Opencv与PyQt5设计一个摄像头界面
一、前言
本篇的内容是学习的这一位博主的：程序界面设计_Doc_Cheng的博客-CSDN博客。
这是我见过很详细的教你如何使用的PyQt5来完成UI界面设计的，专注于UI界面设计。对我而言，这教程就像是一个实用工具，因为我只需要能够显示图像并展示模型推理的结果即可。
最近一直在努力改进网络和编写脚本，已经有一段时间没写博客了。因此，我打算重新整理这位博主的内容，争取以更简单的方式呈现。
二、UI界面设计
预览图如下所示：
这里我们主要讲解代码部分，UI文件我会直接的提供给大家，大家可以下载下来后再对照着学习。
三、代码讲解
当我们使用PyUIC生成代码的时候，一般情况下这个类下有两个函数：setupUi和retranslateUi。
一般而言，这两个方法用于设置用户界面的初始化和翻译文本。在 setupUi 中，会设置窗口、布局、按钮、文本框等元素的属性和初始状态；而在 retranslateUi 中，会设置用户界面元素的文本内容。
如果我们只是想要一个像上面的一个浏览图，你可以直接使用下面的代码直接进行预览，它本身并没有任何的功能，只是将UI界面的布局展示出来了，要想做更多的事情，那就需要给这个类补充更多的功能。
from OboardCamDisp import Ui_MainWindow
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
class CamShow(QMainWindow, Ui_MainWindow):
def __init__(self, parent=None):
super(CamShow, self).__init__(parent)
self.setupUi(self)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
ui=CamShow()
ui.show()
sys.exit(app.exec_())你随意的点击滑动这些控件是没有任何用的，这里的CamShow 类继承自 QMainWindow 和 Ui_MainWindow，通过调用 setupUi 方法初始化界面。
1，滑动条与微调框的连接
当我运行上面的文件时候，我们发现移动滑动条或者给微调框调整是各改各的，这里我们可以通过将滑块的 valueChanged 信号连接到对应微调框的 setValue 槽，以及将微调框的 valueChanged 信号连接到对应滑块的 setValue 槽。
def PrepSliders(self):
self.RedColorSld.valueChanged.connect(self.RedColorSpB.setValue)
self.RedColorSpB.valueChanged.connect(self.RedColorSld.setValue)
self.GreenColorSld.valueChanged.connect(self.GreenColorSpB.setValue)
self.GreenColorSpB.valueChanged.connect(self.GreenColorSld.setValue)
self.BlueColorSld.valueChanged.connect(self.BlueColorSpB.setValue)
self.BlueColorSpB.valueChanged.connect(self.BlueColorSld.setValue)
self.ExpTimeSld.valueChanged.connect(self.ExpTimeSpB.setValue)
self.ExpTimeSpB.valueChanged.connect(self.ExpTimeSld.setValue)
self.GainSld.valueChanged.connect(self.GainSpB.setValue)
self.GainSpB.valueChanged.connect(self.GainSld.setValue)
self.BrightSld.valueChanged.connect(self.BrightSpB.setValue)
self.BrightSpB.valueChanged.connect(self.BrightSld.setValue)
self.ContrastSld.valueChanged.connect(self.ContrastSpB.setValue)
self.ContrastSpB.valueChanged.connect(self.ContrastSld.setValue)
这里通信成功，像上面的self.RedColorSld和self.RedColorSpB都是继承的Ui_MainWindow下面的，名字，还有数值都需要自己去修改。
其实也就是这下面的两个地方：
2，相机的初始化和参数设置
这里通过 cv2.VideoCapture 初始化了相机，并设置了一些相机参数，例如曝光时间、增益、亮度和对比度。通过连接滑动条和微调框，能使用户能够动态地调整这些参数。
def PrepCamera(self):
try:
self.camera = cv2.VideoCapture(0)
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.append('Oboard camera connected.')
