カメラ画像を枠なし表示（Python, OpenCV を使用）

1. エグゼクティブサマリー

普通に表示すると，ウィンドウに枠がつく．枠を表示したくないときは，このページのプログラムを使用する．

本記事では，Python と OpenCV を使用して，カメラ画像を枠なしで表示するプログラムを紹介する．OpenCV のウィンドウスタイルを Win32 API（pywin32）により WS_POPUP に変更することで，枠なし・最前面表示を実現する．基本的な表示に加え，拡大縮小・回転を行う方法も扱う．「q」キーまたは ESC キーによる終了，「s」キーによるスクリーンショット保存の機能を備える．

【サイト内の OpenCV 関連ページ】

【OpenCV の公式情報】

Python 3.12 のインストール

Pythonのインストールを行い、Pythonのプログラムを実行する環境を整える。扱う環境は、Windows搭載パソコンである。金子研究室では、Python 3.12.10を推奨する。

[Windows での Python 3.12 のインストール手順を見るには、ここをクリック]

Windows での Python 3.12 のインストール

以下のいずれかの方法でPython 3.12をインストールする。Pythonがインストール済みの場合、この手順は不要である。

方法 1：winget によるインストール

【インストールコマンドの実行方法】

管理者権限でコマンドプロンプトを起動する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。そして、コマンド全体をコマンドプロンプトにコピー＆ペーストする。

--scope machine を指定することで、システム全体（全ユーザー向け）にインストールされる。このオプションの実行には管理者権限が必要である。インストール完了後、コマンドプロンプトを再起動するとPATHが反映される。

REM Python 3.12 をシステム領域にインストール
winget install --id Python.Python.3.12 -e --scope machine --silent --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1 Include_test=0 Include_pip=1 Include_launcher=1 InstallLauncherAllUsers=1 TargetDir=\"C:\Program Files\Python312\""

REM Python と Scripts を PATH 先頭に追加
powershell -NoProfile -Command "$p='C:\Program Files\Python312'; $s=\"$p\Scripts\"; $c=[Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine'); if((Test-Path $p) -and (';'+$c+';' -notlike \"*;$p;*\") -and (';'+$c+';' -notlike \"*;$s;*\")){[Environment]::SetEnvironmentVariable('Path',\"$p;$s;$c\",'Machine')}"

方法 2：インストーラーによるインストール

  1. Python公式サイト（https://www.python.org/downloads/）にアクセスし、「Download Python 3.x.x」ボタンからWindows用インストーラーをダウンロードする。
  2. ダウンロードしたインストーラーを実行する。
  3. 初期画面の下部に表示される「Add python.exe to PATH」にチェックを入れてから「Customize installation」を選択する。このチェックを入れ忘れると、コマンドプロンプトから python コマンドを実行できない。
  4. 「Install Python 3.xx for all users」にチェックを入れ、「Install」をクリックする。

インストールの確認

コマンドプロンプトで以下を実行する。

python --version

バージョン番号（例：Python 3.12.x）が表示されればインストール成功である。「'python' は、内部コマンドまたは外部コマンドとして認識されていません。」と表示される場合は、インストールが正常に完了していない。

Python の開発環境 Visual Studio Code のインストールと Python 用の設定

Python の開発環境Visual Studio Code（プログラムを編集するソフトウェア。以下、VS Code）を整える。

[Windows での Visual Studio Code のインストールと Python 用の設定手順を見るには、ここをクリック]

Windows での Visual Studio Code のインストールと Python 用の設定手順

1. VS Code と拡張機能のインストール

以下のコマンドにより，既存の VS Code を削除し，全ユーザー共有の設定で再インストールしたうえで，拡張機能（VS Code に機能を追加するソフトウェア）をまとめて導入する．

【インストールコマンドの実行方法】

管理者権限でコマンドプロンプトを起動する（手順：Windows キーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。そして，コマンド全体をコマンドプロンプトにコピー＆ペーストする。

インストールコマンド


REM ============================================================
REM Microsoft Visual Studio Code
REM ============================================================
winget uninstall -e --id Microsoft.VisualStudioCode --silent --disable-interactivity --accept-source-agreements
rmdir /s /q C:\ProgramData\vscode-extensions 2>nul
rmdir /s /q "%APPDATA%\Code" 2>nul
rmdir /s /q "%USERPROFILE%\.vscode" 2>nul
rmdir /s /q "%LOCALAPPDATA%\Microsoft\vscode-update" 2>nul

REM VS Code をシステム領域に新規インストール
winget install --scope machine --id Microsoft.VisualStudioCode -e --silent --accept-source-agreements --accept-package-agreements

REM 全ユーザー共有の拡張機能フォルダ
mkdir C:\ProgramData\vscode-extensions 2>nul
icacls "C:\ProgramData\vscode-extensions" /grant "Everyone:(OI)(CI)M" /T

