OpenCV-PyQT项目实战（6）项目案例02：滚动条应用

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OpenCV-PyQT项目实战（6）项目案例02：滚动条应用

本节介绍两个 OpenCV-PyQt 项目案例，通过案例学习滚动条等调节输入控件。

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1. 调节输入控件

1.1 输入控件

在 QtDesigner 左侧的 “WidgetBox” 工具栏中的"Input Widget" 组，设有多种不同类型的输入控件，例如：
文本输入控件：QlineEdit（单行输入）、QTextEdit（多行输入）、QPlainTextEdit（普通多行输入）；
数字输入控件：QSpinBox（整型数据输入）、QDoubleSpinBox（浮点数据输入）；
调节输入控件：QAbstractSpinBox（步长调节输入）、QDateEdit（日期输入）、QTimeEdit（时间输入）、QDateTimeEdit（日期和时间输入）。

用鼠标将工具栏中的输入控件拖拽到 QtDesigner 中间的图形界面编辑窗口，就可以在图像界面创建了一个按钮控件。

1.2 水平/垂直滚动条（QScrollBar）

PyQt 中提供了的滚动条组件 QScrollBar，包括水平滚动条（Horizontal Scroll Bar）和垂直滚动条（Vertical Scroll Bar）。
滚动条为当前位置提供视觉指示，用于访问当前不可见的文档或图像区域。滚动条有一个滑块，也可以用于用于调节整数值，但默认不显示数字。

QScrollBar的常用属性：

• minimum：最小值
• maximum：最大值
• singlestep：步距
• value：初始值
• sliderposition:位置，如果数字是从1开始且步距是1，则value和sliderposition是一致的。
• notchesVisible ：是否设置刻度
• wrapping ：是否刻度不留缺口
• notchTarget ：设置刻度密度，即单位刻度所代表的大小

QScrollBar的常用方法：

• setMinimum()： 设置滚动条的最小值
• setMaximum()： 设置滚动条的最大值
• setSingleStep()： 设置滚动条的步长
• setValue()： 设置滚动条的值
• value()： 获得滚动条控件的值

QScrollBar可以发送的信号（即可以使用这些信号来触发槽函数）：

• valueChanged： 当滑块的值发生改变时发射此信号，此信号是最常用的
• sliderPressed： 当用户按下滑块时发射此信号
• sliderMoved： 当用户拖动滑块时发射此信号
• sliderReleased： 当用户释放滑块时发射此信号

1.3 水平/垂直滑动槽（QSlider）

PyQt 中提供了的滑动槽组件 QSlider，包括水平滑动槽（Horizontal Slider）和垂直滑动槽（Vertical Slider）。
滑动槽组件展示了一个可以移动的滑块，它是控制有界值的部件，常用于调节整数大小。

QSlider的常用属性：

• minimum：最小值
• maximum：最大值
• singlestep：步距
• value：初始值
• sliderposition:位置，如果数字是从1开始且步距是1，则value和sliderposition是一致的。
• notchesVisible ：是否设置刻度
• wrapping ：是否刻度不留缺口
• notchTarget ：设置刻度密度，即单位刻度所代表的大小

QSlider的常用方法：

• setMinimum()： 设置滑动槽的最小值
• setMaximum()： 设置滑动槽的最大值
• setSingleStep()： 设置滑动槽的递增步长
• setTickInterval()：将刻度数放在凹槽上
• setValue()： 设置滑动槽的值
• value()： 获得滑动槽控件的值

QSlider可以发送的信号（即可以使用这些信号来触发槽函数）：

• valueChanged： 当滑块的值发生改变时发射此信号，此信号是最常用的
• sliderPressed： 当用户按下滑块时发射此信号
• sliderMoved： 当用户拖动滑块时发射此信号
• sliderReleased： 当用户释放滑块时发射此信号

1.4 旋转调节盘（QDial）

QDial是一个圆表盘控件, 也称为旋转调节盘，可以用于处理整数或浮点数值。各种仪表仪盘都可以抽象成一个圆表盘控件，例如汽车仪表盘上的速度计。

QDial的常用属性：

• minimum：最小值
• maximum：最大值
• singlestep：步距
• value：初始值
• sliderposition:位置，如果数字是从1开始且步距是1，则value和sliderposition是一致的。
• notchesVisible ：是否设置刻度
• wrapping ：是否刻度不留缺口
• notchTarget ：设置刻度密度，即单位刻度所代表的大小

