Python+OpenCVで動画から1秒ずつフレームを切り出す

大学で研究する過程で、一般的に役立ちそうだと思ったことをつらつら書きます。
こちらの記事を参考にしています。
上記の記事には動画から全フレームを抽出する、$t_1$秒から$t_2$秒間のフレームを抽出するなどの方法が載っておりますが、本記事では1秒ごとに切り出すという方法を紹介しています。

目的

「動画の分析してみたいけど、動画そのまま扱うの難しくね？」
「じゃあフレームで切り出せば、画像のタスクに帰着できんじゃね？」
という私の個人的な経験から、動画から1秒ずつフレームを切り出すことが目的です。

前提

以下のディレクトリ構成を想定しています。

|── sample.ipynb
|
|── video
|    └── video_sample.mp4
|     
└── frame
     └── video_sample
           |── image_0000.jpg
           ︙
           └── image_00030.jpg

動画(video_sample.mp4)が30秒の場合は、0秒時点, 1秒時点, ..., 30秒時点の31枚の画像が frame/video_sample下に保存される想定です。

実行環境

• Windows 10
• Python 3.7.5
• OpenCV 4.1.2

OpenCVのインストールはopencv-pythonが参考になります。

実装

引数の説明

• video_path: フレームを切り抜きたい動画のパス
• frame_dir: フレームの保存先

コード

sample.ipynb

import cv2
from os import makedirs
from os.path import splitext, dirname, basename, join

def save_frames(video_path: str, frame_dir: str, 
                name="image", ext="jpg"):
    cap = cv2.VideoCapture(video_path)
    if not cap.isOpened():
        return
    v_name = splitext(basename(video_path))[0]
    if frame_dir[-1:] == "\\" or frame_dir[-1:] == "/":
        frame_dir = dirname(frame_dir)
    frame_dir_ = join(frame_dir, v_name)

    makedirs(frame_dir_, exist_ok=True)
    base_path = join(frame_dir_, name)

    idx = 0
    while cap.isOpened():
        idx += 1
        ret, frame = cap.read()
        if ret:
            if cap.get(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES) == 1:  # 0秒のフレームを保存
                cv2.imwrite("{}_{}.{}".format(base_path, "0000", ext),
                            frame)
            elif idx < cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS):
                continue
            else:  # 1秒ずつフレームを保存
                second = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES)/idx)
                filled_second = str(second).zfill(4)
                cv2.imwrite("{}_{}.{}".format(base_path, filled_second, ext),
                            frame)
                idx = 0
        else:
            break

save_frames(".\\video\\video_sample.mp4", ".\\frame")

実行すると、以下のように保存されています。

結論

動画の扱いって難しい。