OpenCV捕获摄像头并进行录像、截图等功能的实现

本文主要介绍一个小项目，此项目实现了对于摄像头画面的捕捉以及，对于画面的截取和一段画面的存储和处理的功能
我们将采用三个类来进行实现
1 CaptureManager类：
提取视频流
实现进入画面，退出画面（获取图像、估计帧速率、通过窗口管理器显示图像、暂停、写入图像）
2 WindowManager类：
抽象窗口和键盘
进行窗口的管理（初始化、创建、展示、释放）
3 Cameo 类：
进行初始化、运行（主循环捕获图像、显示图像会调用到CaptureManager类中的方法）、触发事件（调用 Windows类中的方法）

import cv2
import numpy
import time
# fps frames per second   每秒传输的帧数class CaptureManager(object):# 进入画面# 退出画面（绘制到窗口，写入文件， 释放帧）# 写入图像# 开始录像 （捕获摄像头的画面）# 停止录像 存储录像
# args:
#     capture:VideoCapture 对象， 用于读取视频文件或者 捕捉摄像头图像（capture = cv2.VideoCapture(0)）
#     preview_window_manager: 预处理窗口管理器 若设置了该参数则会在调用 enterFrame（）
#       函数的时候将捕获的图像显示在指定的窗体上
#     should_mirror_preview：是否在指定窗口上镜像显示(水平翻转)def __init__(self, capture, previewWindowManager = None,shouldMirrorPreview = False):# mirrorPreview 进行镜面反转self.previewWindowManager = previewWindowManagerself.shouldMirrorPreview = shouldMirrorPreview#定义私有属性# 属性加单下划线或者双下划线可以表示私有变量self._capture = captureself._channel = 0self._enteredFrame = Falseself._frame = Noneself._imageFileName = Noneself._videoFileName = Noneself._videoEncoding = Noneself._videoWriter = None#摄像头调用   通道和帧的设置   图像文件 以及 视频文件self._startTime = Noneself._frameElapsed = int(0)self._fpsEstimate = None@property # 只读属性#内置的@property装饰器Python负责将一种方法转换为属性调用。def channel(self):return self.channel@channel.setterdef channel(self, value):if self._channel !=value:self._channel =valueself._frame = None@propertydef frame(self):if self._enteredFrame and self._frame is None:_, self._frame = self._capture.retrieve()# retrieve 适用于多个摄像头进行同步return self._frame@propertydef isWritingImage(self):return self._imageFileName is not None@propertydef isWritingVideo(self):return self._videoFileName is not Nonedef enterFrame(self):# 检测之前是不是有其他的帧还未退出assert not self._enteredFrame,\"previous enterFrame() had no matching exitFrame()"if self._capture is not None:#捕获帧self._enteredFrame = self._capture.grab()def exitFrame(self):"""绘制到窗口  写入文件  释放帧"""#检测是否还有其他的帧是可以获取的# the getter 可以检索并取回帧if self.frame is None:self._enteredFrame = Falsereturn#更新帧速度估算值以及相关变量if self._frameElapsed == 0:self._startTime = time.time()else:timeElaspsed = time.time() - self._startTimeself._fpsEstimate = self._frameElapsed / timeElaspsedself._frameElapsed += 1# 如果指定了窗口管理器，则在窗口中显示图像if self.previewWindowManager is not None:if self.shouldMirrorPreview:  # 想要返回镜像mirroredFrame = numpy.fliplr(self._frame).copy()# 使得矩阵x沿着垂直轴左右进行翻转self.previewWindowManager.show(mirroredFrame)else:self.previewWindowManager.show(self.frame)#是否指定图片路径，将图片写入到文件中if self.isWritingImage:cv2.imwrite(self._imageFileName, self._frame)self._imageFileName = None#将每一帧图像写到视频文件中self._WriteVideoFrame()  #_WriteVideoFrame# 清空标志位 释放帧self._frame = Noneself._enteredFrame = False# 指定录入的图像路径def writeImage(self, filename):"""指定每一帧图像的写入路径， 实际的写入操作会推迟到"下一次调用exitFrame 函数"""self._imageFilename = filenamedef startWritingVideo(self, filename,encoding = cv2.VideoWriter_fourcc("I", "4", "2", "0")):self._videoFileName = filenameself._videoEncoding = encoding#结束录制def stopWritingVideo(self):self._videoEncoding = Noneself._videoFilename = Noneself._videoWriter = None
# 录制视频  非公有函数def _WriteVideoFrame(self):if not self.isWritingVideo:returnif self._videoWriter is None:fps = self._capture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)if fps == 0.0:if self._framesElapsed < 20:# 等待直到更多的帧经过 ，这样的话估算就比较容易和合适returnelse:fps = self._fps_Estimatesize = (int(self._capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)),int(self._capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)))self._videoWriter = cv2.VideoWriter(self._videoFileName, self._videoEncoding,fps, size)self._videoWriter.write(self._frame)

class WindowManager(object):
#创建窗体   绑定触发事件def __init__(self, windowName, keypressCallback = None):self.keypressCallback = keypressCallbackself._windowName = windowNameself._isWindowCreated = Falsedef show(self, frame):cv2.imshow(self._windowName, frame)@propertydef isWindowCreated(self):return self._isWindowCreateddef createWindow(self):cv2.namedWindow(self._windowName)self._isWindowCreated = Truedef destroyWindow(self):cv2.destroyWindow(self._windowName)self._isWindowCreated = Falsedef processEvents(self):keycode = cv2.waitKey(1)if self.keypressCallback is not None and keycode != -1:keycode &= 0xFFself.keypressCallback(keycode)

import cv2
from managers import WindowManager, CaptureManager
import filtersclass Cameo(object):def __init__(self):self._windowManager = WindowManager("Cameo", self.onKeypress)self._CaptureManager = CaptureManager(cv2.VideoCapture(0), self._windowManager, True)#self._curveFilter = filters.BGRPortraCurveFilter()def run(self):" 进行主循环"self._windowManager.createWindow()while self._windowManager.isWindowCreated:self._CaptureManager.enterFrame()frame = self._CaptureManager.frame# 过滤帧filters.strokeEdges(frame, frame)#self._curveFilter.apply(frame, frame)self._CaptureManager.exitFrame()self._windowManager.processEvents()def onKeypress(self, keycode):""" 对特殊的按键 进行相应"""if keycode == 32: #空格self._CaptureManager.writeImage("screenhot.png")elif keycode == 9: # tabif not self._CaptureManager.isWritingVideo:self._CaptureManager.startWritingVideo("screencast.avi")else:self._CaptureManager.stopWritingVideo()elif keycode == 27:self._windowManager.destroyWindow()if __name__ =="__main__":c1 =  Cameo()c1.run()

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