QDial常用方法：

• setNotchesVisible()： 设置是否显示刻度
• notchesVisile()： 刻度可见返回True,不可见返回False
• setWrapping()： 设置是否回绕
• wrapping()： 如果回绕则返回True, 否则返回False
• setNotchTarget()： 设置刻度之间的目标刻度
• notchTarget()： 返回刻度间的目标宽度
• notchSize()： 当前刻度尺寸

1.5 其它输入调节控件

步长调节输入（QAbstractSpinBox）

QAbstractSpinBox 将所有步长调节器的通用的功能抽象出了一个父类，也可以直接实例化使用。QAbstractSpinBox包含了一个QLineEdit和两个QPushbutton，数据的更改可以通过点击按钮或使用键盘输入。

日期和时间输入（QDateEdit/QTimeEdit/QDateTimeEdit）

QDateEdit 控件用于编辑日期，QTimeEdit 控件用于编辑时间，QDateTimeEdit同时编辑日期时间的控件。可以使用键盘上的上下键头按钮来增加或减少日期、时间。

整型数字调节框（QSpinBox）

QSpinBox 是一个计数器控件，允许用户选择一个整数通过上下按键递增或者递减，也可以直接输入整数的数值。默认取值范围为 0-99，每次调节的步长为 1。

浮点数字调节框（QDoubleSpinBox）

QDoubleSpinBox 是浮点数据计数器控件，用于处理浮点数值。默认精度为 2位小数。

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2. 项目实战：使用滑动槽（QSlider）调节模糊尺度

在uiDemo4.ui中，我们创建了按钮控件：“1 打开”、“2 灰度”、“3 模糊”、“4 帮助”、“5 退出”。其中模糊功能中，模糊尺度是在程序内部设置的。本例中，我们使用滑动槽（QSlider）调节模糊尺度。

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2.1 使用 QtDesigner 开发 PyQt5 图形界面

使用 QtDesigner 开发 PyQt5 图形界面的基本步骤是：
（1）使用图形界面设计工具 QtDesigner 进行图形界面设计，生成 .ui 文件；
（2）使用 UI 转换工具 PyUIC 将 .ui 文件转换为 .py 文件；
（3）编写一个 Python 应用程序调用 .py 界面文件，就可以实现 Python 平台的 GUI 编程。

本例在 uiDemo4.ui 的基础上，添加一个滑动槽控件 QSlider：

从 QtDesigner 左侧控件栏的 “Input Widgets” 中选择 滑动槽控件 QSlider，移动鼠标将滑动槽 QSlider拖动到新建图形窗口内的任意位置，就在图形窗口位置生成了一个 QSlider 对象。

• 鼠标左键选中图形窗口中的这个 QSlider滑动槽对象，拖动鼠标可以调整控件的位置。
• 鼠标选中 QSlider滑动槽对象，可以在右侧的 “属性编辑器” 内对对象的属性进行编辑和修改，例如：
  • 将 QSlider 对象的高度修改为 80，宽度修改为 40；
  • 设置QSlider 对象的最小值minimum=1、最大值maximum=64和步长singleStep=1。

类似地，添加一个整型数字调节框（QSpinBox）控件。

于是，我们就完成了本项目的图形界面设计，将其保存为 uiDemo5.ui文件。

在 PyCharm中，使用 PyUIC 将选中的 uiDemo5.ui 文件转换为 .py 文件，就得到了 uiDemo5.py 文件。

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2.2. 项目主程序的开发

2.2.1 getHorizontalSliderValue 槽函数

getHorizontalSliderValue 槽函数，由valueChanged信号触发。

    def getHorizontalSliderValue(self):self.sigma = max(self.horizontalSlider.value(),3)  # 修改模糊尺度ksize = (self.sigma, self.sigma)  # 高斯滤波器核的尺寸print("HorizontalSlider=", self.sigma)

2.2.2 getSpinBoxValue槽函数

getSpinBoxValue槽函数，由valueChanged信号触发。

    def getSpinBoxValue(self):self.sigma = self.spinBox.value()  # 修改模糊尺度print("SpinBoxValue=", self.sigma)ksize = (self.sigma, self.sigma)  # 高斯滤波器核的尺寸blur = cv.GaussianBlur(self.img1, ksize, 0)  # sigma 由 ksize 计算self.refreshShow(blur, self.label_2)  # 刷新显示

