基于PyQt5的UI界面开发——图像与视频的加载与显示

介绍

这里我们的主要目标是实现一个基于PyQt5和OpenCV的图像浏览和视频播放应用。用户可以选择本地的图像或视频文件夹，进行图像自动播放和图像切换以及视频播放和调用摄像头等操作，并且支持图像保存功能。项目的核心设计包括文件路径选择、图像或视频的显示、自动播放、图像保存等功能。

UI的初步设计

整体的设计如图所示，主体的窗口名我命名为ImageLoadWindow，其他控件的标记我已经写在了上方图片中，大家可以和下面的代码进行对比。

视频的加载

文件路径的读取

当我们在开发视频处理或视频播放应用时，经常需要让用户选择视频文件以及指定保存路径。

SetPFilePath 方法用于选择视频文件。它使用 QFileDialog.getOpenFileName 弹出一个文件选择对话框，允许用户从文件系统中选择一个视频文件。如果用户选择了文件，该方法将更新界面上的文本和内部变量。

    def SetPFilePath(self):filename, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "选择视频文件", '.', "Video Files (*.mp4 *.avi *.mkv)")if filename:self.PFilePathLiEd.setText(filename)self.PFilePath = filename

SetSFilePath 方法用于设置保存路径。它使用 QFileDialog.getExistingDirectory 弹出一个目录选择对话框，允许用户选择一个目录作为保存路径。如果用户选择了目录，该方法将更新界面上的文本和内部变量。

    def SetSFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "选择保存目录", '.')if dirname:self.SFilePathLiEd.setText(dirname)self.SFilePath = dirname + '/'

这是一个很好用的框架，以后的ui设计可以直接对着我这里命名，这样在创建新的时候，可以实现代码的移植。

视频文件的读取和显示

这里，我们想让用户选择本地的视频文件或者通过摄像头实时获取视频流，并将视频帧显示在 PyQt5 的窗口中。

SetPFilePath，用于选择视频文件，并将文件路径显示在输入框中。此处的SetSFilePath，用于选择保存目录路径，但实际在下面的代码中并没有添加相关的逻辑。

当我们选择了视频文件，并点击运行按钮后，在左侧的OutputLab（QLable控件）显示了视频的播放。当不没有选择视频文件，就会根据LoadWayCBox（Combo Box控件）的索引去选择我们的摄像头，请注意此处是下拉框选项，索引是从0开始，符合摄像头的读取顺序，如果要用在其他项目时，要注意是否正确。

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QFileDialog, QMessageBox
from PyQt5.QtGui import QPixmap
from PyQt5.QtCore import QTimer
import qimage2ndarray
import cv2
from load_image import Ui_ImageLoadWindowclass ImageLoadWindow(QMainWindow, Ui_ImageLoadWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setupUi(self)self.PrepParameters()self.CallBackFunctions()self.timer = QTimer(self)self.timer.timeout.connect(self.update_frame)self.capture = None  # 用于存储视频捕获对象self.frame = None  # 用于存储当前帧def PrepParameters(self):# 选择文件路径self.PFilePath = ""# 保存文件路径self.SFilePath = ""self.PFilePathLiEd.setText(self.PFilePath)self.SFilePathLiEd.setText(self.SFilePath)def CallBackFunctions(self):self.PFilePathBt.clicked.connect(self.SetPFilePath)self.SFilePathBt.clicked.connect(self.SetSFilePath)self.RunBt.clicked.connect(self.start_video_playback)self.ExitBt.clicked.connect(self.close_application)def SetPFilePath(self):filename, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "选择视频文件", '.', "Video Files (*.mp4 *.avi *.mkv)")if filename:self.PFilePathLiEd.setText(filename)self.PFilePath = filenamedef SetSFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "选择保存目录", '.')if dirname:self.SFilePathLiEd.setText(dirname)self.SFilePath = dirname + '/'def start_video_playback(self):# 选择视频文件后，启动视频播放if self.PFilePath:self.capture = cv2.VideoCapture(self.PFilePath)else:load_way = self.LoadWayCBox.currentIndex()self.capture = cv2.VideoCapture(load_way)if self.capture.isOpened():self.timer.start(30)  # 每30毫秒更新一次帧else:print("无法打开视频文件或摄像头！")def update_frame(self):ret, self.frame = self.capture.read()if ret:rgb_image = cv2.cvtColor(self.frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)# 使用 qimage2ndarray 将 NumPy 数组转换为 QImageqimg = qimage2ndarray.array2qimage(rgb_image)pixmap = QPixmap.fromImage(qimg)self.OutputLab.setPixmap(pixmap)else:self.timer.stop()  # 停止定时器，当视频播放完时def close_application(self):"""关闭应用程序"""reply = QMessageBox.question(self, '退出', '您确定要退出程序吗?', QMessageBox.Yes | QMessageBox.No, QMessageBox.No)if reply == QMessageBox.Yes:if self.capture:self.capture.release()QApplication.quit()if __name__ == "__main__":import sysapp = QApplication(sys.argv)window = ImageLoadWindow()window.show()sys.exit(app.exec_())

