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Python音视频剪辑

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一、引言

在这个短视频和自媒体大行其道的年代，音视频剪辑成为了大佬们的必备工具，现在有很多音视频剪辑的软件，如剪映、Camtasia、爱拍剪辑、Adobe Premiere、Final Cut Pro、Vegas、快剪辑、爱剪辑、会声会影等，大部分都好用，收费和免费的都有。

但某些情况下，用这些 GUI 的剪辑软件有时不怎么方便，如：

这些情况下使用 GUI 工具进行处理会比较麻烦甚至无法支持，最希望的是能自己通过代码或脚本快速定制任务处理，将这些枯燥繁杂的工作快速准确的完成处理。这个时候 Python 的 Moviepy 库就可以大有可为了，下面老猿就为大家介绍一下 Moviepy 进行音视频剪辑的能力。

二、Moviepy 简介

MoviePy 是一个用于视频编辑的 Python 模块，可用于进行视频的基本操作（如剪切、拼接、标题插入）、视频合成（也称非线性编辑）、视频处理或创建高级效果。

它可以读写最常见的视频格式，MoviePy 能处理的视频是 ffmpeg 格式的，老猿理解支持的文件类型至少包括：*.mp4 *.wmv *.rm *.avi *.flv *.webm *.wav *.rmvb 等 。

MoviePy 使用 ffmpeg 读取、导出视频和音频文件，使用 ImageMagick 生成文本和输出 GIF 文件。Python 的快速数字库 Numpy 保证了不同媒体的处理。高级效果和增强使用了 Python 的许多图像处理库（PIL、Scikit-image、scipy 等）。

moviepy 的核心对象是剪辑（clips），包括 AudioClips 和 VideoClips。它们可以修改（剪切、减速、变暗…）或与剪辑混合以形成新剪辑，可以使用 PyGame 或 IPython Notebook 预览，并可以输出到对应类型的文件（如 MP4、GIF、 MP3 等）。例如，VideoClips 可以从视频文件、图像、文本或自定义动画创建。VideoClips 可以有一个音频轨道（这是一个 AudioClip）和一个 mask 遮罩（一个特殊的 VideoClip，指示当剪辑与其他剪辑混合时要隐藏哪些部分）。

三、Moviepy 安装

目前 moviepy 库最新版本是 1.0.3，安装非常简单，使用 pip 安装时，请将站点指向国内的镜像站点，否则下载很慢或者下载不下来，老猿使用清华的镜像，指令是：

pip install -i http://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple moviepy

注意：

1、moviepy 全小写，安装时会自动安装相关依赖包；

2、建议安装最新的版本 1.0.3，因为 1.0.2 中有个比较大的 bug；

3、如果没有安装最新版本，可以执行版本升级，指令：

pip install -i http://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple moviepy --upgrade

四、音视频的加载和保存

一般音视频都是从文件读入的，视频文件的装载使用类 VideoFileClip 的构造方法，音频文件的装载使用类 AudioFileClip 的构造方法，两者都可以带多个参数，但最简单的调用方法就是传入一个文件名作为参数调用即可。

视频可以输出成其他格式视频、GIF 动画、一系列图片，对应输出函数分别为 write_videofile、write_gif、write_images_sequence，可以只带一个输出文件名参数。

注意：输出方法是 VideoFileClip 的父类 VideoClip 的方法。

另外视频文件通过属性 audio 获取视频的音频。音频可以使用 write_audiofile 输出成其他格式音频，该方法是 AudioFileClip 的父类 AudioClip 的方法。

当音频或视频输出需要转换格式时，注意一定要带 codec 参数。

下面代码加载一个视频和一个音频，然后输出成各种文件：

from moviepy.editor import *

    clipA = AudioFileClip(r"F:\video\fansNote.mp3")
    clipV = VideoFileClip(r"F:\video\rahdms.mp4")

    clipV.write_videofile(r"F:\video\temp\rahdmsBak.avi",codec='png') #视频转成avi格式输出
    clipV.audio.write_audiofile(r"F:\video\temp\rahdms.wav", codec='pcm_s16le') #视频中的音频转成wav格式输出

    clipV.write_gif(r"F:\video\temp\rahdms.gif") #视频输出成gif文件
    clipV.write_images_sequence(r"F:\video\temp\fansNote%02d.jpg",0.5) #视频输出成图片，0.5表示2秒输出一张图片
    clipA.write_audiofile(r"F:\video\temp\fansNoteBak.mp3") #音频输出到其他文件

