Python玩转各种多媒体，视频、音频到图片

迷南。 2023-07-23 10:57 9阅读 0赞

# Python玩转各种多媒体，视频、音频到图片 #

我们经常会遇到一些对于多媒体文件修改的操作，像是对视频文件的操作：视频剪辑、字幕编辑、分离音频、视频音频混流等。又比如对音频文件的操作：音频剪辑，音频格式转换。再比如我们最常用的图片文件，格式转换、各个属性的编辑等。因为多媒体文件的操作众多，本文选取一些极具代表性的操作，以代码的形式实现各个操作。

## 一、图片操作 ##

操作图片的模块有许多，其中比较常用的两个就是`Pillow`和 `opencv`,两个模块各有优势。其中`opencv`是计算机视觉处理的开源模块，应用的范围更加广泛，从图像处理到视频处理，再到物体检测等。而`pillow`相比直线就单纯的多，其大多数操作都是围绕图像而展开的。

### 1.1、格式转换 ###

图片格式有多种多样，最直观的感受就是图片后缀。而格式之间的差异不仅仅是后缀的差异，最为明显的就是`png`格式图片，同其它图片有着最为直观的区别。下面我们就看看在Python中如何转换格式，我们先安装`pillow`模块：

pip install pillow

然后看看如何导入模块以及如何读取图像：

from PIL import Image
    # 读取图像
    img = Image.open('ycjc.jpg')
    # 显示图像
    img.show()

我们有了上面的基础操作之后，就可以开始进行格式转换了，我们用有村大妹子的图片作为素材：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1phY2tTb2Nr_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

我们可以看到这是一张白色背景的图片，我们将它转成`png`看看效果：

from PIL import Image
    # 读取图像
    img = Image.open('ycjc.jpg')
    # 格式转换，其中A为透明度
    png = img.convert('RGBA')
    # 保存图像，因为是RGBA格式，所以后缀应该为png
    png.save('ycjc.png')

输出的图片我就不放了，我们观察输出图片会发现，白色背景好像变透明了。不要怀疑，这只是心理作用，其实图片看上去是不会又任何变化的。但是实际上图片从原来的`RGB`三个色道变成了`RGBA`四个色道，我们会发现，图片变大了：

![在这里插入图片描述][20200407134334442.PNG_pic_center]

虽然`A`色道的透明度全部都是0，但是实际上还是存在这个色道，所以大小方面有了明显的增加。更多转换模式可以产考[超全Python图像处理讲解（多图预警）][Python]。

### 1.2、图片裁剪 ###

图片裁剪的操作也非常常用，我们来看看`pillow`如何裁剪图片：

from PIL import Image
    # 读取图像
    img = Image.open('ycjc.jpg')
    # 裁剪图像，调用crop方法，传入裁剪区域的元组
    img_crop = img.crop((100, 100, 400, 400))
    # 保存裁剪后的图像
    img_crop.save('ycjc_crop.jpg')

我们调用`crop`方法，传入裁剪区域的元组进行裁剪，元组的内容为左上角的坐标（前两个参数）即右下角的坐标（后两个参数）。效果图如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1phY2tTb2Nr_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

### 1.3、截屏 ###

虽然算不上是图像操作，但是还是个非常实用的操作。我们实现截屏是通过ImageGrap类实现的：

from PIL import ImageGrab
    # 截取全屏
    im = ImageGrab.grab()
    # 保存图像
    im.save('win.png')

除了截取全屏我们也可以区域截屏：

im =ImageGrab.grab((300, 100, 1400, 600))

参数元组含义与`crop`方法一致。

除了上述操作，还有更多像是添加滤镜、对比度调节、亮度调节、色彩调节等，由于内容众多，所以不在本文详细讨论。

## 二、音频操作 ##

音频的操作也比较繁多，我们最常用到的就是音频剪辑和音量调节了。我们这里使用`pydub`模块来进行音频文件的操作。

### 2.1、pydub的安装以及读取音频 ###

安装我们还是使用pip：

pip install pydub

然后我们来读取一个`wav`文件：

from pydub import AudioSegment
    # 读取wav格式的音频文件
    music = AudioSegment.from_wav('百年孤独.wav')

这样我们就完成了音频文件的读取，`wav`文件是一种未经压缩的文件，我们可以通过`pydub`直接读取。读取其它类型的文件`pydub`同样提供了相应的方法：

music = AudioSegment.from_mp3('music.mp3')
    music = AudioSegment.from_ogg("music.ogg")
    music = AudioSegment.from_flv("music.flv")

