• fourcc: 4个字符的编解码器代码，用于压缩帧(fourcc)
• fps:创建的视频流的帧率
• frame_size:视频帧的大小
• isColor:如果不是0，编码器将期望并编码彩色帧。否则它将与灰度帧工作(该标志目前仅在Windows上支持)。

下面的代码创建了视频写入器对象，输出自VideoWriter()类。一个特殊的方便函数用于检索四个字符的编解码器，需要作为视频编写器对象cv2的第二个参数。

• VideoWriter_fourcc(‘M’, ‘J’, ‘P’, ‘G’) in Python.
• VideoWriter::fourcc(‘M’, ‘J’, ‘P’, ‘G’) in C++.

视频编解码器指定视频流如何压缩。它将未压缩的视频转换为压缩格式，反之亦然。创建AVI或MP4格式，使用以下的fourcc规格:

AVI: cv2.VideoWriter_fourcc('M','J','P','G')
MP4: cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')

接下来的两个输入参数指定帧速率(FPS)和帧大小(宽度、高度)。

Python

# Initialize video writer object
output = cv2.VideoWriter('Resources/output_video_from_file.avi', cv2.VideoWriter_fourcc('M','J','P','G'), 20, frame_size)

C++

//Initialize video writer object
VideoWriter output("Resources/output.avi", VideoWriter::fourcc('M', 'J', 'P', 'G'),frames_per_second, frame_size);

在您已经创建了一个视频写入器对象，使用它将视频文件写入磁盘，一次一帧，如下面的代码所示。在这里，您正在以每秒20帧的速度将一个AVI视频文件写入磁盘。请注意我们是如何将前面的例子简化为循环的。
Python

while(vid_capture.isOpened()):# vid_capture.read() methods returns a tuple, first element is a bool # and the second is frameret, frame = vid_capture.read()if ret == True:# Write the frame to the output filesoutput.write(frame)else:print(‘Stream disconnected’)break

C++

while (vid_capture.isOpened())
{// Initialize frame matrixMat frame;// Initialize a boolean to check if frames are there or notbool isSuccess = vid_capture.read(frame);// If frames are not there, close itif (isSuccess == false){cout << "Stream disconnected" << endl;break;}// If frames are presentif(isSuccess == true){//display framesoutput.write(frame);// display framesimshow("Frame", frame);// wait for 20 ms between successive frames and break        // the loop if key q is pressedint key = waitKey(20);if (key == ‘q’){cout << "Key q key is pressed by the user. Stopping the video" << endl;break;}}}

最后，在下面的代码中，释放视频捕获和视频编写对象。
Python

# Release the objects
vid_capture.release()
output.release()

C++

// Release the objects
vid_capture.release();
output.release();