数据集制作-ffmpeg从视频提取关键帧

使用ffmpeg从视频中提取关键帧（I帧）并处理为固定尺寸的图像，并输出为PNG或JPEG格式。

方法1：单行命令

使用ffmpeg提取I帧

# 使用FFmpeg提取I帧
ffmpeg -skip_frame nokey -i input.mp4 -vsync 0 out/frame_%03d.jpg

使用ffmpeg提取I帧并修改图像大小

输出PNG格式

ffmpeg -i input.mp4 -vf "select=eq(pict_type\,I),scale=w=244:h=244:force_original_aspect_ratio=1,pad=244:244:(ow-iw)/2:(oh-ih)/2:color=gray" -vsync vfr out/output_%03d.png

命令详解：

1. select=eq(pict_type\,I) 选择所有I帧（关键帧）。
2. scale=w=244:h=244:force_original_aspect_ratio=1 将图像缩放至目标尺寸（244x244），force_original_aspect_ratio=1（缩写：force_original_aspect_ratio=decrease）确保缩放后保持原始宽高比，图像不会变形。
3. pad=244:244:(ow-iw)/2:(oh-ih)/2:color=gray 将缩放后的图像填充至244x244：
   • (ow-iw)/2 和 (oh-ih)/2：自动计算左右/上下填充，使图像居中。
   • color=gray：使用灰色（十六进制 #808080）填充空白区域。
4. -vsync vfr 确保输出帧率与输入I帧的实际频率一致（可变帧率）。
5. output_%03d.png 输出文件名格式（例如：output_001.png，output_002.png等），使用PNG格式保留无损质量。如需JPEG，可替换为.jpg并添加-q:v 2控制质量（值越小质量越高）。

输出JPEG格式

ffmpeg -i input.mp4 -vf "select=eq(pict_type\,I),scale=244:244:force_original_aspect_ratio=1,pad=244:244:(ow-iw)/2:(oh-ih)/2:color=#808080" -vsync vfr -q:v 2 output_%03d.jpg

方法2：Python集成方案

import subprocess
import os

def extract_i_frames(input_video, output_dir="output", size=244, color="gray", img_format="png"):
    """
    提取视频的 I 帧并处理为固定尺寸
    
    参数:
    input_video: 输入视频文件路径
    output_dir: 输出目录 (默认: "output")
    size: 输出图像尺寸 (默认: 244)
    color: 填充颜色 (默认: "gray"，支持颜色名称或十六进制值)
    img_format: 输出格式 (默认: "png"，支持 png/jpg)
    """
    # 创建输出目录
    os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)
    
    # 构建输出路径模板
    output_template = os.path.join(output_dir, f"frame_%03d.{img_format}")
    
    # 构建 FFmpeg 命令
    command = [
        "ffmpeg",
        "-i", input_video,
        "-vf", f"select=eq(pict_type\\,I),"  # 选择 I 帧
               f"scale={size}:{size}:force_original_aspect_ratio=1,"  # 等比缩放
               f"pad={size}:{size}:(ow-iw)/2:(oh-ih)/2:color={color}",  # 填充颜色
        "-vsync", "vfr",  # 可变帧率输出
    ]
    
    # 根据格式添加质量参数
    if img_format == "jpg":
        command.extend(["-q:v", "2"])  # JPG 质量设置 (1-31, 2=高质量)
    
    command.append(output_template)
    
    try:
        # 运行 FFmpeg 命令
        subprocess.run(command, check=True)
        print(f"成功提取 {len(os.listdir(output_dir))} 个 I 帧到 {output_dir} 目录")
    except subprocess.CalledProcessError as e:
        print(f"处理失败: {e}")
    except FileNotFoundError:
        print("错误: 未找到 ffmpeg，请确保已安装 FFmpeg 并添加到系统路径")

if __name__ == "__main__":
    # 示例使用
    extract_i_frames(
        input_video="input.mp4",  # 输入视频文件
        output_dir="iframes",      # 输出目录
        size=244,                 # 图像尺寸
        color="#808080",           # 灰色填充 (支持英文名或十六进制)
        img_format="png"           # 输出格式
    )

参数解释：

• input_video：输入视频文件路径（必需）
• output_dir：输出目录（默认："output"）
• size：输出图片尺寸（默认：244）
• color：填充颜色（支持：颜色名称如"gray"/十六进制值如"#808080"）
• img_format：输出格式（"png" 或 "jpg"，默认 PNG）

高级特性：

1. 自动创建输出目录：如果输出目录不存在会自动创建
2. 智能命名：输出文件按序列命名（frame_001.png）
3. 错误处理：捕获常见错误（FFmpeg 未安装/处理失败）
4. 质量控制：JPG 输出自动使用高质量压缩

注意事项：

1. 确保系统已安装 FFmpeg
2. Windows 系统需将 FFmpeg 添加到 PATH 环境变量
3. 对于大批量视频处理，建议增加日志记录功能