视频文件的处理 

如下所示，即为选择了视频文件后运行的情况。如果不选就会调用本地的摄像头。

 关于对视频处理的一块，你可以在下面注释的地方完成逻辑的实现。

    def update_frame(self):ret, self.frame = self.capture.read()if ret:# self.frame = ... 此处实现rgb_image = cv2.cvtColor(self.frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)qimg = qimage2ndarray.array2qimage(rgb_image)pixmap = QPixmap.fromImage(qimg)self.OutputLab.setPixmap(pixmap)else:self.timer.stop()

图像的加载

文件路径的读取

SetPFilePath方法允许用户选择一个目录，目录中的所有文件都会被读取并存储在 self.pimage_list 中。为了仅获取图片文件，我过滤了所有非图片文件，确保 self.pimage_list 只包含有，比如.jpg、.png、.jpeg、.bmp 和 .gif 等图片格式。

    def SetPFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "浏览", '.')if dirname:self.PFilePathLiEd.setText(dirname)self.PFilePath=dirname+'/'self.pimage_list = [f for f in os.listdir(self.PFilePath) iff.lower().endswith(('.png', '.jpg', '.jpeg', '.bmp', '.gif'))]

SetSFilePath方法选择一个保存目录。选择完成后，保存路径会被显示在 SFilePathLiEd 文本框中，并将 SFilePath 变量更新为所选目录的路径。

    def SetSFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "浏览", '.')if dirname:self.SFilePathLiEd.setText(dirname)self.SFilePath=dirname+'/'

图像的切换

为了进一步丰富我们ui的功能，这里我们提供了两个方式去显示图像，第一种是通过控件显示图片，另外一种可以实现自动播放的功能。

下面为更新设计后的UI:

这里我们先要理清楚我们接下来要做什么，首先选择处理文件的路径，以及保存的路径，并点击运行按钮，显示第一张图像，如果没有选择保存路径，则只显示图像而不进行保存。

通过Last和Next键去控制图像的显示，并且第一张图像Last键被禁用，最后一张图像Next键被禁用。图像的显示和保存都通过opencv实现。

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QFileDialog, QMessageBox
from PyQt5.QtGui import QPixmap
import qimage2ndarray
import cv2
import os
from load_image import Ui_ImageLoadWindowclass ImageLoadWindow2(QMainWindow, Ui_ImageLoadWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setupUi(self)self.PrepParameters()self.CallBackFunctions()def PrepParameters(self):self.PFilePath = r''  # 初始化路径为空self.SFilePath = r''  # 初始化保存路径为空self.PFilePathLiEd.setText(self.PFilePath)self.SFilePathLiEd.setText(self.SFilePath)self.pimage_list = []  # 存储图像文件列表self.current_image_idx = -1  # 用于追踪当前显示的图像索引self.current_image = None  # 用于存储当前显示的图像数据def CallBackFunctions(self):self.PFilePathBt.clicked.connect(self.SetPFilePath)self.SFilePathBt.clicked.connect(self.SetSFilePath)self.RunBt.clicked.connect(self.start_image_show)  # 运行按钮，开始显示图像self.LastBt.clicked.connect(self.show_last_image)  # 上一张按钮self.NextBt.clicked.connect(self.show_next_image)  # 下一张按钮self.ExitBt.clicked.connect(self.close_application)  # 退出按钮def SetPFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "浏览", '.')if dirname:self.PFilePathLiEd.setText(dirname)self.PFilePath = dirname + '/'self.pimage_list = [f for f in os.listdir(self.PFilePath)if f.lower().endswith(('.png', '.jpg', '.jpeg', '.bmp', '.gif'))]self.current_image_idx = -1  # 重置图像索引def SetSFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "浏览", '.')if dirname:self.SFilePathLiEd.setText(dirname)self.SFilePath = dirname + '/'def start_image_show(self):if not self.pimage_list:QMessageBox.warning(self, '警告', '没有找到图像文件！', QMessageBox.Ok)return# 如果保存路径为空，弹出警告窗口询问是否继续if not self.SFilePath:reply = QMessageBox.question(self, '保存路径未选择', '保存路径未选择，是否继续显示图像？',QMessageBox.Yes | QMessageBox.No, QMessageBox.No)if reply == QMessageBox.No:return  # 如果用户选择 No，返回不继续self.current_image_idx = 0  # 从第一张图像开始显示self.show_image(self.current_image_idx)# 启用和禁用按钮self.update_navigation_buttons()def show_image(self, idx):if 0 <= idx < len(self.pimage_list):# 获取图像文件路径img_path = os.path.join(self.PFilePath, self.pimage_list[idx])image = cv2.imread(img_path)if image is not None:# 转换为RGB模式rgb_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)self.current_image = imageqimg = qimage2ndarray.array2qimage(rgb_image)pixmap = QPixmap.fromImage(qimg)self.OutputLab.setPixmap(pixmap)# 如果有保存路径，才进行自动保存if self.SFilePath:self.auto_save_image(self.pimage_list[idx])else:print(f"无法读取图像: {img_path}")def auto_save_image(self, image_filename):if self.current_image is None:returnsave_path = os.path.join(self.SFilePath, image_filename)os.makedirs(self.SFilePath, exist_ok=True)cv2.imwrite(save_path, self.current_image)print(f"图像已自动保存到: {save_path}")def show_last_image(self):if self.current_image_idx > 0:self.current_image_idx -= 1self.show_image(self.current_image_idx)self.update_navigation_buttons()def show_next_image(self):if self.current_image_idx < len(self.pimage_list) - 1:self.current_image_idx += 1self.show_image(self.current_image_idx)self.update_navigation_buttons()def update_navigation_buttons(self):if self.current_image_idx == 0:self.LastBt.setEnabled(False)  # 禁用上一张按钮else:self.LastBt.setEnabled(True)  # 启用上一张按钮if self.current_image_idx == len(self.pimage_list) - 1:self.NextBt.setEnabled(False)  # 禁用下一张按钮else:self.NextBt.setEnabled(True)  # 启用下一张按钮def close_application(self):"""关闭应用程序"""reply = QMessageBox.question(self, '退出', '您确定要退出程序吗?', QMessageBox.Yes | QMessageBox.No, QMessageBox.No)if reply == QMessageBox.Yes:QApplication.quit()if __name__ == "__main__":import sysapp = QApplication(sys.argv)window = ImageLoadWindow2()window.show()sys.exit(app.exec_())

逻辑流程概述：

  1. 用户选择图像文件夹和保存路径（可选）。
  2. 点击运行按钮开始显示第一张图像。
  3. 如果保存路径未选择，程序会弹出提示，询问用户是否继续显示图像。
  4. 用户可以通过上一张（LastBt）和下一张（NextBt）按钮切换图像。
  5. 当图像显示时，若保存路径已选择，程序会自动保存当前显示的图像。
  6. 如果用户关闭程序，会弹出确认退出的对话框。

实现自动播放功能

下面就是完整的设计了，由于考虑到自动播放，所以我在这里添加了暂停恢复键，用于播放过程中的暂停。

好的，这里我们还是需要理清楚我们需要做什么。首先在选择好图像文件夹路径和保存路径后，如果勾选了自动播放就会禁用掉Last和Next键，点击运行会弹出窗口是否进行循环播放，如果选择进行循环播放，则图像会显示在OutputLab上，如果选择了否也会进行自动播放，只是在播放完成之后，可以切换到Last和Next键进行图片的切换。

