matplotlibでのグラフデータをtkinterのcanvasへ画像データとして受け渡す方法が知りたいです。

前提・実現したいこと

ラズパイ４B,pyhton3で計測プログラムを作成しています。
各種ICからのデータを読み込んで画面に表示することはできたのですが
10秒毎にデータグラフを書きたくてtkinterからFigureCanvasTkAggを使用して
最初の1枚を出すことはできたのですが、いろいろなアプローチを行ったんですが
2回目の書換がうまく行かずに
（エラーがでてプログラムが止まる）
苦肉の策でエラーが出ずに動いた

            fig.savefig("test_figure2.png")
            img = Image.open('test_figure2.png')
            img = ImageTk.PhotoImage(img)
            canvas.itemconfig(img2,image=img)

というファイルを経由しての書き換えを行っています。
このファイル経由をなにか変数経由で行いたいのですが
いい方法がありますでしょうか

イメージ的には

変数A(イメージ)　＜＝　新グラフデータ
canvas.itemconfig(img2,image=変数A(イメージ))

という感じです。
ソースファイル添付しますが計測部は省いています。

Python歴は1ヶ月です。
稚拙なソースファイルでもう訳ありませんがよろしくおねがいします。

発生している問題・エラーメッセージ

エラーメッセージ

該当のソースコード

PYTHON
ソースコード

import time
import datetime
import tkinter as tk
import tkinter.font as font
import threading
import RPi.GPIO as GPIO
import spidev
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg, NavigationToolbar2Tk
from matplotlib.figure import Figure
import csv
import pprint
import sys
import os
from PIL import Image, ImageTk

fontsize1 = 40
#path_w = 'data/src/test_w.txt' #for csv test

class Application(tk.Frame):
    def __init__(self, master=None):
        super().__init__(master)
        self.stop_fg=True
#        self.stop_fg=True
        self.locate="    0.000" # 
        self.laptime=" 0.000000000" # Process time measure
        self.laptime2=" 0.000000000" # Process time measure
        self.laptime3=" 0.000000000" # Process time measure
        self.testcount01=0 # temp counter01
        self.testcount02=0 # temp counter02
        self.temperature01A="    0.00" # temperature01  
        self.temperature01B="    0.00" # temperature02  
        self.temperature02A="    0.00" # temperature01  
        self.temperature02B="    0.00" # temperature02  
        self.adconv01="    0.000" # ADconverterA01  
        self.adconv02="    0.000" # ADconverterA02  
        self.strain01="    0.000" # Starin converter01  
        self.strain02="    0.000" # Strain converter02  
        self.hosei_fg = False
        self.GUI()
        self.on_start()

    def GUI(self):
        self.Text001=tk.Label(text=self.locate,font=("",fontsize1), anchor='w')
        self.Text001.grid(column=0,row=0)
#
        Text001=tk.Label(text=" mm (位置",font=("",fontsize1))
        Text001.grid(column=1,row=0)

        self.Text002=tk.Label(text=self.temperature01A,font=("",fontsize1),fg ='green', anchor='w')
        self.Text002.grid(column=0,row=1)

        Text002=tk.Label(text="℃ (１",font=("",fontsize1),fg ='green')
        Text002.grid(column=1,row=1)

        self.Text004=tk.Label(text=self.temperature02A,font=("",fontsize1),fg ='darkorange', anchor='w')
        self.Text004.grid(column=0,row=2)

        Text004=tk.Label(text="℃ (２",font=("",fontsize1),fg ='darkorange')
        Text004.grid(column=1,row=2)

        self.Text006=tk.Label(text=self.adconv01,font=("",fontsize1), anchor='w')
        self.Text006.grid(column=10,row=0)

        Text006=tk.Label(text=" Volt (1　",font=("",fontsize1))
        Text006.grid(column=11,row=0)

        self.Text007=tk.Label(text=self.adconv02,font=("",fontsize1),fg ='green', anchor='w')
        self.Text007.grid(column=10,row=1)

        Text007=tk.Label(text=" Volt (2",font=("",fontsize1),fg ='green')
        Text007.grid(column=11,row=1)

        self.Text008=tk.Label(text=self.strain01,font=("",fontsize1),fg ='darkorange', anchor='w')
        self.Text008.grid(column=10,row=2)

