Python + 读取 / 写入视频

读取并播放视频

这篇教学会介绍OpenCV 里的VideoCapture() 方法，透过这个方法，读取电脑中的视频，或开启电脑的摄影镜头读取视频画面。

因为程式中的OpenCV 会需要使用镜头或GPU，所以请使用本机环境( 参考：使用Python 虚拟环境) 或使用Anaconda Jupyter 进行实作( 参考：使用Anaconda ) ，并安装OpenCV 函式库( 参考：OpenCV函式库)。

VideoCapture() 开启视频

使用VideoCapture() 方法时，如果参数指定「视频路径」，可以开启电脑中的视频，如果参数指定「0、1、2…」数字，则会开启电脑的摄影镜头读取影像画面，数字代表镜头的编号，通常都从0 开始，如果有外接镜头可能会是1、2 之类的编号。

cap = cv2.VideoCapture(0)         # 读取摄影镜头
cap = cv2.VideoCapture('视频路径') # 读取电脑中的视频

如果有遇到错误讯息( 特别是Windows )，可以尝试加入第二个cv2.CAP_DSHOW 参数( 表示DirectShow，也就是目前系统)。

cv2.CAP_DSHOW 是DirectShow，内容是一个「数值」，使用后等同输入700，第二个参数详细可以参考：Flags for video I/O

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

使用VideoCapture() 之后，通常会再透过cap.isOpened() 来判断视频是否正常开启，如果正常开启会回传True，否则是False，下方的程式码执行后，会读取电脑摄影镜头，如果没有读取到镜头资讯，就会印出Cannot open camera 的文字。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()

顺利开起视频后，就能使用cap.read() 的方法，读取视频的每一帧( 例如60fps 表示一秒钟有六十帧)，读取后会回传两个值，第一个值ret 为True 或False，表示顺利读取或读取错误，第二个值表示读取到视频某一帧的画面，如果读取成功，就能透过imshow() 的方法，将该帧的画面显示出来，下方的程式码除了显示图片，更搭配waitKey(1) 方法，就能不断更新显示的图片，看起来就像播放视频一般。

使用waitKey(1) 表示每一毫秒更新一次画面，参数数值设定越大，图片更新时间就会越长，视频看起来就会出现延迟的状况，参考：waitKey() 等待多久关闭

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()             # 读取视频的每一帧
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")   # 如果读取错误，印出讯息
        break
    cv2.imshow('oxxostudio', frame)     # 如果读取成功，显示该帧的画面
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):      # 每一毫秒更新一次，直到按下 q 结束
        break
cap.release()                           # 所有作业都完成后，释放资源
cv2.destroyAllWindows()                 # 结束所有视窗

搭配cvtColor() 改变视频色彩

cvtColor() 方法可以改变图片的色彩，如果将视频每一帧的图片套用cvtColor()，最后就会呈现的改变颜色的视频，下面的程式码执行后，就会读取电脑摄影机，并将彩色视频转换成黑白色彩的视频。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")
        break
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 转换成灰阶
    # gray = cv2.cvtColor(frame, 6)  # 也可以用数字对照 6 表示转换成灰阶
    cv2.imshow('oxxostudio', gray)
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

读取串流图片MJPEG ( Motion JPEG ) 使用cap.read() 不仅能读取电脑摄影机画面，也可以读取MJPEG ( Motion JPEG ) 的图片串流格式，Motion JPEG ( Motion Joint Photographic Experts Group、M-JPEG ) 是一种影像压缩格式，每一个视讯框图像分别使用JPEG 编码，常用在网路摄影机、物联网摄影机之类的装置。 下方的范例读取交通部的「CCTV 开放资料集」所提供的「国道监视器影像」，读取后就能开启OpenCV 视窗并即时监看特定影像。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture('https://cctvn.freeway.gov.tw/abs2mjpg/bmjpg?camera=15771')

if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()             # 读取视频的每一帧
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")   # 如果读取错误，印出讯息
        # 出现错误就再读取一次，避免程式到此处就停止
        cap = cv2.VideoCapture('https://cctvn.freeway.gov.tw/abs2mjpg/bmjpg?camera=15771')
        continue
    cv2.imshow('oxxostudio', frame)     # 如果读取成功，显示该帧的画面
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):      # 每一毫秒更新一次，直到按下 q 结束
        break
cap.release()                           # 所有作业都完成后，释放资源
cv2.destroyAllWindows()                 # 结束所有视窗

写入并储存视频

这篇教学会介绍OpenCV 里的VideoWriter() 方法，透过这个方法，可以将读取到的视频( 电脑中的视频或摄影镜头拍摄的视频)，进行转档或转换色彩，储存成新的视频档。

因为程式中的OpenCV 会需要使用镜头或GPU，所以请使用本机环境( 参考：使用Python 虚拟环境) 或使用Anaconda Jupyter 进行实作( 参考：使用Anaconda ) ，并安装OpenCV 函式库( 参考：OpenCV函式库)。

使用VideoWriter() 储存视频

使用VideoWriter() 方法，可以建立一个空的「视频档」，将撷取到的影像图片组成新的串流格式，写入空的视频档案里，完成后就会储存成新为新的视频。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)                         # 读取电脑摄影机镜头影像。
width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))    # 取得影像宽度
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))  # 取得影像高度
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')          # 设定视频的格式为 MJPG
out = cv2.VideoWriter('output.mp4', fourcc, 20.0, (width,  height))  # 产生空的视频
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")
        break
    out.write(frame)       # 将取得的每一帧图像写入空的视频
    cv2.imshow('oxxostudio', frame)
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
        break             # 按下 q 键停止
cap.release()
out.release()      # 释放资源
cv2.destroyAllWindows()

解决无法储存视频的问题

实作过程中，可能会遇到「无法储存视频」的状况，通常的解决方法有下面三种：

搭配cvtColor() 储存为黑白的视频

使用cvtColor() 方法可以改变图片的色彩，如果将视频每一帧的图片套用cvtColor()，最后就会呈现的改变颜色的视频，下面的程式码执行后，就会读取电脑摄影机，并将彩色视频转换成黑白色彩的影片，最后储存为黑白的视频。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')
out = cv2.VideoWriter('output.mov', fourcc, 20.0, (width,  height))
# 如果转换成黑白视频后如果无法开启，请加上 isColor=False 参数设定
# out = cv2.VideoWriter('output.mov', fourcc, 20.0, (width,  height), isColor=False)
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")
        break
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 转换成灰阶
    out.write(gray)
    cv2.imshow('oxxostudio', gray)
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
        break
cap.release()
out.release()
cv2.destroyAllWindows()

get 方法可取得的视频属性

上述的范例程式码中，使用了cap.get() 方法取得视频属性，下方列出该方法可取得的属性，以及对应的数字编号：

作者：普通网友