OpenCV/Python：使用 VideoCapture 读取特定帧

Posted 2023-02-23

【中文标题】OpenCV/Python：使用 VideoCapture 读取特定帧

【英文标题】：OpenCV/Python: read specific frame using VideoCapture

【发布时间】：2016-02-12 13:39:35

【问题描述】：

有没有办法使用VideoCapture() 方法获取特定帧？

我当前的代码是：

import numpy as np
import cv2

cap = cv2.VideoCapture('video.avi')

This是我的参考教程。

【参考方案1】：

感谢 GPPK。

视频参数应以整数形式给出。每个标志都有自己的值。代码见here。

正确的解决方法是：

import numpy as np
import cv2

#Get video name from user
#Ginen video name must be in quotes, e.g. "pirkagia.avi" or "plaque.avi"
video_name = input("Please give the video name including its extension. E.g. \"pirkagia.avi\":\n")

#Open the video file
cap = cv2.VideoCapture(video_name)

#Set frame_no in range 0.0-1.0
#In this example we have a video of 30 seconds having 25 frames per seconds, thus we have 750 frames.
#The examined frame must get a value from 0 to 749.
#For more info about the video flags see here: https://***.com/questions/11420748/setting-camera-parameters-in-opencv-python
#Here we select the last frame as frame sequence=749. In case you want to select other frame change value 749.
#BE CAREFUL! Each video has different time length and frame rate. 
#So make sure that you have the right parameters for the right video!
time_length = 30.0
fps=25
frame_seq = 749
frame_no = (frame_seq /(time_length*fps))

#The first argument of cap.set(), number 2 defines that parameter for setting the frame selection.
#Number 2 defines flag CV_CAP_PROP_POS_FRAMES which is a 0-based index of the frame to be decoded/captured next.
#The second argument defines the frame number in range 0.0-1.0
cap.set(2,frame_no);

#Read the next frame from the video. If you set frame 749 above then the code will return the last frame.
ret, frame = cap.read()

#Set grayscale colorspace for the frame. 
gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

#Cut the video extension to have the name of the video
my_video_name = video_name.split(".")[0]

#Display the resulting frame
cv2.imshow(my_video_name+' frame '+ str(frame_seq),gray)

#Set waitKey 
cv2.waitKey()

#Store this frame to an image
cv2.imwrite(my_video_name+'_frame_'+str(frame_seq)+'.jpg',gray)

# When everything done, release the capture
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

【讨论】：

在python 3.5 使用cap.set() 中，第一个参数定义范围为0.0-1.0 的帧号。所以它是cap.set(1,frame_no)。

在 cap.set() 中，第一个参数应该是 'cv2.cv.CV_CAP_PROP_POS_FRAMES'，没有任何魔法 '1' 或 '2'。第二个是 0 - cv2.cv.CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT 范围内的帧号 - 它是一个整数，而不是浮点数 0.0 - 1.0！

@AlexeyAntonenko 重要的是要注意转换为“索引”并不总是完美的。它不一定给你准确的“索引”框架，我猜开发人员只是包装了旧的 [0-1] 代码并且存在舍入错误。我在 OpenCV 页面上发布了一个问题/错误报告，因为他们主页上的实际错误报告链接已损坏。 answers.opencv.org/question/200232/…

使用 opencv-python-4.1.1.26，找不到 cv2.cv.CV_CAP_PROP_POS_FRAMES。也许枚举已关闭，但我不得不使用 vid.set(1, myEndFrame)。

【参考方案2】：

如果您想要一个精确的帧，您可以将 VideoCapture 会话设置为该帧。自动调用该帧要直观得多。 “正确”的解决方案要求您输入已知数据：如 fps、长度等。使用下面的代码，您只需要知道您要调用的框架。

import numpy as np
import cv2
cap = cv2.VideoCapture(video_name) #video_name is the video being called
cap.set(1,frame_no); # Where frame_no is the frame you want
ret, frame = cap.read() # Read the frame
cv2.imshow('window_name', frame) # show frame on window

如果你想按住窗口，直到你按下退出：

while True:
    ch = 0xFF & cv2.waitKey(1) # Wait for a second
    if ch == 27:
        break

【讨论】：

cap.set(1,frame_no) 中的 1 是什么？

看看下面我的回答。

【参考方案3】：

是的，很简单：

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(videopath)
cap.set(cv2.CV_CAP_PROP_POS_FRAMES, frame_number-1)
res, frame = cap.read()

'frame_number' 是 0...amount_of_frames 范围内的整数。注意：你应该设置'frame_number-1'来强制阅读框架'frame_number'。它没有很好地记录，但测试表明 VideoCapture 模块的行为。

'res' 是布尔运算结果，可以用它来检查帧是否被成功读取。 可以通过以下方式获得帧数：

amount_of_frames = cap.get(cv2.CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT)

【讨论】：

cv2.cv.CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT 对我不可用。我确实找到了cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT

我猜你使用的是 cv 3.x。 Opencv 3.x 在 cv2 模块中定义了这些常量，并且没有 CV_ 前缀。 Opencv 2.x 在 cv2.cv 模块中定义它们，并带有 CV_ 前缀。

对于 cap.set，您需要使用 frame_number 作为 [0;amount_of_frames-1] 的索引。按照您的建议，对于第一帧，我们应该设置 0-1=-1，对吗？这是没有意义的，因为 cap.set 在该操作之后返回 0。但是，在某些 mp4 视频上，我可以设置 0 帧和 num_of_frames 帧并成功读取它们（因此，总共读取 n+1 帧），这显然是一些舍入错误。

该属性现在被命名为cv2.cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES

或者只是cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES

【参考方案4】：

例如，要开始阅读视频的第 15 帧，您可以使用：

frame = 15
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, frame-1)

【参考方案5】：

设置特定框架

从VideoCaptureProperties（docs）的文档中可以看出在VideoCapture中设置帧的方式是：

frame = 30
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, frame)

请注意，您不必传递给函数 frame - 1，因为正如文档所述，标志 CAP_PROP_POS_FRAMES 表示 “接下来要解码/捕获的帧的基于 0 的索引” .

总结一个我想每秒读取一帧的完整示例是：

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('video.avi')

# Get the frames per second
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS) 

# Get the total numer of frames in the video.
frame_count = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT)

frame_number = 0
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, frame_number) # optional
success, image = cap.read()

while success and frame_number <= frame_count:

    # do stuff

    frame_number += fps
    cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, frame_number)
    success, image = cap.read()

设置具体时间

在上面链接的文档中可以看到，在 VideoCapture 中设置特定时间的方法是：

milliseconds = 1000
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC, milliseconds)

就像之前的完整示例一样，每秒读取一帧的完整示例是通过这种方式实现的：

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('video.avi')

# Get the frames per second
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS) 

# Get the total numer of frames in the video.
frame_count = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT)

# Calculate the duration of the video in seconds
duration = frame_count / fps

second = 0
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC, second * 1000) # optional
success, image = cap.read()

while success and second <= duration:

    # do stuff

    second += 1
    cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC, second * 1000)
    success, image = cap.read()

【讨论】：

这是最新的答案。

【参考方案6】：

另外，我想说的是，使用CAP_PROP_POS_FRAMES 属性并不总是给你正确的结果。尤其是在处理 mp4 (H.264) 等压缩文件时。

在我的情况下，当我为 .mp4 文件调用 cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, frame_number) 时，它返回 False，但当我为 .avi 文件调用它时，它返回 True。 决定使用此“功能”时要考虑到。

very-hit 建议使用CV_CAP_PROP_POS_MSEC 属性。

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