使用OpenCV創(chuàng)建視頻

目標

每當您使用視頻Feed時，您最終都可能想要以新的視頻文件的形式保存您的圖像處理結(jié)果。對于簡單的視頻輸出，您可以使用為此設(shè)計的OpenCV內(nèi)置cv :: VideoWriter類。

• 如何使用OpenCV創(chuàng)建視頻文件
• 您可以使用OpenCV創(chuàng)建什么類型的視頻文件
• 如何從視頻中提取給定的顏色通道

作為一個簡單的演示，我只需將一個輸入視頻文件的BGR顏色通道之一提取到一個新的視頻中。您可以從其控制臺行參數(shù)控制應(yīng)用程序的流量：

• 第一個參數(shù)指向要處理的視頻文件
• 第二個參數(shù)可以是以下字符之一：RG B.這將指定要提取哪些通道。
• 最后一個參數(shù)是字符Y（是）或N（否）。如果不是，輸入視頻文件的編解碼器將與輸出相同。否則，將彈出一個窗口，并允許您選擇要使用的編解碼器。

例如，有效的命令行將如下所示：

video-write.exe video/Megamind.avi R Y

源代碼

您也可以在samples/cpp/tutorial_code/videoio/video-write/OpenCV源庫的文件夾中找到源代碼和這些視頻文件，或從這里下載。

#include <iostream> // for standard I/O
#include <string>   // for strings
#include <opencv2/core.hpp>     // Basic OpenCV structures (cv::Mat)
#include <opencv2/videoio.hpp>  // Video write
using namespace std;
using namespace cv;
static void help()
{
    cout
        << "------------------------------------------------------------------------------" << endl
        << "This program shows how to write video files."                                   << endl
        << "You can extract the R or G or B color channel of the input video."              << endl
        << "Usage:"                                                                         << endl
        << "./video-write <input_video_name> [ R | G | B] [Y | N]"                          << endl
        << "------------------------------------------------------------------------------" << endl
        << endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    help();
    if (argc != 4)
    {
        cout << "Not enough parameters" << endl;
        return -1;
    }
    const string source      = argv[1];           // the source file name
    const bool askOutputType = argv[3][0] =='Y';  // If false it will use the inputs codec type
    VideoCapture inputVideo(source);              // Open input
    if (!inputVideo.isOpened())
    {
        cout  << "Could not open the input video: " << source << endl;
        return -1;
    }
    string::size_type pAt = source.find_last_of('.');                  // Find extension point
    const string NAME = source.substr(0, pAt) + argv[2][0] + ".avi";   // Form the new name with container
    int ex = static_cast<int>(inputVideo.get(CAP_PROP_FOURCC));     // Get Codec Type- Int form
    // Transform from int to char via Bitwise operators
    char EXT[] = {(char)(ex & 0XFF) , (char)((ex & 0XFF00) >> 8),(char)((ex & 0XFF0000) >> 16),(char)((ex & 0XFF000000) >> 24), 0};
    Size S = Size((int) inputVideo.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH),    // Acquire input size
                  (int) inputVideo.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
    VideoWriter outputVideo;                                        // Open the output
    if (askOutputType)
        outputVideo.open(NAME, ex=-1, inputVideo.get(CAP_PROP_FPS), S, true);
    else
        outputVideo.open(NAME, ex, inputVideo.get(CAP_PROP_FPS), S, true);
    if (!outputVideo.isOpened())
    {
        cout  << "Could not open the output video for write: " << source << endl;
        return -1;
    }
    cout << "Input frame resolution: Width=" << S.width << "  Height=" << S.height
         << " of nr#: " << inputVideo.get(CAP_PROP_FRAME_COUNT) << endl;
    cout << "Input codec type: " << EXT << endl;
    int channel = 2; // Select the channel to save
    switch(argv[2][0])
    {
    case 'R' : channel = 2; break;
    case 'G' : channel = 1; break;
    case 'B' : channel = 0; break;
    }
    Mat src, res;
    vector<Mat> spl;
    for(;;) //Show the image captured in the window and repeat
    {
        inputVideo >> src;              // read
        if (src.empty()) break;         // check if at end
        split(src, spl);                // process - extract only the correct channel
        for (int i =0; i < 3; ++i)
            if (i != channel)
                spl[i] = Mat::zeros(S, spl[0].type());
       merge(spl, res);
       //outputVideo.write(res); //save or
       outputVideo << res;
    }
    cout << "Finished writing" << endl;
    return 0;
}

視頻的結(jié)構(gòu)

首先，您應(yīng)該了解視頻文件的外觀。每個視頻文件本身就是容器。容器的類型在文件擴展名（例如avi，mov或mkv）中表示。它包含多個元素，如：視頻饋送，音頻饋送或其他音軌（例如字幕）。這些饋送是如何存儲的由它們中的每一個使用的編解碼器決定。在音頻通道使用的編解碼器是mp3或aac的情況下。對于視頻文件，列表以某種方式更長，包括諸如XVID，DIVX，H264或LAGS（Lagarith Lossless Codec）。您可能在系統(tǒng)上使用的編解碼器的完整列表取決于您已安裝的編解碼器。

