Mostrar la webcam con PyQt+OpenCV

Lo que vamos a ver ahora es una de las figuritas difíciles de encontrar en internet que es mostrar la webcam usando PyQt.
Ojo, lo digo con conocimiento de causa porque los pocos tutos que encontré sobre usar la webcam en python estaban completamente desactualizados, no funcionaban en Linux, no eran para Qt, proponían soluciones descabelladas como escribir código en C++ y hacer un wrapper para Python, o el ejemplo ni siquiera estaba en Python.(EDIT: 7 años después, no es tan cierta esta afirmación)

http://www.jperla.com/blog/post/capturing-frames-from-a-webcam-on-linux
http://brunoprog64.wordpress.com/2009/03/08/jugando-con-webcams-en-python/
http://stackoverflow.com/questions/3001881/display-an-webcam-stream-in-pyqt4-using-opencv-camera-capture
http://qt-apps.org/content/show.php/Qt+Opencv+webcam+viewer?content=89995

Así que después de varias horas de prueba y error, y uniendo la poca info que había reunido hasta el momento logre hacer andar la webcam de una forma mas que decente.
Este sería básicamente el proceso:


Para capturar los frames desde la webcam utilizamos la librería OpenCV.
OpenCV es una librería creada por Intel con el fin de ser utilizada en sistemas de reconocimiento de rostros, formas, deteccion de movimiento y un largo etcétera. Es Software Libre(BSD) y multiplataforma(Linux, Windows, Mac, etc.).
Como vemos, OpenCV es una librería con características mas que interesantes, pero por ahora nos limitaremos exclusivamente a capturar un seudo-video desde la webcam.






Veamos el código:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
#
# Webcam viewer.
# Copyright (C) 2010  Gonzalo Exequiel Pedone
#
# This program is free software: you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
# the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
# (at your option) any later version.
#
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
# GNU General Public License for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with This program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
#
# Email   : hipersayan DOT x AT gmail DOT com
# Web-Site: http://hipersayanx.blogspot.com/

import sys

# Cargamos los modulos de Qt necesarios para el programa.
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets, uic

# Cargamos el modulo de OpenCV.
import cv2

class Webcam:
    def __init__(self):
        # Cargamos la GUI desde el archivo UI.
        self.MainWindow = uic.loadUi('webcam.ui')

        # Tomamos el dispositivo de captura a partir de la webcam.
        self.webcam = cv2.VideoCapture(0)

        # Creamos un temporizador para que cuando se cumpla el tiempo limite tome una captura desde la webcam.
        self.timer = QtCore.QTimer(self.MainWindow);

        # Conectamos la señal timeout() que emite nuestro temporizador con la funcion show_frame().
        self.timer.timeout.connect(self.show_frame)

        # Tomamos una captura cada 1 mili-segundo.
        self.timer.start(1);

    """
    show_frame() -> None

    Esta funcion toma una captura desde la webcam y la muestra en una QLabel.
    """
    def show_frame(self):
        # Tomamos una captura desde la webcam.
        ok, img = self.webcam.read()

        if not ok:
            return

        # Creamos una imagen a partir de los datos.
        #
        # QImage
        # (
        #   Los pixeles que conforman la imagen,
        #   Ancho de de la imagen,
        #   Alto de de la imagen,
        #   Numero de bytes que conforman una linea (numero_de_bytes_por_pixel * ancho),
        #   Formato de la imagen
        # )
        # 
        # img.shape
        # (
        #   Alto,
        #   Ancho,
        #   Planos de color/canales/bytes por pixel
        # )
        image = QtGui.QImage(img, img.shape[1], img.shape[0], img.shape[1] * img.shape[2], QtGui.QImage.Format_RGB888)

        # Creamos un pixmap a partir de la imagen.
        # OpenCV entraga los pixeles de la imagen en formato BGR en lugar del tradicional RGB,
        # por lo tanto tenemos que usar el metodo rgbSwapped() para que nos entregue una imagen con
        # los bytes Rojo y Azul intercambiados, y asi poder mostrar la imagen de forma correcta.
        pixmap = QtGui.QPixmap()
        pixmap.convertFromImage(image.rgbSwapped())

        # Mostramos el QPixmap en la QLabel.
        self.MainWindow.lblWebcam.setPixmap(pixmap)

if __name__ == "__main__":
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    webcam = Webcam()
    webcam.MainWindow.show()
    app.exec_()

Y el código para webcam.ui es:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="5.0">
    <class>MainWindow</class>
    <widget class="QMainWindow" name="MainWindow">
        <property name="geometry">
            <rect>
                <x>0</x>
                <y>0</y>
                <width>640</width>
                <height>480</height>
            </rect>
        </property>
        <property name="windowTitle">
            <string>Webcam viewer</string>
        </property>
        <widget class="QWidget" name="centralwidget">
            <layout class="QGridLayout" name="gridLayout">
                <item row="0" column="0">
                    <widget class="QLabel" name="lblWebcam">
                        <property name="text">
                            <string/>
                        </property>
                        <property name="scaledContents">
                            <bool>true</bool>
                        </property>
                    </widget>
                </item>
            </layout>
        </widget>
    </widget>
    <resources />
    <connections />
</ui>

Y este sería el resultado final:



Esta es una imagen de mi Ferrari 250 LM made in Italy B). Aunque es una lastima que la calidad de la imagen no es muy buena porque la he tomado con una webcam VGA que era lo único que tenia a mano :(.


EDIT: Codigo actualizado para PyQt5 y OpenCV 3. (29/03/2017)