        Text008=tk.Label(text=" e (G1　",font=("",fontsize1),fg ='darkorange')
        Text008.grid(column=11,row=2)

        self.Text009=tk.Label(text=self.strain02,font=("",fontsize1), anchor='w')
        self.Text009.grid(column=10,row=3)

        Text009=tk.Label(text=" e (G2　",font=("",fontsize1))
        Text009.grid(column=11,row=3)

#グラフ描画テスト
        global x1,y1,y2,fig,ax1,canvas,h,img,img2

        x1 = np.linspace(0.0, 5.0)
        y1 = np.cos(2 * np.pi * x1) * np.exp(-x1)
        y2 = np.sin(2 * np.pi * x1) * np.exp(-x1)

        fig = plt.figure(figsize=(14, 5))
        ax1 = fig.add_subplot(111)
#        ax1.plot(x1,y1,'green')
        h,=ax1.plot(x1,y1,'green')

        fig.savefig("test_figure.png")
        
        img = Image.open('test_figure.png')
        img = ImageTk.PhotoImage(img)

        canvas = tk.Canvas(bg = "black", width=1400, height=490)
        canvas.place(x=100, y=300) # 左上の座標を指定
        # キャンバスに画像を表示する。第一引数と第二引数は、x, yの座標
        img2 = canvas.create_image(0, 0, image=img, anchor=tk.NW)

#        canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root)  # Generate canvas instance, Embedding fig in root
#        canvas.draw()
#        canvas.get_tk_widget().place(x=50,y=300)

#laptime 表示
        self.Text108=tk.Label(text=self.laptime,font=("",20), anchor='w')
        self.Text108.grid(column=0,row=3)

        self.Text109=tk.Label(text=self.testcount01,font=("",20), anchor='w')
        self.Text109.grid(column=0,row=4)

        self.Text110=tk.Label(text=self.testcount02,font=("",20), anchor='w')
        self.Text110.grid(column=0,row=5)

#ボタン        
        Button001=tk.Button(text="Start",font=("",20),command=self.on_start)
#        Button001.grid(column=0,row=10)
        Button001.place(x=50,y=800)
        Button002=tk.Button(text="Stop",font=("",20),command=self.on_stop)
#        Button002.grid(column=1,row=10)
        Button002.place(x=150,y=800)
        Button003=tk.Button(text="Reset",font=("",20),command=self.on_reset)
#        Button002.grid(column=2,row=10)
        Button003.place(x=250,y=800)
        Button004=tk.Button(text="Quit",font=("",20),command=self.on_quit)
#        Button003.grid(column=3,row=10)
        Button004.place(x=350,y=800)

    def run(self):
        global h
        self.stop_fg=False
        elapsed_time = 0
        elapsed_timemax = 0
        elapsed_timeave = 0
        sectimer01 = 0
        avg1_list=[] 
        avg1_cnt=0
        avg1 = 0
        logtime1 = 1000.0 # msec

        while self.stop_fg!=True:

            start = time.time()
            time.sleep(0.15) #150msec wait  
 
            #ここに計測処理が入ります。

#処理時間の計測
            elapsed_time = (time.time() - start) * 1000
            if elapsed_time > elapsed_timemax :
                elapsed_timemax = elapsed_time 
            avg1_list.append(elapsed_time)
            avg1_cnt = avg1_cnt + 1
            if avg1_cnt > 50 :
                avg1_cnt = 0
                avg1 = sum(avg1_list) / len(avg1_list)
                avg1_list = []

            sectimer01 = sectimer01 + elapsed_time

#10秒毎の処理           
            if sectimer01 > logtime1 :
                ax1.cla()
                h,=ax1.plot(x1,y2,'red')
                fig.savefig("test_figure2.png")
                img = Image.open('test_figure2.png')
                img = ImageTk.PhotoImage(img)
                canvas.itemconfig(img2,image=img)
#                canvas.show()
               
                sectimer01 = 0
                now = datetime.datetime.now()
                recordtime = '{0:%Y%m%d}'.format(now)
                recordtime = recordtime + "," + '{0:%H%M%S}'.format(now)
#コンソールに測定値を表示
#                print("recordtime = %s" % recordtime)
                data = 123456
                data = recordtime + "," + str(data)
#                data = data.split(',') 
                print("%s" % data)
 #               print(type(data))                 
     
