c++ - OpenCv读/写视频色差
问题描述
我试图简单地用openCV打开一个视频,处理帧并将处理后的帧写入一个新的视频文件。
我的问题是,即使我根本不处理帧(只是打开视频,使用 VideoCapture 读取帧并使用 VideoWriter 将它们写入新文件),输出文件看起来比输入更“绿色”。
执行此操作的代码可以在任何 openCV 教程中找到,没什么特别的。
我在 Windows 10 上使用 openCV c++ 4.4.0。我通过 opencv_videoio_ffmpeg440_64.dll 使用带有 ffmpeg 的 openCV 输入视频是 mp4。我使用 huffyuv 编解码器将输出写为 .avi:
m_video_writer.reset(new cv::VideoWriter(m_save_video_path.toStdString(), cv::VideoWriter::fourcc('H', 'F', 'Y', 'U'), // lossless compression
m_model->getFps(), cv::Size(m_frame_size.width(), m_frame_size.height())));
我尝试了许多其他编解码器,但问题仍然存在。
像素差异很小,值不是恒定的,但总是以相同的方式变化:蓝色通道较低,红色和绿色较高。
奇怪的事实:当我用 opencv 打开输入或输出视频时,矩阵实际上是完全相同的。所以我想问题出在阅读中??
以下是使用 Windows Media Playre (MPC-HC) 导出的每个视频文件的属性。
VS
我应该调查什么?谢谢 !!
完整代码在这里(复制我视频的前 100 帧):
VideoCapture original("C:/Users/axelle/Videos/original.MP4");
int frame_height = original.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
int frame_width = original.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
int fps = original.get(CAP_PROP_FPS);
VideoWriter output("C:/Users/axelle/Videos/output.avi", VideoWriter::fourcc('H', 'F', 'Y', 'U'),
fps, cv::Size(frame_width, frame_height));
int count = 0;
while (count < 100)
{
count++;
Mat frame;
original >> frame;
if (frame.empty())
{
break;
}
//imshow("test", frame);
//waitKey(0);
output.write(frame);
}
original.release();
output.release();
注意:颜色的差异已经可以在 imshow 中看到。
解决方案
VideoCapture
使用 FFmpeg 后端读取视频帧时,OpenCV 中存在错误。
当 H.264 视频流被标记为BT.709颜色标准时,该错误会导致“颜色偏移”。
主题太重要了,无法回答......
帖子的重要部分是重现问题,并证明问题是真实的。
我找到的解决方案是选择 GStreamer 后端而不是 FFmpeg 后端。建议的解决方案有缺点(例如需要构建支持 GStreamer 的 OpenCV)。
笔记:
- 在 Windows 10 下使用 OpenCV 4.53
可以重现该问题。在 Ubuntu 18.04 下也可以重现该问题(在 Python 中使用 OpenCV)。
该问题适用于 BT.709 颜色标准的“全范围”和“有限范围”。
为重现问题构建合成视频模式
:
我们可以使用FFmpeg命令行工具创建一个合成视频作为输入。
以下命令使用 H.264 编解码器和 BT.709 颜色标准生成 MP4 视频文件:
ffmpeg -y -f lavfi -src_range 1 -color_primaries bt709 -color_trc bt709 -colorspace bt709 -i testsrc=size=192x108:rate=1:duration=5 -vcodec libx264 -crf 17 -pix_fmt yuv444p -dst_range 1 -color_primaries bt709 -color_trc bt709 -colorspace bt709 -bsf:v h264_metadata=video_full_range_flag=1:colour_primaries=1:transfer_characteristics=1:matrix_coefficients=1 bt709_full_range.mp4
- 上面的命令使用 yuv444p 像素格式(而不是 yuv420p)来获得更纯的颜色。
- 参数
-bsf:v h264_metadata=video_full_range_flag=1:colour_primaries=1:transfer_characteristics=1:matrix_coefficients=1
使用比特流过滤器将 H.264 流标记为“全范围”BT.709。
使用MediaInfo工具,我们可以查看以下颜色特征:
colour_range: Full
colour_primaries: BT.709
transfer_characteristics: BT.709
matrix_coefficients: BT.709
使用 OpenCV 捕获视频:
以下 C++ 代码抓取第一帧,并将其保存到1.png
图像文件:
#include "opencv2/opencv.hpp"
void main()
{
cv::VideoCapture cap("bt709_full_range.mp4");
cv::Mat frame;
cap >> frame;
cv::imwrite("1.png", frame);
cap.release();
}
我们还可以使用以下 Python 代码:
import cv2
cap = cv2.VideoCapture('bt709_full_range.mp4')
_, frame = cap.read()
cv2.imwrite('1.png', frame)
cap.release()
使用 FFmpeg转换bt709_full_range.mp4
为图像序列:
ffmpeg -i bt709_full_range.mp4 -pix_fmt rgb24 %03d.png
第一个“提取”帧的文件名为001.png
.
比较结果:
- 左边是
1.png
(OpenCV的结果) - 右边是
001.png
(FFmpeg命令行工具的结果)
如您所见,颜色不同。
- OpenCV 的红色像素值为 RGB =
[232, 0, 3]
。 - FFmpeg 的红色像素值为 RGB =
[254, 0, 0]
.
原始 RGB 值可能是[255, 0, 0]
(由于颜色转换,值为 254)。
如您所见,OpenCV 颜色是错误的!
解决方案- 选择 GStreamer 后端而不是 FFmpeg 后端:
默认的 OpenCV 版本不包括 GStreamer 支持(至少在 Windows 中)。
您可以使用以下说明使用 GStreamer 构建 OpenCV。
这是一个使用 GStreamer 后端抓取第一帧的 C++ 代码示例:
void main()
{
cv::VideoCapture cap("filesrc location=bt709_full_range.mp4 ! decodebin ! videoconvert ! appsink", cv::CAP_GSTREAMER);
cv::Mat frame;
cap >> frame;
cv::imwrite("1g.png", frame);
cap.release();
}
结果:
- 左边是
1g.png
(OpenCV使用GStreamer的结果) - 右边是
001.png
(FFmpeg命令行工具的结果)
使用 GStreamer 的 OpenCV 红色像素的值为 RGB = [254, 0, 1]
。(由于颜色转换,蓝色为 1 而不是零)。
结论:
- 使用 GStreamer 后端(而不是 FFmpeg)后端似乎可以解决“颜色偏移”问题。
- OpenCV 用户需要注意色移问题。
- 让我们希望 OpenCV 开发人员(或 FFmpeg 插件开发人员)解决这个问题。
推荐阅读
- java - 如何检查 JSON 数组的对象是否包含 Android Java 中具有特定名称的数字?
- django - POST 请求适用于 POSTMAN,但在我的 React 上失败
- javascript - 在Jquery输入函数中增加类名
- r - 如何从面板/纵向数据中选择一年来绘制图表?
- docusignapi - 获取信封休息 api 响应中用于 signedDateTime 字段的时区是什么
- php - Laravel 5.2:重新加载多个页面后事情正在改变?
- c# - 为什么网络服务器在发送代码 200(OK)后响应代码 400(错误请求)
- macos - 如何释放 Mac 分区上的其他卷空间
- jenkins - 在 UI 上显示管道构建的用户名
- flutter - _InternalLinkedHashMap
Dart 中的 Firestore 错误