在自动播放过程中，如果点击了暂停键，文字变为恢复，再点击文字变为暂停，在点击了暂停后，再点击运行可以重新进行选择。

from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QFileDialog, QMessageBox
from PyQt5.QtGui import QPixmap
from PyQt5.QtCore import QTimer
import qimage2ndarray
import cv2
import os
from load_image import Ui_ImageLoadWindowclass ImageLoadWindow2(QMainWindow, Ui_ImageLoadWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setupUi(self)self.PrepParameters()self.CallBackFunctions()def PrepParameters(self):self.PFilePath = r''  # 初始化路径为空self.SFilePath = r''  # 初始化保存路径为空self.PFilePathLiEd.setText(self.PFilePath)self.SFilePathLiEd.setText(self.SFilePath)self.pimage_list = []  # 存储图像文件列表self.current_image_idx = -1  # 用于追踪当前显示的图像索引self.current_image = None  # 用于存储当前显示的图像数据self.is_autoplay = False  # 是否启用自动播放标志self.is_loop = False  # 是否循环播放标志self.is_paused = False  # 是否暂停自动播放标志def CallBackFunctions(self):self.PFilePathBt.clicked.connect(self.SetPFilePath)self.SFilePathBt.clicked.connect(self.SetSFilePath)self.RunBt.clicked.connect(self.start_image_show)  # 运行按钮，开始显示图像self.LastBt.clicked.connect(self.show_last_image)  # 上一张按钮self.NextBt.clicked.connect(self.show_next_image)  # 下一张按钮self.ExitBt.clicked.connect(self.close_application)  # 退出按钮self.AutoplaycheckBox.stateChanged.connect(self.toggle_autoplay)  # 连接自动播放勾选框self.StopRecoverBt.clicked.connect(self.pause_or_resume_autoplay)  # 连接暂停/恢复按钮def SetPFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "浏览", '.')if dirname:self.PFilePathLiEd.setText(dirname)self.PFilePath = dirname + '/'self.pimage_list = [f for f in os.listdir(self.PFilePath)if f.lower().endswith(('.png', '.jpg', '.jpeg', '.bmp', '.gif'))]self.current_image_idx = -1  # 重置图像索引def SetSFilePath(self):dirname = QFileDialog.getExistingDirectory(self, "浏览", '.')if dirname:self.SFilePathLiEd.setText(dirname)self.SFilePath = dirname + '/'def toggle_autoplay(self, state):"""根据勾选状态设置是否启用自动播放"""self.is_autoplay = state == 2  # 2表示勾选状态self.StopRecoverBt.setEnabled(self.is_autoplay)  # 只有启用自动播放时才启用暂停/恢复按钮def start_image_show(self):if not self.pimage_list:QMessageBox.warning(self, '警告', '没有找到图像文件！', QMessageBox.Ok)return# 如果保存路径为空，弹出警告窗口询问是否继续if not self.SFilePath:reply = QMessageBox.question(self, '保存路径未选择', '保存路径未选择，是否继续显示图像？',QMessageBox.Yes | QMessageBox.No, QMessageBox.No)if reply == QMessageBox.No:return  # 如果用户选择 No，返回不继续self.current_image_idx = 0  # 从第一张图像开始显示self.show_image(self.current_image_idx)if self.is_autoplay:# 如果是自动播放模式，弹出对话框确认是否循环播放reply = QMessageBox.question(self, '循环播放', '是否循环播放图像？',QMessageBox.Yes | QMessageBox.No, QMessageBox.No)if reply == QMessageBox.Yes:self.is_loop = True  # 启用循环播放else:self.is_loop = False  # 不循环播放# 启动自动播放self.start_autoplay()else:# 启用和禁用按钮self.update_navigation_buttons()# 如果是自动播放并且已经暂停了，点击运行时，确保按钮文本恢复为'暂停'if self.is_paused:self.StopRecoverBt.setText('暂停')  # 恢复为暂停按钮文本def start_autoplay(self):"""启动自动播放模式"""if self.is_paused:# 如果当前是暂停状态，直接恢复定时器self.is_paused = Falseself.StopRecoverBt.setText('暂停')  # 修改按钮文本为 '暂停'self.LastBt.setEnabled(False)  # 禁用上一张按钮self.NextBt.setEnabled(False)  # 禁用下一张按钮# 使用QTimer定时器进行自动播放if not hasattr(self, 'autoplay_timer'):  # 如果定时器不存在，则创建self.autoplay_timer = QTimer(self)self.autoplay_timer.timeout.connect(self.next_image_in_autoplay)self.autoplay_timer.start(1000)  # 每1秒切换一张图像def next_image_in_autoplay(self):"""自动播放下一张图像"""if self.is_paused:return  # 如果已暂停，不进行任何操作if self.current_image_idx < len(self.pimage_list) - 1:self.current_image_idx += 1self.show_image(self.current_image_idx)else:if self.is_loop:self.current_image_idx = 0  # 如果是循环播放，回到第一张self.show_image(self.current_image_idx)else:self.stop_autoplay()  # 自动播放完成后停止并恢复按钮def stop_autoplay(self):"""停止自动播放"""if hasattr(self, 'autoplay_timer'):self.autoplay_timer.stop()self.update_navigation_buttons()  # 恢复按钮状态def pause_or_resume_autoplay(self):"""暂停或恢复自动播放"""if self.is_paused:self.is_paused = Falseself.StopRecoverBt.setText('暂停')  # 修改按钮文本为 '暂停'self.start_autoplay()  # 恢复播放else:self.is_paused = Trueself.StopRecoverBt.setText('恢复')  # 修改按钮文本为 '恢复'self.autoplay_timer.stop()  # 暂停定时器def show_image(self, idx):if 0 <= idx < len(self.pimage_list):# 获取图像文件路径img_path = os.path.join(self.PFilePath, self.pimage_list[idx])image = cv2.imread(img_path)if image is not None:# 转换为RGB模式rgb_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)self.current_image = imageqimg = qimage2ndarray.array2qimage(rgb_image)pixmap = QPixmap.fromImage(qimg)self.OutputLab.setPixmap(pixmap)# 如果有保存路径，才进行自动保存if self.SFilePath:self.auto_save_image(self.pimage_list[idx])else:print(f"无法读取图像: {img_path}")def auto_save_image(self, image_filename):if self.current_image is None:returnsave_path = os.path.join(self.SFilePath, image_filename)os.makedirs(self.SFilePath, exist_ok=True)cv2.imwrite(save_path, self.current_image)print(f"图像已自动保存到: {save_path}")def show_last_image(self):if self.current_image_idx > 0:self.current_image_idx -= 1self.show_image(self.current_image_idx)self.update_navigation_buttons()def show_next_image(self):if self.current_image_idx < len(self.pimage_list) - 1:self.current_image_idx += 1self.show_image(self.current_image_idx)self.update_navigation_buttons()def update_navigation_buttons(self):"""更新上一张和下一张按钮的状态"""if self.current_image_idx == 0:self.LastBt.setEnabled(False)  # 禁用上一张按钮else:self.LastBt.setEnabled(True)  # 启用上一张按钮if self.current_image_idx == len(self.pimage_list) - 1:self.NextBt.setEnabled(False)  # 禁用下一张按钮else:self.NextBt.setEnabled(True)  # 启用下一张按钮def close_application(self):"""关闭应用程序"""reply = QMessageBox.question(self, '退出', '您确定要退出程序吗?', QMessageBox.Yes | QMessageBox.No, QMessageBox.No)if reply == QMessageBox.Yes:QApplication.quit()if __name__ == "__main__":import sysapp = QApplication(sys.argv)window = ImageLoadWindow2()window.show()sys.exit(app.exec_())

