OpenCVで動画に画像処理を加えてループ再生したい

前提・実現したいこと

OpenCVを用いて動画に画像処理加えて、ループ再生したいです。
7 s程度の短い動画をループ再生していますが、
・処理を加えない　→　何度もループして再生
・二値化処理を加えた　→　一度だけ再生された後、応答なしになる
のようになります。

応答なしになったとき、以下のようなエラーが表示されます。

発生している問題・エラーメッセージ

error                                     Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-2aa4646b077e> in <module>
     17 while True:
     18     ret, frame = cap.read()
---> 19     frame = test(frame)
     20     if ret:
     21         cv2.imshow(window_name, frame)

<ipython-input-2-2aa4646b077e> in test(im)
      2 
      3 def test(im):
----> 4     im_gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
      5     im_gray_th = cv2.threshold(im_gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)[1]
      6     return im_gray_th

error: OpenCV(4.1.2) ..\modules\imgproc\src\color.cpp:182: error: (-215:Assertion failed) !_src.empty() in function 'cv::cvtColor'

該当のソースコード

python3
1import cv2
2
3def test(im):
4    im_gray = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
5    im_gray_th = cv2.threshold(im_gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)[1]
6    return im_gray_th
7
8file_path = r"パス"
9delay = 25
10window_name = 'frame'
11
12cap = cv2.VideoCapture(file_path)
13
14if not cap.isOpened():
15    sys.exit()
16
17while True:
18    ret, frame = cap.read()
19    frame = test(frame)
20    if ret:
21        cv2.imshow(window_name, frame)
22        if cv2.waitKey(delay) & 0xFF == ord('q'):
23            break
24    else:
25        cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, 0)
26
27cv2.destroyWindow(window_name)