正如您可以看到的事情可能會讓視頻變得非常復雜。然而，OpenCV主要是一個計算機視覺庫，而不是視頻流，編解碼器和寫入。因此，開發(fā)人員試圖讓這部分盡可能的簡單。由于OpenCV視頻容器僅支持avi擴展，它的第一個版本。這樣做的一個直接的限制是您無法保存大于2 GB的視頻文件。此外，您只能創(chuàng)建和擴展容器內(nèi)的單個視頻軌道。沒有音頻或其他曲目編輯支持。不過，系統(tǒng)上存在的任何視頻編解碼器都可能正常工作 如果您遇到這些限制，您將需要查看更專門的視頻編寫庫，如FFMpeg或編解碼器，如HuffYUV，CorePNG和LCL。作為替代方案，使用OpenCV創(chuàng)建視頻軌道，并使用聲軌擴展，或通過使用視頻操作程序（如VirtualDub或AviSynth）將其轉(zhuǎn)換為其他格式。

VideoWriter類

這里寫的內(nèi)容建立在你已經(jīng)通過OpenCV讀取視頻輸入和相似度測量教程的假設(shè)，你知道如何讀取視頻文件。要創(chuàng)建視頻文件，您只需要創(chuàng)建一個cv :: VideoWriter類的實例。您可以通過構(gòu)造函數(shù)中的參數(shù)或稍后通過cv :: VideoWriter :: open函數(shù)指定其屬性。無論哪種方式，參數(shù)是相同的：1.在其擴展名中包含容器類型的輸出的名稱。目前只支持avi。我們從輸入文件構(gòu)造這個，添加到要使用的通道的名稱，并使用容器擴展名完成它。

const string source      = argv[1];            // the source file name
string::size_type pAt = source.find_last_of('.');   // Find extension point
const string NAME = source.substr(0, pAt) + argv[2][0] + ".avi";   // Form the new name with container

• 用于視頻軌道的編解碼器?，F(xiàn)在所有的視頻編解碼器都有一個唯一的短名稱，最多四個字符。因此，XVID，DIVX或H264的名稱。這被稱為四字符代碼。您也可以通過使用其獲取功能從輸入視頻中查詢。因為get函數(shù)是一個通用函數(shù)，它總是返回double值。雙精度值存儲在64位上。四個字符是四個字節(jié)，意味著32位。這四個字符被編碼在雙倍的低32位中。丟棄高32位的一個簡單方法是將此值轉(zhuǎn)換為int：
  

VideoCapture inputVideo(source);                                // Open input
int ex = static_cast<int>(inputVideo.get(CAP_PROP_FOURCC));     // Get Codec Type- Int form

OpenCV內(nèi)部使用這種整數(shù)類型，并期望它作為其第二個參數(shù)。現(xiàn)在要從整數(shù)形式轉(zhuǎn)換為字符串，我們可以使用兩種方法：一個按位運算符和一個聯(lián)合方法。第一個從int中提取字符看起來像（“和”操作，一些移動，并在結(jié)尾添加一個0以關(guān)閉字符串）：

char EXT [] = {ex＆0XFF，（ex＆0XFF00）>> 8，（ex＆0XFF0000）>> 16，（ex＆0XFF000000）>> 24，0};

你可以和工會做同樣的事情：

union { int v; char c[5];} uEx ;
uEx.v = ex;                              // From Int to char via union
uEx.c[4]='\0';

這樣做的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換在分配后自動完成，而對于按位運算符，您需要在更改編解碼器類型時執(zhí)行操作。如果事先知道編解碼器有四個字符代碼，可以使用CV_FOURCC宏構(gòu)建整數(shù)：

CV_FOURCC('P','I','M,'1') // this is an MPEG1 codec from the characters to integer

如果您傳遞此參數(shù)減去一個而不是窗口將在運行時彈出，其中包含系統(tǒng)上安裝的所有編解碼器，并要求您選擇要使用的編解碼器：

• 輸出視頻的每秒幀數(shù)。再次，這里我通過使用get函數(shù)來保持每秒的輸入視頻幀。
  
• 輸出視頻幀的大小。這里也使用get函數(shù)保留每秒的輸入視頻幀大小。
  
• 最后一個參數(shù)是可選的。默認情況下是真的，并且輸出將是一個多彩的輸出（所以寫你會發(fā)送三通道圖像）。要創(chuàng)建一個灰度級視頻，在這里傳遞一個虛假參數(shù)。

VideoWriter outputVideo;
Size S = Size((int) inputVideo.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH),    //Acquire input size
              (int) inputVideo.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
outputVideo.open(NAME , ex, inputVideo.get(CAP_PROP_FPS),S, true);

outputVideo.write(res);  //or
outputVideo << res;

split(src, spl);                 // process - extract only the correct channel
for( int i =0; i < 3; ++i)
   if (i != channel)
      spl[i] = Mat::zeros(S, spl[0].type());
merge(spl, res);

把所有這一切放在一起，你會得到更高的源代碼，其運行時結(jié)果將顯示如下圖像：