计算机视觉cv2入门之视频处理

        在我们进行计算机视觉任务时，常常会对视频中的图像进行操作，这里我来给大家分享一下，cv2对视频文件的操作方法。这里我们主要介绍cv2.VideoCapture函数的基本使用方法。
cv2.VideoCapture函数

当我们在使用cv2.VideoCapture函数时，我们通常使用轮询的方式，即：

1. while True:
2.     if condition1:
3.         do something
4.     if condition2:
5.         break
6.     ...

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更一般化的是 

1. import cv2
2. #这里是获取实时视频源，如果是读取已有视频文件cap=cv2.VideoCapture(filename='')
3. cap=cv2.VideoCapture(index=0)
4. if cap.isOpened():
5.     while True:
6.         ret,frame=cap.read()
7.         #...
8.         #... 针对视频中的每一帧图像的其他操作
9.         #....
10.         if not ret:
11.             break
12.         cv2.imshow('test',frame)
13.         key=cv2.waitKey(1)
14.         if key==27:#置顶一个按键来结束循环,这里使用esc健的ASCII码
15.             break
16.     cap.release()
17.     cv2.destroyAllWindows()
18. else:
19.     print('摄像头未打开')

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初始化

        视频文件

        如果你必要处理的是已有的视频文件，而不是打开摄像头捕捉的实时视频流，那么只必要传入filename即可。apiPerference是可选参数主要用来指定视频捕捉的后端，即使用哪种顶层API来读取视频流或摄像头，默认值是cv2.CAP_ANY由opencv自动选择

1. import cv2
2. '''
3. filename:视频文件路径 .mp4
4. apiPerference:指定视频捕获的后端(即使用哪种底层API来读取视频流或摄像头)
6. apiPerference参数常用flag:
7. cv2.CAP_ANY:        自动选择默认后端(OpenCV自行决定)跨平台
8. cv2.CAP_ANDROID:  使用Android的Camera2 API
9. cv2.CAP_DSHOW:        使用DirectShow(Windows专用)
10. cv2.CAP_MSMF:    使用Microsoft Media Foundation(Windows 10+)
11. cv2.CAP_V4L2:    使用Video4Linux2(Linux专用)Linux
12. cv2.CAP_FFMPEG:         使用FFmpeg解码视频文件跨平台(需安装 FFmpeg)
13. cv2.CAP_GSTREAMER:        使用 GStreamer(Linux常用)
14. cv2.CAP_OPENNI:        用于深度摄像头(如Kinect)特定设备
15. '''
16. cap=cv2.VideoCapture(r'test.mp4')

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实时视频流 

        如果你处理的是实时视频流，那么必要设置index参数，不使用外接装备时index一般都设置为apiPerference是可选参数主要用来指定视频捕捉的后端，即使用哪种顶层API来读取视频流或摄像头，默认值是cv2.CAP_ANY由opencv自动选择

1. import cv2
2. '''
3. index:0或1,0是电脑内置摄像头,1是外接摄像头,没有外接摄像头仍然设置Index=1的话不会报错,只是代码不运行
4. apiPerference:指定视频捕获的后端(即使用哪种底层API来读取视频流或摄像头)
6. apiPerference参数常用flag:
7. cv2.CAP_ANY:        自动选择默认后端(OpenCV自行决定)跨平台
8. cv2.CAP_ANDROID:  使用Android的Camera2 API
9. cv2.CAP_DSHOW:        使用DirectShow(Windows专用)
10. cv2.CAP_MSMF:    使用Microsoft Media Foundation(Windows 10+)
11. cv2.CAP_V4L2:    使用Video4Linux2(Linux专用)Linux
12. cv2.CAP_FFMPEG:         使用FFmpeg解码视频文件跨平台(需安装 FFmpeg)
13. cv2.CAP_GSTREAMER:        使用 GStreamer(Linux常用)
14. cv2.CAP_OPENNI:        用于深度摄像头(如Kinect)特定设备
15. '''
16. cap=cv2.VideoCapture(index=1,apiPreference=cv2.CAP_ANY)

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 常用属性

cap.isOpened()

