OpenCV-PyQT项目实战安装与环境配置

Posted 2023-01-29 YouCans

本系列从零开始实战解说基于 PyQt5 的 OpenCV 项目开发。

欢迎关注『OpenCV-PyQT项目实战 @ Youcans』系列，持续更新中
OpenCV-PyQT项目实战（1）安装与环境配置
OpenCV-PyQT项目实战（2）OpenCV导入图像

文章目录

• • 1. PyQt5 图形界面开发工具
  • • 1.1 从 CLI 到 GUI
    • 1.2 PyQt5 开发工具
  • 2. 安装 PyQt5 和 QtTools
  • • 2.1 安装 Anaconda3
    • 2.2 安装 PyCharm，配置运行环境
    • 2.3 pip 安装 PyQt5
    • 2.4 pip 安装 QtTools
  • 3. QtDesigner 和 PyUIC 的环境配置
  • • 3.1 在 PyCharm 添加 Create Tools
    • 3.2 添加 QtDesigner 工具
    • 3.3 添加 PyUIC 工具
  • 4. 安装 OpenCV-Python
  • • 4.1 OpenCV 计算机视觉库
    • 4.2 pip 安装 OpenCV
    • 4.3 OpenCV 验证程序
  • 5. 基于 PyQt5 的OpenCV图形窗口

1. PyQt5 图形界面开发工具

1.1 从 CLI 到 GUI

CLI：命令行用户接口，Command Line User Interface。
GUI：图形用户界面，Graphical User Interface。

1.2 PyQt5 开发工具

Qt 库是跨平台的 C++ 库的集合，是最强大的 GUI 库之一，可以实现高级 API 来访问桌面和移动系统的各种服务。
PyQt5 是一套 Python 绑定 Digia QT5 应用的框架。PyQt5 实现了一个 Python模块集，有 620 个类，6000 个函数和方法。
PyQt5 的优点：简单好用，功能强大， 跨平台支持，文档齐全，稳定性高，生态支持，开源免费。

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2. 安装 PyQt5 和 QtTools

2.1 安装 Anaconda3

2.2 安装 PyCharm，配置运行环境

2.3 pip 安装 PyQt5

pip install pyqt5 -i https://mirrors.aliuyun.com/pypi/simple

安装了 PyQt5 就可以用 Python 语言编写 Qt 程序。
确实可以，网上有很多相关的教程，我也学习和编写了几个这样的 GUI。
例如，可以用一个简单的例程，检测 PyQt5 的安装是否成功。

# OpenCVPyqt01.py
# Demo1 of GUI by PyQt5
# Copyright 2023 Youcans, XUPT
# Crated：2023-01-25

import sys
from PyQt5 import QtWidgets

if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # 初始化界面
    mainWin = QtWidgets.QWidget()  # 生成主窗口
    mainWin.resize(360, 360)  # 设置主窗口尺寸
    mainWin.setWindowTitle("OpenCV-Pyqt")
    mainWin.show()  # 显示主窗口
    sys.exit(app.exec_())  # 在主线程中退出

运行程序 GUIdemo1，将弹出如下的图形界面：

2.4 pip 安装 QtTools

虽然安装 PyQt5 就可以编程实现 GUI，但是学习、编程、调试、修改都是相当复杂和繁琐的。而 Qt Designer 基本是通过人机交互的排版方式进行界面设计，非常方便、直观。所以我在使用 Qt Designer 图形界面设计工具之后，就再也不愿意编写 Python 程序来实现 GUI 了。

Qt Tools 包含了两个重要的工具：

• 图形界面设计工具 Qt Designer，用于设计图形界面，生成 .ui文件，以 xml 格式存储界面和控件的属性；
• UI 文件转换工具 PyUic，用于将 .ui 文件解析为 .py 文件的工具。

Qt Tools 工具可以直接使用 pip 方式安装：

pip install pyqt5-tools  -i https://mirrors.aliuyun.com/pypi/simple

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3. QtDesigner 和 PyUIC 的环境配置

使用 PyCharm 集成开发工具的小白，在安装 QtTools 库以后，还要对 QtDesigner 和 PyUIC 进行环境配置，将其集成到 PyCharm 中。

3.1 在 PyCharm 添加 Create Tools

• 运行 PyCharm；
• 从顶部菜单栏选择：File -> Settings，弹出 Seetings 窗口；
• 从左侧菜单栏中选择：Tools -> ExternalTools，在右侧点击 “+” 弹出 CreateTool 窗口；

3.2 添加 QtDesigner 工具

在 CreateTool 窗口依次填写：

• Name：填写 “QtDesigner”
• Program：填写 designer.exe 的路径，例如：

C:\\Python\\Anaconda3\\Lib\\site-packages\\qt5_applications\\Qt\\bin\\designer.exe

注意：此处填写刚才 pip 安装的 pyqt5-tools 工具包的路径。如果小白的 Python 或 Anaconda3 安装在其他路径下，则从对应的目录找到 “qt5_applications\\Qt\\bin\\designer.exe”，或者在资源管理器中搜索 “designer.exe” 文件找到安装路径。

• Arguments：不用填写
• Working directory：填写生成 UI 文件的保存路径
  例如，要将 .ui 文件保存在当前 Project 的路径下，则填写 “$ProjectFileDir$”；要将 .ui 文件保存在当前 Project 路径下的 \\program 子目录中，则填写 “$ProjectFileDir$\\program”。

填好 CreateTool 窗口后，点击 “OK” 即可完成 QtDesigner 工具的添加。

3.3 添加 PyUIC 工具

在 CreateTool 窗口依次填写：

• Name：填写 “PyUIC”
• Program：填写 python.exe 的路径，例如：

C:\\Python\\Anaconda3\\python.exe

注意：此处填写 IDE 使用的 Python Interpreter的路径。如果小白的 Python 或 Anaconda3 安装在其他路径下，或者选择其它路径中的 python.exe 作为 Python Interpreter，可以从 Pycharm -> Settings -> Project -> Python Interpreter 打开配置窗口，从右侧上方 “Python Interpreter:” 选项框找到 python.exe 的路径。

• Arguments：填写"-m PyQt5.uic.pyuic $FileName$ -o $FileNameWithoutExtension$.py”
• Working directory：填写将 .ui 文件转换为 .py 文件的保存路径
  例如，要将 .py 文件保存在当前 Project 的路径下，则填写 “$ProjectFileDir$”；要将 .py 文件保存在当前 Project 路径下的 \\program 子目录中，则填写 “$ProjectFileDir$\\program”。

填好 CreateTool 窗口后，点击 “OK” 即可完成 QtDesigner 工具的添加。

安装和环境配置完成。

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4. 安装 OpenCV-Python

4.1 OpenCV 计算机视觉库

OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个跨平台的计算机视觉库。

OpenCV 是由英特尔公司发起并参与开发，以 BSD 许可证授权发行，可以在商业和研究领域中免费使用。

OpenCV 可用于开发实时的图像处理、计算机视觉以及模式识别程序。该程序库也可以使用英特尔公司的 IPP 进行加速处理。

OpenCV 用C++语言编写。主要接口也是C++语言，也提供了大量的 Python、Java、MATLAB、OCTAVE 接口，及对 C#、Ch、Ruby、GO 语言的支持。

OpenCV (https://opencv.org) 官网资源：

• 文件：http://docs.opencv.org/3.4/
• 问答论坛：https://forum.opencv.org
• 以前的论坛（只读）：http://answers.opencv.org
• 问题跟踪：https://github.com/opencv/opencv/issues

4.2 pip 安装 OpenCV

（1）下载地址

推荐从清华的镜像下载

https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/opencv-python/

（2）版本选择

清华镜像中有很多 OpenCV 版本可供下载。关于 Windows/Linux/Mac、amd64 之类的选择就不必多说了，但是 OpenCV 的版本选择确实有两个问题需要注意：

• OpenCV 3.4.2 及以后版本由于专利许可问题不支持部分功能，因此建议选择 3.4.15 及以前版本。
  例如，图像配准、拼接以及融合时的常用算法 Sift、Surf 由于涉及专利在 OpenCV 3.4.2 以后版本采用新的授权方式，通常下载的版本无法调用 cv2.xfeatures2d.SURF_create()。opencv_contrib不仅存放了尚未稳定的代码，同时也存放了涉及专利保护的技术实现。

• OpenCV 的版本要与安装的 PyCharm 版本匹配。
  例如，如果 PyCharm 的版本是较早的 3.x 版本如 cp35，不能与新的 OpenCV 版本匹配，安装时可能报错。
  因此要根据自己的 PyCharm 版本选择下载的 OpenCV 版本，例如： opencv_python-3.4.15.55-cp38-cp38-win_amd64.whl 大约 29.7M，下载速度很快。

（3）pip 安装

• 将下载的 .whl 文件保存到容易找到的路径下，例如 “C:\\Python”。
• 使用 pip 方式安装下载的 .whl 文件。需要注意的问题：
  • 安装路径 使用保存 .whl 文件的路径
  • 注意输入 .whl 文件名时 “-”、"_"不要搞错了
  • 如下图所示：如果 PyCharm 的版本与 OpenCV 版本不匹配，安装时可能报错

pip install C:\\Python\\opencv_python-3.4.15.55-cp38-cp38-win_amd64.whl

由于已经将 .whl 文件下载到本地，安装速度很快。

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4.3 OpenCV 验证程序

我们编写第一个 OpenCV 验证程序： cvDemo01.py。

# cvDemo01.py
# Demo01 of OpenCV
# Copyright 2023 Youcans, XUPT
# Crated：2023-01-25

import cv2

if __name__ == '__main__':
    # 读取图像，支持 bmp、jpg、png、tiff 等常用格式
    img = cv2.imread("../images/Fig0301.png")  # 读取图像位置
    if not img is None:  # imgGaia 存在
        cv2.imshow("Demo01", img)  # 在窗口 Demo01 显示图像
    else:  # imgLena is None, 读入错误
        print("Error in reading image.")
    # 释放图像窗口
    key = cv2.waitKey(0)  # 等待下一个按键命令
    cv2.destroyAllWindows()  # 释放所有窗口

运行程序 CVdemo01，弹出窗口显示指定路径的图像，就说明 OpenCV 安装成功了。

注意指定路径下要存有该图片，也可以修改路径和文件名来显示其它图片。

5. 基于 PyQt5 的OpenCV图形窗口

在例程 OpenCVPyqt01.py中，我们建立了一个 PyQt5 空白窗口；而在例程cvDemo01.py中，我们使用OpenCV内置的GUI创建了一个窗口，并显示读取的图像。

本节将 PyQt5 与 OpenCV 结合起来，使用 PyQt5 建立交互界面，使用 OpenCV 读取图像，并将 OpenCV 图像显示在 PyQt5 窗口中。这是我们的第一个 基于 PyQt5 的 OpenCV 图形窗口，也是第一个 PyQt5+OpenCV 例程。

# OpenCVPyqt02.py
# Demo02 of GUI by PyQt5
# Copyright 2023 Youcans, XUPT
# Crated：2023-01-25

from PyQt5 import QtWidgets, QtGui
import cv2 as cv
import sys

if __name__ == '__main__':
    img = cv.imread("../images/Fig0301.png")  # OpenCV 读取图像
    qtImg = QtGui.QImage(img.data, img.shape[1], img.shape[0], QtGui.QImage.Format_RGB888).rgbSwapped()  # 转为为 PyQt 图像格式

    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)  # 创建应用程序对象
    MainWin = QtWidgets.QWidget()
    MainWin.setWindowTitle("OpenCV-Pyqt by youcans")

    label = QtWidgets.QLabel()  # 创建 label 对象
    label.setPixmap((QtGui.QPixmap.fromImage(qtImg)))  # 加载 PyQt 图像
    layout = QtWidgets.QHBoxLayout()
    layout.addWidget(label)
    MainWin.setLayout(layout)
    # MainWin.resize(600, 480)  # 窗口尺寸自适应图片
    MainWin.show()  # 显示主窗口
    sys.exit(app.exec_())  # 在主线程中退出

运行程序 OpenCVPyqt02，弹出如下窗口。

该窗口及显示内容与例程 CVdemo01 创建的窗口类似。但是，上图是由 OpenCV GUI 创建的，由于 OpenCV GUI 的局限性，只能用于简单的图像显示，不适宜处理复杂的交互操作。而本图是基于 PyQt5 创建的 GUI 界面，可以充分利用 PyQt5 的强大功能，实现各种 GUI 操作。

我们将在后续章节一步步丰富和完善这个 PyQt5+OpenCV 模型。

【本节完】

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Copyright 2023 youcans, XUPT
Crated：2023-01-25

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