動画のFPS計測の実装方法

Question

前提・実現したいこと

Python, OpenCVを用いてキャプチャした動画に対して、リアルタイムで物体認識して、認識結果を画像に表示しながら動画として再生した時のFPSを計測したいのですがどのように実装すればいいでしょうか？

認識結果を表示しながら再生した動画を保存し、その保存した動画をまたキャプチャーしてframe_rate = int(cap.get(5))すれば取れそうな気もしますが、できれば1ファイル1実行で計測したいです。
もし、他に方法がない場合は、認識結果を重畳した動画を保存する書き方を知りたいです。

該当のソースコード

import cv2
import time

cap = cv2.VideoCapture("sample.mp4")

frame_count = int(cap.get(7))
frame_rate = int(cap.get(5))

# 1フレーム毎に物体認識をする
for i in range(frame_count):
    is_read, frame = cap.read()
    image_np = frame  
    # 処理に時間がかかる処理(物体認識)
    hogehoge()
    cv2.imshow("player", image_np)
    if cv2.waitKey(1) == 27:
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

試したこと

frame_rate = int(cap.get(5)) でキャプチャした動画そのもののFPSは取得出来ます。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Python 3.5.5
Opencv 3.4.1

Answer 1

補足回答として、リアルタイムでキャプチャ～画像処理するケースでのfps算出例を示します。
以下では直近Nフレーム分の時刻をキューで保持しておくことで、処理時間(fps)の揺れを平滑化しています。

import time
import cv2
from collections import deque


# 直近N_SAMPLE分の時刻をキューで保持
N_SAMPLE = 5
q = deque([time.time() for i in range(N_SAMPLE)])

wait = 0.1 # 処理負荷[sec]

cap = cv2.VideoCapture(0)
#cap = cv2.VideoCapture("sample.mp4")
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break

    # 何らかの処理
    #frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    time.sleep(wait)

    # 直近N_SAMPLEフレームからfps算出
    now = time.time()
    fps = N_SAMPLE / (now - q.popleft())
    q.append(now)

    cv2.putText(frame,'{:6.3f}fps'.format(fps),(10,20),cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN, 1,(255,255,0))
    cv2.imshow('test',frame)

    key = cv2.waitKey(1) & 0xFF
    if key == ord('q'):
        break

    # テスト : 負荷のコントロール
    if key == ord('u'):
        wait += 0.05
    elif key == ord('d'):
        wait -= 0.05
    if wait < 0:
        wait = 0

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

Answer 2

FPS は1秒あたりのフレーム数 (frame per second) なので、以下のようにすればよいです。

import time
import cv2

filepath = 'vtest.avi'
cap = cv2.VideoCapture(filepath)
num_frames = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT))  # フレーム数

start = time.time()
while True:
    # 1フレームずつ取得する。
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break  # 映像取得に失敗

    frame_no = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES))  # 現在のフレーム番号
    fps  = frame_no / (time.time() - start)  # fps = フレーム数 / 経過時間 (s)
    print('fps: {:.2f}, frame no: {}/{}'.format(fps, frame_no, num_frames), end='\r')
    
    cv2.imshow('Frame', frame)
    cv2.waitKey(1)

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()