PyQt转换显示Python-OpenCV图像实现图形化界面的视频播放

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一、引言

在Python-OpenCV中显示图像时调用的是一个单独的窗口，有时我们需要将这些图像显示在PyQt的图形化界面上，这样就可以将整个图像显示与PyQt图形化界面进行整合。但OpenCV格式的图像和PyQt格式的图像并不同，这就需要进行转换。

二、背景知识

1. Python-OpenCV的图像是BGR格式的，而PyQt图像格式是RGB格式的，二者需要转换；
2. 为了快速转换，图像必须基于内存进行操作；
3. PyQt的QImage类可以从内存数组构建；
4. OpenCV可以读取视频图像，使用waitKey可以实现休眠特定时长而不影响系统消息处理。

关于PyQt和OpenCV之间的图像转换请参考《Python-OpenCV中图像颜色空间转换》。

三、案例

下面的案例读取一个视频文件的图像进行显示，如果再叠加一个音频播放的功能，就实现了一个视频播放器。

3.1、设计图形化界面

该图形界面非常简单，包含了一个仅有“ShowImg”的菜单和对应工具栏，一个名为ImgDisp的标签对象用于显示图像（蓝色标记部分）。使用PyUIC生成的界面对象代码如下：

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): #定义opencv图像转PyQt图像的函数
    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) #建立菜单点击的信号与方法playVideoFile连接

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

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

            QtImg = cvImgtoQtImg(frame)  #将帧数据转换为PyQt图像格式
            self.ImgDisp.setPixmap(QtGui.QPixmap.fromImage(QtImg)) #在ImgDisp显示图像
            size = QtImg.size() 
            self.ImgDisp.resize(size)#根据帧大小调整标签大小
            self.ImgDisp.show() #刷新界面
            cv2.waitKey(int(1000/fps)) #休眠一会，确保每秒播放fps帧

        # 完成所有操作后，释放捕获器
        cap.release()


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

注意：

本文的实现方法存在不足，相关完善方案请见《OpenCV-Python图像转换为PyQt图像的变形及花屏问题研究》。

3.3、运行程序

初始界面

点击showImg，开始播放视频：

关于PyQt的使用请参考付费专栏《使用PyQt开发图形界面Python应用》，专栏文件目录《使用PyQt开发图形界面Python应用专栏目录》。

也可以参考免费专栏《PyQt入门知识》，专栏文件目录《使用PyQt进行Python图形界面程序开发文章目录》。

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