检查视频源是否打开，返回值为True 或False

1. import cv2
2. cap=cv2.VideoCapture(index=0,apiPreference=cv2.CAP_MSMF)
3. if cap.isOpened():
4.     print('摄像头已打开')
5.     while True:
6.         ret,frame=cap.read()
7.         cv2.imshow('test',frame)
8.         key=cv2.waitKey(1)
9.         if key==27:#按下esc健退出
10.             break
11.     cap.release()
12.     cv2.destroyAllWindows()
13. else:
14.     print('摄像头未打开')

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cap.read() 

        用来读取视频中的下一帧，返回值为(ret,frame) ret为是否成功，frame为图像数据
        cap.read()是我们处理视频文件中最关键的函数，如果没有这一步，那么根本无法处理视频文件中的图像。

1. import cv2
2. cap=cv2.VideoCapture(index=0,apiPreference=cv2.CAP_MSMF)
3. if cap.isOpened():
4.     print('摄像头已打开')
5.     while True:
6.         ret,frame=cap.read()
7.         if not ret:
8.             break
9.         cv2.imshow('test',frame)
10.         key=cv2.waitKey(1)
11.         if key==27:#按下esc健退出
12.             break
13.     cap.release()
14.     cv2.destroyAllWindows()
15. else:
16.     print('摄像头未打开')

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cap.release() 

        用来开释视频源，出如今cv2.destroyAllWindows()前。

1. import cv2
2. #这里是获取实时视频源，如果是读取已有视频文件cap=cv2.VideoCapture(filename='')
3. cap=cv2.VideoCapture(index=0)
4. if cap.isOpened():
5.     while True:
6.         ret,frame=cap.read()
7.         #...
8.         #...
9.         #....
10.         cv2.imshow('test',frame)
11.         key=cv2.waitKey(1)
12.         if key==27:#设定一个按键来结束循环,这里使用esc健的ASCII码
13.             break
14.     cap.release()
15.     cv2.destroyAllWindows()
16. else:
17.     print('摄像头未打开')

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视频属性控制 

 cap.get(propId)

         用来获取当前视频的属性值，比如帧宽，高，FPS等。
        这里我们以获取当前帧率并标记在窗口内为例：

1. fps=cv2.get(cv2.CAP_PROP_FPS)

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        fps的范例为Float

1. import cv2
2. #这里是获取实时视频源，如果是读取已有视频文件cap=cv2.VideoCapture(filename='')
3. cap=cv2.VideoCapture(index=0)
4. if cap.isOpened():
5.     while True:
6.         ret,frame=cap.read()
7.         fps=cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
8.         #...
9.         #...
10.         #....
11.         cv2.putText(img=frame,text=f'fps:{fps}',org=(50,50),fontFace=1,fontScale=3,color=(255,0,0))
12.         cv2.imshow('test',frame)
13.         key=cv2.waitKey(1)
14.         if key==27:#设定一个按键来结束循环关闭摄像头,这里使用esc健的ASCII码
15.             break
16.     cap.release()
17.     cv2.destroyAllWindows()
18. else:
19.     print('摄像头未打开')

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最后，我将所有的本文所有的要点都总结在了下方这个表格里。
参数/方法​​​​说明​​​​初始化​​cap=cv2.VideoCapture()创建视频捕捉对象，参数可以是装备索引(摄像头)或视频文件路径。​​常用属性​​cap.isOpened()检查视频源是否成功打开，返回 True/False。cap.read()读取下一帧，返回 (ret, frame)，ret 为是否成功，frame 为图像数据。cap.release()开释视频源。​​视频属性控制​​cap.get(propId)获取视频属性值（如帧宽、高、FPS 等），propId 为属性标识。cap.set(propId, value)设置视频属性值（部门属性可修改）。​​常用属性标识（propId）​​cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH帧的宽度(像素)。cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT帧的高度(像素)。cv2.CAP_PROP_FPS视频的帧率(Frames Per Second)。cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT视频的总帧数(仅对文件有效)。cv2.CAP_PROP_POS_MSEC当前帧的时间戳(毫秒,仅对文件有效)。cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES当前帧的索引(从 0 开始)。​​其他方法​​cap.grab()快速抓取下一帧(不解码)，通常与 cap.retrieve() 配合使用。cap.retrieve()解码并返回由 grab() 抓取的帧。cap.getBackendName()返回当前使用的后端名称(如 FFMPEG、DSHOW)。
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