self.MsgTE.setPlainText()
except Exception as e:
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.append(str(e))
def PrepParameters(self):
self.RecordPath='D:/PythonProject/pythonProject1/OpencvPyQt5/'
self.FilePathLE.setText(self.RecordPath) # 默认显示
self.RecordFlag=0
self.Image_num=0
self.R=1
self.G=1
self.B=1
self.ExpTimeSld.setValue(self.camera.get(15))
self.SetExposure()
self.GainSld.setValue(self.camera.get(14))
self.SetGain()
self.BrightSld.setValue(self.camera.get(10))
self.SetBrightness()
self.ContrastSld.setValue(self.camera.get(11))
self.SetContrast()
self.MsgTE.clear()
3，界面按钮和相关功能
在这一步中，为界面上的按钮添加了一些功能，例如启动相机、停止相机、录像等。通过连接这些按钮的点击事件，我们实现了相应的功能。特别是，通过 CallBackFunctions 函数，我们将按钮的点击事件与后台函数进行了关联。
def StartCamera(self):
self.ShowBt.setEnabled(False)
self.StopBt.setEnabled(True)
self.RecordBt.setEnabled(True)
self.GrayImgCkB.setEnabled(True)
if self.GrayImgCkB.isChecked() == 0:
self.RedColorSld.setEnabled(True)
self.RedColorSpB.setEnabled(True)
self.GreenColorSld.setEnabled(True)
self.GreenColorSpB.setEnabled(True)
self.BlueColorSld.setEnabled(True)
self.BlueColorSpB.setEnabled(True)
self.ExpTimeSld.setEnabled(True)
self.ExpTimeSpB.setEnabled(True)
self.GainSld.setEnabled(True)
self.GainSpB.setEnabled(True)
self.BrightSld.setEnabled(True)
self.BrightSpB.setEnabled(True)
self.ContrastSld.setEnabled(True)
self.ContrastSpB.setEnabled(True)
self.RecordBt.setText('录像')
self.Timer.start(1)
self.timelb = time.perf_counter()在最开始运行的时候，有些需要禁用，比如，比如在上面的地方灰度的checkbox没有被点击可以调试R、G、B。
def StopCamera(self):
if self.StopBt.text()=='暂停':
self.StopBt.setText('继续')
self.RecordBt.setText('保存')
self.Timer.stop()
elif self.StopBt.text()=='继续':
self.StopBt.setText('暂停')
self.RecordBt.setText('录像')
self.Timer.start(1)这是一个很简单的逻辑，在这个函数中，如果当前按钮的文本为 ‘暂停’，则将其设置为 ‘继续’ ，并将录像按钮的文本设置为 ‘保存’，最后停止计时器；如果当前按钮的文本为 ‘继续'，则将其设置为 ‘暂停’，将录像按钮的文本设置为 ‘录像’ ，并重新启动计时器。
def RecordCamera(self):
tag=self.RecordBt.text()
if tag=='保存':
try:
image_name=self.RecordPath+'image'+time.strftime('%Y%m%d%H%M%S',time.localtime(time.time()))+'.jpg'
print(image_name)
cv2.imwrite(image_name, self.Image)
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.setPlainText('Image saved.')
except Exception as e:
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
elif tag == '录像':
self.RecordBt.setText('停止')
video_name = self.RecordPath + 'video' + time.strftime('%Y%m%d%H%M%S',time.localtime(time.time())) + '.avi'
fps = self.FmRateLCD.value()
size = (self.Image.shape[1],self.Image.shape[0])
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G')
self.video_writer = cv2.VideoWriter(video_name, fourcc,self.camera.get(5), size)
self.RecordFlag=1
self.MsgTE.setPlainText('Video recording...')
self.StopBt.setEnabled(False)
self.ExitBt.setEnabled(False)
elif tag == '停止':
self.RecordBt.setText('录像')
self.video_writer.release()
self.RecordFlag = 0
self.MsgTE.setPlainText('Video saved.')