五、音视频数据的访问

音视频剪辑在 Moviepy 中为 AudioClip、VideoClip 对象，对音视频剪辑数据的访问主要是通过 AudioClip、VideoClip 的父类 Clip 的相关属性进行的：

下面代码加载一个视频和一个音频，然后输出剪辑的时长和帧率，并取两个剪辑的前 2 秒输出到对应文件：

from moviepy.editor import *

clipA = AudioFileClip(r"F:\video\fansNote.mp3")
clipV = VideoFileClip(r"F:\video\rahdms.mp4").subclip(0, 4)

print(f"视频剪辑时长以及帧率为：{clipV.duration}、{clipV.fps}")
print(f"音频剪辑时长以及帧率为：{clipA.duration}、{clipA.fps}")
clipV.subclip(0, 2).write_videofile(r"F:\video\temp\rahdms.avi",codec='png') #视频前2秒转成avi格式输出
clipA.subclip(0, 2).write_audiofile(r"F:\video\temp\fansNote.wav", codec='pcm_s16le') #音频前2秒转成wav格式输出

六、音视频变换

音视频的变换老猿将其分为 4 类，包括颜色变换、时间线变换、大小变换、内容变换。所有变换都是基于 Clip 类的 fl 方法来进行的，其他方法最终都要调用 fl 方法来完成剪辑变换。不过在 Clip 类内还提供了时间线的变换方法 fl_time，这是因为对音频和视频都可以基于时间线进行变换。

1、Clip 的 fl 方法

下面的代码将一个 h 像素高剪辑的视频内容帧的下半部部分剪辑掉，newclip 剪辑的高度变为 h/2。

src = VideoFileClip(r"F:\video\抖音-爱拼才会赢.mp4")	
h = src.size[1]
fl = lambda gf,t : gf(t)[int(t):int(t)+h/2, :]
newclip = src.fl(fl, apply_to='mask')
newclip.write_videofile(r"F:\video\抖音-爱拼才会赢_re.mp4"

2、Clip 的 fl_time 方法

下面的代码将剪辑变成原剪辑的 n 倍速：

 clipVideo = VideoFileClip(r"F:\video\WinBasedWorkHard_src.mp4")
    end = clipVideo.end
    newclip = clipVideo.fl_time(lambda t:  t*n, apply_to=['mask','audio'])

3、剪辑颜色变换

剪辑的颜色或亮度变换函数包括：

部分示例代码：

下面的代码是对视频剪辑加载后，将其明度乘以 2 和除以 2 分别生成 2 个新剪辑：

from  moviepy.editor import *
    clipVideo1 = VideoFileClip(r"F:\video\yyzg.mp4")
    clipVideo2 = clipVideo1.fx(vfx.colorx, 2)
    clipVideo1 = clipVideo1.fx(vfx.colorx, 0.5)

下面代码在剪辑首尾各设了 5 秒的淡入和淡出时间并输出变更后的新剪辑：

from  moviepy.editor import *
		clipVideo = VideoFileClip(r"F:\video\WinBasedWorkHard_src.mp4").fx(vfx.fadein,5,(0,0,255)).fx(vfx.fadeout,5,(0,0,0))
        clipVideo.write_videofile(r"F:\video\fadeinout.mp4", threads=8)

4、剪辑大小变换

剪辑大小变换函数包括：

示例代码：

下面的代码将剪辑的 260 行像素以上的部分去除，值保留 260 行以下的像素内容对应的视频，并将新剪辑增加一个 3 个像素的蓝色边框：

from  moviepy.editor import *
clipVideo = VideoFileClip(r"F:\video\WinBasedWorkHard_src.mp4").fx(vfx.crop,0,260)
clipVideo = clipVideo.fx(vfx.margin, 3, color=(0, 0, 255), opacity=0.5)
clipVideo.write_videofile(r"F:\video\crop.mp4")

5、剪辑内容变换

剪辑内容变换函数包括：

部分示例代码：

下面的代码实现视频左右颠倒和上下颠倒：

from  moviepy.editor import *
clip = VideoFileClip(r"F:\video\WinBasedWorkHard_src.mp4").crop(0, 300, 540, 660).subclip(0,15)

newclip1 = clip.fx(vfx.mirror_x)
newclip2 = clip.fx(vfx.mirror_y)
newclip1.write_videofile(r"F:\video\WinBasedWorkHard_mirrorx.mp4", threads=8)
newclip2.write_videofile(r"F:\video\WinBasedWorkHard_mirrory.mp4", threads=8)

