Python | OpenCV 影片輸出與編碼

📚 前言

在上一篇 影片讀取與播放 中，我們學會了如何使用 cv2.VideoCapture() 讀取與播放影片。
這一篇要進一步學習 影片輸出與編碼，理解如何將影格序列寫成影片檔案。

🎨 範例影片

• 來源：Pexels，屬於無版權影片，可自由下載與使用。
• 內容：影片呈現一個終端機畫面，長度約 2 秒，適合作為 OpenCV 測試範例。
• 下載後將檔名改為 sample.mp4，放到專案的 assets/ 目錄下。

💾 使用 VideoWriter 輸出影片

OpenCV 提供 cv2.VideoWriter() 來輸出影片。官方文件

語法：

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out = cv2.VideoWriter(filename, fourcc, fps, frame_size, isColor)

• filename：輸出檔案名稱與路徑。
• fourcc：編碼器代碼，例如 cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')。
• fps：每秒影格數。
• frame_size：影片解析度 (寬, 高)。
• isColor：布林值，True 表示彩色，False 表示灰階。

🔑 常見編碼器 (fourcc)

👉 不同平台支援度不同，需測試。

💻 範例一：讀取影片並輸出灰階影片

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# write_video_gray.py
import cv2

cap = cv2.VideoCapture("assets/sample.mp4")

# 取得影片的大小與 FPS
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
width  = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')  # 改用 MJPG 編碼器
out = cv2.VideoWriter("output/output_gray.avi", fourcc, fps, (width, height), False)

while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break

    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    out.write(gray)   # 寫入灰階影格

    cv2.imshow("Gray", gray)
    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
        break

cap.release()
out.release()
cv2.destroyAllWindows()

圖：將彩色影片轉換為灰階並輸出

⚠️ 常見問題與排查

在使用 cv2.VideoWriter() 時，常見的問題點如下：

• frame size 不一致：初始化 VideoWriter 時指定的 (width, height) 必須和輸入影格大小完全一致，否則會寫入失敗。
• 灰階 vs 彩色：若 isColor=False，必須傳入單通道灰階影格；若傳入彩色影格會造成錯誤。
• 編碼器支援度：不同平台對編碼器支援度不同，例如 XVID 在部分環境下可能無法正確輸出灰階影片，建議改用 MJPG 或 MP4V。
• FFmpeg/codec 缺失：部分環境可能缺少對應的編碼器，導致輸出檔案損壞或無法播放。
• 播放問題：即使成功輸出，若播放器不支援對應編碼器，影片仍可能無法播放。若仍遇到問題，建議嘗試不同編碼器並確認播放器支援度。

👉 建議先測試 MJPG 編碼器，並確認 frame size 與輸入影格一致，通常能解決大部分問題。

💻 範例二：用 NumPy 生成動畫影片

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# write_video_animation.py
import cv2
import numpy as np

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv2.VideoWriter("output/moving_square.avi", fourcc, 20, (500, 500))

for i in range(100):
    frame = np.zeros((500, 500, 3), dtype="uint8")
    cv2.rectangle(frame, (50+i, 200), (150+i, 300), (0, 0, 255), -1)
    out.write(frame)

out.release()

👉 這樣就能生成一段「紅色方塊水平移動」的動畫影片。

圖：使用 NumPy 生成動畫影片

⚠️ 注意事項

• FPS 與 frame_size：必須和輸入影格一致，否則影片可能無法正確播放。
• 顏色通道：OpenCV 預設是 BGR。
• 資源釋放：記得呼叫 out.release()，避免檔案損壞。
• 編碼器支援度：不同平台支援度不同，需測試。
• 跨平台差異：Windows、macOS、Linux 對編碼器支援度不同，需測試。

🎯 結語

這一篇我們學會了如何使用 cv2.VideoWriter() 輸出影片，並理解了編碼器、FPS、解析度等關鍵參數。
下一篇進入 圖片屬性與資訊查詢，掌握圖片處理的更多技巧。

📖 如在學習過程中遇到疑問，或是想了解更多相關主題，建議回顧一下 Python | OpenCV 系列導讀，掌握完整的章節目錄，方便快速找到你需要的內容。

註：以上參考了
OpenCV Tutorials
OpenCV-Python Tutorials
Pexels