appendしても次元が増えません

Question

前提・実現したいこと

mp4の動画をOpenCVで読み込んで,フレーム数×縦サイズ×横サイズ×チャネル数という4次元の配列を作りたいです.

発生している問題・エラーメッセージ

ndarrayで配列を作り,フレームごとに読み込んだ縦サイズ×横サイズ×チャネル数の配列をappendしています.
しかし完成した配列の形を見てみると,縦サイズ×横サイズ×チャネル数という3次元のままです.
フレームの数だけappendしているはずなのにフレーム数×縦サイズ×横サイズ×チャネル数という4次元の配列になっていません.

該当のソースコード

#filepath = 読み込みたい動画へのパス
cap = cv2.VideoCapture("filepath")
n=0

# 動画終了まで繰り返し
while(cap.isOpened()):
    # フレームを取得
    ret, frame = cap.read()
    if ret == False:
        break

    frame = np.array(list(frame))
    # フレームをdataにappendする
    if n==0:
        data = frame
    else:
        np.append(data,frame,axis=0)
    n += 1

print(data.shape)
cap.release()

試したこと

nはフレーム数分だけ更新されていました.
if文には最初だけ入り, あとはelse文に入っていました.
np.appendの軸指定を0~2まで変えてみましたが変化はありませんでした.

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Python 3.7.4
numpy 1.18.4

Answer 1

numpy.append() は追加後の配列を返り値で返すようになっており、追加前の配列自体は変更しません。

numpy.append — NumPy v1.18 Manual

a = np.array([1, 2, 3])
np.append(a, 4)
print(a) # [1, 2, 3]

# 以下のように返り値を同じ変数に代入する必要がある
a = np.array([1, 2, 3])
a = np.append(a, 4)
print(a) # [1, 2, 3, 4]

サンプルコード

ちなみに numpy.append() を使うと、追加するたびに新規に配列を作り直すことになるので、非常に遅くなります。
今回のようなケースでは、list に append() していき、最後に numpy.array() で numpy 配列に変換するのが定石です。

import cv2
import numpy as np

cap = cv2.VideoCapture("vtest.avi")

data = []
while cap.isOpened():
    # フレームを取得
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break

    data.append(frame)

data = np.array(data)
print(data.shape)

cap.release()

Comments

[shirofukuro1]

なるほど！
listのappendと同様に変更した後の配列が勝手に生成されるものだと思っていました.
新規の配列を作り直していくのでは確かに遅いですよね..., コードの全体的な手直しまでありがとうございます.
教えていただいたコードでやってみると, 思い通りの4次元配列が生成されました.
丁寧に教えていただきありがとうございました.本当に助かりました.