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2022-05-30
视频或摄像头实时画面读取本质上是读取图像,因为视频是由一帧一帧图像组成的。
人们的眼睛在1秒24帧,就可以看成是连续的画面;这样基本能流畅的读取视频。
平常会用摄像头获取实时的画面数据;有时需要用摄像头记录保存一段画面数据;
那么又如何OpenCV来打开一段视频文件呢?
下面分为三个部分来分析,并附有原代码;
摄像头实时画面显示
思路流程:
定义一个Mat数据容器,等下用来存放摄像头的实时画面数据,使用 VideoCapture 函数来获取摄像头的实时画面数据;
把VideoCapture 函数读取到摄像头数据,写到Mat数据容器(frame),读取的是当前帧;
判断frame是否为空,如果不为空,用一个窗口(这里名字为window)显示摄像头的画面;
最后记得释放资源。
需要注意的是:VideoCapture capture(0)中,0默认是笔记本的摄像头;如果是外接摄像头,这里改为1。
在实时显示画面数据中,需要使用waitKey( )函数;不然摄像头的画面不会停留,直接不显示的;在下面程序是停留20ms;
如果是waitKey(0);相当于一直阻塞在一帧数据中;画面会停留在一个画面的。
源代码:
#include
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
Mat frame;
VideoCapture capture(0);//读取视摄像头实时画面数据,0默认是笔记本的摄像头;如果是外接摄像头,这里改为1
while (true)
{
capture >> frame; //读取当前帧
if(!frame.empty()){ //判断输入的视频帧是否为空的
imshow("window",frame); //在window窗口显示frame摄像头数据画面
}
if(waitKey(20) == 'q') //延时20ms,获取用户是否按键的情况,如果按下q,会推出程序
break;
}
capture.release(); //释放摄像头资源
destroyAllWindows(); //释放全部窗口
return 0;
}
升华:建议大家读取视频加异常判断 ,因为这样有利于追查报错原因
1)打开视频失败(各种原因)
if(!cap.isOpened()) //检查打开是否成功
return;
2)取帧失败异常(程序结尾判断)
cap>>frame;
if(!frame.empty()) //判断当前 帧是否为空
{
imshow(“video”, frame);
waitKey(30);
}
else break;
摄像头记录保存一段画面数据
OpenCV提供VideoWriter类写视频文件,类的构造函数可以指定文件名、播放帧率、帧尺寸、是否创建彩-。
先看看VideoWriter函数:
VideoWriter(filename, fourcc, fps, frameSize[, isColor])
参数解析:
第一个参数是要保存的文件的路径
fourcc 指定编码器
fps 要保存的视频的帧率
frameSize 要保存的文件的画面尺寸
isColor 指示是黑白画面还是彩色的画面
例如这样使用:VideoWriter writer("out.avi", CV_FOURCC('M', 'P', '4', '2'), 25.0, (1920,1080), True)
fourcc 指定编码器有如下几种(正常是直接指定用哪一种编码器;如果填写为-1时,会弹出一个窗口给我们选择;)
CV_FOURCC('P', 'I', 'M', '1') = MPEG-1 code
CV_FOURCC('M', 'J', 'P', 'G') = motion-jpeg codec
CV_FOURCC('M', 'P', '4', '2') = MPEG-4.2 codec
CV_FOURCC('D', 'I', 'V', '3') = MPEG-4.3 codec
CV_FOURCC('D', 'I', 'V', 'X') = MPEG-4 codec
CV_FOURCC('U', '2', '6', '3') = H263 codec
CV_FOURCC('I', '2', '6', '3') = H263I codec
CV_FOURCC('F', 'L', 'V', '1') = FLV1 codec
代码实例:
#include
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
Mat frame;
VideoCapture capture(0);//读取视摄像头实时画面数据,0默认是笔记本的摄像头;如果是外接摄像头,这里改为1
Size size0=Size(capture.get(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH),capture.get(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
VideoWriter writer("out.avi",-1,capture.get(CV_CAP_PROP_FPS),size0,false);
//也可以以下形式
//VideoWriter writer;
//writer.open("out.avi", CV_FOURCC('X', 'V', 'I', 'D'),cap.get(CV_CAP_PROP_FPS),Size(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH),cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)));
while (true)
{
capture >> frame;
if(!frame.empty()){ //判断输入的视频帧是否为空的
writer<
imshow("window",frame);
}
if(waitKey(20) == 'q') //延时20ms,获取用户是否按键的情况,如果按下q,会推出程序
break;
}
capture.release();
destroyAllWindows();
return 0;
}
注意:
1)写入视频前需安装对应的编解码器
