使用 OpenCV 创建视频

当你处理视频源时，最终可能希望将图像处理结果保存为一个新的视频文件。对于简单的视频输出，你可以使用 OpenCV 内置的、专为此设计的 cv::VideoWriter 类。

如何使用 OpenCV 创建视频文件
你可以使用 OpenCV 创建哪些类型的视频文件
如何从视频中提取给定的颜色通道

作为简单的演示，我仅将输入视频文件的 BGR 颜色通道之一提取到一个新视频中。你可以通过其控制台命令行参数来控制应用程序的流程：

第一个参数指向要处理的视频文件
第二个参数可以是字符 R、G、B 中的一个。这将指定要提取哪个通道。
最后一个参数是字符 Y（Yes）或 N（No）。如果为 No，则输出使用的编解码器将与输入视频文件相同。否则，将弹出一个窗口，允许你自行选择要使用的编解码器。

例如，一个有效的命令行如下所示：

video-write.exe video/Megamind.avi R Y

源代码

你也可以在 OpenCV 源代码库的 samples/cpp/tutorial_code/videoio/video-write/ 文件夹中找到源代码和这些视频文件，或从这里下载。

代码见下方示例

视频的结构

首先，你应当了解视频文件大致是什么样的。每个视频文件本身就是一个容器（container）。容器的类型由文件的扩展名表示（例如 avi、mov 或 mkv）。它包含多个元素，例如：视频流、音频流或其他轨道（例如字幕）。这些流如何存储取决于为每种流使用的编解码器。对于音频轨道，常用的编解码器是 mp3 或 aac。对于视频文件，列表要长一些，包括诸如 XVID、DIVX、H264 或 LAGS（Lagarith 无损编解码器）等名称。你在系统上可以使用的编解码器完整列表取决于你安装了哪些。

如你所见，视频的事情可能变得相当复杂。然而，OpenCV 主要是一个计算机视觉库，而不是一个视频流、编解码和写入库。因此，开发者试图让这部分尽可能简单。正因如此，OpenCV 对视频容器仅支持 avi 扩展名，即其第一个版本。这一点的直接限制是你无法保存大于 2 GB 的视频文件。此外，你只能在容器内创建并扩展单个视频轨道。这里不支持音频或其他轨道的编辑。尽管如此，你系统上存在的任何视频编解码器都可能工作。如果你遇到这些限制中的某一个，将需要研究更专门的视频写入库，例如 FFmpeg，或编解码器如 HuffYUV、CorePNG 和 LCL。作为替代方案，可以使用 OpenCV 创建视频轨道，然后通过使用诸如 VirtualDub 或 AviSynth 等视频处理程序，用声轨对其进行扩展或将其转换为其他格式。

VideoWriter 类

这里所写的内容建立在这样一个假设之上：你已经阅读了 tutorial_video_input_psnr_ssim 教程，并且知道如何读取视频文件。要创建视频文件，你只需创建一个 cv::VideoWriter 类的实例。你可以通过构造函数中的参数或稍后通过 cv::VideoWriter::open 函数来指定其属性。无论哪种方式，参数都是相同的：1. 输出的名称，其扩展名中包含容器类型。目前仅支持 avi。我们从输入文件构造它，在其上加上要使用的通道名称，并以容器扩展名结尾。

const string source      = argv[1];            // the source file name
string::size_type pAt = source.find_last_of('.');   // Find extension point
const string NAME = source.substr(0, pAt) + argv[2][0] + ".avi";   // Form the new name with container

用于视频轨道的编解码器。现在所有的视频编解码器都有一个最多四个字符的唯一短名称。因此有 XVID、DIVX 或 H264 这些名称。这被称为四字符代码（four character code）。你也可以通过输入视频的 get 函数来获取它。因为 get 函数是一个通用函数，它总是返回 double 值。一个 double 值存储在 64 位上。四个字符即四个字节，也就是 32 位。这四个字符被编码在 double 的低 32 位中。一种丢弃高 32 位的简单方法是直接将此值转换为 int：

    VideoCapture inputVideo(source);                                // Open input
    int ex = static_cast<int>(inputVideo.get(CAP_PROP_FOURCC));     // Get Codec Type- Int form

OpenCV 内部使用此整数类型，并期望将其作为第二个参数。现在要从整数形式转换为字符串，我们可以使用两种方法：按位运算符方法和联合（union）方法。第一种从 int 中提取字符的方法如下（一次 "与" 运算、一些移位，并在末尾加一个 0 以闭合字符串）：

    char EXT[] = {ex & 0XFF , (ex & 0XFF00) >> 8,(ex & 0XFF0000) >> 16,(ex & 0XFF000000) >> 24, 0};

你也可以使用 *union* 做同样的事：

    union { int v; char c[5];} uEx ;
    uEx.v = ex;                              // From Int to char via union
    uEx.c[4]='\0';

这样做的好处是赋值后转换会自动完成，而对于按位运算符，每当更改编解码器类型时你都需要执行这些运算。如果你事先知道编解码器的四字符代码，可以使用 *CV_FOURCC* 宏来构造该整数：

    CV_FOURCC('P','I','M,'1') // this is an MPEG1 codec from the characters to integer

如果你为此参数传入负一，则在运行时会弹出一个窗口，其中包含系统上安装的所有编解码器，并要求你选择要使用的一个：

输出视频的每秒帧数。同样，这里我使用 get 函数保持输入视频的每秒帧数。
输出视频的帧大小。这里我也使用 get 函数保持输入视频的帧大小。
最后一个参数是可选的。默认为 true，表示输出将是彩色的（因此对于写入，你将发送三通道图像）。要创建灰度视频，请在此处传入 false 参数。

下面是我在示例中的用法：

VideoWriter outputVideo;
Size S = Size((int) inputVideo.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH),    //Acquire input size
      (int) inputVideo.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
outputVideo.open(NAME , ex, inputVideo.get(CAP_PROP_FPS),S, true);

之后，你使用 cv::VideoWriter::isOpened() 函数来确定打开操作是否成功。当 VideoWriter 对象被销毁时，视频文件会自动关闭。在成功打开对象后，你可以使用该类的 cv::VideoWriter::write 函数按顺序发送视频帧。或者，你也可以使用其重载的运算符 <<：

outputVideo.write(res);  //or
outputVideo << res;

从 BGR 图像中提取某个颜色通道意味着将其他通道的 BGR 值置为零。你可以通过图像扫描操作或使用 split 和 merge 操作来完成。首先将通道拆分到不同的图像中，将其他通道设置为相同大小和类型的零图像，最后将它们合并回来：

split(src, spl);                 // process - extract only the correct channel
for( int i =0; i < 3; ++i)
   if (i != channel)
      spl[i] = Mat::zeros(S, spl[0].type());
merge(spl, res);

将所有这些组合在一起，你就得到了上面的源代码，其运行结果将展示类似下面的内容：

你可以在这里的 YouTube上观看一个运行实例。