用python玩转视频帧率

1. 简介

视频帧率指的是视频中每秒显示的图像帧数。在计算机视觉和视频处理领域，我们经常需要对视频的帧率进行调整和处理。本文将介绍如何使用Python来处理视频帧率。

2. 安装相关库

在开始之前，我们需要安装一些Python库，来辅助我们处理视频帧率。

pip install opencv-python

OpenCV是一个广泛使用的开源计算机视觉库，它提供了许多图像和视频处理的功能。

3. 读取和写入视频

在处理视频帧率之前，我们首先需要学习如何使用Python来读取和写入视频。

3.1 读取视频

使用OpenCV库的VideoCapture类来读取视频。下面是一个读取视频并播放每一帧的示例：

import cv2

video = cv2.VideoCapture("input.mp4")
while(video.isOpened()):
    ret, frame = video.read()
    
    if ret == True:
        cv2.imshow('Frame', frame)
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break
    else:
        break
video.release()
cv2.destroyAllWindows()

上面的代码首先创建了一个VideoCapture对象，传入视频文件的路径。然后使用video.read()方法读取每一帧，并使用cv2.imshow()显示当前帧。循环继续，直到视频播放完毕或用户按下键盘上的“q”键。

3.2 写入视频

使用OpenCV库的VideoWriter类来写入视频。下面是一个将图像序列写入视频的示例：

import cv2

import numpy as np
height, width = 720, 1280
video = cv2.VideoWriter("output.mp4", cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v'), 30, (width, height))
for i in range(100):
    frame = np.ones((height, width, 3), np.uint8) * 255
    
    # 在帧上绘制文本
    cv2.putText(frame, "Frame {}".format(i), (50, 50), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0, 0, 0), 2)
    
    video.write(frame)
video.release()

上面的代码首先创建了一个VideoWriter对象，传入输出视频的路径和一些参数，如编码器、帧率和视频大小。然后使用video.write()方法将每一帧写入视频。循环继续，直到所有帧都写入完成。

4. 调整视频帧率

一般情况下，我们需要提高或降低视频的帧率。下面将介绍如何使用Python来调整视频帧率。

4.1 方法一：降低帧率

如果想要降低视频的帧率，可以使用以下步骤：

读取视频的每一帧。

使用一个计数器来控制帧率，每隔一定帧数取一帧。

将每一帧写入输出视频。

下面是一个示例代码：

import cv2

input_video = cv2.VideoCapture("input.mp4")
output_video = cv2.VideoWriter("output.mp4", cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v'), 15, (input_video.get(3), input_video.get(4)))
frame_count = 0
frame_interval = 2
while(input_video.isOpened()):
    ret, frame = input_video.read()
    if ret == True:
        if frame_count % frame_interval == 0:
            output_video.write(frame)
            
        frame_count += 1
        
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break
    else:
        break
input_video.release()
output_video.release()
cv2.destroyAllWindows()

上面的代码中，我们设置了一个帧间隔frame_interval，在每个间隔内只保留一帧。这样即可将帧率降低为原来的一半。可以根据需求调整帧率和帧间隔。

4.2 方法二：提高帧率

如果想要提高视频的帧率，可以使用以下步骤：

读取视频的每一帧。

将每一帧重复多次，以增加帧率。

将重复帧写入输出视频。

下面是一个示例代码：

import cv2

input_video = cv2.VideoCapture("input.mp4")
output_video = cv2.VideoWriter("output.mp4", cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v'), 30, (input_video.get(3), input_video.get(4)))
frame_repeat = 2
while(input_video.isOpened()):
    ret, frame = input_video.read()
    if ret == True:
        for i in range(frame_repeat):
            output_video.write(frame)
            
        if cv2.waitKey(25) & 0xFF == ord('q'):
            break
    else:
        break
input_video.release()
output_video.release()
cv2.destroyAllWindows()

上面的代码中，我们设置了一个frame_repeat参数，表示每一帧要重复的次数。这样即可将帧率提高为原来的两倍。可以根据需求调整帧率和重复次数。

5. 结论

本文介绍了如何使用Python来处理视频帧率。通过使用OpenCV库，我们可以轻松地读取和写入视频，以及调整视频的帧率。这对于计算机视觉和视频处理任务非常有用。

无论是降低帧率还是提高帧率，都可以根据具体需求来选择合适的方法。在实际应用中，也可以结合其他图像和视频处理技术，来实现更丰富的功能。

希望本文对于想要学习视频帧率处理的读者有所帮助！