通过Python将MP4视频转换为GIF动画

运行环境

你需要安装 OpenCV 绑定以读取 MP4 文件并将视频中的每一帧转换为 JPG 文件。安装教程：

python3 -m pip install opencv-python

你还需要Pillow从你从视频中提取的 JPG 创建动画 GIF。也可以用pip安装：

python3 -m pip install Pillow

要创建 GUI，我这里会用到PySimpleGUI。要安装该库，请使用以下命令：

python3 -m pip install PySimpleGUI

如果你使用的是 Anaconda，则包含 opencv-python 和 Pillow。你只需要单独安装 PySimpleGUI。

如何从 MP4 视频中提取帧

从 MP4 视频中提取帧的第一步是找到要转换为 GIF 的视频。

要从上面的视频中提取单个帧，你需要编写一些 Python。创建一个新文件并将其命名为mp4_converter.py。然后输入以下代码：

import cv2


def convert_mp4_to_jpgs(path):
    video_capture = cv2.VideoCapture(path)
    still_reading, image = video_capture.read()
    frame_count = 0
    while still_reading:
        cv2.imwrite(f"output/frame_{frame_count:03d}.jpg", image)
        
        # read next image
        still_reading, image = video_capture.read()
        frame_count += 1


if __name__ == "__main__":
    convert_mp4_to_jpgs("flask_demo.mp4")

此代码采用 MP4 视频文件的路径。然后使用cv2.VideoCapture(path)打开视频。你可以使用此方法通读整个视频并提取每一帧。提取帧时，可以使用cv2.imwrite()将其写出。

当你运行这段代码时，你会发现这个 7 秒的视频产生了 235 帧！

现在准备好拍摄这些帧并将它们转换为动画 GIF。

将帧变成 GIF

该过程的下一步是将使用 OpenCV 从 MP4 文件中提取的帧转换为动画 GIF。

这就是 Pillow 包的用武之地。你可以使用它来接收图像文件夹并创建你的 GIF。打开一个新文件并将其命名为gif_maker.py。然后输入以下代码：

import glob

from PIL import Image


def make_gif(frame_folder):
    images = glob.glob(f"{frame_folder}/*.jpg")
    images.sort()
    frames = [Image.open(image) for image in images]
    frame_one = frames[0]
    frame_one.save("flask_demo.gif", format="GIF", append_images=frames,
                   save_all=True, duration=50, loop=0)
    

if __name__ == "__main__":
    make_gif("output")

在这里，你使用 Python 的glob模块在输出文件夹中搜索 JPG 文件。然后对帧进行排序，使它们按正确的顺序排列。最后，你将它们保存为 GIF.

创建 MP4 到 GIF GUI

PySimpleGUI 是一个跨平台的 GUI 框架，可在 Linux、Mac 和 Windows 上运行。它封装了 Tkinter、wxPython、PyQt 和其他几个 GUI 工具包，为它们提供了一个通用接口。

在本文前面安装 PySimpleGUI 时，你安装了包装 Tkinter 的默认版本。

打开一个新的 Python 文件并将其命名为mp4_converter_gui.py。然后将此代码添加到你的文件中：

# mp4_converter_gui.py

import cv2
import glob
import os
import shutil
import PySimpleGUI as sg

from PIL import Image

file_types = [("MP4 (*.mp4)", "*.mp4"), ("All files (*.*)", "*.*")]


def convert_mp4_to_jpgs(path):
    video_capture = cv2.VideoCapture(path)
    still_reading, image = video_capture.read()
    frame_count = 0
    if os.path.exists("output"):
        # remove previous GIF frame files
        shutil.rmtree("output")
    try:
        os.mkdir("output")
    except IOError:
        sg.popup("Error occurred creating output folder")
        return
    
    while still_reading:
        cv2.imwrite(f"output/frame_{frame_count:05d}.jpg", image)
        
        # read next image
        still_reading, image = video_capture.read()
        frame_count += 1


def make_gif(gif_path, frame_folder="output"):
    images = glob.glob(f"{frame_folder}/*.jpg")
    images.sort()
    frames = [Image.open(image) for image in images]
    frame_one = frames[0]
    frame_one.save(gif_path, format="GIF", append_images=frames,
                   save_all=True, duration=50, loop=0)


def main():
    layout = [
        [
            sg.Text("MP4 File"),
            sg.Input(size=(25, 1), key="-FILENAME-", disabled=True),
            sg.FileBrowse(file_types=file_types),
        ],
        [
            sg.Text("GIF File Save Location"),
            sg.Input(size=(25, 1), key="-OUTPUTFILE-", disabled=True),
            sg.SaveAs(file_types=file_types),
            
        ],
        [sg.Button("Convert to GIF")],
    ]

    window = sg.Window("MP4 to GIF Converter", layout)

    while True:
        event, values = window.read()
        mp4_path = values["-FILENAME-"]
        gif_path = values["-OUTPUTFILE-"]
        if event == "Exit" or event == sg.WIN_CLOSED:
            break
        if event in ["Convert to GIF"]:
            if mp4_path and gif_path:
                convert_mp4_to_jpgs(mp4_path)
                make_gif(gif_path)
                sg.popup(f"GIF created: {gif_path}")

    window.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

这是一段相当长的代码。我们来一段一段分析。

要开始，请查看导入部分：

# mp4_converter_gui.py

import cv2
import glob
import os
import shutil
import PySimpleGUI as sg

from PIL import Image

file_types = [("MP4 (*.mp4)", "*.mp4"), ("All files (*.*)", "*.*")]

