[人工智能]python opencv 保存摄像头视频，以及fourc编码的介绍

之所以写这篇博客，主要还是想介绍一下fourcc编码

1 读取摄像头

1.1 正常读取一个摄像头

1、读取摄像头

• 只读取摄像头
• 没有做其他操作

import cv2

# 获取摄像头 0代表摄像头索引
cap = cv2.VideoCapture(0)

while cap.isOpened():
    # 如果正确读取每一帧，则ret返回True，frame返回当前帧的数据
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Opening the camera failed!")
    
    # 显示摄像头流
    cv2.imshow("frame", frame)
    
    # 按q键退出显示
    key = cv2.waitKey(1)
    if key == ord("q"):
        break
        
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

1.2 获取摄像头属性和设置摄像头属性

opencv-python默认读取摄像头的分辨率为：640x480，下面我们将：

• 获取摄像头的分辨率 和 帧率
• 设置摄像头的帧率

import cv2

# 获取摄像头 0代表摄像头索引
cap = cv2.VideoCapture(0)

# 获取摄像头的帧率
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
# 或者用 cv2.CAP_PROP_FPS属性对应的数组id也是可以的
# cap = cap.get(5)
print(f"camera fps: {fps}")  # camera fps: 30.0


# 获取摄像头的分辨率
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
# 或者用属性对应的id
# width = cap.get(3)
# width = cap.get(4)
print(f"camera resolution: ({width}x{height})")  # camera resolution: (640.0x480.0)

# 设置摄像头分辨率
cap.set(3, 1280)
cap.set(4, 720)
# 此时再获取重新设置后的分辨率
width2 = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
height2 = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
print(f"camera resolution: ({width2}x{height2})")  # camera resolution: (1280.0x720.0)


while cap.isOpened():
    # 如果正确读取每一帧，则ret返回True，frame返回当前帧的数据
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Opening the camera failed!")

    # 显示摄像头流
    cv2.imshow("frame", frame)

    # 按q键退出显示
    key = cv2.waitKey(1)
    if key == ord("q"):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

1.3 把摄像头流保存成视频

1、把摄像头流保存成mp4视频文件

import cv2

# 获取摄像头 0代表摄像头索引
cap = cv2.VideoCapture(0)

# 获取摄像头帧率
fps = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS))

# 设置摄像头分辨率
cap.set(3, 1280)
cap.set(4, 720)
# 此时再获取重新设置后的分辨率
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
print(f"camera resolution: ({width}x{height})")  # camera resolution: (1280.0x720.0)
size = (int(width), int(height))

# 设置保存视频的编码格式
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*"mp4v")
videowriter = cv2.VideoWriter()
videowriter.open("output.mp4", fourcc, fps, size, True)
# videowriter.open(filename="output.mp4", fourcc=fourcc, fps=fps, frameSize=size, isColor=True)

while cap.isOpened():
    # 如果正确读取每一帧，则ret返回True，frame返回当前帧的数据
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Opening the camera failed!")

    # 保存视频
    videowriter.write(frame)

    # 显示摄像头流
    cv2.imshow("frame", frame)

    # 按q键退出显示
    key = cv2.waitKey(1)
    if key == ord("q"):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

通过上面代码保存的视频，你会发现：

• 视频帧率是fps=30
• 视频分辨率是1280x720，就是720P的

2、保存的视频，如果你去播放一下会发现速度特别快，像是倍速播放一样，这是为什么呢？

我们先来计算读取一帧需要的大概时间：

import cv2
import time

# 获取摄像头 0代表摄像头索引
cap = cv2.VideoCapture(0)

# 获取摄像头帧率
fps = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS))

# 设置摄像头分辨率
cap.set(3, 1280)
cap.set(4, 720)
# 此时再获取重新设置后的分辨率
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
print(f"camera resolution: ({width}x{height})")  # camera resolution: (1280.0x720.0)
size = (int(width), int(height))

# 设置保存视频的编码格式
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*"mp4v")
videowriter = cv2.VideoWriter()
videowriter.open("output.mp4", fourcc, fps, size, True)
# videowriter.open(filename="output.mp4", fourcc=fourcc, fps=fps, frameSize=size, isColor=True)

while cap.isOpened():
    start = time.time()
    # 如果正确读取每一帧，则ret返回True，frame返回当前帧的数据
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Opening the camera failed!")

