读取并播放影片

这篇教学会介绍 OpenCV 里的 VideoCapture() 方法，透过这个方法，读取电脑中的影片，或打开电脑的摄影镜头读取图像画面。

因为程序中的 OpenCV 会需要使用镜头或 GPU，所以请使用本机环境 ( 参考：使用 Python 虚拟环境 ) 或使用 Anaconda Jupyter 进行实作 ( 参考：使用 Anaconda ) ，并安装 OpenCV 函数库 ( 参考：OpenCV 函数库 )。

快速导览：

• VideoCapture() 打开影片
• 搭配 cvtColor() 改变影片色彩
• 读取串流图片 MJPEG ( Motion JPEG )

VideoCapture() 打开影片

使用 VideoCapture() 方法时，如果参数指定“影片路径”，可以打开电脑中的影片，如果参数指定“0、1、2...”数字，则会打开电脑的摄影镜头读取图像画面，数字代表镜头的编号，通常都从 0 开始，如果有外接镜头可能会是 1、2 之类的编号。

cap = cv2.VideoCapture(0)         # 讀取攝影鏡頭
cap = cv2.VideoCapture('影片路徑') # 讀取電腦中的影片

如果有遇到错误消息 ( 特别是 Windows )，可以尝试加入第二个 cv2.CAP_DSHOW 参数 ( 表示 DirectShow，也就是目前系统 )。

cv2.CAP_DSHOW 是 DirectShow，内容是一个“数值”，使用后等同输入 700，第二个参数详细可以参考：Flags for video I/O

cap = cv2.VideoCapture(0, cv2.CAP_DSHOW)

使用 VideoCapture() 之后，通常会再透过 cap.isOpened() 来判断影片是否正常打开，如果正常打开会回传 True，否则是 False，下方的程序码执行后，会读取电脑摄影镜头，如果没有读取到镜头信息，就会印出 Cannot open camera 的文字。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()

顺利开起影片后，就能使用 cap.read() 的方法，读取影片的每一帧 ( 例如 60fps 表示一秒钟有六十帧 )，读取后会回传两个值，第一个值 ret 为 True 或 False，表示顺利读取或读取错误，第二个值表示读取到影片某一帧的画面，如果读取成功，就能透过 imshow() 的方法，将该帧的画面显示出来，下方的程序码除了显示图片，更搭配 waitKey(1) 方法，就能不断更新显示的图片，看起来就像播放影片一般。

使用 waitKey(1) 表示每一毫秒更新一次画面，参数数值设定越大，图片更新时间就会越长，影片看起来就会出现延迟的状况，参考：waitKey() 等待多久关闭

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()             # 讀取影片的每一幀
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")   # 如果讀取錯誤，印出訊息
        break
    cv2.imshow('oxxostudio', frame)     # 如果讀取成功，顯示該幀的畫面
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):      # 每一毫秒更新一次，直到按下 q 結束
        break
cap.release()                           # 所有作業都完成後，釋放資源
cv2.destroyAllWindows()                 # 結束所有視窗

搭配 cvtColor() 改变影片色彩

cvtColor() 方法可以改变图片的色彩，如果将影片每一帧的图片套用 cvtColor()，最后就会呈现的改变颜色的影片，下面的程序码执行后，就会读取电脑摄影机，并将彩色影片转换成黑白色彩的影片。

色彩模式参考：cvtColor() 颜色转换名称与数字对照

import cv2
cap = cv2.VideoCapture(0)
if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")
        break
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 轉換成灰階
    # gray = cv2.cvtColor(frame, 6)  # 也可以用數字對照 6 表示轉換成灰階
    cv2.imshow('oxxostudio', gray)
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

读取串流图片 MJPEG ( Motion JPEG )

使用 cap.read() 不仅能读取电脑摄影机画面，也可以读取 MJPEG ( Motion JPEG ) 的图片串流格式，Motion JPEG ( Motion Joint Photographic Experts Group、M-JPEG ) 是一种图像压缩格式，每一个视频框图像分别使用 JPEG 编码，常用在网络摄影机、物联网摄影机之类的装置。

下方的范例读取交通部的“CCTV 开放数据集”所提供的“国道监视器图像”，读取后就能打开 OpenCV 视窗并即时监看特定图像。

import cv2
cap = cv2.VideoCapture('https://cctvn.freeway.gov.tw/abs2mjpg/bmjpg?camera=15771')

if not cap.isOpened():
    print("Cannot open camera")
    exit()
while True:
    ret, frame = cap.read()             # 讀取影片的每一幀
    if not ret:
        print("Cannot receive frame")   # 如果讀取錯誤，印出訊息
        # 出現錯誤就再讀取一次，避免程式到此處就停止
        cap = cv2.VideoCapture('https://cctvn.freeway.gov.tw/abs2mjpg/bmjpg?camera=15771')
        continue
    cv2.imshow('oxxostudio', frame)     # 如果讀取成功，顯示該幀的畫面
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):      # 每一毫秒更新一次，直到按下 q 結束
        break
cap.release()                           # 所有作業都完成後，釋放資源
cv2.destroyAllWindows()                 # 結束所有視窗

参考数据

• OpenCV：Getting Started with Videos
• OpenCV：cvtColor() 颜色转换名称与数字对照

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