REM スタートメニューのショートカットを --extensions-dir 付きで再作成
rmdir /s /q "C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code" 2>nul
del "C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code.lnk" 2>nul
powershell -NoProfile -Command "$s=New-Object -ComObject WScript.Shell; $lnk=$s.CreateShortcut('C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code.lnk'); $lnk.TargetPath='C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe'; $lnk.Arguments='--extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\"'; $lnk.Save()"
REM ショートカットの検証
powershell -NoProfile -Command "$s=New-Object -ComObject WScript.Shell; $lnk=$s.CreateShortcut('C:\ProgramData\Microsoft\Windows\Start Menu\Programs\Visual Studio Code.lnk'); Write-Host 'TargetPath:' $lnk.TargetPath; Write-Host 'Arguments:' $lnk.Arguments"

REM ファイル / フォルダ右クリックの「Code で開く」を登録
reg add "HKLM\SOFTWARE\Classes\*\shell\VSCode\command" /ve /d "\"C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe\" --extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\" \"%1\"" /f
reg add "HKLM\SOFTWARE\Classes\Directory\shell\VSCode\command" /ve /d "\"C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe\" --extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\" \"%1\"" /f
reg add "HKLM\SOFTWARE\Classes\Directory\Background\shell\VSCode\command" /ve /d "\"C:\Program Files\Microsoft VS Code\Code.exe\" --extensions-dir \"C:\ProgramData\vscode-extensions\" \"%V\"" /f

REM --extensions-dir 付きで起動する code.cmd ラッパを作成
REM （%* を echo で書くと対話的 cmd で失われるため、PowerShell で [char]37+'*' を書き出す）
powershell -NoProfile -Command "$pct=[char]37; $q=[char]34; $c='@echo off'+[char]13+[char]10+$q+'C:\Program Files\Microsoft VS Code\bin\code.cmd'+$q+' --extensions-dir '+$q+'C:\ProgramData\vscode-extensions'+$q+' '+$pct+'*'+[char]13+[char]10; [IO.File]::WriteAllText('C:\ProgramData\vscode-extensions\vscode.cmd',$c,[Text.Encoding]::ASCII)"

REM 拡張機能のインストール
set "CODE=C:\Program Files\Microsoft VS Code\bin\code.cmd"
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --uninstall-extension GitHub.copilot
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --uninstall-extension GitHub.copilot-chat
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension ms-python.python
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension ms-python.vscode-pylance
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension ms-python.debugpy
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension MS-CEINTL.vscode-language-pack-ja
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension saoudrizwan.claude-dev
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension rust-lang.rust-analyzer
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension tamasfe.even-better-toml
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension anthropic.claude-code
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --install-extension almenon.arepl
"%CODE%" --extensions-dir "C:\ProgramData\vscode-extensions" --list-extensions --show-versions
echo === セットアップ完了 ===

2. Python インタプリタの選択

同一マシンに複数の Python がインストールされている場合，VS Code で使用する Python 本体（インタプリタ：Python プログラムを解釈・実行するソフトウェア）を選択する必要がある．

  1. コマンドパレット（コマンド名で機能を呼び出す VS Code の入力欄）を開く（Ctrl+Shift+P）
  2. Python: Select Interpreter と入力する
  3. 表示される一覧から，使用する Python（例：C:\Program Files\Python312\python.exe）を選択する．

Python プログラム実行手順

[Windows での Python プログラム実行手順を見るには、ここをクリック]

Windows での Python 実行手順（Visual Studio Codeを使用）

プログラムファイルの作成と保存

  1. 左サイドバーの「エクスプローラー」アイコン（Ctrl+Shift+E）をクリックする
  2. 「NO FOLDER OPENED」（作業対象フォルダが未選択の状態）と表示される場合は，「Open Folder」をクリックし，プログラムを保存するフォルダを選択する

    続いて「フォルダを信用するか」を確認する画面（フォルダ内のコードを実行してよいか確認する VS Code の仕組み）が表示されるので，チェックして Yes を選択する

  3. フォルダ名の右側に表示される「新しいファイル」アイコンをクリックする
  4. ファイル名（例：aitask.py．ファイル名は何でも良い）を入力し Enter を押す．拡張子は .py（Python ファイルを示す拡張子）とする
  5. 実行したいコードを選択し，Ctrl+C でコピーする．VS Code のエディタ領域に Ctrl+V で貼り付ける
  6. Ctrl+S で保存する

プログラムの実行

  1. エディタ右上の三角形「▷」アイコン（Run Python File：現在開いている Python ファイルを実行するボタン）をクリックする．または，エディタ上で右クリックし「ターミナルで Python ファイルを実行」を選択する
  2. VS Code 下部のターミナル（コマンドの入出力を表示する画面）に，実行結果（print 関数の出力等）が表示される
  3. tkinter（Python 標準の GUI ライブラリ）のファイル選択ダイアログを使うプログラムを実行した場合は，ダイアログが開くので対象画像を選択する
  4. VS Code 下部のターミナルで実行結果を確認する．OpenCV ウィンドウ（OpenCV が画像を表示するために開く専用ウィンドウ）が開いた場合はそちらも確認する．OpenCV ウィンドウは，マウスクリックでウィンドウをアクティブ（操作対象の状態）にしてからキーを押すと終了する

