cv2.videocapture 参数详解

一、基本概念

cv2.videocapture作为opencv中常用的视频读取函数，其主要作用是从本地或者网络中读取视频帧，并预存储到内存中，便于图片处理或者特征提取等操作。其主要参数为视频文件地址，也可以通过网络流等方式获取。使用该函数可以实现对视频流的不断读取，常用于计算机视觉、机器学习等领域。

二、参数介绍

1、读取本地视频文件

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4') #参数为本地视频文件名
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()

该代码片段实现了读取本地视频文件的功能。其中第一个参数为视频文件路径，第二个参数为标志符，如果标志符为 True，则表示 Cap 已经初始化成功，否则表示失败。cap.read()方法作用是从此文件中读取读取一帧视频，并存储到内存中。cv2.imshow()方法用于显示读取的帧。

2、读取网络视频流

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('https://www.sample-videos.com/video123/mp4/720/big_buck_bunny_720p_1mb.mp4') #参数为网络视频地址
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()

该代码片段实现了读取网络视频流的功能。其中参数为网络视频的地址，读取过程与读取本地视频类似。需要注意的是，在读取网络视频时，需要保证网络带宽足够，否则视频可能会出现卡顿、延迟等情况。同时，如果视频是rtsp格式，需要将网络地址修改为rtsp协议。

3、设置帧率和分辨率

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)#获取帧率
width = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)#获取分辨率
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可以获取视频的帧率、分辨率等关键参数。帧率指视频播放的速度，分辨率指视频的尺寸大小。可以根据视频的具体情况，适当进行调整，以提高视频播放的效果。

4、设置读取时间和帧数

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, 100)#以帧为单位设置视频的读取位置
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC, 5000)#以毫秒为单位设置视频的读取位置

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分别表示以帧为单位和毫秒为单位设置视频的读取时间和帧数。可以根据具体需要进行设置，在读取网络视频的时候特别需要注意，避免读取太多数据导致卡顿、延迟等问题。

三、参数优化

1、加速视频读取

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 60)#设置帧率
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()

可以通过提高帧率的方式加速视频读取，将帧率设置为更高的数值即可。当然，需要保证计算机的硬件环境足够强大，否则可能会导致视频卡顿、延迟等问题。

2、减少读取时延

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('./test.mp4')
cap.set(cv2.CAP_PROP_BUFFERSIZE, 1)#设置读取缓冲区大小
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()

可以通过减少读取缓冲区大小，来减少视频读取时延，提高响应速度。需要注意的是，缓冲区过小可能会导致视频读取速度不够，出现卡顿、延迟等问题。

3、数据压缩和解压

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]#将读取的帧进行压缩
        frame_decompressed = cv2.imdecode(frame_compressed,1)#将压缩后的帧进行解压
        cv2.imshow('local video',frame)
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

可以通过将读取的帧进行数据压缩和解压，从而减少帧数据的大小，提高读取速度和响应速度。常用的数据压缩格式有jpeg、png等，可以根据具体需要进行设定。