PyQt5 GUI：IMU 時域圖顯示器

以下是 ✅ 完整支援 UTF-8 中文顯示 的 PyQt5 GUI 程式碼範例，包含：

• matplotlib 圖表中文字支援 ✅

• PyQt5 控制項中文顯示 ✅

• pandas.read_csv() 使用 encoding='utf-8' 讀取中文 CSV ✅

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✅ 全中文友善 PyQt5 GUI：IMU 時域圖顯示器

[python]
import sys
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib
from PyQt5.QtWidgets import (
    QApplication, QWidget, QVBoxLayout, QPushButton,
    QFileDialog, QComboBox, QLabel
)
from PyQt5.QtCore import QTimer
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
from matplotlib.figure import Figure
import torch
import torch.nn as nn

# ✅ 設定 matplotlib 支援中文顯示
matplotlib.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft JhengHei', 'Taipei Sans TC Beta', 'Arial Unicode MS', 'SimHei']
matplotlib.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

# ✅ 模擬模型（可替換為自己訓練的模型）
class DummyLSTM(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim=6, hidden_dim=64, num_layers=1, num_classes=4):
        super().__init__()
        self.lstm = nn.LSTM(input_dim, hidden_dim, num_layers, batch_first=True)
        self.fc = nn.Linear(hidden_dim, num_classes)

    def forward(self, x):
        out, _ = self.lstm(x)
        out = self.fc(out[:, -1, :])
        return out

class IMUGUI(QWidget):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle('IMU 時域顯示器（支援 UTF-8 中文）')
        self.resize(900, 700)

        self.data = None
        self.index = 0
        self.fs = 100
        self.seq_len = 100
        self.timer = QTimer()
        self.timer.timeout.connect(self.next_frame)

        self.model = DummyLSTM().eval()
        self.device = torch.device('cpu')

        layout = QVBoxLayout()
        self.load_button = QPushButton('📂 載入 CSV 檔案')
        self.play_button = QPushButton('▶️ 播放 / 暫停')
        self.combo = QComboBox()
        self.combo.addItems(['顯示 1 秒', '顯示 2 秒', '顯示 3 秒'])
        self.label = QLabel('📌 尚未載入資料')

        self.canvas = FigureCanvas(Figure())
        self.ax = self.canvas.figure.add_subplot(111)

        layout.addWidget(self.load_button)
        layout.addWidget(self.play_button)
        layout.addWidget(self.combo)
        layout.addWidget(self.label)
        layout.addWidget(self.canvas)
        self.setLayout(layout)

        self.load_button.clicked.connect(self.load_csv)
        self.combo.currentIndexChanged.connect(self.set_seq_len)
        self.play_button.clicked.connect(self.toggle_play)

    def load_csv(self):
        fname, _ = QFileDialog.getOpenFileName(self, '選擇 CSV 檔案', '', 'CSV files (*.csv)')
        if fname:
            try:
                self.data = pd.read_csv(fname, encoding='utf-8')
            except UnicodeDecodeError:
                self.data = pd.read_csv(fname, encoding='big5')
            self.label.setText(f'✅ 已載入：{fname.split("/")[-1]}')
            self.set_seq_len()
            self.index = 0
            self.update_plot()

    def set_seq_len(self):
        self.seq_len = self.fs * (self.combo.currentIndex() + 1)

    def toggle_play(self):
        if self.timer.isActive():
            self.timer.stop()
            self.play_button.setText("▶️ 播放 / 暫停")
        else:
            self.timer.start(100)
            self.play_button.setText("⏸️ 播放中...")

    def next_frame(self):
        if self.data is None:
            return
        self.index += 1
        if self.index + self.seq_len > len(self.data):
            self.timer.stop()
            self.play_button.setText("▶️ 播放 / 暫停")
            self.index = 0
        self.update_plot()

    def update_plot(self):
        if self.data is None or self.index + self.seq_len > len(self.data):
            return

        segment = self.data.iloc[self.index:self.index + self.seq_len]
        time = [i * 0.01 for i in range(self.seq_len)]
        self.ax.clear()

        colors = ['red', 'blue', 'green']
        for i in range(3):  # b1~b3
            self.ax.plot(time, segment[f'b{i+1}'], color=colors[i], label=f'b{i+1}')
        for i in range(3):  # b4~b6
            self.ax.plot(time, segment[f'b{i+4}'], linestyle='--', color=colors[i], label=f'b{i+4}')

        # 顯示實際類別與預測類別
        actual_label = segment['type'].iloc[-1]
        imu_values = segment[[f'b{i+1}' for i in range(6)]].values
        imu_tensor = torch.tensor(imu_values, dtype=torch.float32).unsqueeze(0)
        with torch.no_grad():
            pred = self.model(imu_tensor).argmax().item()

        self.ax.set_title(f'第 {self.index} ~ {self.index+self.seq_len} 筆｜實際類別：{actual_label}｜預測：{pred}')
        self.ax.set_xlabel('時間（秒）')
        self.ax.set_ylabel('IMU 數值')
        self.ax.legend()
        self.canvas.draw()


if __name__ == '__main__':
    app = QApplication(sys.argv)
    gui = IMUGUI()
    gui.show()
    sys.exit(app.exec_())

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✅ 特點總結：

項目	說明
📂 載入中文 CSV	使用 utf-8 或 fallback big5
🈶 中文標題、按鈕、圖例	完全繁體中文化介面
📊 Matplotlib 中文支援	不亂碼顯示圖表中文
⏱️ 支援即時播放	自動滑動時間窗格，每 100ms 前進

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self.timer.start(100) 是 PyQt5 中的 QTimer 定時器啟動指令，以下是它的詳細說明：

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📘 指令說明

python
self.timer.start(100)

表示 啟動 QTimer 並每隔 100 毫秒（0.1 秒）觸發一次 timeout 事件。

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🧠 在你的 GUI 中代表什麼？

• 你設置了一個 QTimer() 物件並綁定了：

  python
  self.timer.timeout.connect(self.next_frame)
  

• 所以每次 100 毫秒 會執行一次 self.next_frame() 函式。

• self.next_frame() 的作用是：

  • 將目前視窗滑動 1 筆

  • 重新呼叫 update_plot() 更新圖表內容

• 結果就是：形成 IMU 時域圖的播放動畫效果（類似影片滑動窗）

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⏱️ 參數 100 的意義

數值	播放速度效果
100	每秒更新 10 次（建議值）
50	每秒更新 20 次（更快）
200	每秒更新 5 次（慢動作）

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✅ 延伸：可根據播放需求微調

你可以讓使用者手動選擇播放速率，例如新增：

python
self.speed_combo = QComboBox()
self.speed_combo.addItems(['0.1 秒/格', '0.2 秒/格', '0.05 秒/格'])

並在 toggle_play() 中讀取：

python
interval = [100, 200, 50][self.speed_combo.currentIndex()]
self.timer.start(interval)