self.StopBt.setEnabled(True)
self.ExitBt.setEnabled(True)如果按钮的文本为 '保存'，则执行保存图片的操作。首先构造图片文件名，使用 cv2.imwrite 将当前图像保存为 JPG 文件，然后清空消息显示框并显示保存成功或者错误信息。如果按钮的文本为 '录像'，则执行开始录像的操作。构造视频文件名，设置录像相关参数（帧率、大小等），创建 cv2.VideoWriter 对象开始录像，并在消息显示框中显示录像信息。同时禁用停止按钮和退出按钮，防止在录像时进行其他操作。如果按钮的文本为 '停止'，则执行停止录像的操作。将按钮文本设置为 '录像'，释放 cv2.VideoWriter 对象，停止录像标志，显示录像保存成功的消息，并启用停止按钮和退出按钮。
4，图像处理与显示
def ColorAdjust(self, img):
try:
B = img[:, :, 0]
G = img[:, :, 1]
R = img[:, :, 2]
# 根据滑动条的值进行颜色通道的调整
B = B * self.B
G = G * self.G
R = R * self.R
img_adjusted = img.copy()
img_adjusted[:, :, 0] = B
img_adjusted[:, :, 1] = G
img_adjusted[:, :, 2] = R
return img_adjusted
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def DispImg(self):
if self.GrayImgCkB.isChecked():
img = cv2.cvtColor(self.Image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
else:
img = cv2.cvtColor(self.Image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
qimg = qimage2ndarray.array2qimage(img)
self.DispLb.setPixmap(QPixmap(qimg))
self.DispLb.show()ColorAdjust函数用于进行颜色调整。然后，通过 qimage2ndarray 将处理后的图像转换为 QImage，最后使用 QPixmap 在界面上的 DispLb 标签上显示图像。这样，我们完成了图像处理与显示的步骤。
5，使用回调函数将功能与控件进行连接
def CallBackFunctions(self):
self.FilePathBt.clicked.connect(self.SetFilePath)
self.ShowBt.clicked.connect(self.StartCamera)
self.StopBt.clicked.connect(self.StopCamera)
self.RecordBt.clicked.connect(self.RecordCamera)
self.ExitBt.clicked.connect(self.ExitApp)
self.GrayImgCkB.stateChanged.connect(self.SetGray)
self.ExpTimeSld.valueChanged.connect(self.SetExposure)
self.GainSld.valueChanged.connect(self.SetGain)
self.BrightSld.valueChanged.connect(self.SetBrightness)
self.ContrastSld.valueChanged.connect(self.SetContrast)
self.RedColorSld.valueChanged.connect(self.SetR)
self.GreenColorSld.valueChanged.connect(self.SetG)
self.BlueColorSld.valueChanged.connect(self.SetB)
def SetR(self):
R=self.RedColorSld.value()
self.R=R/255
def SetG(self):
G=self.GreenColorSld.value()
self.G=G/255
def SetB(self):
B=self.BlueColorSld.value()
self.B=B/255
def SetContrast(self):
contrast_toset=self.ContrastSld.value()
try:
self.camera.set(11,contrast_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The contrast is set to ' + str(self.camera.get(11)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetBrightness(self):
brightness_toset=self.BrightSld.value()
try:
self.camera.set(10,brightness_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The brightness is set to ' + str(self.camera.get(10)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetGain(self):
gain_toset=self.GainSld.value()
try:
self.camera.set(14,gain_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The gain is set to '+str(self.camera.get(14)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetExposure(self):
try:
exposure_time_toset=self.ExpTimeSld.value()
self.camera.set(15,exposure_time_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The exposure time is set to '+str(self.camera.get(15)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetGray(self):
if self.GrayImgCkB.isChecked():
self.RedColorSld.setEnabled(False)
self.RedColorSpB.setEnabled(False)
self.GreenColorSld.setEnabled(False)
self.GreenColorSpB.setEnabled(False)
self.BlueColorSld.setEnabled(False)
self.BlueColorSpB.setEnabled(False)
else:
self.RedColorSld.setEnabled(True)
self.RedColorSpB.setEnabled(True)
self.GreenColorSld.setEnabled(True)
self.GreenColorSpB.setEnabled(True)
self.BlueColorSld.setEnabled(True)
self.BlueColorSpB.setEnabled(True)四、其他补充
如果报错PyQt下载不了，是缺少了C++，下一个Visual Studio然后安装一个C++桌面开发就可以了。
如果运行出现：
DeprecationWarning: sipPyTypeDict() is deprecated, the extension module should use sipPyTypeDictRef() instead class CamShow(QMainWindow, Ui_MainWindow):
说的是sip版本不对，这个不影响运行，可以不用理会。
五、资源下载
PyQt5-opencv-UIdesign/Camshow at main · Auorui/PyQt5-opencv-UIdesign (github.com)
主函数文件：
from OboardCamDisp import Ui_MainWindow
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication,QMainWindow,QFileDialog
from PyQt5.QtCore import QTimer,QCoreApplication
from PyQt5.QtGui import QPixmap
import cv2
import qimage2ndarray
import time
class CamShow(QMainWindow,Ui_MainWindow):
def __del__(self):
try:
self.camera.release() # 释放资源
except:
return
def __init__(self,parent=None):
super(CamShow,self).__init__(parent)
self.setupUi(self)
self.PrepSliders()
self.PrepWidgets()
self.PrepParameters()
self.CallBackFunctions()
self.Timer=QTimer()
self.Timer.timeout.connect(self.TimerOutFun)
# 滑动条与微调框的连接
def PrepSliders(self):
self.RedColorSld.valueChanged.connect(self.RedColorSpB.setValue)
self.RedColorSpB.valueChanged.connect(self.RedColorSld.setValue)
self.GreenColorSld.valueChanged.connect(self.GreenColorSpB.setValue)
self.GreenColorSpB.valueChanged.connect(self.GreenColorSld.setValue)
self.BlueColorSld.valueChanged.connect(self.BlueColorSpB.setValue)
self.BlueColorSpB.valueChanged.connect(self.BlueColorSld.setValue)
self.ExpTimeSld.valueChanged.connect(self.ExpTimeSpB.setValue)
self.ExpTimeSpB.valueChanged.connect(self.ExpTimeSld.setValue)
self.GainSld.valueChanged.connect(self.GainSpB.setValue)
self.GainSpB.valueChanged.connect(self.GainSld.setValue)
self.BrightSld.valueChanged.connect(self.BrightSpB.setValue)
self.BrightSpB.valueChanged.connect(self.BrightSld.setValue)
self.ContrastSld.valueChanged.connect(self.ContrastSpB.setValue)
self.ContrastSpB.valueChanged.connect(self.ContrastSld.setValue)
# 相机的初始化和参数设置
def PrepCamera(self):
try:
self.camera=cv2.VideoCapture(0)
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.append('Oboard camera connected.')