2)生成视频是否支持彩色应与构造函数设置一致
3)生成视频尺寸需与读取视频尺寸一致
读取视频文件文件
源代码:
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[])
{
cv::VideoCapture capture;
//capture.open(0); //打开摄像头
capture.open("1.mp4"); //打开视频
if (!capture.isOpened())
{
std::cout << "video not open." << std::endl;
return 1;
}
double rate = capture.get(CV_CAP_PROP_FPS); //获取当前视频帧率
//当前视频帧
cv::Mat frame;
//每一帧之间的延时
int delay = 1000/ rate; //与视频的帧率相对应
bool stop(false);
while (!stop)
{
if (!capture.read(frame)) //获取视频或摄像头的每一帧
{
std::cout << "no video frame" << std::endl;
break;
}
//此处为添加对视频的每一帧的操作方法
int frame_num = capture.get(CV_CAP_PROP_POS_FRAMES);
std::cout << "Frame Num : " << frame_num << std::endl;
if (frame_num == 500) //获取500帧
{
capture.set(CV_CAP_PROP_POS_FRAMES, 10); //重新设置帧数 重头播放
}
cv::imshow("video", frame);
//引入延时
//也可通过按键停止
if (cv::waitKey(delay)>0)
stop = true;
}
//关闭视频,手动调用析构函数(非必须)
capture.release();
return 0;
}
下面介绍一下原理:
VideoCapture 类
OpenCV 中通过 VideoCapture 类对视频进行读取操作以及调用摄像头。
VideoCapture 类提供常用的三种构造函数:
C++: VideoCapture::VideoCapture()
C++: VideoCapture::VideoCapture(const string& filename)
C++: VideoCapture::VideoCapture(int device)
功能:创建一个 VideoCapture 类的实例,如果传入对应的参数,可以直接打开视频文件
或者要调用的摄像头。其中参数:
(1)filename 为打开的视频文件名;
(2)device 为打开的视频捕获设备(即摄像头)id,如果只有一个摄像头可以填 0,表
示打开默认的摄像头。
VideoCapture 类 常用函数
(1)VideoCapture::open
Open 函数的功能是打开一个视频文件或者打开一个捕获视频的设备(即摄像头)
bool VideoCapture::open(const string& filename)
bool VideoCapture::open(int device)
其中参数:
filename:打开的视频文件名。
device:打开的视频捕获设备 id,如果只有一个摄像头可以填 0,表示打开默认的摄像头。
由上可知,OpenCV 读入视频的方法有两种,比如读取当前目录下名为"test.avi"的视频文件,如下:
//第一种方法:先实例化再初始化
VideoCapture capture;capture.open("test.avi");
//第二种方法:在实例化的同时进行初始化
VideoCapture capture("test.avi");
(2)VideoCapture::isOpened
C++: bool VideoCapture::isOpened()
功能:判断视频读取或者摄像头调用是否成功,成功则返回 true。
(3)VideoCapture::release
C++: void VideoCapture::release()
功能:关闭视频文件或者摄像头。
(4)VideoCapture::grab
C++: bool VideoCapture::grab()
功能:从视频文件或捕获设备中抓取下一个帧,假如调用成功返回 true。(细节请参考opencv 文档说明)
(5)VideoCapture::retrieve
C++: bool VideoCapture::retrieve(Mat& image, int channel=0)
功能:解码并且返回刚刚抓取的视频帧,假如没有视频帧被捕获(相机没有连接或者视频文件中没有更多的帧)将返回 false。
(6)VideoCapture::read
C++: VideoCapture& VideoCapture::operator>>(Mat& image)
C++: bool VideoCapture::read(Mat& image)
功能:该函数结合 VideoCapture::grab()和 VideoCapture::retrieve()其中之一被调用,用于捕获、解码和返回下一个视频帧。这是一个最方便的函数,对于读取视频文件或者捕获从解码和返回刚刚捕获的帧,假如没有视频帧被捕获(相机没有连接或者视频文件中没有更多的帧)将返回 false。
从上面的 API 中我们会发现获取视频帧可以有多种方法 :
// 方法一
capture.read(frame);
// 方法二
capture.grab();
// 方法三
capture.retrieve(frame);
// 方法四
capture >> frame;
(7)VideoCapture::get
C++: double VideoCapture::get(int propId)
功能:一个视频有很多属性,比如:帧率、总帧数、尺寸、格式等,VideoCapture 的 get方法可以获取这些属性。其中参数,即属性的 ID,属性的 ID 可以是下面的之一:
CV_CAP_PROP_POS_MSEC Current position of the video file in milliseconds orvideo capture timestamp.