2.2.3 信号与槽的连接

        # 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.openSlot)  # 点击 pushButton_1 触发self.pushButton_1.clicked.connect(self.click_pushButton_1)  # 点击 pushButton_1 触发# self.pushButton_2.clicked.connect(self.click_pushButton_2)  # 点击 pushButton_2 触发self.pushButton_3.clicked.connect(self.click_pushButton_3)  # 点击 pushButton_3 触发# self.pushButton_4.clicked.connect(self.trigger_actHelp)  # 点击 pushButton_4 触发self.pushButton_5.clicked.connect(self.close)  # 点击 pushButton_5 关闭窗口self.spinBox.valueChanged.connect(self.getSpinBoxValue)  # spinBox控件valueChanged信号与getSpinBoxValue槽函数关联self.horizontalSlider.valueChanged.connect(self.getHorizontalSliderValue)  # horizontalSlider控件valueChanged信号触发

2.3 主程序

# OpenCVPyqt06.py
# Demo06 of GUI by PyQt5
# Copyright 2023 Youcans, XUPT
# Crated：2023-02-03if __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 myWinsys.exit(app.exec_())  # 结束进程，退出程序

2.4. 项目例程的测试

测试应用程序 OpenCVPyqt06.py的各项功能：

（1）运行 OpenCVPyqt06，弹出程序窗口，自动加载图像 Fig0301。

（2）点击 “1 打开”，运行 click_pushButton_1 槽函数。选择目录路径和图像文件，读取图像并在窗口显示彩色图像。

（3）点击 "3 模糊"按钮，运行 click_pushButton_3 槽函数。在窗口右侧显示高斯模糊处理的彩色图像。

（4）调节滑动槽或整型数字调节框，用户设置模糊尺度，则在 Label_2 刷新模糊图像。

（5）点击 "5 退出"按钮，关闭窗口。

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3. 项目实战：调节图像亮度和对比度

本项目模拟 PhotoShop 与 AcdSee 中的图像亮度和对比度方法，通过手动调节阴影、中间调和高光参数设置，调节图像的亮度和对比度。相关方法的原理和OpenCV算法实现，详见：【OpenCV 例程300篇】206. Photoshop 色阶调整算法。

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3.1 使用 QtDesigner 开发 PyQt5 图形界面

本例在 uiDemo4.ui 的基础上，添加滑动槽控件 QSlider：

从 QtDesigner 左侧控件栏的 “Input Widgets” 中选择 滑动槽控件 QSlider，移动鼠标将滑动槽 QSlider拖动到新建图形窗口内的任意位置，就在图形窗口位置生成了一个 QSlider 对象。

• 鼠标左键选中图形窗口中的这个 QSlider滑动槽对象，拖动鼠标可以调整控件的位置。
• 鼠标选中 QSlider滑动槽对象，可以在右侧的 “属性编辑器” 内对对象的属性进行编辑和修改，例如：
  • 将 QSlider 对象的高度修改为 80，宽度修改为 40；
  • 设置QSlider 对象的最小值minimum=1、最大值maximum=64和步长singleStep=1。

类似地，添加一个整型数字调节框（QSpinBox）控件。

于是，我们就完成了本项目的图形界面设计，将其保存为 uiDemo7.ui文件。

在 PyCharm中，使用 PyUIC 将选中的 uiDemo7.ui 文件转换为 .py 文件，就得到了 uiDemo7.py 文件。

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3.2. 项目主程序的开发

3.2.1 getHorizontalSliderValue 槽函数

getHorizontalSliderValue 槽函数，由valueChanged信号触发。

    def getHorizontalSliderValue_1(self):  # 最小值slideValue1 = self.horizontalSlider_1.value()self.spinBox_1.setValue(slideValue1)  # 同步修改self.spinBox_3.setMinimum(slideValue1)  # 关联修改self.horizontalSlider_3.setMinimum(slideValue1)  # 关联修改print("HorizontalSliderValue_1 = ", slideValue1)def getHorizontalSliderValue_2(self):slideValue2 = self.horizontalSlider_2.value()self.spinBox_2.setValue(slideValue2)print("HorizontalSliderValue_2 = ", slideValue2)def getHorizontalSliderValue_3(self):slideValue3 = self.horizontalSlider_3.value()self.spinBox_3.setValue(slideValue3)  # 同步修改self.spinBox_1.setMaximum(slideValue3)  # 关联修改self.horizontalSlider_1.setMaximum(slideValue3)  # 关联修改print("HorizontalSliderValue_3 = ", slideValue3)

3.2.2 getSpinBoxValue槽函数

getSpinBoxValue槽函数，由valueChanged信号触发。

    def getSpinBoxValue_1(self):spinBoxValue1 = self.spinBox_1.value()self.horizontalSlider_1.setValue(spinBoxValue1)self.spinBox_3.setMinimum(spinBoxValue1)  # 关联修改self.horizontalSlider_3.setMinimum(spinBoxValue1)  # 关联修改print("SpinBoxValue_1 = ", spinBoxValue1)def getSpinBoxValue_2(self):spinBoxValue2 = self.spinBox_2.value()self.horizontalSlider_2.setValue(spinBoxValue2)print("SpinBoxValue_2 = ", spinBoxValue2)def getSpinBoxValue_3(self):spinBoxValue3 = self.spinBox_3.value()self.horizontalSlider_3.setValue(spinBoxValue