下面的案例随时间线变换将视频内容旋转不同的角度，且将剪辑的的高和宽度调整为原剪辑对角线的大小，剪辑的画面内容不会丢失，旋转角度由 angleF 函数确认：

from  moviepy.editor import *
def angleF(t):
    ret = (10*int(t))%360

    return ret*-1
if __name__=='__main__':
    clip = VideoFileClip(r"F:\video\WinBasedWorkHard_src.mp4",audio=False).crop(0, 300, 540, 840)

    newclip = clip.rotate(angleF,expand=True).fx(vfx.resize,(764,764))

七、剪辑合成

1、概述

音视频除了变换和取剪辑片段以外，还可以创造新剪辑，相关方法包括：

2、将多个剪辑拼接

视频的拼接使用方法 concatenate_videoclips，调用语法：

concatenate_videoclips(clips, method="chain", transition=None, bg_color=None, ismask=False, padding = 0)

其中 clips 为需要拼接的多个视频。

下面的案例代码将三个视频连接成一个视频：

from  moviepy.editor import *

fileList = ['F:\\video\\1.mp4', 'F:\\video\\2.mp4','F:\\video\\3.mp4']
tmpClip = []
for fileName in fileList:
    clip = VideoFileClip(fileName)
    tmpClip.append(clip)


destClip = concatenate_videoclips(tmpClip)
destClip.write_videofile("F:\\video\\dest.mp4")

3、多个剪辑同屏播放

同屏播放视频需要使用 clips_array 函数，调用语法如下：

clips_array(array, rows_widths=None, cols_widths=None, bg_color = None)

参数array为视频剪辑数组。

下面的案例代码将 tmpClip 保存的多个视频连接成一个同屏播放视频，其中 lines、columns 表示一个屏幕分成几行每行几个视频：

from  moviepy.editor import *

print(f"视频将排列成{lines}行{columns}列")
clipArrays = []
tmpClipArray = []
column = 0
for clip in tmpClip:
    tmpClipArray.append(clip)
    column += 1
    if column == columns:
        clipArrays.append(tmpClipArray)
        column = 0
        tmpClipArray = []
destClip = mpe.clips_array(clipArrays)

4、将一系列图像构造成视频

前面第三部分介绍的 write_images_sequence 方法用于将剪辑输出到一系列图像文件中，而 ImageSequenceClip 则基本上与 write_images_sequence 过程可逆，用于将一系列图像生成剪辑。

ImageSequenceClip 是 VideoClip 的直接子类，其构造方法语法为：

__init__(self, sequence, fps=None, durations=None, with_mask=True, ismask=False, load_images=False)

下面代码将 F:\temp\img 目录下的所有同样大小的图像合成一个每秒播放一个图像的剪辑：

imsClip = ImageSequenceClip(r"F:\temp\img",fps=1)

 imsClip.write_videofile(r"F:\video\imgs.mp4", threads=threads)

5、其他几种生成视频方法简介

是从一个图像文件或内存中图像数组数据生成的视频剪辑，对应视频任何时候都是显示该图像
DataVideoClip 是 VideoClip 的直接子类，它的视频剪辑的连续帧都是从一系列数据集经过函数处理生成的，因此 DataVideoClip 其实就是通过数据集经函数处理构造的视频剪辑
ColorClip 是仅显示同一种颜色的剪辑
TextClip 用于生成文本剪辑，对应剪辑内容来自于指定文本或文本文件

部分示例代码：

生成一副红色背景的静态视频：

colClip = ColorClip((360,360),color = (255,0,0),ismask=False,duration=5).set_fps(1)
colClip.write_videofile(r"F:\video\red.mp4", codec='mpeg4')

生成一文字构成的视频：

fps = 3
inf = r"text clip test"
txtclip = TextClip(inf ,font='Courier',fontsize=36,color='red',bg_color='white',transparent=True,tempfilename=r'F:\temp\img\txtjpg.png',remove_temp=False).set_duration(15).set_fps(3)
txtclip.write_videofile(r"F:\video\text.avi", codec='rawvideo', threads=threads)

八、小结

本文介绍了 Python Moviepy 音视频剪辑库的安装、主要功能以及部分示例代码，可以看到 Moviepy 能从文件或音视频流中装载音视频剪辑，并对装载的音视频剪辑进行各种变换和合成，代码开发简单易懂，很容易掌握，感兴趣的朋友不妨尝试一下。

更多关于 Moviepy 的介绍请大家参考《Python音视频剪辑库MoviePy1.0.3中文教程导览及可执行工具下载》。

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