使用 C/C++的OpenCV 将多张图片合成为视频

使用 C++/OpenCV 将多张图片合成为视频 🎞️

将一系列静态图片合成为动态视频是一项常见的计算机视觉任务，广泛应用于延时摄影、动画制作和数据可视化等领域。其基本原理是将图片作为视频的每一"帧"，按照指定的帧率 (FPS) 依次写入视频文件。

使用 C++ 和 OpenCV，我们可以通过 cv::VideoWriter 类轻松实现这一功能。

主要步骤

准备图片序列 ：确保所有待合成的图片尺寸一致，并按照顺序命名（例如 img_001.png, img_002.png, ...）。
获取图片尺寸：读取第一张图片以确定视频的宽度和高度。
创建视频写入器 ：初始化一个 cv::VideoWriter 对象，设置输出视频的文件名、编码格式 (FourCC)、帧率 (FPS) 和帧尺寸。
循环写入帧 ：遍历所有图片，依次读取并将它们作为帧写入 VideoWriter 对象。
释放资源 ：完成所有图片的写入后，释放 VideoWriter 对象以确保视频文件被正确保存。

C++ 完整代码示例

下面的代码演示了如何读取一个文件夹内命名为 image_0.jpg, image_1.jpg, ... 的图片序列，并将它们合成为一个 MP4 视频。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <opencv2/opencv.hpp>

int main() {
    // 1. 设置视频参数和图片路径
    std::string outputPath = "output_video.mp4";
    std::string imagePathPrefix = "image_"; // 图片文件名前缀
    std::string imagePathSuffix = ".jpg";   // 图片文件名后缀
    int numImages = 100;                    // 图片总数
    double fps = 24.0;                      // 视频的帧率

    // 2. 读取第一张图片以获取尺寸
    cv::Mat firstImage = cv::imread(imagePathPrefix + std::to_string(0) + imagePathSuffix);
    if (firstImage.empty()) {
        std::cout << "错误: 无法读取第一张图片，请检查路径和文件名。" << std::endl;
        return -1;
    }
    cv::Size frameSize = firstImage.size();
    int frameWidth = frameSize.width;
    int frameHeight = frameSize.height;

    // 3. 创建视频写入器
    // 使用 'mp4v' 编码格式来创建 .mp4 文件
    int fourcc = cv::VideoWriter::fourcc('m', 'p', '4', 'v');
    cv::VideoWriter writer(outputPath, fourcc, fps, frameSize, true);

    if (!writer.isOpened()) {
        std::cout << "错误: 无法创建视频写入器。" << std::endl;
        return -1;
    }

    std::cout << "开始合成视频，共 " << numImages << " 帧..." << std::endl;
    
    // 首先写入第一帧
    writer.write(firstImage);

    // 4. 循环读取图片并写入视频帧
    for (int i = 1; i < numImages; ++i) {
        std::string currentImagePath = imagePathPrefix + std::to_string(i) + imagePathSuffix;
        cv::Mat currentFrame = cv::imread(currentImagePath);

        if (currentFrame.empty()) {
            std::cout << "警告: 无法读取图片 " << currentImagePath << "，跳过此帧。" << std::endl;
            continue;
        }

        // 确保后续图片尺寸与第一张一致
        if (currentFrame.size() != frameSize) {
            std::cout << "警告: 图片 " << currentImagePath << " 尺寸不一致，将调整尺寸。" << std::endl;
            cv::resize(currentFrame, currentFrame, frameSize);
        }

        writer.write(currentFrame);
    }
    
    // 5. 释放资源
    writer.release();
    std::cout << "视频合成完毕，已保存至 " << outputPath << std::endl;

    return 0;
}

代码解析

图片命名规则

为了方便地在循环中读取，图片最好按 前缀 + 数字 + 后缀 的方式顺序命名。代码中的 imagePathPrefix 和 imagePathSuffix 就是为此设计的。
cv::VideoWriter writer(...)

这是创建视频文件的核心。它需要以下几个关键参数：
- outputPath : 输出视频的文件名，后缀名（如 .mp4 或 .avi）很重要，它会影响可选的编码格式。
- fourcc : 一个4字节的代码，用于指定视频的压缩编码格式。cv::VideoWriter::fourcc('m', 'p', '4', 'v') 是生成 .mp4 文件时常用的编码格式。对于 .avi 文件，可尝试 cv::VideoWriter::fourcc('M', 'J', 'P', 'G')。
- fps: 视频的每秒帧数 (Frames Per Second)。它决定了视频的播放速度。
- frameSize : 视频帧的尺寸 (cv::Size 类型)，必须与所有待写入图片的尺寸一致。
- isColor : 一个布尔值，true 表示创建彩色视频，false 表示灰度视频。默认为 true。
writer.write(currentFrame);

这个函数将一个 cv::Mat 对象（即一张图片）作为一帧写入视频文件。循环调用此函数即可将图片序列编码成视频。
writer.release();

这是一个至关重要的步骤。在所有帧都写入后，必须调用 release() 方法。这个操作会完成视频文件的编码和封装，并最终将其写入磁盘。如果没有调用此方法，生成的视频文件很可能是损坏的或空的。

总结

通过 cv::VideoWriter，OpenCV 提供了一个强大而直接的接口来完成图片到视频的合成。整个过程的逻辑非常清晰：配置视频参数 -> 循环读取图片 -> 将图片作为帧写入。只要保证图片尺寸一致并正确设置写入器参数，就可以轻松地将静态序列转化为生动的视频。