Matplotlib, Bild mit imshow schneller aktualisieren

Question

Ich arbeite an einem Projekt, auf dem ich ein Bild von 320 * 250 Pixeln und dies 60 Mal pro Sekunde wenn möglich auf einem Fenster einer GUI plotten soll. Also versuche ich, dies zu tun mit matplotlib 2.0.2, Python 3.6 und PyQt5 (weil ich beginnen, diese Tools und die Arbeit an einem anderen Projekt mit, dies zu wissen), auf folgende Weise:

import sys, random, matplotlib 
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets 

matplotlib.use('Qt5Agg') 
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas 
import matplotlib.pyplot as plt 

class SecondWindow(QtWidgets.QWidget): 
    def __init__(self, parent=None): 
     super(SecondWindow, self).__init__(parent) 
     self.setupUi(self) 

    def setupUi(self, Form): 
     Form.setObjectName("Form") 
     Form.resize(800, 600) 

     self.figure = plt.figure() 
     self.canvas = FigureCanvas(self.figure) 
     self.axes = self.figure.add_subplot(111) 

     self.setLayout(QtWidgets.QVBoxLayout()) 
     self.layout().addWidget(self.canvas) 

     self.initialisationFigure() 

     self.timer = QtCore.QTimer(self) 
     self.timer.timeout.connect(self.majFigure) 
     self.timer.start(16) 

     self.timer2 = QtCore.QTimer(self) 
     self.timer2.timeout.connect(self.NumberRefreshPerSecond) 
     self.timer2.start(1000) 

    def NumberRefreshPerSecond(self): 
     print(self.count) 
     self.count = 0 

    def majFigure(self): 
     self.count = self.count + 1 
     self.plot.set_data([[random.random() for x in range(1, 320)] for y in range(1, 250)]) 
     # self.canvas.draw() 
     self.axes.draw_artist(self.axes.patch) 
     self.axes.draw_artist(self.plot) 
     self.canvas.update() 
     self.canvas.flush_events() 

    def initialisationFigure(self): 
     self.plot = self.axes.imshow([[random.random() for x in range(1,320)] for y in range(1,250)], interpolation='none') 
     self.count = 0 
     self.canvas.draw() 

    def closeEvent(self, event): 
     self.timer.stop() 

if __name__ == '__main__': 
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv) 
    form = SecondWindow() 
    form.show() 
    sys.exit(app.exec_()) 

Ich habe optimiert wie ich die Interpolation ausschalten kann, und nur einmal die Figur zeichnen, aber mit diesem Code wird das Programm nur 20 mal pro Sekunde aktualisiert, während der Timer korrekt auf 16ms (1/60Hz) eingestellt ist.

Ich hoffe, dass jemand mir helfen kann, mir einige Hinweise zu geben, um meinen Code zu verbessern. Ich danke Ihnen im Voraus viel!

Answer 1

Matplotlib produziert Publikationsqualität Plots, aber es ist leider nicht wirklich geeignet für Echtzeit-Plotten und Videos.

Wenn es keine strenge Anforderung ist, erwägen Sie die Verwendung pyqtgraph module. Es spielt gut mit pyqt5 und entwickelt Mängel von matplotlib zu decken, vor allem in Echtzeit Bereich:

Wenn Sie alles benötigen schnelle Handlung Updates tun, Video oder Echtzeit-Interaktivität, matplotlib nicht die beste Wahl ist. Dies ist (meiner Meinung nach) matplotlib größte Schwäche

(from pyqtgraph site) 

Es bekam auch zusätzliche (optional) Funktionen wie Region-of-Interest, Normalisierung und Histogramm Plotten.

Dieser Code kann produzieren ~ 160 FPS (mit Histogramm deaktiviert) auf meinem Laptop:

import sys, random, matplotlib 
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets 

import pyqtgraph as pg 
import numpy as np 


class SecondWindow(QtWidgets.QWidget): 
    def __init__(self, parent=None): 
     super(SecondWindow, self).__init__(parent) 
     self.setupUi(self) 

    def setupUi(self, Form): 
     Form.setObjectName("Form") 
     Form.resize(800, 600) 

     self.im_widget = pg.ImageView(self) 
     # uncomment to hide histogram 
     # self.im_widget.ui.histogram.hide() 

     self.setLayout(QtWidgets.QVBoxLayout()) 
     self.layout().addWidget(self.im_widget) 

     self.initialisationFigure() 

     self.timer = QtCore.QTimer(self) 
     self.timer.timeout.connect(self.majFigure) 
     self.timer.start(16) 

     self.timer2 = QtCore.QTimer(self) 
     self.timer2.timeout.connect(self.NumberRefreshPerSecond) 
     self.timer2.start(1000) 

    def NumberRefreshPerSecond(self): 
     print(self.count) 
     self.count = 0 

    def majFigure(self): 
     self.count = self.count + 1 
     # numpy random.rand also much faster than list comprehension 
     data = np.random.rand(320, 250) 
     self.im_widget.setImage(data) 

    def initialisationFigure(self): 
     self.count = 0 
     self.im_widget.show() 

    def closeEvent(self, event): 
     self.timer.stop() 

if __name__ == '__main__': 
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv) 
    form = SecondWindow() 
    form.show() 
    sys.exit(app.exec_())