PyQt轉換顯示Python-OpenCV圖像實現圖形化界面的視頻播放

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一、引言

在Python-OpenCV中顯示圖像時調用的是一個單獨的窗口，有時我們需要將這些圖像顯示在PyQt的圖形化界面上，這樣就可以將整個圖像顯示與PyQt圖形化界面進行整合。但OpenCV格式的圖像和PyQt格式的圖像並不同，這就需要進行轉換。

二、背景知識

1. Python-OpenCV的圖像是BGR格式的，而PyQt圖像格式是RGB格式的，二者需要轉換；
2. 為了快速轉換，圖像必須基於內存進行操作；
3. PyQt的QImage類可以從內存數組構建；
4. OpenCV可以讀取視頻圖像，使用waitKey可以實現休眠特定時長而不影響系統消息處理。

關於PyQt和OpenCV之間的圖像轉換請參考《Python-OpenCV中圖像顏色空間轉換》。

三、案例

下面的案例讀取一個視頻文件的圖像進行顯示，如果再疊加一個音頻播放的功能，就實現了一個視頻播放器。

3.1、設計圖形化界面

該圖形界面非常簡單，包含了一個僅有“ShowImg”的菜單和對應工具欄，一個名為ImgDisp的標簽對象用於顯示圖像（藍色標記部分）。使用PyUIC生成的界面對象代碼如下：

from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets


class Ui_MainWindow(object):
    def setupUi(self, MainWindow):
        MainWindow.setObjectName("MainWindow")
        MainWindow.resize(625, 430)
        self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow)
        self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")
        self.ImgDisp = QtWidgets.QLabel(self.centralwidget)
        self.ImgDisp.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 54, 12))
        self.ImgDisp.setObjectName("ImgDisp")
        MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)
        self.menubar = QtWidgets.QMenuBar(MainWindow)
        self.menubar.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 625, 17))
        self.menubar.setObjectName("menubar")
        self.menushowImg = QtWidgets.QMenu(self.menubar)
        self.menushowImg.setObjectName("menushowImg")
        MainWindow.setMenuBar(self.menubar)
        self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)
        self.statusbar.setObjectName("statusbar")
        MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)
        self.toolBar = QtWidgets.QToolBar(MainWindow)
        self.toolBar.setObjectName("toolBar")
        MainWindow.addToolBar(QtCore.Qt.TopToolBarArea, self.toolBar)
        self.actionshowImg = QtWidgets.QAction(MainWindow)
        self.actionshowImg.setObjectName("actionshowImg")
        self.menushowImg.addAction(self.actionshowImg)
        self.menubar.addAction(self.menushowImg.menuAction())
        self.toolBar.addAction(self.actionshowImg)

        self.retranslateUi(MainWindow)
        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)

    def retranslateUi(self, MainWindow):
        _translate = QtCore.QCoreApplication.translate
        MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "MainWindow"))
        self.ImgDisp.setText(_translate("MainWindow", "."))
        self.menushowImg.setTitle(_translate("MainWindow", "menu"))
        self.toolBar.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "toolBar"))
        self.actionshowImg.setText(_translate("MainWindow", "showImg"))

3.2、主程序

import cv2,sys
from PyQt5 import QtGui,QtWidgets,QtCore
import mainWin

def cvImgtoQtImg(cvImg): #定義opencv圖像轉PyQt圖像的函數
    QtImgBuf = cv2.cvtColor(cvImg,  cv2.COLOR_BGR2BGRA)

    QtImg = QtGui.QImage(QtImgBuf.data, QtImgBuf.shape[1], QtImgBuf.shape[0], QtGui.QImage.Format_RGB32)
    
    return QtImg



class mainwin(QtWidgets.QMainWindow,mainWin.Ui_MainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setupUi(self)
        self.bClose = False

        self.actionshowImg.triggered.connect(self.playVideoFile) #建立菜單點擊的信號與方法playVideoFile連接

    def playVideoFile(self): #播放影片
        cap = cv2.VideoCapture(r'f:\video\mydream.mp4') #打開影片
        fps = 24
        if not cap.isOpened():
            print("Cannot open Video File")
            exit()

        while not self.bClose:
            ret, frame = cap.read() #逐幀讀取影片
            if not ret:
                if frame is None:
                    print("The video has end.")
                else:
                    print("Read video error!")
                break

            QtImg = cvImgtoQtImg(frame)  #將幀數據轉換為PyQt圖像格式
            self.ImgDisp.setPixmap(QtGui.QPixmap.fromImage(QtImg)) #在ImgDisp顯示圖像
            size = QtImg.size() 
            self.ImgDisp.resize(size)#根據幀大小調整標簽大小
            self.ImgDisp.show() #刷新界面
            cv2.waitKey(int(1000/fps)) #休眠一會，確保每秒播放fps幀

        # 完成所有操作后，釋放捕獲器
        cap.release()


if __name__=='__main__':
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    w = mainwin()
    w.show()
    sys.exit(app.exec_())

注意：

本文的實現方法存在不足，相關完善方案請見《OpenCV-Python圖像轉換為PyQt圖像的變形及花屏問題研究》。

3.3、運行程序

初始界面

點擊showImg，開始播放視頻：

關於PyQt的使用請參考付費專欄《使用PyQt開發圖形界面Python應用》，專欄文件目錄《使用PyQt開發圖形界面Python應用專欄目錄》。

也可以參考免費專欄《PyQt入門知識》，專欄文件目錄《使用PyQt進行Python圖形界面程序開發文章目錄》。

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