    # 保存视频
    videowriter.write(frame)

    # 显示摄像头流
    cv2.imshow("frame", frame)

    # 按q键退出显示
    key = cv2.waitKey(1)
    if key == ord("q"):
        break

    end = time.time()
    print(f"Read a frame time: {(end-start)*1000:.3f}ms")

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

输出结果，大概读取一帧的时间是100ms，按照这个时间，while循环处理完一帧数据之后，就会循环下一帧数据，这个循环的速度大概相当于是100fps

Read a frame time: 99.573ms
Read a frame time: 100.382ms
Read a frame time: 99.949ms
Read a frame time: 100.631ms
Read a frame time: 98.024ms
Read a frame time: 101.144ms
Read a frame time: 100.274ms
Read a frame time: 100.390ms

因此，如果我们要把上面循环的速度也变成30fps，就需要控制一下循环的速度，因此只要在每帧读完之后睡眠一下，就可以大概控制帧率为30fps了，睡眠时间（参考）：

$$sleep\_time=\frac{1000}{webcam\_fps}=\frac{1000ms}{30fps}$$

此时，用下面的代码再保存一下视频看看效果吧：

import cv2
import time

# 获取摄像头 0代表摄像头索引
cap = cv2.VideoCapture(0)

# 获取摄像头帧率
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)

# 设置摄像头分辨率
cap.set(3, 1280)
cap.set(4, 720)
# 此时再获取重新设置后的分辨率
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)
height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
print(f"camera resolution: ({width}x{height})")  # camera resolution: (1280.0x720.0)
size = (int(width), int(height))

# 设置保存视频的编码格式
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*"mp4v")   # 保存成mp4格式
# fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')  # 保存成avi格式
videowriter = cv2.VideoWriter()
videowriter.open("output.mp4", fourcc, fps, size, True)
# videowriter.open(filename="output.mp4", fourcc=fourcc, fps=fps, frameSize=size, isColor=True)

while cap.isOpened():
    start = time.time()
    # 如果正确读取每一帧，则ret返回True，frame返回当前帧的数据
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Opening the camera failed!")

    # 保存视频
    videowriter.write(frame)

    # 显示摄像头流
    cv2.imshow("frame", frame)

    # 按q键退出显示
    key = cv2.waitKey(1)
    if key == ord("q"):
        break

    end = time.time()
    print(f"Read a frame time: {(end-start)*1000:.3f}ms")
    # sleep睡眠的的单位是 秒 s
    time.sleep(1/fps)

cap.release()   # 释放摄像头
videowriter.release()
cv2.destroyAllWindows()  # 关闭所有的图像窗口

实际测试，即使我把睡眠时间调整到0.1s，保存的视频播放依然很快，目前我不知道怎么解决了，如有知道如何解决，请留言，谢谢！

2 更多关于视频捕获属性 cv2.CAP_PROP

opencv 官网video I/O模块的doc

1、获取属性

• cap.get(propId)

2、设置属性

• cap.set(propId, value)

3、更多CAP_PROP属性介绍

视频捕获属性（VideoCaptureProperties）

3 视频四字符编码foucc

1、我们在保存视频之前，需要先设置保存视频的编码格式

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*"mp4v") 

也可以写成如下的形式：

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc("M", "P", "4", "V")

2、fourcc为四个字符用来表示编码格式

• opencv 官方文档对cv2.VideoWriter()的介绍

3、定义保存视频编码格式

◆ fourcc()
static int cv::VideoWriter::fourcc	(	char 	c1,
char 	c2,
char 	c3,
char 	c4 
)		

# Python:
cv.VideoWriter_fourcc(	c1, c2, c3, c4	) ->	retval

4、fourcc的编码格式有很多，具体可以去这里查看