opencv视频文件的读取，处理与保存

opencv视频文件的读取，处理与保存

一、视频文件的读取：

1、cv::VideoCapture是OpenCV库中用于处理视频输入的类，它提供了一种简单的方法来从摄像头，视频文件、或图像序列中读取帧；

（1）打开摄像头：

cv::VideoCapture capture(int index)

参数解释：
index：打开指定编号的摄像头，编号0表示默认摄像头，如果你的计算机连接了多个摄像头，你可以使用不同的编号来选择不同的摄像头；

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（2）打开视频文件：

cv::VideoCapture capture(const std::string& filename)

参数解释：
filename：打开指定的视频文件，你需要提供视频文件的路径和名称作为参数；

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（3）打开网络摄像头：

cv::VideoCapture capture(const std::string& apiKey, const std::string& deviceId)

参数解释：
用于打开网络摄像头，需要提供相应的API密钥和设备ID；

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（4）打开图像序列：

cv::VideoCapture capture(const std::string& pattern, int api)

参数解释：
用于打开图像序列，需要提供文件名模式(通配符)和相应的API；

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2、cv::VideoCapture类的常用方法：

（1）capture.get()：用于获取视频的属性，比如帧数、帧率等：

capture.get(int propId)

参数解释：
propId：是一个整数参数，用于指定你想获取的属性类型（
    	cv::CAP_PROP_FRAME_COUNT：获取视频的帧数；
    	cv::CAP_PROP_FPS：获取视频的帧率（每秒帧数）；
	cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH：视频帧的宽度；
	cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT：视频帧的高度；
)

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示例：

#include 
#include 
#include 

using namespace cv;
using namespace std;

int main() {

	// 初始化一个cv::VideoCapture对象，打开视频文件
	VideoCapture capture("C:\\cpp\\image\\cayenne.mp4");
	if (!capture.isOpened()) {
		std::cerr << "Error: 无法打开视频文件." << std::endl;
		return -1;
	}
	// 调用cv::VideoCapture类的get()方法，获取视频宽度，高度，帧数，帧率
	int frameWidth = capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
	int frameHeight = capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
	int frameCount = capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_COUNT);
	double fps = capture.get(cv::CAP_PROP_FPS);

	std::cout << "frame width:" << frameWidth << std::endl;
	std::cout << "frame height:" << frameHeight << std::endl;
	std::cout << "Number of Frames:" << frameCount << std::endl;
	std::cout << "FPS:" << fps << std::endl;

	capture.release(); // 释放VideoCapture对象
}

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（2）capture.set(int propId, double value)：用于设置视频的属性，比如设置视频的帧率、帧大小等属性；

capture.set(int propId, double value)

参数解释：
propId：指定了你想设置的属性类型；
value：要设置的值；

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示例：

cv::VideoCapture capture(0); // 打开默认摄像头

if (!capture.isOpened()) {
    std::cerr << "Error: 无法打开摄像头." << std::endl;
    return -1;
}

capture.set(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1280);
capture.set(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 720);
capture.set(cv::CAP_PROP_FPS, 30);

capture.release(); // 释放VideoCapture对象

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（3）capture.read(cv::Mat& frame)：用于读取视频的一帧，将其存储在 cv::Mat 对象中；

示例：

cv::VideoCapture capture("video_file.mp4");

if (!capture.isOpened()) {
    std::cerr << "Error: 无法打开视频文件." << std::endl;
    return -1;
}

cv::Mat frame;
capture.read(frame);

// 在这里可以对 frame 进行处理

capture.release(); // 释放VideoCapture对象

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（4）capture.release()：用于释放 VideoCapture 对象所占用的资源，一般在你已经完成了对视频流的操作后调用它；

二、对视频帧进行处理：

循环遍历视频的每一帧，可以在循环内部对每一帧进行处理在这里，我注释掉了处理部分，你可以根据需要添加各种图像处理操作，比如滤波、边缘检测等；

代码示例：

#include 
#include 
#include 

using namespace cv;
using namespace std;

int main() {

	// 打开视频文件
	VideoCapture capture("C:\\cpp\\image\\cayenne.mp4");

	// 检查视频是否成功打开
	if (!capture.isOpened()) {
		std::cerr << "Error: 无法打开视频文件." << std::endl;
		return -1;
	}

	// 获取视频的帧数和帧率
	int frameCount = capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_COUNT);
	double fps = capture.get(cv::CAP_PROP_FPS);

	// 创建一个VideoWriter对象来保存处理后的视频
	cv::VideoWriter outVideo("outVideo.mp4", capture.get(CAP_PROP_FOURCC), fps, cv::Size(capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH), capture.get(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)));

	// 循环处理视频的每一帧
	for (int i = 0; i < frameCount; ++i) {
		cv::Mat frame;
		capture >> frame; // 读取一帧

		if (frame.empty()) {
			break;
		}

		// 在这里可以对frame进行处理，比如进行滤波、边缘检测等
		// 例如：cv::cvtColor(frame, frame, cv::COLOR_BGR2GRAY);

