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_MainWindowimport sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindowclass 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=0self.Image_num=0self.R=1self.G=1self.B=1self.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=1self.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 = 0self.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.BG = G * self.GR = R * self.Rimg_adjusted = img.copy()img_adjusted[:, :, 0] = Bimg_adjusted[:, :, 1] = Gimg_adjusted[:, :, 2] = Rreturn img_adjustedexcept 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/255def SetG(self):G=self.GreenColorSld.value()self.G=G/255def SetB(self):B=self.BlueColorSld.value()self.B=B/255def 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 timeclass CamShow(QMainWindow,Ui_MainWindow):def __del__(self):try:self.camera.release()  # 释放资源except:returndef __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 = 0self.RecordPath ='D:/PythonProject/pythonProject1/OpencvPyQt5/Camshow'self.FilePathLE.setText(self.RecordPath)self.Image_num = 0self.R = 1self.G = 1self.B = 1self.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=1self.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 = 0self.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.BG = G * self.GR = R * self.Rimg_adjusted = img.copy()img_adjusted[:, :, 0] = Bimg_adjusted[:, :, 1] = Gimg_adjusted[:, :, 2] = Rreturn img_adjustedexcept 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 += 1if 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/255def SetG(self):G=self.GreenColorSld.value()self.G=G/255def SetB(self):B=self.BlueColorSld.value()self.B=B/255def 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_())

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