self.MsgTE.setPlainText()
except Exception as e:
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.append(str(e))
def PrepParameters(self):
self.RecordFlag = 0
self.RecordPath ='D:/PythonProject/pythonProject1/OpencvPyQt5/Camshow'
self.FilePathLE.setText(self.RecordPath)
self.Image_num = 0
self.R = 1
self.G = 1
self.B = 1
self.ExpTimeSld.setValue(self.camera.get(15))
self.SetExposure()
self.GainSld.setValue(self.camera.get(14))
self.SetGain()
self.BrightSld.setValue(self.camera.get(10))
self.SetBrightness()
self.ContrastSld.setValue(self.camera.get(11))
self.SetContrast()
self.MsgTE.clear()
# 相机的初始化和参数设置
def StartCamera(self):
self.ShowBt.setEnabled(False)
self.StopBt.setEnabled(True)
self.RecordBt.setEnabled(True)
self.GrayImgCkB.setEnabled(True)
if self.GrayImgCkB.isChecked() == 0:
self.RedColorSld.setEnabled(True)
self.RedColorSpB.setEnabled(True)
self.GreenColorSld.setEnabled(True)
self.GreenColorSpB.setEnabled(True)
self.BlueColorSld.setEnabled(True)
self.BlueColorSpB.setEnabled(True)
self.ExpTimeSld.setEnabled(True)
self.ExpTimeSpB.setEnabled(True)
self.GainSld.setEnabled(True)
self.GainSpB.setEnabled(True)
self.BrightSld.setEnabled(True)
self.BrightSpB.setEnabled(True)
self.ContrastSld.setEnabled(True)
self.ContrastSpB.setEnabled(True)
self.RecordBt.setText('录像')
self.Timer.start(1)
self.timelb=time.perf_counter()
def StopCamera(self):
if self.StopBt.text()=='暂停':
self.StopBt.setText('继续')
self.RecordBt.setText('保存')
self.Timer.stop()
elif self.StopBt.text()=='继续':
self.StopBt.setText('暂停')
self.RecordBt.setText('录像')
self.Timer.start(1)
def RecordCamera(self):
tag = self.RecordBt.text()
if tag == '保存':
try:
image_name=self.RecordPath+'image'+time.strftime('%Y%m%d%H%M%S',time.localtime(time.time()))+'.jpg'
print(image_name)
cv2.imwrite(image_name, self.Image)
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.setPlainText('Image saved.')
except Exception as e:
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
elif tag == '录像':
self.RecordBt.setText('停止')
video_name = self.RecordPath + 'video' + time.strftime('%Y%m%d%H%M%S',time.localtime(time.time())) + '.avi'
fps = self.FmRateLCD.value()
size = (self.Image.shape[1],self.Image.shape[0])
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G')
self.video_writer = cv2.VideoWriter(video_name, fourcc,self.camera.get(5), size)
self.RecordFlag=1
self.MsgTE.setPlainText('Video recording...')
self.StopBt.setEnabled(False)
self.ExitBt.setEnabled(False)
elif tag == '停止':
self.RecordBt.setText('录像')
self.video_writer.release()
self.RecordFlag = 0
self.MsgTE.setPlainText('Video saved.')
self.StopBt.setEnabled(True)
self.ExitBt.setEnabled(True)
# 图像处理与显示
def ColorAdjust(self, img):
try:
B = img[:, :, 0]
G = img[:, :, 1]
R = img[:, :, 2]
# 根据滑动条的值进行颜色通道的调整
B = B * self.B
G = G * self.G
R = R * self.R
img_adjusted = img.copy()
img_adjusted[:, :, 0] = B
img_adjusted[:, :, 1] = G
img_adjusted[:, :, 2] = R
return img_adjusted
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def DispImg(self):
if self.GrayImgCkB.isChecked():
img = cv2.cvtColor(self.Image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
else:
img = cv2.cvtColor(self.Image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
qimg = qimage2ndarray.array2qimage(img)
self.DispLb.setPixmap(QPixmap(qimg))
self.DispLb.show()
def TimerOutFun(self):
success, img = self.camera.read()
if success:
self.Image = self.ColorAdjust(img)
self.DispImg()
self.Image_num += 1
if self.RecordFlag:
self.video_writer.write(img)
if self.Image_num % 10 == 9:
frame_rate = 10/(time.perf_counter()-self.timelb)
self.FmRateLCD.display(frame_rate)
self.timelb = time.perf_counter()
self.ImgWidthLCD.display(self.camera.get(3))
self.ImgHeightLCD.display(self.camera.get(4))
else:
self.MsgTE.clear()
self.MsgTE.setPlainText('Image obtaining failed.')