CV_CAP_PROP_POS_FRAMES 0-based index of the frame to be decoded/capturednext.
CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO Relative position of the video file: 0 - start of thefilm, 1 - end of the film.
CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH Width of the frames in the video stream.
CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT Height of the frames in the video stream.
CV_CAP_PROP_FPS Frame rate.
CV_CAP_PROP_FOURCC 4-character code of codec.
CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT Number of frames in the video file.
CV_CAP_PROP_FORMAT Format of the Mat objects returned by retrieve() .
CV_CAP_PROP_MODE Backend-specific value indicating the current capture mode.
CV_CAP_PROP_BRIGHTNESS Brightness of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_CONTRAST Contrast of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_SATURATION Saturation of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_HUE Hue of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_GAIN Gain of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_EXPOSURE Exposure (only for cameras).
CV_CAP_PROP_CONVERT_RGB Boolean flags indicating whether images should be
converted to RGB.
CV_CAP_PROP_WHITE_BALANCE Currently not supported
CV_CAP_PROP_RECTIFICATION Rectification flag for stereo cameras (note: only
supported by DC1394 v 2.x backend currently)
注意,如果查询的视频属性是 VideoCapture 类不支持的,将会返回 0。
(8)VideoCapture::set
C++: bool VideoCapture::set(int propertyId, double value)
功能:设置 VideoCapture 类的属性,设置成功返回 ture,失败返回 false。
参数:第一个是属性 ID,第二个是该属性要设置的值。属性 ID 如下:
CV_CAP_PROP_POS_MSEC Current position of the video file in milliseconds.
CV_CAP_PROP_POS_FRAMES 0-based index of the frame to be decoded/capturednext.
CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO Relative position of the video file: 0 - start of thefilm, 1 - end of the film.
CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH Width of the frames in the video stream.
CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT Height of the frames in the video stream.
CV_CAP_PROP_FPS Frame rate.
CV_CAP_PROP_FOURCC 4-character code of codec.
CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT Number of frames in the video file.
CV_CAP_PROP_FORMAT Format of the Mat objects returned by retrieve() .
CV_CAP_PROP_MODE Backend-specific value indicating the current capture mode.
CV_CAP_PROP_BRIGHTNESS Brightness of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_CONTRAST Contrast of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_SATURATION Saturation of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_HUE Hue of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_GAIN Gain of the image (only for cameras).
CV_CAP_PROP_EXPOSURE Exposure (only for cameras).
CV_CAP_PROP_CONVERT_RGB Boolean flags indicating whether images should beconverted to RGB.
CV_CAP_PROP_WHITE_BALANCE Currently unsupported
CV_CAP_PROP_RECTIFICATION Rectification flag for stereo cameras (note: onlysupported by DC1394 v 2.x backend currently)
可以谷歌翻译一下,具体的含义。
参考:opencv 视频中人脸检测
希望对你有帮助。
OpenCV 视频
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