因为在实际操作过程中遇到了一个未找明缘由的错误，所以本文的音频操作只针对`wav`格式。

### 2.2、音频剪切 ###

音频剪辑的实现我们是通过类似ndarray的中括号操作的：

# 截取前20秒
    clip = music[:20*1000]
    # 截取后20秒
    clip = music[-20000:]
    # 从第20秒截取到第40秒
    clip = music[20*1000:40*1000]

剪切好的片段我们可以另外存一个文件：

# 保存文件为clip.mp3，格式为mp3
    clip.export('clip.mp3', format='mp3')

### 3.3、增加/减少音量 ###

音量的控制我们只需要用音频对象加一个常数即可：

# 音量减5
    music -= 5
    # 音量加5
    music += 5

### 3.4、音频拼接 ###

我们先看看重复拼接：

# 在音频文件末尾重复拼接该音频
    music = music*2

拼接后的音频的效果就是原音频循环两次。接下来我们看看拼接不同的音频：

# 裁剪前20秒音频
    clip1 = music[:20*1000]
    # 裁剪后20秒音频
    clip2 = music[-20*1000:]
    # 拼接音频
    clip = clip1 + clip2

### 3.5、 交叉渐入渐出 ###

交叉渐入渐出是一种比较柔和的音频专场方式，在两个音频切换的间歇会有一个重合，用代码实现如下：

# 截取前20秒
    begin = music[20*1000:40*1000]
    # 截取后20秒
    end = music[-20*1000:]
    # 添加交叉渐入渐出 效果
    clip = begin.append(end, crossfade=1500)

我们可以看到我们一共裁剪了40秒，在生成的文件我们可以看到只有38秒，因为转场的时候有个重合的效果。当然还有更多的操作，大家可以自己去了解。

## 三、视频操作 ##

视频的操作可以通过`moviepy`和`opencv`进行，我们先分别安装两个模块：

pip install opencv-python
    pip install moviepy

### 3.1、视频剪辑 ###

相比之下`moviepy`操作视频要更便利，我们看看使用`moviepy`如何剪辑视频：

from moviepy.editor import *
    # 剪切视屏bws.mp4中第50秒到第60秒
    clip = VideoFileClip('bws.mp4').subclip(50, 60)
    # 将剪切的片段保存
    clip.write_videofile("clip.mp4")

### 3.2、提取音频文件 ###

在`VideoFileClip`类中，音频文件作为其中的一个参数，我们可以直接获取：

from moviepy.editor import *
    # 读取视频文件
    video = VideoFileClip('bws.mp4')
    # 获取其中音频
    audio = video.audio
    # 保存音频文件
    audio.write_audiofile('audio.mp3')

### 3.3、混流 ###

我们还可以将音频同视频混流，在moviepy中，提供了一个读取音频文件的类，我们设置视频的音频需要创建这个类的对象：

from moviepy.editor import *
    # 读取视频
    video = VideoFileClip('bws.mp4')
    # 读取音频
    audio = AudioFileClip('百年孤独.mp3')
    # 设置视频的音频
    video = video.set_audio(audio)
    # 保存新的视频文件
    video.write_videofile('bws_audio.mp4')

### 3.4、逐帧提取画面 ###

我们都知道，视频是由一帧一帧的图片组成的，我们也可以将画面一帧一帧提取出来：

import cv2
    # 读取视频
    video = cv2.VideoCapture('bws.mp4')
    # 逐帧读取，当还有画面时ret为True，frame为当前帧的ndarray对象
    ret, frame = video.read()
    i = 0
    # 循环读取
    while ret:
        i += 1
        cv2.imwrite('v'+str(i) + '.jpg', frame)
        ret, frame = video.read()

上述代码就能将视屏的每一帧以图片的形式保存下来。

### 3.5、截取gif ###

截取gif和截取视频没有什么区别，不过为了减少gif的大小，我们通常会对视频进行尺寸缩放：

from moviepy.editor import *
    # 读取视频
    video = VideoFileClip('bws.mp4')
    # 裁剪视频，并缩小一半
    video = video.subclip(20, 30).resize((0.5))
    # 保存gif图片
    video.write_gif('bws.gif')

在上面subclip方法中，我们可以传入元组，例如：

video.subclip((1, 20), (2, 30))

其含义为从1分20秒截取到2分30秒。

关于多媒体的操作还有很多，到此就实现了一些比较常用，也比较实用的操作，另外还花掉了我几个小时的时间。在排查环境中的错误是确实比较麻烦，但是总归还是实验的全部代码，写作不易啊~另外感兴趣的读者可以关注我的公众号：ZackSock。

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[Python]: https://blog.csdn.net/ZackSock/article/details/103794134
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