		// 将处理后的帧写入输出视频文件
		outVideo << frame;
	}

	// 释放VideoCapture和VideoWriter对象
	capture.release();
	outVideo.release();

	std::cout << "视频处理完成." << std::endl;
}

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三、保存处理后的视频：

1、cv::VideoWriter 是opencv中用于将图像帧序列保存为视频文件的类，它可以将处理过的帧写入一个视频文件，也可以将视频流输出到摄像头或网络；

（1）创建一个 cv::VideoWriter 对象：

函数原型：

cv::VideoWriter writer(const String& filename, int fourcc, double fps, Size frameSize, bool isColor = true)

参数解释：
filename：要保存的视频文件名或者设备地址；
fourcc：FourCC编码，指定视频编解码器的类型(
	cv::VideoWriter::fourcc('X','V','I','D')：Xvid编解码器；
	cv::VideoWriter::fourcc('M','J','P','G')：MJPEG编解码器；
	cv::VideoWriter::fourcc('M','P','4','V')：MPEG-4编解码器；
	cv::VideoWriter::fourcc('H','2','6','4')：H.264编解码器；
)；
fps：帧率，即每秒显示的帧数；
frameSize：帧的大小，可以通过cv::Size类指定；
isColor：指定保存的视频是否为彩色，默认为true；

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2、cv::VideoWriter类的常用方法：

（1）cv::VideoWriter::open()：用于打开一个视频文件或设备以便写入视频帧；

cv::VideoWriter::open(const String& filename, int fourcc, double fps, Size frameSize, bool isColor = true)

参数解释：参数和构造函数类似；
filename：要保存的视频文件名或者设备地址；
fourcc：FourCC编码，指定视频编解码器的类型(
	cv::VideoWriter::fourcc('X','V','I','D')：Xvid编解码器；
	cv::VideoWriter::fourcc('M','J','P','G')：MJPEG编解码器；
	cv::VideoWriter::fourcc('M','P','4','V')：MPEG-4编解码器；
	cv::VideoWriter::fourcc('H','2','6','4')：H.264编解码器；
)；
fps：帧率，即每秒显示的帧数；
frameSize：帧的大小，可以通过cv::Size类指定；
isColor：指定保存的视频是否为彩色，默认为true；

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（2）cv::VideoWriter::write()：用于将一帧图像写入视频文件；

cv::VideoWriter::write(const Mat& image)

参数解释：
image：要写入视频的帧，通常是一个cv::Mat对象；

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（3）cv::VideoWriter::isOpened()：用于检查VideoWriter对象是否成功打开，如果成功打开了视频文件或者设备，该方法将返回true，否则返回false；

（4）cv::VideoWriter::release()：用于释放VideoWriter对象所占用的资源，一般在你已经完成了对视频的写入操作后调用它；

示例：

我们首先创建了一个 VideoWriter 对象，指定了视频文件的名称、FourCC编码、帧率和帧大小。接着，我们检查是否成功打开了文件。然后，我们创建了一个红色的帧（640x480 大小的纯红色图像）并将其写入视频文件10次。最后，我们释放了 VideoWriter 对象。

#include 
#include 
#include 

using namespace cv;
using namespace std;

int main() {

	Demo demo;
	// 初始化一个cv::VideoCapture对象，打开视频文件
	VideoCapture capture("C:\\cpp\\image\\cayenne.mp4");
	// 调用cv::VideoCapture类的get()方法，获取视频宽度，高度，帧数，帧率
	int frame_width = capture.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
	int frame_height = capture.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
	int count = capture.get(CAP_PROP_FRAME_COUNT);
	double fps = capture.get(CAP_PROP_FPS);
	std::cout << "frame width:" << frame_width << std::endl;
	std::cout << "frame height:" << frame_height << std::endl;
	std::cout << "FPS:" << fps << std::endl;
	std::cout << "Number of Frames:" << count << std::endl;
	// 初始化一个cv::VideoWriter 对象，保存处理后的视频文件
	// capture.get(CAP_PROP_FOURCC)：获取原视频的编解码器
	// Size(frame_width, frame_height)：原视频的宽高
	VideoWriter writer("C:\\cpp\\image\\test.mp4", capture.get(CAP_PROP_FOURCC), fps, Size(frame_width, frame_height), true);
	Mat frame;
	while (true) {
		// 读取视频的一帧，将其存储在frame对象中
		capture.read(frame);
		// TODO: do something...
		// 对读取到的这帧图像，做flip()翻转处理
		flip(frame, frame, 1);
		if (frame.empty()) {
			break;
		}
		// 显示这帧图像
		imshow("frame", frame);
		// 对这帧图像，做色彩空间转换
		demo.colorSpace(frame);
		// 将这帧图像写入视频文件
		writer.write(frame);

		int c = waitKey(1);
		if (c == 27) { // 退出
			break;
		}
	}

	// release
	capture.release();
	writer.release();
}

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做色彩空间转换 demo.colorSpace()函数如下：

void Demo::colorSpace(Mat &image) {

	Mat gray, hsv;
	// 转hsv
	cvtColor(image, hsv, COLOR_BGR2HSV);
	// 转灰度
	cvtColor(image, gray, COLOR_BGR2GRAY);

	// 显示这两张图
	imshow("HSV",hsv);
	imshow("GARY", gray);

	// 保存这两张图
	imwrite("C:\\cpp\\vs\\opencv\\hsv.png", hsv);
	imwrite("C:\\cpp\\vs\\opencv\\gray.png", gray);

}

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