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读取相机画面和视频文件
在某些需要实时计算机视觉项目中,必须捕捉实时相机画面(例如,使用笔记本电脑的摄像头或监控摄像机捕捉画面)。在 OpenCV 中,使用 cv2.VideoCapture
作为从不同来源捕获视频的类,例如图像序列、视频文件和相机。
读取相机画面
编写 read_camera.py
用于从连接到计算机的相机读取画面。首先看下完整程序,然后再进行详细解释:
import cv2
import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("index_camera", help="index of the camera to read from", type=int)
args = parser.parse_args()
capture = cv2.VideoCapture(args.index_camera)
if capture.isOpened()is False:
print("Error opening the camera")
while capture.isOpened():
ret, frame = capture.read()
if ret is True:
cv2.imshow('Input frame from the camera', frame)
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv2.imshow('Grayscale input camera', gray_frame)
if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'):
break
else:
break
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()
复制代码
cv2.VideoCapture
所必需的参数是 index_camera
,它指示要读取的相机的索引。如果有一个摄像头连接到计算机,则它的索引为 0
,如果有第二台摄像头,可以通过传递参数值 1
来选择它,以此类推;需要注意的是,该参数的类型是 int 。
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("index_camera", help="index of the camera to read from", type=int)
args = parser.parse_args()
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使用 cv2.VideoCapture 的第一步是创建一个要使用的对象 capture
:
capture = cv2.VideoCapture(args.index_camera)
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如果 index_camera
为 0,则相当于调用 cv2.VideoCapture(0)
。为了检查连接是否已正确建立,需要使用 capture.isOpened()
方法,如果无法建立连接,该方法返回 False
;如果正确初始化,则此方法返回 True
。 要从相机逐帧捕获画面,需要调用 capture.read()
方法,该方法从相机返回帧;同时还将返回一个布尔值,此布尔值指示是否已从 capture
对象正确读取帧。
while capture.isOpened():
# 逐帧获取相机画面
ret, frame = capture.read()
if ret is True:
# 显示捕获的帧画面
cv2.imshow('Input frame from the camera', frame)
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获取的相机帧画面与 OpenCV 读取的图像具有相同的结构,因此可以像处理图像一样处理它。例如,要将帧画面转换为灰度:
# 将从相机捕获的帧转换为灰度图像
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 显示灰度帧图像
cv2.imshow('Grayscale input camera', gray_frame)
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接下来,实现按下 q
键退出程序的功能,ord('q')
返回 q
字符对应的 8 位 ASCII 值,而 cv2.waitKey()
与 0xFF 的 按位与 (&) 运算用于仅获取 cv2.waitKey()
的最后 8 位。因此,可以对这两个值进行比较,如果相等则退出程序:
# 按下 q 键可退出程序执行
if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'):
break
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最后,释放所有内容 (cv2.VideoCapture,并销毁创建的窗口):
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()
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通过在命令行中执行以下命令,运行脚本:
python read_camera.py 0
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可以看到运行结果显示了相机获取的实时画面:
访问捕获画面对象的属性
可以使用 capture.get(property_identifier)
访问 capture
对象的某些属性,例如帧宽度、帧高度和每秒帧数 (Frames Per Second, FPS)。如果调用不受支持的属性,则返回值将为 0:
import cv2
capture = cv2.VideoCapture(0)
# 获取 VideoCapture 的属性 (frame width, frame height and frames per second (fps)):
frame_width = capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
frame_height = capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
fps = capture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
# 打印属性值
print("CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH: '{}'".format(frame_width))
print("CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT : '{}'".format(frame_height))
print("CAP_PROP_FPS : '{}'".format(fps))
# Check if camera opened successfully
if capture.isOpened()is False:
print("Error opening the camera")
while capture.isOpened():
ret, frame = capture.read()
if ret is True:
cv2.imshow('Input frame from the camera', frame)
if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'):
break
else:
break
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()
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执行此脚本将会打印如下属性信息:
CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH: '640.0'
CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT : '480.0'
CAP_PROP_FPS : '30.0'
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保存相机画面
可以修改前面的示例以在处理流程中添加其他的功能。例如,我们可能想将一些关键的感兴趣帧保存到磁盘中。在以下示例 read_camera_capture.py
中 ,将添加此示例功能,当按下键盘上的 c
键时,将当前帧保存到磁盘(同时保存 BGR 和灰度帧):
import cv2
import argparse
capture = cv2.VideoCapture(0)
if capture.isOpened() is False:
print("Error opening the camera")
frame_index = 0
while capture.isOpened():
ret, frame = capture.read()
if ret is True:
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 保存相机画面
if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('c'):
frame_name = "camera_frame_{}.png".format(frame_index)
gray_frame_name = "grayscale_camera_frame_{}.png".format(frame_index)
# 将当前帧保存到磁盘(同时保存 BGR 和灰度帧)
cv2.imwrite(frame_name, frame)
cv2.imwrite(gray_frame_name, gray_frame)
frame_index += 1
if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'):
break
else:
break
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()
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当按下 c
键时,首先构造两个文件名;然后,将两个图像保存到磁盘;最后,frame_index
递增,以便为保存下一帧做好准备。
读取视频文件
cv2.VideoCapture
也可以用于读取视频文件,要读取视频文件,应在创建 cv2.VideoCapture
对象时提供视频文件的路径,编写 read_video_file.py
脚本:
import cv2
import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("video_path", help="path to the video file")
args = parser.parse_args()
capture = cv2.VideoCapture(args.video_path)
if capture.isOpened() is False:
print("Error opening the video file!")
while capture.isOpened():
ret, frame = capture.read()
if ret is True:
cv2.imshow('Original frame from the video file', frame)
gray_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv2.imshow('Grayscale frame', gray_frame)
if cv2.waitKey(20) & 0xFF == ord('q'):
break
else:
break
capture.release()
cv2.destroyAllWindows()
复制代码
通过在命令行中执行以下命令,运行脚本:
python read_video_file.py xinlingqilv.mp4
复制代码
可以看到运行结果开始播放视频文件: