OpenCVとpysimpleguiでリアルタイムで動画加工

プログラム

ラジオボタンを押してスライドバーを操作すると、それに合わせてウェブカメラ動画をリアルタイムで加工できるプログラム。

ソースコード

import PySimpleGUI as sg
import cv2
import numpy as np

"""
Demo program that displays a webcam using OpenCV and applies some very basic image functions
- functions from top to bottom -
none:       no processing
threshold:  simple b/w-threshold on the luma channel, slider sets the threshold value
canny:      edge finding with canny, sliders set the two threshold values for the function => edge sensitivity
blur:       simple Gaussian blur, slider sets the sigma, i.e. the amount of blur smear
hue:        moves the image hue values by the amount selected on the slider
enhance:    applies local contrast enhancement on the luma channel to make the image fancier - slider controls fanciness.
"""


def main():
    sg.theme('LightGreen')

    # define the window layout
    layout = [
      [sg.Text('OpenCV Demo', size=(60, 1), justification='center')],
      [sg.Image(filename='', key='-IMAGE-')],
      [sg.Radio('None', 'Radio', True, size=(10, 1))],
      [sg.Radio('threshold', 'Radio', size=(10, 1), key='-THRESH-'),
       sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='-THRESH SLIDER-')],
      [sg.Radio('canny', 'Radio', size=(10, 1), key='-CANNY-'),
       sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='-CANNY SLIDER A-'),
       sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='-CANNY SLIDER B-')],
      [sg.Radio('blur', 'Radio', size=(10, 1), key='-BLUR-'),
       sg.Slider((1, 100), 1, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='-BLUR SLIDER-')],
      [sg.Radio('hue', 'Radio', size=(10, 1), key='-HUE-'),
       sg.Slider((0, 225), 0, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='-HUE SLIDER-')],
      [sg.Radio('enhance', 'Radio', size=(10, 1), key='-ENHANCE-'),
       sg.Slider((1, 255), 128, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='-ENHANCE SLIDER-')],
      [sg.Button('Exit', size=(10, 1))]
    ]

    # create the window and show it without the plot
    # location デスクトップ上の配置
    window = sg.Window('OpenCV Integration', layout, location=(50, 50))

    #cv2.VideoCapture(0) ウェブカメラ
    #cv2.VideoCapture('○○○.mp4') 動画ファイル指定
    cap = cv2.VideoCapture(0)

    #while True while文による無限ループ。
    #break文がないと強制終了するしかなくなるため注意。
    while True:
        #window.read(timeout=0) timeout 秒数。0だとスムーズ、数字が多いとカクカク。
        event, values = window.read(timeout=100)
        #Exitボタンが押されたら、またはウィンドウの閉じるボタンが押されたら終了
        if event == 'Exit' or event == sg.WIN_CLOSED:
            break

        #read()メソッドの返り値は、フレームの画像が読み込めたかどうかを示すbool値と、画像の配列ndarrayのタプル。
        ret, frame = cap.read()
        
        if values['-THRESH-']:
            #cv2.cvtColor⇒RGBやBGR、HSVなど様々な色空間を相互に変換できる。
            frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2LAB)[:, :, 0]
            #cv2.threshold⇒しきい値より大きければある値(白)を割り当て,そうでなければ別の値(黒)を割り当てる。
            frame = cv2.threshold(frame, values['-THRESH SLIDER-'], 255, cv2.THRESH_BINARY)[1]
        elif values['-CANNY-']:
            #cv2.Canny⇒エッジ検出。引数は、入力画像、minVal、maxVal。
            frame = cv2.Canny(frame, values['-CANNY SLIDER A-'], values['-CANNY SLIDER B-'])
        elif values['-BLUR-']:
            #cv2.GaussianBlur⇒引数は、入力画像、カーネルサイズ、ガウス分布のシグマx
            frame = cv2.GaussianBlur(frame, (21, 21), values['-BLUR SLIDER-'])
        elif values['-HUE-']:
            #cv2.COLOR_BGR2HSV⇒BGR⇒HSV変換
            #HSVとは、色相(Hue)、彩度(Saturation・Chroma)、明度(Value・Brightness)の三つの成分からなる色空間のこと
            frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
            frame[:,:,1] += int(values['-HUE SLIDER-'])
            frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_HSV2BGR)
        elif values['-ENHANCE-']:
            enh_val = values['-ENHANCE SLIDER-'] / 40
            clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=enh_val, tileGridSize=(8, 8))
            lab = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2LAB)
            lab[:, :, 0] = clahe.apply(lab[:, :, 0])
            frame = cv2.cvtColor(lab, cv2.COLOR_LAB2BGR)

        imgbytes = cv2.imencode('.png', frame)[1].tobytes()
        window['-IMAGE-'].update(data=imgbytes)

    window.close()

main()

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