#日付のファイル名のCSVに書き込み
                f = open('{0:%Y%m%d}'.format(now) + ".csv" , 'a') 
                f.write(data+"\n")
                f.close()

            self.laptime= '　　　処理時間(単独)　' + "{:6.2f}".format(elapsed_time)+'ミリ秒'
            self.Text108["text"]= self.laptime
            self.laptime2= '　　　処理時間(最大) ' + "{:6.2f}".format(elapsed_timemax)+'ミリ秒'
            self.Text109["text"]= self.laptime2
            self.laptime3= '処理時間(50回平均) ' + "{:6.2f}".format(avg1)+'ミリ秒'
            self.Text110["text"]= self.laptime3

    def on_start(self):
        if self.stop_fg!=True:
            return
        else:
            threading.Thread(target=self.run).start()

    def on_stop(self):
        self.stop_fg=True

    def on_reset(self):
        self.on_stop()
        self.testcount01=0

    def on_quit(self):
#終了処理        
        raise SystemExit
                
root=tk.Tk()
root.title("Measurement Value")
root.geometry("1600x900+50+50")
app=Application(master=root)

app.mainloop()

試したこと

ここに問題に対して試したことを記載してください。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

いい方法がありますでしょうか

FigureCanvasTkAggを使うです。

・・・が、これだけだと何の解決にもならないと思うので

解決へ向けて、エラーの内容と、
問題が再現できる最小のコードを作成できますか。

省略部分のデータ所得の部分などは乱数に置き換えても良いので
エラーが再現出来るものが望ましいです。

また、未使用の外部ライブラリも動作に影響がなければコメントアウトで。
コードを実行してみるにあたり、環境を整えやすい方が良いです。

2回目の書換がうまく行かずに

FigureCanvasTkAggを用いて (解説は下)