3.2.3 信号与槽的连接

        # 菜单栏self.actionOpen.triggered.connect(self.openSlot)  # 连接并执行 openSlot 子程序self.actionSave.triggered.connect(self.saveSlot)  # 连接并执行 saveSlot 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_pushButtonself.pushButton_1.clicked.connect(self.click_pushButton_1)  # 按钮触发：导入图像self.pushButton_3.clicked.connect(self.click_pushButton_3)  # # 按钮触发：调整色阶self.pushButton_5.clicked.connect(self.close)  # 点击 # 按钮触发：关闭self.horizontalSlider_1.valueChanged.connect(self.getHorizontalSliderValue_1)  # horizontalSlider控件valueChanged信号触发self.horizontalSlider_2.valueChanged.connect(self.getHorizontalSliderValue_2)self.horizontalSlider_3.valueChanged.connect(self.getHorizontalSliderValue_3)self.spinBox_1.valueChanged.connect(self.getSpinBoxValue_1)  # spinBox控件valueChanged信号与getSpinBoxValue槽函数关联self.spinBox_2.valueChanged.connect(self.getSpinBoxValue_2)self.spinBox_3.valueChanged.connect(self.getSpinBoxValue_3)

3.3 完整例程及运行结果

# OpenCVPyqt07.py
# Demo07 of GUI by PyQt5
# Copyright 2023 Youcans, XUPT
# Crated：2023-02-08import sys
import cv2 as cv
import numpy as np
from PyQt5 import QtCore
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import *
from uiDemo7 import Ui_MainWindow  # 导入 uiDemo5.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.img1 = np.ndarray(())  # 初始化图像 ndarry，用于存储图像# self.img2 = np.ndarray(())# 菜单栏self.actionOpen.triggered.connect(self.openSlot)  # 连接并执行 openSlot 子程序self.actionSave.triggered.connect(self.saveSlot)  # 连接并执行 saveSlot 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_pushButtonself.pushButton_1.clicked.connect(self.click_pushButton_1)  # 按钮触发：导入图像self.pushButton_3.clicked.connect(self.click_pushButton_3)  # # 按钮触发：调整色阶self.pushButton_5.clicked.connect(self.close)  # 点击 # 按钮触发：关闭self.horizontalSlider_1.valueChanged.connect(self.getHorizontalSliderValue_1)  # horizontalSlider控件valueChanged信号触发self.horizontalSlider_2.valueChanged.connect(self.getHorizontalSliderValue_2)self.horizontalSlider_3.valueChanged.connect(self.getHorizontalSliderValue_3)self.spinBox_1.valueChanged.connect(self.getSpinBoxValue_1)  # spinBox控件valueChanged信号与getSpinBoxValue槽函数关联self.spinBox_2.valueChanged.connect(self.getSpinBoxValue_2)self.spinBox_3.valueChanged.connect(self.getSpinBoxValue_3)# 初始化self.img1 = cv.imread("../images/Fig0301.png")  # OpenCV 读取图像self.refreshShow(self.img1, self.label_1)self.refreshShow(self.img1, self.label_2)returndef getHorizontalSliderValue_1(self):  # 最小值slideValue1 = self.horizontalSlider_1.value()self.spinBox_1.setValue(slideValue1)  # 同步修改self.spinBox_3.setMinimum(slideValue1)  # 关联修改self.horizontalSlider_3.setMinimum(slideValue1)  # 关联修改print("HorizontalSliderValue_1 = ", slideValue1)def getHorizontalSliderValue_2(self):slideValue2 = self.horizontalSlider_2.value()self.spinBox_2.setValue(slideValue2)print("HorizontalSliderValue_2 = ", slideValue2)def getHorizontalSliderValue_3(self):slideValue3 = self.horizontalSlider_3.value()self.spinBox_3.setValue(slideValue3)  # 同步修改self.spinBox_1.setMaximum(slideValue3)  # 关联修改self.horizontalSlider_1.setMaximum(slideValue3)  # 关联修改print("HorizontalSliderValue_3 = ", slideValue3)def getSpinBoxValue_1(self):spinBoxValue1 = self.spinBox_1.value()self.horizontalSlider_1.setValue(spinBoxValue1)self.spinBox_3.setMinimum(spinBoxValue1)  # 关联修改self.horizontalSlider_3.setMinimum(spinBoxValue1)  # 