MoviePy를 사용해서 비디오에서 개별 프레임을 추출, 처리 및 저장하기

1. 이게 왜 필요할까?

프레임을 추출하는 가상 기계를 실행하기 전에 왜 중요한지 이야기해 보자. 개별 프레임을 추출하고 처리는 효과 만들기, 시간 변화 분석, 그리고 머신 러닝 이미지 준비를 위해 유용할 수 있어. 또 프레임을 사용해 슬라이드쇼나 애니메이션을 만드는 데 아주 좋은 방법이지.

프레임 작업의 주요 단계

1. 비디오에서 프레임을 추출하기.
2. 추출된 프레임 처리하기.
3. 처리된 프레임 저장하기.

이제 우리가 무엇을 하고 싶은지 알았으니, 실습으로 넘어가 보자.

2 비디오에서 프레임 추출하기

가장 기본적인 단계부터 시작하자 — 프레임 추출하기. MoviePy에서는 VideoFileClip 클래스의 메서드를 사용해서 비디오의 개별 프레임에 쉽게 접근할 수 있어. 각 프레임은 (픽셀의 다차원 배열 형식으로) 배열로 표현돼서 MoviePy 또는 NumPy나 Pillow 같은 다른 라이브러리로 처리할 수 있어.

비디오 열기와 개별 프레임 접근하기

from moviepy.editor import VideoFileClip

# 비디오 파일 열기
video_clip = VideoFileClip("sample_video.mp4")

# 5초에 있는 프레임 추출하기
frame = video_clip.get_frame(5)

# 프레임 정보 출력하기
print("프레임 데이터 타입:", type(frame))
print("프레임 크기:", frame.shape)

이 예제에서:

• VideoFileClip("sample_video.mp4")는 비디오 파일을 열고 video_clip 객체를 생성해.
• video_clip.get_frame(5)는 5초에 있는 프레임을 추출해.
• frame.shape는 프레임의 크기(높이, 너비, 색상 채널 수)를 보여줘.

3. 프레임을 이미지로 저장하기

프레임을 추출한 후 이미지로 저장할 수 있어. 이를 위해 Pillow (PIL) 라이브러리를 사용해서 이미지를 다루면 돼.

Pillow 설치하기

Pillow가 설치되어 있지 않다면, pip 명령어를 사용해 설치해:

pip install pillow

프레임을 이미지로 저장하기

from PIL import Image
from moviepy.editor import VideoFileClip

# 비디오 열고 5초에 있는 프레임 추출하기
video_clip = VideoFileClip("sample_video.mp4")
frame = video_clip.get_frame(5)

# 프레임을 이미지로 변환하고 저장하기
image = Image.fromarray(frame)
image.save("frame_at_5_seconds.png")

여기서:

• Image.fromarray(frame)는 픽셀 배열을 이미지 객체로 변환해.
• image.save("frame_at_5_seconds.png")는 프레임을 PNG 파일로 저장해.

4. 비디오에서 일련의 프레임 추출하기

만약 정기적으로 여러 프레임을 추출하고 싶다면 (예: 매 프레임, 매 초, 또는 특정 간격으로), 루프를 사용해서 필요한 프레임을 얻을 수 있어. 특히 분석을 하거나 비디오에서 썸네일을 만들 때 유용해.

예제: 매 초마다 프레임 추출 및 저장

from PIL import Image
from moviepy.editor import VideoFileClip

# 비디오 파일 열기
video_clip = VideoFileClip("sample_video.mp4")

# 비디오 길이(초 단위)
duration = int(video_clip.duration)

# 매 초마다 프레임 추출 및 저장
for i in range(duration):
    frame = video_clip.get_frame(i)
    image = Image.fromarray(frame)
    image.save(f"frame_{i}_second.png")

여기서:

• for i in range(duration)는 비디오가 끝날 때까지 매 초를 순회해.
• 매 초마다 프레임이 추출되고, 이미지로 변환되며, 고유 이름으로 저장돼 (예: frame_1_second.png, frame_2_second.png).

5. 저장 전 프레임 크기 변경하기

MoviePy를 사용하면 저장 전에 프레임 크기를 변경할 수 있어. 썸네일이나 축소된 이미지를 만들어야 할 때 유용하지.

프레임 크기 변경 후 저장

from PIL import Image
from moviepy.editor import VideoFileClip

# 비디오 파일 열기
video_clip = VideoFileClip("sample_video.mp4")

# 10초에 있는 프레임 추출하기
frame = video_clip.get_frame(10)

# 프레임을 이미지로 변환하기
image = Image.fromarray(frame)

# 프레임 크기를 200x200 픽셀로 변경
image_resized = image.resize((200, 200))

# 변경된 이미지 저장하기
image_resized.save("resized_frame_at_10_seconds.png")

6. 특정 주기로 프레임 추출하기

만약 특정 주기로 프레임을 추출하고 싶다면 (예: 움직임 분석을 위해 매 10번째 프레임), fps 매개변수를 사용할 수 있어.

예제: 매 10번째 프레임 추출하기

from PIL import Image
from moviepy.editor import VideoFileClip

# 비디오 파일 열기
video_clip = VideoFileClip("sample_video.mp4")

# 프레임 샘플링 주기 설정 (예: 매 10번째 프레임)
frame_interval = 10

# 매 10번째 프레임 추출 및 저장
for i, frame in enumerate(video_clip.iter_frames()):
    if i % frame_interval == 0:
        image = Image.fromarray(frame)
        image.save(f"frame_{i}.png")

여기서:

• video_clip.iter_frames()는 비디오의 모든 프레임을 순회할 수 있게 해.
• if i % frame_interval == 0는 매 10번째 프레임만 추출해.

7. 프레임 처리하기

프레임을 추출하는 것만이 전부가 아니야. 아마 이미지에 마법을 추가하고 싶을 걸. 이를 위해 Pillow 라이브러리를 사용해 이미지를 처리해 보자.

# 이미지를 흑백으로 변환하기
image_bw = image.convert("L")
image_bw.save("mid_frame_bw.png")

여기서 추출한 프레임을 흑백 이미지로 변환했어. 간단하지만 효과적인 변환이지. 이렇게 하면 프레임이 더 돋보일 수 있어.

8. 문제와 해결책

비디오 프레임 추출 및 처리의 세계에는 몇 가지 장애물이 있어. 파일 경로가 올바른지 확인하지 않으면 코드가 금방 "건초 더미 속 바늘 찾기"가 될 수 있어. 또 필요한 라이브러리와 패키지가 설치되었는지 확인해 봐. 특히 시스템을 다시 시작하거나 Python을 업데이트한 경우. 때로는 잊혀진 종속성이 예상치 못한 "에러 파티"를 초래할 수 있어.

프레임 추출 및 처리 과정은 다양한 분야에서 매우 유용할 수 있어. 예를 들어, 교육 자료를 만들거나, 스포츠 비디오를 분석하거나, 창의적으로 비디오를 편집하고 처리할 때.

그러니 이 기술을 모두 익히면 아무 비디오라도 쉽게 프레임으로 나눌 수 있고, 마음껏 활용할 수 있어! 지루함과 단조로움을 잊어버리고 — 새로운 도구가 가능성의 세계를 열어줄 거야. 그리고 기억해, MoviePy와 함께라면 놀라운 무언가를 만드는 데 특별한 능력이 필요하지 않아.