python
1import time
2import datetime
3import tkinter as tk
4import tkinter.font as font
5import threading
6#import RPi.GPIO as GPIO
7#import spidev
8import matplotlib.pyplot as plt
9import numpy as np
10from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg, NavigationToolbar2Tk
11from matplotlib.figure import Figure
12import csv
13import pprint
14import sys
15import os
16from PIL import Image, ImageTk
17
18fontsize1 = 40
19
20class Application(tk.Frame):
21    def __init__(self, master=None):
22        super().__init__(master)
23        self.stop_fg=True
24#        self.stop_fg=True
25        self.locate="    0.000" # 
26        self.laptime=" 0.000000000" # Process time measure
27        self.laptime2=" 0.000000000" # Process time measure
28        self.laptime3=" 0.000000000" # Process time measure
29        self.testcount01=0 # temp counter01
30        self.testcount02=0 # temp counter02
31        self.temperature01A="    0.00" # temperature01  
32        self.temperature01B="    0.00" # temperature02  
33        self.temperature02A="    0.00" # temperature01  
34        self.temperature02B="    0.00" # temperature02  
35        self.adconv01="    0.000" # ADconverterA01  
36        self.adconv02="    0.000" # ADconverterA02  
37        self.strain01="    0.000" # Starin converter01  
38        self.strain02="    0.000" # Strain converter02  
39        self.hosei_fg = False
40        self.GUI()
41
42        # 動画キャプチャの為
43        # self.on_start()
44
45    def GUI(self):
46        self.Text001=tk.Label(text=self.locate,font=("",fontsize1), anchor='w')
47        self.Text001.grid(column=0,row=0)
48#
49        Text001=tk.Label(text=" mm (位置",font=("",fontsize1))
50        Text001.grid(column=1,row=0)
51
52        self.Text002=tk.Label(text=self.temperature01A,font=("",fontsize1),fg ='green', anchor='w')
53        self.Text002.grid(column=0,row=1)
54
55        Text002=tk.Label(text="℃ (１",font=("",fontsize1),fg ='green')
56        Text002.grid(column=1,row=1)
57
58        self.Text004=tk.Label(text=self.temperature02A,font=("",fontsize1),fg ='darkorange', anchor='w')
59        self.Text004.grid(column=0,row=2)
60
61        Text004=tk.Label(text="℃ (２",font=("",fontsize1),fg ='darkorange')
62        Text004.grid(column=1,row=2)
63
64        self.Text006=tk.Label(text=self.adconv01,font=("",fontsize1), anchor='w')
65        self.Text006.grid(column=10,row=0)
66
67        Text006=tk.Label(text=" Volt (1　",font=("",fontsize1))
68        Text006.grid(column=11,row=0)
69
70        self.Text007=tk.Label(text=self.adconv02,font=("",fontsize1),fg ='green', anchor='w')
71        self.Text007.grid(column=10,row=1)
72
73        Text007=tk.Label(text=" Volt (2",font=("",fontsize1),fg ='green')
74        Text007.grid(column=11,row=1)
75
76        self.Text008=tk.Label(text=self.strain01,font=("",fontsize1),fg ='darkorange', anchor='w')
77        self.Text008.grid(column=10,row=2)
78
79        Text008=tk.Label(text=" e (G1　",font=("",fontsize1),fg ='darkorange')
80        Text008.grid(column=11,row=2)
81
82        self.Text009=tk.Label(text=self.strain02,font=("",fontsize1), anchor='w')
83        self.Text009.grid(column=10,row=3)
84
85        Text009=tk.Label(text=" e (G2　",font=("",fontsize1))
86        Text009.grid(column=11,row=3)
87
88#グラフ描画テスト
89        global x1,y1,y2,fig,ax1,canvas,h,img,img2
90
91        x1 = np.linspace(0.0, 5.0)
92        y1 = np.cos(2 * np.pi * x1) * np.exp(-x1)
93        y2 = np.sin(2 * np.pi * x1) * np.exp(-x1)
94
95        fig = plt.figure(figsize=(14, 5))
96        ax1 = fig.add_subplot(111)
97#        ax1.plot(x1,y1,'green')
98        h,=ax1.plot(x1,y1,'green')
99
100        canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=root)  # Generate canvas instance, Embedding fig in root
101        canvas.draw()
102        canvas.get_tk_widget().place(x=50,y=300)
103
104#laptime 表示
105        self.Text108=tk.Label(text=self.laptime,font=("",20), anchor='w')
106        self.Text108.grid(column=0,row=3)
107
108        self.Text109=tk.Label(text=self.testcount01,font=("",20), anchor='w')
109        self.Text109.grid(column=0,row=4)
110
111        self.Text110=tk.Label(text=self.testcount02,font=("",20), anchor='w')
112        self.Text110.grid(column=0,row=5)
113
114#ボタン        
115        Button001=tk.Button(text="Start",font=("",20),command=self.on_start)
116#        Button001.grid(column=0,row=10)
117        Button001.place(x=50,y=800)
118        Button002=tk.Button(text="Stop",font=("",20),command=self.on_stop)
119#        Button002.grid(column=1,row=10)
120        Button002.place(x=150,y=800)
121        Button003=tk.Button(text="Reset",font=("",20),command=self.on_reset)
122#        Button002.grid(column=2,row=10)
123        Button003.place(x=250,y=800)
124        Button004=tk.Button(text="Quit",font=("",20),command=self.on_quit)
125#        Button003.grid(column=3,row=10)
126        Button004.place(x=350,y=800)
127
128    def run(self):
129        global h
130        self.stop_fg=False
131        elapsed_time = 0
132        elapsed_timemax = 0
133        elapsed_timeave = 0
134        sectimer01 = 0
135        avg1_list=[] 
136        avg1_cnt=0
137        avg1 = 0
138        logtime1 = 1000.0 # msec
139
140        while self.stop_fg!=True:
141
142            start = time.time()
143            time.sleep(0.15) #150msec wait  
144
145            #ここに計測処理が入ります。
146
147#処理時間の計測
148            elapsed_time = (time.time() - start) * 1000
149            if elapsed_time > elapsed_timemax :
150                elapsed_timemax = elapsed_time 
151            avg1_list.append(elapsed_time)
152            avg1_cnt = avg1_cnt + 1
153            if avg1_cnt > 50 :
154                avg1_cnt = 0
155                avg1 = sum(avg1_list) / len(avg1_list)
156                avg1_list = []
157
158            sectimer01 = sectimer01 + elapsed_time
159
160#10秒毎の処理           
161            if sectimer01 > logtime1 :
162                ax1.cla()
163                h,=ax1.plot(x1,y2,'red')
164
165                ## メインスレッド側で呼ぶ
166                root.after(10, canvas.draw)
167
168                sectimer01 = 0
169                now = datetime.datetime.now()
170                recordtime = '{0:%Y%m%d}'.format(now)
171                recordtime = recordtime + "," + '{0:%H%M%S}'.format(now)
172#コンソールに測定値を表示
173#                print("recordtime = %s" % recordtime)
174                data = 123456
175                data = recordtime + "," + str(data)
176                print("%s" % data)
177
178            self.laptime= '　　　処理時間(単独)　' + "{:6.2f}".format(elapsed_time)+'ミリ秒'
179            self.Text108["text"]= self.laptime
180            self.laptime2= '　　　処理時間(最大) ' + "{:6.2f}".format(elapsed_timemax)+'ミリ秒'
181            self.Text109["text"]= self.laptime2
182            self.laptime3= '処理時間(50回平均) ' + "{:6.2f}".format(avg1)+'ミリ秒'
183            self.Text110["text"]= self.laptime3
184
185    def on_start(self):
186        if self.stop_fg!=True:
187            return
188        else:
189            threading.Thread(target=self.run, daemon=True).start()
190
191    def on_stop(self):
192        self.stop_fg=True
193
194    def on_reset(self):
195        self.on_stop()
196        self.testcount01=0
197
198    def on_quit(self):
199#終了処理        
200        raise SystemExit
201
202root=tk.Tk()
203root.title("Measurement Value")
204root.geometry("1600x900+50+50")
205app=Application(master=root)
206
207app.mainloop()

