OpenCV-PyQT项目实战项目案例04：视频播放

Posted 2023-03-05 YouCans

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文章目录

• OpenCV-PyQT项目实战（9）项目案例05：视频播放
• • 1. 通过OpenCV 读取视频文件，在 PyQt 控件中播放
  • • 1.1 OpenCV 读取视频文件
    • 1.2 例程：OpenCV 播放视频文件
  • 2. PyQt 中的 QTimer定时器
  • • 2.1 PyQt 中的QTimer类
    • 2.2 例程：QTimer定时器的使用
    • 2.3 例程：使用 QTimer 在PyQt 控件中播放解码的图像帧
  • 3. 项目实战：PyQt 视频播放器
  • • 3.1 使用 QtDesigner 开发 PyQt5 图形界面
    • 3.2. 完整例程：视频播放程序 OpenCVPyqt10.py
    • 3.3 程序说明

OpenCV-PyQT项目实战（9）项目案例05：视频播放

本节介绍OpenCV和PyQt 实现视频播放。

PyQt 不支持视频解码。本例使用 OpenCV对视频文件进行解码获得图像帧，然后用 QTime 定时器和 QThread 的方式来控制 QLabel 中的图像更新。

1. 通过OpenCV 读取视频文件，在 PyQt 控件中播放

1.1 OpenCV 读取视频文件

视频文件是由一系列图像组成的，视频的每一帧都是一幅图像。
OpenCV提供了VideoCapture类和VideoWriter类处理视频流，既可以处理视频文件，也可以处理摄像头设备。

函数原型：

cv.VideoCapture( index[, apiPreference] ) → <VideoCapture object>
cv.VideoCapture(filename[, apiPreference]) → <VideoCapture object>
cv.VideoWriter([filename, fourcc, fps, frameSize[, isColor]]) → <VideoWriter object>

VideoCapture类用于读取视频文件、视频流或从摄像机捕获视频，VideoWriter类用于视频文件的写入和保存。
构造函数cv.VideoCapture和cv.VideoWrite用于实现类的初始化。

参数说明：
● index：摄像头的 ID 编号，0 表示默认后端打开默认摄像机
● filename：读取或保存的视频文件的路径，包括扩展名
● apiPreference：读取视频流的属性设置
● fourcc：用于压缩帧的编码器/解码器的字符代码，
● fps：视频流的帧速率
● frameSize：元组 (w, h)，视频帧的宽度和高度
● isColor：是否彩色图像

成员函数：

• cv.VideoCapture.isOpened()，检查视频捕获是否初始化成功
• cv.VideoCapture.read()，捕获视频文件、视频流或捕获的视频设备
• cv.VideoCapture.release()，关闭视频文件或设备，释放对象
• cv.VideoWriter.release()，关闭视频写入，释放对象

注意问题：
⒈读取视频文件、视频流中读取时，通过 filename 传递视频文件、视频流的路径。使用摄像头时，通过 index 传递摄像头的 ID 号。
2视频处理过程较为复杂，一些程序设置与具体系统环境有关，本文只介绍基本的成员函数，通用的处理方法。更多内容详见：[https://docs.opencv.org/]。

1.2 例程：OpenCV 播放视频文件

视频读取的基本步骤为：
（1）创建视频读取/捕获对象；
（2）获取视频的一帧图像；
（3）检查视频获取是否成功；
（4）释放视频读取/捕获对象。

import cv2 as cv

if __name__ == '__main__':
    # 创建视频读取/捕获对象
    vedioRead = "../images/nasa_m420p.mov"  # 读取视频文件的路径
    capRead = cv.VideoCapture(vedioRead)  # 实例化 VideoCapture 类

    # 读取视频文件
    frameNum = 0  # 视频帧数初值
    while capRead.isOpened():  # 检查视频捕获是否成功
        ret, frame = capRead.read()  # 读取下一帧视频图像
        if ret is True:
            cv.imshow(vedioRead, frame)  # 播放视频图像
            if cv.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):  # 按 'q' 退出
                break
        else:
            print("Can't receive frame at frameNum ".format(frameNum))
            break

    capRead.release()  # 关闭读取视频文件
    capWrite.release()  # 关闭视频写入对象
    cv.destroyAllWindows()  # 关闭显示窗口

2. PyQt 中的 QTimer定时器

使用 OpenCV 对视频文件进行解码获得图像帧以后，可以使用 QTime 定时器来控制 QLabel 控件中的图像更新，实现视频播放。

2.1 PyQt 中的QTimer类

PyQt5 中的 QTimer类提供了重复的和单次的定时器，为计时器提供了高级编程接口。
要使用定时器，需要先创建一个QTimer实例，将定时器的timeout信号连接到相应的槽函数，并调用start()，定时器就会以设定的间隔发出timeout信号。

QTimer类中的常用方法：

• start(milliseconds)：启动或重新启动定时器，时间间隔为毫秒。如果定时器已经运行，它将被停止并重新启动。如果singleShot信号为真，定时器将仅被激活一次。
• Stop()：停止定时器

QTimer类中的常用信号：

• singleShot：在给定的时间间隔后调用一个槽函数时发射此信号。
• timeout：当定时器超时时发射此信号。

注意：可以设置槽函数的执行次数，默认为定时器开启后周期性调用槽函数。如果设置了setSingleShot(True)，则槽函数仅执行一次。

2.2 例程：QTimer定时器的使用

from PyQt5.QtCore import QTimer

self.timer = QTimer(self) #初始化一个定时器
self.timer.timeout.connect(self.operate) #计时结束则调用槽函数operate()
self.timer.start(1000) #设置计时间隔 1000ms

def operate(self):  # 自定义的槽函数
    # 具体操作，以下示例
    time = QDateTime.currentDateTime()
    # 时间显示格式
    str = time.toString("yyyy-mm-dd hh:mm:ss");
    self.lcdNumber.display(str);

2.3 例程：使用 QTimer 在PyQt 控件中播放解码的图像帧

    self.timerCam = QtCore.QTimer()  # 定时器，毫秒
    self.timerCam.timeout.connect(self.refreshFrame)  # 计时器结束时调用槽函数刷新当前帧

    def refreshFrame(self):  # 刷新视频图像
        ret, self.frame = self.cap.read()  # 读取下一帧视频图像
        qImg = self.cvToQImage(self.frame)  # OpenCV 转为 PyQt 图像格式
        self.label_1.setPixmap((QPixmap.fromImage(qImg)))  # 加载 PyQt 图像
        return

---

3. 项目实战：PyQt 视频播放器

本项目基于 PyQt5 GUI 实现一个视频播放器。具体方法使用 OpenCV对视频文件进行解码获得图像帧，然后用 QTime 定时器和 QThread 的方式来控制 QLabel 中的图像更新。

本文介绍的方法是在同一个线程中实现视频的解码和播放。也可以通过多线程操作，将视频的解码和播放分为两个线程。

3.1 使用 QtDesigner 开发 PyQt5 图形界面

本例的 UI 继承自 uiDemo4.ui ，并进行修改如下：

完成了本项目的图形界面设计，将其保存为 uiDemo10.ui文件。

在 PyCharm中，使用 PyUIC 将选中的 uiDemo10.ui 文件转换为 .py 文件，就得到了 uiDemo10.py 文件。

---

3.2. 完整例程：视频播放程序 OpenCVPyqt10.py

# OpenCVPyqt10.py
# Demo05 of GUI by PyQt5
# Copyright 2023 Youcans, XUPT
# Crated：2023-02-20

import sys
import cv2 as cv
import numpy as np
from PyQt5 import QtCore
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import *
from uiDemo10 import Ui_MainWindow  # 导入 uiDemo10.py 中的 Ui_MainWindow 界面类

class MyMainWindow(QMainWindow, Ui_MainWindow):  # 继承 QMainWindow 类和 Ui_MainWindow 界面类
    def __init__(self, parent=None):
        super(MyMainWindow, self).__init__(parent)  # 初始化父类
        self.setupUi(self)  # 继承 Ui_MainWindow 界面类
        self.timerCam = QtCore.QTimer()  # 定时器，毫秒
        self.cap = None  #
        self.frameNum = 1  # 视频帧数初值

        # 菜单栏
        self.actionOpen.triggered.connect(self.openVideo)  # 连接并执行 openSlot 子程序
        self.actionHelp.triggered.connect(self.trigger_actHelp)  # 连接并执行 trigger_actHelp 子程序
        self.actionQuit.triggered.connect(self.close)  # 连接并执行 trigger_actHelp 子程序