def PrepWidgets(self):
self.PrepCamera()
self.StopBt.setEnabled(False)
self.RecordBt.setEnabled(False)
self.GrayImgCkB.setEnabled(False)
self.RedColorSld.setEnabled(False)
self.RedColorSpB.setEnabled(False)
self.GreenColorSld.setEnabled(False)
self.GreenColorSpB.setEnabled(False)
self.BlueColorSld.setEnabled(False)
self.BlueColorSpB.setEnabled(False)
self.ExpTimeSld.setEnabled(False)
self.ExpTimeSpB.setEnabled(False)
self.GainSld.setEnabled(False)
self.GainSpB.setEnabled(False)
self.BrightSld.setEnabled(False)
self.BrightSpB.setEnabled(False)
self.ContrastSld.setEnabled(False)
self.ContrastSpB.setEnabled(False)
def SetR(self):
R=self.RedColorSld.value()
self.R=R/255
def SetG(self):
G=self.GreenColorSld.value()
self.G=G/255
def SetB(self):
B=self.BlueColorSld.value()
self.B=B/255
def SetContrast(self):
contrast_toset=self.ContrastSld.value()
try:
self.camera.set(11,contrast_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The contrast is set to ' + str(self.camera.get(11)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetBrightness(self):
brightness_toset=self.BrightSld.value()
try:
self.camera.set(10,brightness_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The brightness is set to ' + str(self.camera.get(10)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetGain(self):
gain_toset=self.GainSld.value()
try:
self.camera.set(14,gain_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The gain is set to '+str(self.camera.get(14)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetExposure(self):
try:
exposure_time_toset=self.ExpTimeSld.value()
self.camera.set(15,exposure_time_toset)
self.MsgTE.setPlainText('The exposure time is set to '+str(self.camera.get(15)))
except Exception as e:
self.MsgTE.setPlainText(str(e))
def SetGray(self):
if self.GrayImgCkB.isChecked():
self.RedColorSld.setEnabled(False)
self.RedColorSpB.setEnabled(False)
self.GreenColorSld.setEnabled(False)
self.GreenColorSpB.setEnabled(False)
self.BlueColorSld.setEnabled(False)
self.BlueColorSpB.setEnabled(False)
else:
self.RedColorSld.setEnabled(True)
self.RedColorSpB.setEnabled(True)
self.GreenColorSld.setEnabled(True)
self.GreenColorSpB.setEnabled(True)
self.BlueColorSld.setEnabled(True)
self.BlueColorSpB.setEnabled(True)
def SetFilePath(self):
dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "浏览", '.')
if dirname:
self.FilePathLE.setText(dirname)
self.RecordPath=dirname+'/'
def CallBackFunctions(self):
self.FilePathBt.clicked.connect(self.SetFilePath)
self.ShowBt.clicked.connect(self.StartCamera)
self.StopBt.clicked.connect(self.StopCamera)
self.RecordBt.clicked.connect(self.RecordCamera)
self.ExitBt.clicked.connect(self.ExitApp)
self.GrayImgCkB.stateChanged.connect(self.SetGray)
self.ExpTimeSld.valueChanged.connect(self.SetExposure)
self.GainSld.valueChanged.connect(self.SetGain)
self.BrightSld.valueChanged.connect(self.SetBrightness)
self.ContrastSld.valueChanged.connect(self.SetContrast)
self.RedColorSld.valueChanged.connect(self.SetR)
self.GreenColorSld.valueChanged.connect(self.SetG)
self.BlueColorSld.valueChanged.connect(self.SetB)
def ExitApp(self):
self.Timer.Stop()
self.camera.release()
self.MsgTE.setPlainText('Exiting the application..')
QCoreApplication.quit()
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
ui=CamShow()
ui.show()
sys.exit(app.exec_())