python matplotlib图像的绘制

雨点打透心脏的1/2处 2022-06-11 02:44 376阅读 0赞

实际上前面我们就已经用到了图像的绘制，如：

io.imshow(img)

这一行代码的实质是利用matplotlib包对图片进行绘制，绘制成功后，返回一个matplotlib类型的数据。因此，我们也可以这样写：

import matplotlib.pyplot as plt
    plt.imshow(img)

imshow()函数格式为：

`matplotlib.pyplot.``imshow`(X, cmap=None)

X: 要绘制的图像或数组。

cmap: 颜色图谱（colormap), 默认绘制为RGB(A)颜色空间。

其它可选的颜色图谱如下列表：

<table style="margin:0px; padding:0px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; word-break:break-word; height:422px; width:654px">     
 <thead style="margin:0px; padding:0px"> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <th style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 颜色图谱</th> 
   <th style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody style="margin:0px; padding:0px"> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> autumn</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 红-橙-黄</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> bone</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 黑-白，x线</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> cool</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 青-洋红</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> copper</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 黑-铜</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> flag</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 红-白-蓝-黑</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> gray</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 黑-白</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> hot</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 黑-红-黄-白</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> hsv</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> hsv颜色空间， 红-黄-绿-青-蓝-洋红-红</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> inferno</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 黑-红-黄</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> jet</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 蓝-青-黄-红<a href="http://matplotlib.org/api/pyplot_summary.html#id6" style="color:rgb(7,93,179); text-decoration:none; margin:0px; padding:0px" rel="nofollow"><br style="margin:0px; padding:0px"> </a></td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> magma</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 黑-红-白</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> pink</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 黑-粉-白</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plasma</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 绿-红-黄</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> prism</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> &nbsp;红-黄-绿-蓝-紫-...-绿模式</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> spring</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 洋红-黄</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> summer</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 绿-黄</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> viridis</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 蓝-绿-黄</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> winter</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 蓝-绿</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

用的比较多的有gray,jet等，如：

plt.imshow(image,plt.cm.gray)

plt.imshow(img,cmap=plt.cm.jet)

在窗口上绘制完图片后，返回一个AxesImage对象。要在窗口上显示这个对象，我们可以调用show()函数来进行显示，但进行练习的时候（ipython环境中），一般我们可以省略show（）函数，也能自动显示出来。

from skimage import io,data
    img=data.astronaut()
    dst=io.imshow(img)
    print(type(dst))
    io.show()

显示为：

![140867-20160111202811913-166942835.png][]

可以看到，类型是'matplotlib.image.AxesImage'。显示一张图片，我们通常更愿意这样写：

import matplotlib.pyplot as plt
    from skimage import io,data
    img=data.astronaut()
    plt.imshow(img)
    plt.show()

matplotlib是一个专业绘图的库，相当于matlab中的plot,可以设置多个figure窗口,设置figure的标题，隐藏坐标尺，甚至可以使用subplot在一个figure中显示多张图片。一般我们可以这样导入matplotlib库：

import matplotlib.pyplot as plt

也就是说，我们绘图实际上用的是matplotlib包的pyplot模块。

一、用figure函数和subplot函数分别创建主窗口与子图

例:分开并同时显示宇航员图片的三个通道

![复制代码][copycode.gif]

from skimage import data
    import matplotlib.pyplot as plt
    img=data.astronaut()
    plt.figure(num='astronaut',figsize=(8,8))  #创建一个名为astronaut的窗口,并设置大小 
    
    plt.subplot(2,2,1)     #将窗口分为两行两列四个子图，则可显示四幅图片
    plt.title('origin image')   #第一幅图片标题
    plt.imshow(img)      #绘制第一幅图片
    
    plt.subplot(2,2,2)     #第二个子图
    plt.title('R channel')   #第二幅图片标题
    plt.imshow(img[:,:,0],plt.cm.gray)      #绘制第二幅图片,且为灰度图
    plt.axis('off')     #不显示坐标尺寸
    
    plt.subplot(2,2,3)     #第三个子图
    plt.title('G channel')   #第三幅图片标题
    plt.imshow(img[:,:,1],plt.cm.gray)      #绘制第三幅图片,且为灰度图
    plt.axis('off')     #不显示坐标尺寸
    
    plt.subplot(2,2,4)     #第四个子图
    plt.title('B channel')   #第四幅图片标题
    plt.imshow(img[:,:,2],plt.cm.gray)      #绘制第四幅图片,且为灰度图
    plt.axis('off')     #不显示坐标尺寸
    
    plt.show()   #显示窗口

![复制代码][copycode.gif]

![140867-20160111205851741-773596782.png][]

在图片绘制过程中，我们用matplotlib.pyplot模块下的figure（）函数来创建显示窗口，该函数的格式为：

`matplotlib.pyplot.``figure`(num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None, edgecolor=None)

所有参数都是可选的，都有默认值，因此调用该函数时可以不带任何参数，其中：

num: 整型或字符型都可以。如果设置为整型，则该整型数字表示窗口的序号。如果设置为字符型，则该字符串表示窗口的名称。用该参数来命名窗口，如果两个窗口序号或名相同，则后一个窗口会覆盖前一个窗口。

figsize: 设置窗口大小。是一个tuple型的整数，如figsize=（8，8）

dpi: 整形数字，表示窗口的分辨率。

facecolor: 窗口的背景颜色。

edgecolor: 窗口的边框颜色。

用figure()函数创建的窗口，只能显示一幅图片，如果想要显示多幅图片，则需要将这个窗口再划分为几个子图，在每个子图中显示不同的图片。我们可以使用subplot（）函数来划分子图，函数格式为：

matplotlib.pyplot.subplot(nrows, ncols, plot\_number)

nrows: 子图的行数。

ncols: 子图的列数。

plot\_number: 当前子图的编号。

如：

plt.subplot(2,2,1)

