【OpenCV】视频录制

初始化一个视频写入对象,目的是将图像帧序列保存为视频文件。使用了OpenCV库中的cv2.VideoWriter类来创建这个对象,并且设置了视频的编码格式、帧率以及分辨率。

导入库

import cv2
import datetime
  • cv2 是 OpenCV 库的 Python 接口,提供了大量的图像处理和计算机视觉功能。
  • datetime 库用于处理日期和时间。

设置视频参数

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
fps = 30.0
frame_width, frame_height = 640, 480
  • fourcc: 定义了视频编解码器(Four Character Code)。这里使用的是 *'mp4v',表示使用 MPEG-4 编码。VideoWriter_fourcc 函数接受四个字符作为参数,所以用 * 来解包字符串 'mp4v'
  • fps: 每秒帧数(Frames Per Second),决定了视频播放的速度。这里的值是 30.0,意味着每秒钟有 30 帧图像。
  • frame_width, frame_height: 视频帧的宽度和高度,以像素为单位。这里设定的是 640x480 分辨率。

创建输出文件名

output_file = 'video/' + datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d%H%M%S") + '.mp4'
  • 使用 datetime.datetime.now() 获取当前的时间。
  • strftime("%Y%m%d%H%M%S") 格式化时间为年月日小时分钟秒的形式,确保每个输出文件都有唯一的文件名,避免覆盖旧文件。
  • 文件路径为 'video/' 目录下,带有时间戳的 .mp4 文件。

初始化 VideoWriter 对象

self.out_record = cv2.VideoWriter(output_file, fourcc, fps, (frame_width, frame_height))
  • self.out_record: 这是一个 VideoWriter 类的对象,用来写入视频帧到文件中。如果这段代码位于类的方法内部,那么 self 表示当前实例。
  • 参数:
    • output_file: 输出视频文件的路径和名称。
    • fourcc: 视频编码器。
    • fps: 视频帧率。
    • (frame_width, frame_height): 每个视频帧的尺寸。

准备好了一个可以开始录制视频的环境,接下来可以通过调用 self.out_record.write(frame) 方法向视频文件中添加帧,其中 frame 是一帧图像数据。当不再需要录制时,应该调用 self.out_record.release() 来关闭视频写入对象并完成文件写入。

完整代码:

python 复制代码
import cv2
import datetime

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
fps = 30.0
frame_width, frame_height = 640, 480
output_file = 'video/' + datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d%H%M%S") + '.mp4'
self.out_record = cv2.VideoWriter(output_file, fourcc, fps, (frame_width, frame_height))

定义一个名为 updateFrames 的方法。此方法用于持续更新视频帧,并处理视频录制以及将视频帧显示在图形用户界面(GUI)中。

方法 updateFrames

循环结构

while not self.appExit:
  • 通过一个无限循环来不断检查是否应该退出应用程序 (appExit)。如果 appExit 变量为真,则停止循环。

控制帧速率

time.sleep(1 / 30)
  • 使用 time.sleep 函数来控制每秒读取和处理的帧数为大约 30 帧(FPS)。这有助于保持视频播放的平滑性。

视频捕获与处理

if self.cap is not None and self.cap.isOpened():
    _, frame = self.cap.read()
    if not _:
        self.cap = None
  • 检查视频捕获对象 self.cap 是否有效并且打开。
  • 尝试读取一帧图像。如果读取失败(即返回的第一个值 _False),则将 self.cap 设置为 None,表示没有有效的视频源。

调整帧大小

frame = cv2.resize(frame, video_size)
self.frame = frame.copy()
  • 使用 OpenCV 的 resize 函数调整帧的尺寸到预设的 video_size
  • 创建当前帧的一个副本并保存到 self.frame 中。

录制视频

if self.startRecordFlag:
    self.out_record.write(frame)
    cv2.putText(frame, MesConst.VIDEO_RECORDING, (10, 30), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.2, (0, 255, 0), 2)
  • 如果 startRecordFlag 标志为真,则将当前帧写入到 self.out_record 对象中进行录制。
  • 同时,在帧上添加文本以表明正在录制,使用 cv2.putText 函数绘制绿色文字 "VIDEO_RECORDING" 在帧的左上角。

处理无视频输入的情况

else:
    frame = np.zeros((video_size[1], video_size[0], 3), np.uint8)
    self.startRecordFlag = False
  • 如果没有有效的视频输入,创建一个全黑的图像作为帧。
  • 确保录制标志 startRecordFlag 为假,防止尝试录制无效帧。

图像转换与显示

h, w, ch = frame.shape
bytesPerLine = ch * w
convertToQtFormat = QImage(frame.data, w, h, bytesPerLine, QImage.Format_RGB888).rgbSwapped()
pixmap = QPixmap.fromImage(convertToQtFormat)
self.lblVideo.setPixmap(pixmap.scaled(w, h, Qt.KeepAspectRatio))
  • 获取帧的高度、宽度和通道数。
  • 计算每一行的字节数 bytesPerLine
  • 将 OpenCV 的 BGR 格式的图像数据转换为 Qt 的 QImage 格式,并交换红色和蓝色通道以适应 RGB 显示。
  • 创建一个 QPixmap 对象,然后将其设置为 GUI 中的 lblVideo 标签的图标,同时保持宽高比缩放。

异常处理

except:
    pass
  • 使用一个空的 except 子句来捕获所有异常,但不做任何处理。这种做法通常不推荐,因为它会掩盖潜在的问题。更好的做法是指定具体的异常类型或至少记录异常信息以便调试。

完整代码:

python 复制代码
    def updateFrames(self):
        while not self.appExit:
            time.sleep(1 / 30)
            try:
                if self.cap is not None and self.cap.isOpened():
                    _, frame = self.cap.read()
                    if not _:
                        self.cap = None

                    frame = cv2.resize(frame, video_size)
                    self.frame = frame.copy()

                    if self.startRecordFlag:
                        self.out_record.write(frame)
                        cv2.putText(frame, MesConst.VIDEO_RECORDING, (10, 30), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.2,(0, 255, 0), 2)

                else:
                    frame = np.zeros((video_size[1], video_size[0], 3), np.uint8)
                    self.startRecordFlag = False

                h, w, ch = frame.shape
                bytesPerLine = ch * w
                convertToQtFormat = QImage(frame.data, w, h, bytesPerLine, QImage.Format_RGB888).rgbSwapped()
                pixmap = QPixmap.fromImage(convertToQtFormat)
                self.lblVideo.setPixmap(pixmap.scaled(w, h, Qt.KeepAspectRatio))
            except:
                pass
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