Python | OpenCV 視訊檔案處理與剪輯

📚 前言

在上一篇 攝影機即時圖片讀取 中，我們學會了如何開啟攝影機並進行即時影像處理。
這一篇要介紹如何使用 OpenCV 處理與剪輯視訊檔案。
這是電腦視覺與多媒體應用的重要基礎，常用於影片分析、監控錄影、資料集製作等場景。

🔎 原理說明

• 視訊檔案讀取：透過 cv2.VideoCapture() 讀取影片檔。
• 視訊檔案儲存：透過 cv2.VideoWriter() 將影格寫入新影片。
• 剪輯與處理：可在迴圈中對每個影格進行操作，例如裁切、灰階化、加文字。

🧠 函式與參數說明

📌 cv2.VideoCapture()

用途：讀取影片檔或串流。

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cap = cv2.VideoCapture("video.mp4")

• “video.mp4”：影片檔路徑。
• cap：影片物件。

📌 cap.get()

用途：取得影片屬性。​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​‌‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​‌​​‌‌​​‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​‌‌​​‌‌​‌​​‌​‌‌​​‌​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌‌​​‌​​‌‌​​​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​​‌​‌

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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))

• CAP_PROP_FPS：每秒影格數。
• CAP_PROP_FRAME_WIDTH：影格寬度。
• CAP_PROP_FRAME_HEIGHT：影格高度。

📌 cv2.VideoWriter()

用途：建立影片輸出物件。

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fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv2.VideoWriter("output.avi", fourcc, fps, (width, height))

• fourcc：編碼格式，例如 'XVID'、'MJPG'。
• fps：每秒影格數。
• (width, height)：影格大小。
• out：影片輸出物件。

💻 範例程式 — 讀取並顯示影片

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# video_read.py
import cv2

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

while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("影片結束或無法讀取")
        break

    cv2.imshow("Video", frame)

    if cv2.waitKey(30) & 0xFF == ord('q'):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

圖：逐格讀取並顯示影片

💻 範例程式 — 儲存影片檔

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# video_save.py
import cv2

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

# 取得影片屬性
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))

# 建立輸出物件
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv2.VideoWriter("output/output.avi", fourcc, fps, (width, height))

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

    # 在影格上加文字
    cv2.putText(frame, "OpenCV Demo", (50, 50),
                cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0, 255, 0), 2)

    # 寫入輸出影片
    out.write(frame)

    cv2.imshow("Output", frame)
    if cv2.waitKey(30) & 0xFF == ord('q'):
        break

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

圖：將影片加上文字並輸出​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​‌‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​‌​​‌‌​​‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​‌‌​​‌‌​‌​​‌​‌‌​​‌​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌‌​​‌​​‌‌​​​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​​‌​‌

💻 範例程式 — 剪輯影片 (裁切區域)

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# video_crop.py
import cv2

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

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

    # 裁切區域 (y:100~400, x:200~600)
    cropped = frame[100:400, 200:600]

    cv2.imshow("Cropped", cropped)

    if cv2.waitKey(30) & 0xFF == ord('q'):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

圖：裁切影片區域並顯示

⚠️ 注意事項

• VideoWriter 的編碼格式需安裝對應的編碼器，否則可能無法輸出。
• FPS 與影格大小需與輸入影片一致，否則可能出現錯誤。
• 剪輯操作需注意效能，建議只處理必要的區域。

📊 應用場景

• 影片分析：逐格處理影片，提取特徵。
• 監控錄影：儲存即時圖片成影片檔。
• 資料集製作：裁切或標註影片，建立訓練資料。
• 影片剪輯：加文字、裁切、合併影片。

🎯 結語

本篇我們學會了如何使用 OpenCV 讀取、儲存與剪輯視訊檔案，並能在迴圈中對影格進行處理。
這些技術是電腦視覺與多媒體應用的基礎，後續可以結合特徵偵測、物件追蹤等功能，打造更完整的影片分析系統。
下一篇進入 物件追蹤，學習如何在影片中追蹤移動的物件。

📖 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。

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