关联修改print("SpinBoxValue_1 = ", spinBoxValue1)def getSpinBoxValue_2(self):spinBoxValue2 = self.spinBox_2.value()self.horizontalSlider_2.setValue(spinBoxValue2)print("SpinBoxValue_2 = ", spinBoxValue2)def getSpinBoxValue_3(self):spinBoxValue3 = self.spinBox_3.value()self.horizontalSlider_3.setValue(spinBoxValue3)print("SpinBoxValue_3 = ", spinBoxValue3)def click_pushButton_1(self):  # 点击 pushButton_1 触发self.img1 = self.openSlot()  # 读取图像print("click_pushButton_1", self.img1.shape)self.refreshShow(self.img1, self.label_1)  # 刷新显示returndef click_pushButton_2(self):  # 点击 pushButton_2 触发print("pushButton_2")self.img2 = cv.cvtColor(self.img1, cv.COLOR_BGR2GRAY)  # 图片格式转换：BGR -> Grayself.refreshShow(self.img2, self.label_2)  # 刷新显示returndef click_pushButton_3(self):  # 点击 pushButton_3 触发 调整色阶print("pushButton_3")Sin = self.horizontalSlider_1.value()Mt = self.horizontalSlider_2.value()Hin = self.horizontalSlider_3.value()Sin = min(max(Sin, 0), Hin - 2)  # Sin, 黑场阈值, 0<=Sin<HinHin = min(Hin, 255)  # Hin, 白场阈值, Sin<Hin<=255Mt = min(max(Mt, 0.01), 9.99)  # Mt, 灰场调节值, 0.01~9.99Sout = 0#min(max(Sout, 0), Hout - 2)  # Sout, 输出黑场阈值, 0<=Sout<HoutHout = 255#min(Hout, 255)  # Hout, 输出白场阈值, Sout<Hout<=255print("Sin={},Hin={},Mt={}".format(Sin, Hin, Mt))difIn = Hin - SindifOut = Hout - Souttable = np.zeros(256, np.uint8)for i in range(256):V1 = min(max(255 * (i - Sin) / difIn, 0), 255)  # 输入动态线性拉伸V2 = 255 * np.power(V1 / 255, 1 / Mt)  # 灰场伽马调节table[i] = min(max(Sout + difOut * V2 / 255, 0), 255)  # 输出线性拉伸imgTone = cv.LUT(self.img1, table)self.refreshShow(imgTone, self.label_2)  # 刷新显示returndef refreshShow(self, img, label):print(img.shape, label)qImg = self.cvToQImage(img)  # OpenCV 转为 PyQt 图像格式label.setPixmap((QPixmap.fromImage(qImg)))  # 加载 PyQt 图像returndef openSlot(self, flag=1):  # 读取图像文件# OpenCV 读取图像文件fileName, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, "Open Image", "../images/", "*.png *.jpg *.tif")if flag==0 or flag=="gray":img = cv.imread(fileName, cv.IMREAD_GRAYSCALE)  # 读取灰度图像else:img = cv.imread(fileName, cv.IMREAD_COLOR)  # 读取彩色图像print(fileName, img.shape)return imgdef saveSlot(self):  # 保存图像文件# 选择存储文件 dialogfileName, tmp = QFileDialog.getSaveFileName(self, "Save Image", "../images/", '*.png; *.jpg; *.tif')if self.img1.size == 1:return# OpenCV 写入图像文件ret = cv.imwrite(fileName, self.img1)if ret:print(fileName, self.img.shape)returndef cvToQImage(self, image):# 8-bits unsigned, NO. OF CHANNELS=1if 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 MatqImg = 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 MatqImg = QImage(image, image.shape[1], image.shape[0], image.strides[0], QImage.Format_Indexed8)return qImgelse:QtCore.qDebug("ERROR: numpy.ndarray could not be converted to QImage. Channels = %d" % image.shape[2])return QImage()def qPixmapToCV(self, qPixmap):  # PyQt图像 转换为 OpenCV图像qImg = qPixmap.toImage()  # QPixmap 转换为 QImageshape = (qImg.height(), qImg.bytesPerLine() * 8 // qImg.depth())shape += (4,)ptr = qImg.bits()ptr.setsize(qImg.byteCount())image = np.array(ptr, dtype=np.uint8).reshape(shape)  # 定义 OpenCV 图像image = image[..., :3]return imagedef 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""")returnif __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 myWinsys.exit(app.exec_())  # 结束进程，退出程序

运行结果：

【本节完】

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