图像文件的处理

可以在注释处进行图像处理。

    def show_image(self, idx):if 0 <= idx < len(self.pimage_list):# 获取图像文件路径img_path = os.path.join(self.PFilePath, self.pimage_list[idx])image = cv2.imread(img_path)# image = ... 图像处理if image is not None:# 转换为RGB模式rgb_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)self.current_image = imageqimg = qimage2ndarray.array2qimage(rgb_image)pixmap = QPixmap.fromImage(qimg)self.OutputLab.setPixmap(pixmap)# 如果有保存路径，才进行自动保存if self.SFilePath:self.auto_save_image(self.pimage_list[idx])else:print(f"无法读取图像: {img_path}")

其他

这里记录一下使用plainTextEdit显示信息。由于内容有限，所以不另外再写一篇博客了。

名字就叫plainTextEdit，这里我就不修改了。

这里只需要做两个修改就好了。

在初始化的时候PrepParameters，添加一个

self.plainTextEdit.clear()  # 清除文本框内容

你也可以和按钮结合在一起。

还有一个是将内容显示在plainTextEdit上面：

 运行效果如下所示：

总结

本篇展示了如何使用PyQt5和OpenCV实现一个图像浏览与视频播放应用，涵盖了文件路径选择、图像/视频显示、自动播放或切换、暂停与恢复、图像保存等多种功能。本篇的代码具有较高的灵活性，你只需要按照相同的命名方式就能够实现代码的移植。希望通过本篇，为其他大家提供有用的参考和实现思路。

另外，需要注意的一点是，在循环播放的时候图像会重复的保存，关于这一部分的相关逻辑，我不想再修改，也不怎么碍事。最后，我这里不提供原来设计ui文件，因为，我写的已经很清楚了，大家能够自己简单的设计，没必要再找我要。

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