        # 通过 connect 建立信号/槽连接，点击按钮事件发射 triggered 信号，执行相应的子程序 click_pushButton
        self.pushButton_1.clicked.connect(self.openVideo)  # 打开视频文件
        self.pushButton_2.clicked.connect(self.playVideo)  # 播放视频文件
        self.pushButton_3.clicked.connect(self.pauseVideo)  # 停止视频播放
        self.pushButton_4.clicked.connect(self.trigger_actHelp)  # 按钮触发
        self.pushButton_5.clicked.connect(self.close)  # 点击 # 按钮触发：关闭
        self.timerCam.timeout.connect(self.refreshFrame)  # 计时器结束时调用槽函数刷新当前帧

        # 初始化
        return

    def openVideo(self):  # 读取视频文件，点击 pushButton_1 触发
        self.videoPath, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "Open Video", "../images/", "*.mp4 *.avi *.flv")
        print("Open Video: ", self.videoPath)
        return

    def playVideo(self):  # 播放视频文件，点击 pushButton_2 触发
        if self.timerCam.isActive()==False:
            self.cap = cv.VideoCapture(self.videoPath)  # 实例化 VideoCapture 类
            if self.cap.isOpened():  # 检查视频捕获是否成功
                self.timerCam.start(20)  # 设置计时间隔并启动，定时结束将触发刷新当前帧
        else:  # 
            self.timerCam.stop()  # 停止定时器
            self.cap.release()  # 关闭读取视频文件
            self.label_1.clear()  # 清除显示内容

    def pauseVideo(self):
        self.timerCam.blockSignals(False)  # 取消信号阻塞，恢复定时器
        if self.timerCam.isActive() and self.frameNum%2==1:
            self.timerCam.blockSignals(True)  # 信号阻塞，暂停定时器
            self.pushButton_3.setText("3 继续")  # 点击"继续"，恢复播放
            print("信号阻塞，暂停播放。", self.frameNum)
        else:
            self.pushButton_3.setText("3 暂停")  # 点击"暂停"，暂停播放
            print("取消阻塞，恢复播放。", self.frameNum)
        self.frameNum = self.frameNum + 1

    def closeEvent(self, event):
        if self.timerCam.isActive():
            self.timerCam.stop()

    def refreshFrame(self):  # 刷新视频图像
        ret, self.frame = self.cap.read()  # 读取下一帧视频图像
        qImg = self.cvToQImage(self.frame)  # OpenCV 转为 PyQt 图像格式
        self.label_1.setPixmap((QPixmap.fromImage(qImg)))  # 加载 PyQt 图像
        return

    def cvToQImage(self, image):
        # 8-bits unsigned, NO. OF CHANNELS=1
        if image.dtype == np.uint8:
            channels = 1 if len(image.shape) == 2 else image.shape[2]
        if channels == 3:  # CV_8UC3
            # Create QImage with same dimensions as input Mat
            qImg = QImage(image, image.shape[1], image.shape[0], image.strides[0], QImage.Format_RGB888)
            return qImg.rgbSwapped()
        elif channels == 1:
            # Create QImage with same dimensions as input Mat
            qImg = QImage(image, image.shape[1], image.shape[0], image.strides[0], QImage.Format_Indexed8)
            return qImg
        else:
            QtCore.qDebug("ERROR: numpy.ndarray could not be converted to QImage. Channels = %d" % image.shape[2])
            return QImage()


    def trigger_actHelp(self):  # 动作 actHelp 触发
        QMessageBox.about(self, "About",
                          """数字图像处理工具箱 v1.0\\nCopyright YouCans, XUPT 2023""")
        return

if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)  # 在 QApplication 方法中使用，创建应用程序对象
    myWin = MyMainWindow()  # 实例化 MyMainWindow 类，创建主窗口
    myWin.show()  # 在桌面显示控件 myWin
    sys.exit(app.exec_())  # 结束进程，退出程序

3.3 程序说明

（1）“打开”按钮用于从文件夹选择播放的视频文件。

（2）“播放”按钮用于播放打开的视频文件，播放结束后自动关闭。

（3）“暂停/继续”按钮用于暂停/继续播放视频文件。按钮初始显示为“暂停”，按下“暂停”按钮后暂停播放，按钮显示切换为“继续”；再次按下“继续”按钮后继续播放，按钮显示切换为“暂停”。

运行结果：

【本节完】

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