【基础】VideoCapture类

cv2.VideoCapture类的常用函数包括初始化、打开、帧捕获、释放、属性设置等，下面对这些函数进行简单的介绍。

1). 初始化

OpenCV为cv2.VideoCapture类提供了构造函数cv2.VideoCapture()，用于打开摄像头并完成摄像头的初始化工作。该函数的语法格式为：

捕获对象 = cv2.VideoCapture('摄像头ID号')

● “摄像头ID号”就是摄像头的ID号码。需要注意的是，这个参数是摄像设备（摄像头）的ID编号，而不是文件名。其默认值为-1，表示随机选取一个摄像头；如果有多个摄像头，则用数字“0”表示第1个摄像头，用数字“1”表示第2个摄像头，以此类推。所以，如果只有一个摄像头，既可以使用“0”，也可以使用“-1”作为摄像头ID号。

● “捕获对象”为返回值，是cv2.VideoCapture类的对象。

例如，要初始化当前的摄像头，可以使用语句：

cap = cv2.VideoCapture(0)

在使用函数cv2.VideoCapture()时，要记得：视频处理完以后，释放摄像头对象。

该构造函数也可以用于初始化视频文件，初始化视频文件时，参数为文件名。此时函数的形式为：

捕获对象 = cv2.VideoCapture('视频文件名')

例如，打开当前目录下文件名为“test.mp4”的视频文件，可以使用语句：

cap = cv2.VideoCapture('test.mp4')

2).cv2.VideoCapture.open()函数和cv2.VideoCapture.isOpened()函数

一般情况下，使用cv2.VideoCapture()函数即可完成摄像头的初始化。有时，为了防止初始化发生错误，可以使用函数cv2.VideoCapture.isOpened()来检查初始化是否成功。该函数的语法格式为：

retval = cv2.VideoCapture.isOpened()

该函数会判断当前的摄像头是否初始化成功：

● 如果成功，则返回值retval为True。

● 如果不成功，则返回值retval为False。

如果摄像头初始化失败，可以使用函数cv2.VideoCapture.open()打开摄像头。该函数的语法格式为：

retval = cv2.VideoCapture.open(index)

●index为摄像头ID号。

● retval为返回值，当摄像头（或者视频文件）被成功打开时，返回值为True。

同样，函数cv2.VideoCapture.isOpened()和函数cv2.VideoCapture.open()也能用于处理视频文件。在处理视频文件时，函数cv2.VideoCapture.open()的参数为文件名，其语法格式为：

retval = cv2.VideoCapture.open(filename)

3). 捕获帧

摄像头初始化成功后，就可以从摄像头中捕获帧信息了。捕获帧所使用的是函数cv2.VideoCapture.read()。该函数的语法是：

retval, image = cv2.VideoCapture.read()

● image是返回的捕获到的帧，如果没有帧被捕获，则该值为空。

● retval表示捕获是否成功，如果成功则该值为True，不成功则为False。

4). 释放

在不需要摄像头时，要关闭摄像头。关闭摄像头使用的是函数cv2.VideoCapture.release()。该函数的语法是：

cv2.VideoCapture.release()

例如，当前有一个VideoCapture类的对象cap，要将其释放，可以使用语句：

cap.release()

5). 属性设置

有时，我们需要获取cv2.VideoCapture类对象的属性，或是更改该类对象的属性。函数cv2.VideoCapture.get()用于获取cv2.VideoCapture类对象的属性，该函数的语法格式是：

retval = cv2.VideoCapture.get(propId)

式中，参数propId对应着cv2.VideoCapture类对象的属性。例如，有一个cv2.VideoCapture类对象cvc，则：

● 通过cvc.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)，就能获取当前帧对象的宽度。

● 通过cvc.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)，就能获取当前帧对象的高度。

函数cv2.VideoCapture.set()用来设置cv2.VideoCapture类对象的属性。该函数的语法是：

retval = cv2.VideoCapture.set(propId, value)

式中，propId对应cv2.VideoCapture类对象的属性，value对应属性propId的值。

例如，有一个cv2.VideoCapture类对象cvc，则：

● 语句ret=cvc.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)将当前帧对象的宽度设置为640像素。

● 语句ret=cvc.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)将当前帧对象的高度设置为480像素。cv2.VideoCapture类对象的属性值及含义如下表所示：

6). cv2.VideoCapture.grab()函数和cv2.VideoCapture.retrieve()函数

一般情况下，如果需要读取一个摄像头的视频数据，最简便的方法就是使用函数cv2.VideoCapture.read()。但是，如果需要同步一组或一个多头（multihead）摄像头（例如立体摄像头或Kinect）的视频数据时，该函数就无法胜任了。可以把函数cv2.VideoCapture.read()理解为是由函数cv2.VideoCapture.grab()和函数cv2.VideoCapture.retrieve()组成的。函数cv2.VideoCapture.grab()用来指向下一帧，函数cv2.VideoCapture.retrieve()用来解码并返回一帧。因此，可以使用函数cv2.VideoCapture.grab()和函数cv2.VideoCapture.retrieve()获取多个摄像头的数据。

函数cv2.VideoCapture.grab()用来指向下一帧，其语法格式是：

retval = cv2.VideoCapture.grab()

如果该函数成功指向下一帧，则返回值retval为True。

函数cv2.VideoCapture.retrieve()用来解码，并返回函数cv2.VideoCapture.grab()捕获的视频帧。该函数的语法格式为：

retval, image = cv2.VideoCapture.retrieve()

● image为返回的视频帧，如果未成功，则返回一个空图像。

● retval为布尔型值，若未成功，返回False；否则，返回True。

对于一组摄像头，可以使用如下代码捕获不同摄像头的视频帧：

success0 = cameraCapture0.grab()
success1 = cameraCapture1.grab()
if success0 and success1:
    frame0 = cameraCapture0.retrieve()
    frame1 = cameraCapture1.retrieve()

与VideoCapture类内的其他函数一样，cv2.VideoCapture.grab()和cv2.VideoCapture.retrieve()也能用来读取视频文件。

捕获摄像头视频

OpenCV通过cv2.VideoCapture类提供了非常方便的捕获摄像头视频的方法。可以使用如下代码捕获摄像头的视频流。

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(0)

while cap.isOpened():
    ret, frame = cap.read()
    cv2.imshow('frame', frame)

    if cv2.waitKey(1) == 27: # ESC键
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

请自行测试。

播放视频文件

播放视频文件时，需要将函数cv2.VideoCapture()的参数值设置为视频文件的名称。在播放视频时，可以通过设置函数cv2.waitKey()中的参数值，来设置播放视频时每一帧的持续（停留）时间。

如果函数cv2.waitKey()中的参数值：

● 较小，则说明每一帧停留的时间较短，视频播放速度会较快。

● 较大，则说明每一帧停留的时间较长，视频播放速度会较慢。

该参数的单位是ms，通常情况下，将这个参数的值设置为25即可。

程序演示：使用cv2.VideoCapture类播放视频文件，并尝试更改cv2.waitKey()参数值查看效果。

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('video.mp4')

t = 25  # ms

while cap.isOpened():
    ret, frame = cap.read()
    cv2.imshow('frame', frame)

    if cv2.waitKey(t) == 27:  # ESC键
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()