则表示将figure窗口划分成了2行2列共4个子图，当前为第1个子图。我们有时也可以用这种写法：

plt.subplot(221)

两种写法效果是一样的。每个子图的标题可用title()函数来设置，是否使用坐标尺可用axis()函数来设置，如：

plt.subplot(221)
    plt.title("first subwindow")
    plt.axis('off')

二、用subplots来创建显示窗口与划分子图

除了上面那种方法创建显示窗口和划分子图，还有另外一种编写方法也可以，如下例:

![复制代码][copycode.gif]

import matplotlib.pyplot as plt
    from skimage import data,color
    
    img = data.immunohistochemistry()
    hsv = color.rgb2hsv(img)
    
    fig, axes = plt.subplots(2, 2, figsize=(7, 6))
    ax0, ax1, ax2, ax3 = axes.ravel()
    
    ax0.imshow(img)
    ax0.set_title("Original image")
    
    ax1.imshow(hsv[:, :, 0], cmap=plt.cm.gray)
    ax1.set_title("H")
    
    ax2.imshow(hsv[:, :, 1], cmap=plt.cm.gray)
    ax2.set_title("S")
    
    ax3.imshow(hsv[:, :, 2], cmap=plt.cm.gray)
    ax3.set_title("V")
    
    for ax in axes.ravel():
        ax.axis('off')
    
    fig.tight_layout()  #自动调整subplot间的参数

![复制代码][copycode.gif]

![140867-20160111211022335-245009093.png][]

直接用subplots()函数来创建并划分窗口。注意，比前面的subplot()函数多了一个s，该函数格式为：

`matplotlib.pyplot.``subplots`(nrows=1, ncols=1)

nrows: 所有子图行数，默认为1。

ncols: 所有子图列数，默认为1。

返回一个窗口figure, 和一个tuple型的ax对象，该对象包含所有的子图,可结合ravel()函数列出所有子图，如：

fig, axes = plt.subplots(2, 2, figsize=(7, 6))
    ax0, ax1, ax2, ax3 = axes.ravel()

创建了2行2列4个子图，分别取名为ax0,ax1,ax2和ax3, 每个子图的标题用set\_title()函数来设置，如：

ax0.imshow(img)
    ax0.set_title("Original image")

如果有多个子图，我们还可以使用tight\_layout()函数来调整显示的布局，该函数格式为：

`matplotlib.pyplot.``tight_layout`(pad=1.08, h\_pad=None, w\_pad=None, rect=None)

所有的参数都是可选的，调用该函数时可省略所有的参数。

pad: 主窗口边缘和子图边缘间的间距，默认为1.08

h\_pad, w\_pad: 子图边缘之间的间距，默认为 `pad_inches`

rect: 一个矩形区域，如果设置这个值，则将所有的子图调整到这个矩形区域内。

一般调用为：

plt.tight_layout()  #自动调整subplot间的参数

三、其它方法绘图并显示

除了使用matplotlib库来绘制图片，skimage还有另一个子模块viewer，也提供一个函数来显示图片。不同的是，它利用Qt工具来创建一块画布，从而在画布上绘制图像。

例：

from skimage import data
    from skimage.viewer import ImageViewer
    
    img = data.coins()
    viewer = ImageViewer(img)
    viewer.show()

最后总结一下，绘制和显示图片常用到的函数有：

<table style="margin:0px; padding:0px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; word-break:break-word; height:242px; width:565px"> 
 <tbody style="margin:0px; padding:0px"> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 函数名</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 功能</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 调用格式</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> figure</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 创建一个显示窗口</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plt.figure(num=1,figsize=(8,8)</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> imshow</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 绘制图片</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plt.imshow(image)</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> show</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 显示窗口</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plt.show()</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> subplot</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 划分子图</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plt.subplot(2,2,1)</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> title</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 设置子图标题(与subplot结合使用）</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plt.title('origin image')</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> axis</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 是否显示坐标尺</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plt.axis('off')</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> subplots</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 创建带有多个子图的窗口</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> fig,axes=plt.subplots(2,2,figsize=(8,8))</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> ravel</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 为每个子图设置变量</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> ax0,ax1,ax2,ax3=axes.ravel()</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> set_title</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 设置子图标题（与axes结合使用）</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> ax0.set_title('first window')</td> 
  </tr> 
  <tr style="margin:0px; padding:0px"> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> tight_layout</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> 自动调整子图显示布局</td> 
   <td style="margin:0px; padding:3px; border:1px solid silver; border-collapse:collapse"> plt.tight_layout()</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

分类: [Python][]

[140867-20160111202811913-166942835.png]: /images/20220611/8d5d2c9a96e74e7683212a4bcbc7145a.png
[copycode.gif]: /images/20220611/8ac5eb8221624130b9cbbbb413abbaa9.png
[140867-20160111205851741-773596782.png]: /images/20220611/c1fb374042fc41489971b166e30db70c.png
[140867-20160111211022335-245009093.png]: /images/20220611/1fad7939442e40d292d068487a7d243d.png
[Python]: http://www.cnblogs.com/denny402/category/760630.html