要点は一か所のみ

## メインスレッド側で呼ぶ
root.after(10, canvas.draw)

tkinerに限らず、mainloopを実行してる以外のスレッドから
データ更新以外のGUI操作をするとうまくいきません。
(スレッドセーフな操作ではない為）

スレッドを使ったタイマー処理は tkinter では
after()で呼び出す方法がよく用いられますが、
今回は最小限の変更で済むように、canvas.drawのみを
mainloop側(メインスレッド)で呼んでもらうように修正。

エラー内容がないので確定ではありませんが、
元コードは canvas.show() でコメントアウトしていた箇所、
恐らくここで詰まってたのではないかなと予想です。

他の変更点: (問題には影響なし、コードを掲載するにあたり変更した箇所)

起動時の on_start() 録画の為にコメントアウト。
threading.Thread(target=self.run, daemon=True).start()

daemon=メインスレッド終了時にスレッドも終了。不要であれば削ってください。

注意: csv出力や画像ファイル出力など、

デバッグで何度も実行する時に不要だった部分はざっくり削ってあります。

投稿2020/04/24 19:00

編集2020/04/24 19:44

teamikl

総合スコア8664

TomoWa

2020/04/25 00:31

ご指摘の通り、canvas.draw()で詰まっていました。エラー表示が ↓ここから Backend terminated or disconnected.Fatal Python error: Segmentation fault Current thread 0xb229d460 (most recent call first): File "/usr/lib/python3/dist-packages/matplotlib/backends/_backend_tk.py", line 91 in blit File "/usr/lib/python3/dist-packages/matplotlib/backends/backend_tkagg.py", line 10 in draw File "/home/pi/Documents/wada_python01/testgraph02T.py", line 174 in run File "/usr/lib/python3.7/threading.py", line 865 in run File "/usr/lib/python3.7/threading.py", line 917 in _bootstrap_inner File "/usr/lib/python3.7/threading.py", line 885 in _bootstrap Thread 0xb6f91ad0 (most recent call first): File "/usr/lib/python3.7/tkinter/__init__.py", line 1283 in mainloop File "/home/pi/Documents/wada_python01/testgraph02T.py", line 224 in <module> File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 1272 in _execute_prepared_user_code File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 1200 in wrapper File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 1213 in wrapper File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 1259 in execute_source File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 815 in _execute_source File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 801 in _execute_file File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 403 in _cmd_Run File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 204 in handle_command File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend.py", line 146 in mainloop File "/usr/lib/python3/dist-packages/thonny/backend_launcher.py", line 87 in <module> Use 'Stop/Restart' to restart. ↑ここまでといった感じでWEBで調べても具体例がなく解決方法がわかりませんでした。 FigureCanvasTkAggを使ってグラフの更新ができるようになりました。本当にありがとうございました、感謝です。まだまだ学習が足りていないですね、もっと勉強したいと思います。

teamikl

2020/04/25 02:38

確かにこのエラー表示は原因の特定が難しいですね。これはマルチスレッド + GUI ライブラリでの共通する問題なので、他にもメイン以外のスレッドから直接GUIの操作をする場合は、同様のエラーになる可能性があるので注意です。一点だけ訂正。待ち時間は特に指定する必要がないので、root.after_idle(canvas.draw) の方が適切でした。

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