必要なライブラリのインストール

管理者権限のコマンドプロンプトで以下を実行する。管理者権限のコマンドプロンプトを起動するには、Windows キーまたはスタートメニューから「cmd」と入力し、表示された「コマンドプロンプト」を右クリックして「管理者として実行」を選択する。

pip install -U opencv-python pywin32

3. 実行のための準備とその確認手順（Windows 前提）

3.1 プログラムファイルの準備

第5章のソースコードをテキストエディタ（Visual Studio Codeやメモ帳など）に貼り付け，main.py として保存する（文字コード：UTF-8）．基本的な枠なし表示を行う場合は第5章の最初のコード，拡大縮小・回転も行いたい場合は2番目のコードを使用する．

3.2 実行コマンド

コマンドプロンプトでファイルの保存先ディレクトリに移動し，以下を実行する．

python main.py

3.3 動作確認チェックリスト

確認項目期待される結果
USB ビデオカメラを接続した状態でプログラムを起動枠なしウィンドウが最前面に表示され，カメラ映像がリアルタイムに描画される
ウィンドウの表示位置とサイズ（基本版）画面左上（x=0, y=0）に 640×480 ピクセルで表示される
画面内をクリックして「q」キーを押すウィンドウが閉じ，プログラムが終了する
画面内をクリックして ESC キーを押すウィンドウが閉じ，プログラムが終了する
画面内をクリックして「s」キーを押す現在のフレームが capture.png として保存される
拡大縮小・回転版で起動（2番目のコード使用）カメラ映像が反時計回りに90度回転し，scale=0.5 で縮小表示される

4. 概要・使い方・実行上の注意

4.1 基本的な枠なし表示

USB ビデオカメラを準備し，パソコンに接続しておく．

OpenCV による動画表示を行う．変数 x, y, width, height でウィンドウの表示位置とサイズを指定する．ソースコードは第5章に掲載している．

* 止めたいときは，右上の「x」をクリックしない．画面内をクリックしてから，「q」キーまたは ESC キーを押して閉じる．「s」キーを押すと，現在のフレームを capture.png として保存できる．

4.2 拡大縮小，回転を行いたい場合

OpenCV による動画表示を行う．変数 x, y, scale でウィンドウの表示位置と縮小率を指定する．回転方向はコード内の cv2.ROTATE_90_COUNTERCLOCKWISE で指定しており，反時計回りに90度回転させる．ソースコードは第5章に掲載している．

操作方法は 4.1 節と同様である．

5. ソースコード

5.1 基本的な枠なし表示

import cv2
import win32gui
import win32con

x = 0
y = 0
width = 640
height = 480

cv2.namedWindow("camera")
v = cv2.VideoCapture(0)
a = win32gui.FindWindow(None, "camera")
win32gui.SetWindowLong(a, win32con.GWL_STYLE, win32con.WS_POPUP)
while v.isOpened():
    r, f = v.read()
    cv2.imshow("camera", f)
    win32gui.SetWindowPos(a, win32con.HWND_TOPMOST, x, y, width, height, win32con.SWP_SHOWWINDOW)
    k = cv2.waitKey(1) & 0xFF
    if k == ord('q') or k == 27:
        break
    if k == ord('s'):
        cv2.imwrite("capture.png", f)

v.release()
cv2.destroyAllWindows()

5.2 拡大縮小，回転を行う場合

import cv2
import win32gui
import win32con

x = 0
y = 0
scale = 0.5

cv2.namedWindow("camera")
v = cv2.VideoCapture(0)
a = win32gui.FindWindow(None, "camera")
win32gui.SetWindowLong(a, win32con.GWL_STYLE, win32con.WS_POPUP)
while v.isOpened():
    r, f = v.read()
    f = cv2.rotate(f, cv2.ROTATE_90_COUNTERCLOCKWISE)
    h, w = f.shape[:2]
    f = cv2.resize(f, (int(w * scale), int(h * scale)))
    cv2.imshow("camera", f)
    win32gui.SetWindowPos(a, win32con.HWND_TOPMOST, x, y, int(w * scale), int(h * scale), win32con.SWP_SHOWWINDOW)
    k = cv2.waitKey(1) & 0xFF
    if k == ord('q') or k == 27:
        break
    if k == ord('s'):
        cv2.imwrite("capture.png", f)

v.release()
cv2.destroyAllWindows()

6. まとめ

6.1 枠なしウィンドウ表示

OpenCV のウィンドウスタイルを Win32 API により WS_POPUP に変更することで，ウィンドウの枠を非表示にしている．

6.2 最前面表示の制御

win32gui.SetWindowPos に HWND_TOPMOST を指定することで，ウィンドウを常に最前面に固定している．表示位置とサイズは変数 x, y, width, height で制御する．

6.3 画像の拡大縮小と回転

cv2.rotate による回転と cv2.resize による拡大縮小を組み合わせることで，カメラ映像を任意のサイズ・向きで表示できる．縮小率は変数 scale で指定する．

6.4 キーボード操作

画面内をクリックしてから「q」キーまたは ESC キーで終了する．「s」キーで現在のフレームを capture.png として保存できる．右上の「x」では閉じられない．