cv2.videocapture 參數詳解

一、基本概念

cv2.videocapture作為opencv中常用的視頻讀取函數，其主要作用是從本地或者網絡中讀取視頻幀，並預存儲到內存中，便於圖片處理或者特徵提取等操作。其主要參數為視頻文件地址，也可以通過網絡流等方式獲取。使用該函數可以實現對視頻流的不斷讀取，常用於計算機視覺、機器學習等領域。

二、參數介紹

1、讀取本地視頻文件

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4') #參數為本地視頻文件名
while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret == True:
        cv2.imshow('local video',frame)
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

該代碼片段實現了讀取本地視頻文件的功能。其中第一個參數為視頻文件路徑，第二個參數為標誌符，如果標誌符為 True，則表示 Cap 已經初始化成功，否則表示失敗。cap.read()方法作用是從此文件中讀取讀取一幀視頻，並存儲到內存中。cv2.imshow()方法用於顯示讀取的幀。

2、讀取網絡視頻流

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('https://www.sample-videos.com/video123/mp4/720/big_buck_bunny_720p_1mb.mp4') #參數為網絡視頻地址
while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret == True:
        cv2.imshow('network video',frame)
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

該代碼片段實現了讀取網絡視頻流的功能。其中參數為網絡視頻的地址，讀取過程與讀取本地視頻類似。需要注意的是，在讀取網絡視頻時，需要保證網絡帶寬足夠，否則視頻可能會出現卡頓、延遲等情況。同時，如果視頻是rtsp格式，需要將網絡地址修改為rtsp協議。

3、設置幀率和分辨率

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)#獲取幀率
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)#獲取分辨率
height = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)
while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret == True:
        cv2.imshow('local video',frame)
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

使用cv2.CAP_PROP_FPS和cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH、cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT可以獲取視頻的幀率、分辨率等關鍵參數。幀率指視頻播放的速度，分辨率指視頻的尺寸大小。可以根據視頻的具體情況，適當進行調整，以提高視頻播放的效果。

4、設置讀取時間和幀數

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, 100)#以幀為單位設置視頻的讀取位置
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC, 5000)#以毫秒為單位設置視頻的讀取位置

while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret == True:
        cv2.imshow('local video',frame)
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES和cv2.CAP_PROP_POS_MSEC分別表示以幀為單位和毫秒為單位設置視頻的讀取時間和幀數。可以根據具體需要進行設置，在讀取網絡視頻的時候特別需要注意，避免讀取太多數據導致卡頓、延遲等問題。

三、參數優化

1、加速視頻讀取

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 60)#設置幀率
while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret == True:
        cv2.imshow('local video',frame)
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

可以通過提高幀率的方式加速視頻讀取，將幀率設置為更高的數值即可。當然，需要保證計算機的硬件環境足夠強大，否則可能會導致視頻卡頓、延遲等問題。

2、減少讀取時延

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
cap.set(cv2.CAP_PROP_BUFFERSIZE, 1)#設置讀取緩衝區大小
while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret == True:
        cv2.imshow('local video',frame)
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

可以通過減少讀取緩衝區大小，來減少視頻讀取時延，提高響應速度。需要注意的是，緩衝區過小可能會導致視頻讀取速度不夠，出現卡頓、延遲等問題。

3、數據壓縮和解壓

import cv2
import numpy as np

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret == True:
        frame_compressed = cv2.imencode('.jpg',frame)[1]#將讀取的幀進行壓縮
        frame_decompressed = cv2.imdecode(frame_compressed,1)#將壓縮後的幀進行解壓
        cv2.imshow('local video',frame)
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

可以通過將讀取的幀進行數據壓縮和解壓，從而減少幀數據的大小，提高讀取速度和響應速度。常用的數據壓縮格式有jpeg、png等，可以根據具體需要進行設定。