在这里，你导入创建 GUI 应用程序所需的所有模块和包。这包括 OpenCV (cv2)、Pillow 的 Image clas 和 PySimpleGUI，以及许多 Python 自己的模块。

你还创建了一个变量来保存可以加载到 GUI 中的文件类型。这是一个元组列表。

现在是时候将注意力转向程序中的第一个函数：

def convert_mp4_to_jpgs(path):
    video_capture = cv2.VideoCapture(path)
    still_reading, image = video_capture.read()
    frame_count = 0
    if os.path.exists("output"):
        # remove previous GIF frame files
        shutil.rmtree("output")
    try:
        os.mkdir("output")
    except IOError:
        sg.popup("Error occurred creating output folder")
        return
    
    while still_reading:
        cv2.imwrite(f"output/frame_{frame_count:05d}.jpg", image)
        
        # read next image
        still_reading, image = video_capture.read()
        frame_count += 1

这是你之前创建的 MP4 转换器代码的修改版本。在这个版本中，你仍然使用VideoCapture()来读取 MP4 文件并将其转换为单独的帧。

但是，你还添加了一些额外的代码来删除“输出”文件夹（如果存在）。这可以防止你意外地将两个 MP4 文件合并到一个输出文件中，这会导致 GIF 混乱。

你还添加了一些代码来尝试在删除后创建“输出”文件夹。如果创建文件夹时出现错误，则会显示错误对话框。

其余代码与之前相同。

现在你已准备好查看下一个函数：

def make_gif(gif_path, frame_folder="output"):
    images = glob.glob(f"{frame_folder}/*.jpg")
    images.sort()
    frames = [Image.open(image) for image in images]
    frame_one = frames[0]
    frame_one.save(gif_path, format="GIF", append_images=frames,
                   save_all=True, duration=50, loop=0)

你可以使用make_gif()将帧文件夹转换为 GIF 文件。此代码与原始代码几乎相同，只是你传入 GIF 文件的路径以使其唯一。

最后一段代码是你的 GUI 代码：

def main():
    layout = [
        [
            sg.Text("MP4 File"),
            sg.Input(size=(25, 1), key="-FILENAME-", disabled=True),
            sg.FileBrowse(file_types=file_types),
        ],
        [
            sg.Text("GIF File Save Location"),
            sg.Input(size=(25, 1), key="-OUTPUTFILE-", disabled=True),
            sg.SaveAs(file_types=file_types),
            
        ],
        [sg.Button("Convert to GIF")],
    ]

    window = sg.Window("MP4 to GIF Converter", layout)

    while True:
        event, values = window.read()
        mp4_path = values["-FILENAME-"]
        gif_path = values["-OUTPUTFILE-"]
        if event == "Exit" or event == sg.WIN_CLOSED:
            break
        if event in ["Convert to GIF"]:
            if mp4_path and gif_path:
                convert_mp4_to_jpgs(mp4_path)
                make_gif(gif_path)
                sg.popup(f"GIF created: {gif_path}")

    window.close()


if __name__ == "__main__":
    main()

在 PySimpleGUI 中，当你想在用户界面中“布局”元素时，你可以将项目添加到 Python 列表中。对于此示例，你添加以下元素：

sg.Text - 此元素有两个实例。它们用作输入（文本框）的标签
sg.Input - 这个元素有两个实例，它是一个文本框类型的元素。一个保存 MP4 文件的位置，一个保存你要保存 GIF 的位置
sg.FileBrowse - 打开文件浏览对话框的按钮
sg.SaveAs - 打开文件另存为对话框的按钮
sg.Button - 一个可以做任何你想做的事情的按钮

接下来，你获取元素列表并将其传递给sg.Window，它表示包含所有其他元素的窗口。你的窗口还有一个退出按钮、一个最小化按钮和一个标题栏。

要启动 GUI 的事件循环，你需要创建一个 while 循环并从 Window 对象中读取数据。这允许你提取两个sg.Input()对象的值，其中包含 MP4 和 GIF 文件的路径。

当用户按下标记为“转换为 GIF”的按钮时，你会捕获该事件并调用convert_mp4_to_jpgs()和make_gif()。如果一切顺利，视频将被转换，你将看到一个弹出对话框，说明新创建的 GIF 的保存位置。

尝试运行此代码。你应该会看到如下内容：

现在你拥有了将 MP4 视频文件转换为 GIF 所需的所有内容。你可以采取多种不同的措施来改进你的代码。例如，你可以向代码中添加更多错误处理，以免意外覆盖 GIF。

你还可以添加一些新的 UI 元素来告诉你的代码调整各个帧的大小以帮助缩小 GIF。另一种选择是更改每个单独的 JPG 的压缩，这也将减小 GIF 的大小。

还有很多其他有趣的方法可以使这段代码变得更好。考虑一下，你一定会自己想出一些新功能！

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