opencv中视频数据类型及视频帧的读取与存储

一. 视频数据类型转换

opencv中对图像的处理是最基本的操作，一般的图像类型为IplImage类型，但是当我们对图像进行处理的时候，多数都是对像素矩阵进行处理，所以这三个类型之间的转换会对我们的工作带来便利

 

Mat类型较CvMat和IplImage有更强的矩阵运算能力，支持常见的矩阵运算（参照Matlab中的各种矩阵运算），所以将IplImage类型和CvMat类型转换为Mat类型更易于数据处理。

 

Mat类型可用于直接存储图像信息，通过函数imread、imwrite、imshow等实现（与Matlab中的函数相似），似乎在某种程度上可以取代IplImage类型。

 

（1）将IplImage类型转换到Mat类型

 

Mat::Mat(const IplImage* img, boolcopyData=false);

 

默认情况下，新的Mat类型与原来的IplImage类型共享图像数据，转换只是创建一个Mat矩阵头。当将参数copyData设为true后，就会复制整个图像数据。

 

例：

 

IplImage*iplImg =cvLoadImage("greatwave.jpg", 1);

 

Matmtx(iplImg); // IplImage* ->Mat 共享数据

 

// or : Mat mtx = iplImg;

 

（2）将Mat类型转换到IplImage类型

 

同样只是创建图像头，而没有复制数据。

 

例：  IplImage ipl_img = img; // Mat ->IplImage

 

（3）将CvMat类型转换为Mat类型

 

与IplImage的转换类似，可以选择是否复制数据。

 

Mat::Mat(const CvMat* m, boolcopyData=false);

 

（4）将Mat类型转换为CvMat类型

 

与IplImage的转换类似，不复制数据，只创建矩阵头。

 

例：

 

// 假设Mat类型的imgMat图像数据存在

 

CvMat cvMat = imgMat; // Mat -> CvMat

二.视频帧读取与存储

1.  

从摄像头获取初始化:

CvCapture* capture = cvCaptureFromCAM(0); // capture from video device #0

从视频文件filename.avi获取初始化:

CvCapture* capture = cvCaptureFromAVI("infile.avi");

抓取帧:

IplImage* img = 0; 
if(!cvGrabFrame(capture)){               // 抓取一帧,失败退出 
   printf("Could not grab a frame\n");
   exit(0);
}
img=cvRetrieveFrame(capture);            // 恢复获取的帧图像

要从多个摄像头同时获取图像, 首先从每个摄像头抓取一帧. 在抓取动作都结束后再恢复帧图像.  
释放抓取源（和释放单幅图像时类似）:

cvReleaseCapture(&capture);

  注意由设备抓取的图像是由capture函数自动分配和释放的. 不要试图自己释放它.
获取设备特性:

cvQueryFrame(capture); // this call is necessary to get correct 
                        // capture properties
int frameH     = (int) cvGetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
int frameW     = (int) cvGetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
int fps        = (int) cvGetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_FPS);
int numFrames  = (int) cvGetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT);

所有帧数似乎只与视频文件有关. 用摄像头时不对，奇怪!!!.  
获取帧信息:

float posMsec    =        cvGetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_POS_MSEC);
int posFrames    =  (int) cvGetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_POS_FRAMES);
float posRatio   =        cvGetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO);

获取所抓取帧在视频序列中的位置, 从首帧开始按[毫秒]算. 或者从首帧开始从0标号, 获取所抓取帧的标号. 或者取相对位置，首帧为0，末帧为1, 只对视频文件有效. 
设定所抓取的第一帧标号:

// 从视频文件相对位置0.9处开始抓取
cvSetCaptureProperty(capture, CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO, (double)0.9);

只对从视频文件抓取有效. 不过似乎也不成功

2. 
初始化视频存储器:

CvVideoWriter *writer = 0;
int isColor = 1;
int fps      = 25;   // or 30
int frameW   = 640; // 744 for firewire cameras
int frameH   = 480; // 480 for firewire cameras
writer=cvCreateVideoWriter("out.avi",CV_FOURCC('P','I','M','1'),
                            fps,cvSize(frameW,frameH),isColor);

其他有效编码:

CV_FOURCC('P','I','M','1')     = MPEG-1 codec
CV_FOURCC('M','J','P','G')     = motion-jpeg codec (does not work well)
CV_FOURCC('M', 'P', '4', '2') = MPEG-4.2 codec
CV_FOURCC('D', 'I', 'V', '3') = MPEG-4.3 codec
CV_FOURCC('D', 'I', 'V', 'X') = MPEG-4 codec
CV_FOURCC('U', '2', '6', '3') = H263 codec
CV_FOURCC('I', '2', '6', '3') = H263I codec
CV_FOURCC('F', 'L', 'V', '1') = FLV1 codec

若把视频编码设为-1则将打开一个编码选择窗口(windows系统下).  
存储视频文件:

IplImage* img = 0; 
int nFrames = 50;
for(i=0;i<nFrames;i++){
   cvGrabFrame(capture);           // 抓取帧
   img = cvRetrieveFrame(capture);   // 恢复图像
   cvWriteFrame(writer,img);       // 将帧添加入视频文件
}

若想在抓取中查看抓取图像, 可在循环中加入下列代码:

cvShowImage("mainWin", img); 
key = cvWaitKey(20);            // wait 20 ms

若没有20[毫秒]延迟，将无法正确显示视频序列. 
释放视频存储器:

cvReleaseVideoWriter(&writer);

　　下面通过完整的代码来熟悉以上所述内容：

1 #include<cstring>
2
3 #include "cv.h"
4 #include "highgui.h"
5
6 using namespace std;
7
8 int main()
9 {
10      CvCapture *capture;
11      capture = cvCreateFileCapture("tree.avi");
12      assert(capture!=NULL);
13
14      IplImage *frame;
15      cvNamedWindow("camera",1);
16
17      int n = 1,m = 20;
18      char *cstr=new char[20];
19
20      while(m--)
21      {
22         frame = cvQueryFrame(capture);
23         if(!frame)
24         　　break;
25
26     　　sprintf(cstr, "%s%d%s", "images\\image", n++, ".jpg");
27
28        cvShowImage("camera",frame);
29
30        cvSaveImage(cstr,frame);
31
32           if(cvWaitKey(33)>=0)
33                 break;
34     }
cvReleaseCapture(&capture);
35      cvReleaseImage(&frame);
36      cvDestroyWindow("camera");
37
38     return 0;
39 }

　　很容易发现，这里用到了c字符串拼接的相关知识，用于创建图像保存文件及各帧图像名称。下面简单补充一下：

　　1、sprintf(cstr, "%s%d%s", "images\\image", n++, ".jpg")，

　　　　第一个参数cstr为目标串，值为后面一系列字串的拼接体；

　　　　第二个参数为后面各字串原本的类型格式，当然是共同写在一个双引号中；

　　　　第三个参数（即后面所有的）为需要进行拼接的各种类型值；

　　　　还有就是只要cstr长度足够，可以对任意个字串进行拼接并赋给它。

　　2、此程序中用到的读视频函数cvCreateFileCapture(filename)在上面简介总没有提到，但是对已存视频操作较方面。

　　这里假定读取20帧图像，实现过后的结果为：

　　1、在窗口每隔33秒显示一张图像；

　　2、文件images中新生成了20张图像，名称分别为image1.jpg,image2.jpg,…,image20.jpg。