HOWTO · Matplotlib
如何使用 Matplotlib Python 顯示圖像
了解如何使用 Matplotlib 的 imshow() 載入和顯示本機圖像、顯示 PIL 圖像、自訂其外觀並儲存圖形。
本頁內容
使用 matplotlib.pyplot.imread() 載入圖像，使用 imshow() 將其像素放入 Matplotlib 座標軸中，並使用 show() 在指令碼中顯示圖形。傳遞給 imread() 的路徑必須識別 Python 程序可用的圖像。在筆記本中，最終圖形通常會自動顯示；在一般指令碼中，請呼叫 plt.show()。
使用 Matplotlib 載入並顯示圖像
這個自包含範例建立一個小的範例圖像，用 imread() 讀取它並顯示它。對於您的檔案，請將範例圖像的設定和 image_path 指派替換為 Python 程序可存取的圖像路徑。將圖像放在指令碼旁邊並使用其檔案名，或提供絕對路徑；相對路徑從程序的目前工作目錄解析。
from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
with TemporaryDirectory() as directory:
image_path = Path(directory) / "sample.png"
pixels = np.zeros((3, 3, 3), dtype=float)
pixels[:, :, 0] = 1.0
plt.imsave(image_path, pixels)
image = plt.imread(image_path)
plt.imshow(image)
plt.axis("off")
plt.show()
print("Image loaded and displayed.")
Image loaded and displayed.
imread() 將檔案載入到陣列中，imshow() 是 matplotlib.pyplot 中的一個函式，它在目前座標軸中顯示該圖像資料。axis("off") 隱藏座標軸及其刻度。生成的範例只是這個可執行範例的一個 fixture；使用您自己的圖像時，請將該檔案保持在所選路徑上可用，並直接讀取它。
使用 Matplotlib 顯示 PIL 圖像
如果圖像已經由 PIL 圖像物件表示，請將該物件傳遞給 imshow()，而不是用 plt.imread() 讀取它。當程式的另一部分已經用 Pillow 開啟或處理了圖像時，這很有用。Image.show() 是單獨的 PIL 顯示途徑；使用 plt.show() 顯示 Matplotlib 圖形。兩個顯示呼叫使用不同的呈現路徑，因此當您需要座標軸、圖形大小設定或圖形匯出時，請使用 Matplotlib 途徑。
from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from PIL import Image
with TemporaryDirectory() as directory:
image_path = Path(directory) / "sample.png"
plt.imsave(image_path, np.full((3, 3, 3), 0.4))
with Image.open(image_path) as image:
plt.imshow(image)
plt.axis("off")
plt.show()
將暫時範例路徑替換為您自己的圖像路徑，以開啟本機檔案。此途徑需要提供 PIL.Image 的 Pillow。
自訂圖像顯示
要以灰階方式檢視 RGB 資料，請對其三個色彩通道求平均值並選擇灰階色彩對應。下面的 mean(axis=2) 運算假設陣列的第三個軸包含紅色、綠色和藍色通道；它並不適用於每種圖像形狀或色彩模型。內插改變的是 Matplotlib 在螢幕上呈現像素的方式，而不是來源圖像的細節。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
image = np.array(
[
[[1.0, 0.2, 0.1], [0.2, 0.8, 0.3]],
[[0.1, 0.3, 1.0], [0.8, 0.8, 0.8]],
]
)
plt.imshow(image.mean(axis=2), cmap="gray", interpolation="bicubic")
plt.axis("off")
plt.show()
cmap="gray" 將平均值對應為灰色色調。當另一種受支援的色彩對應或內插設定更適合圖像及其檢視方式時，請選擇它。要保留彩色圖像，請將原始陣列而不是平均後的陣列傳遞給 imshow()。顯示選項影響呈現出的檢視；它們不會重寫已載入的像素資料。
儲存顯示的圖形
使用 savefig() 將 Matplotlib 圖形寫入圖像檔案。它儲存圖形（包括其座標軸和版面配置），而不是更改原始圖像。請在呼叫 show() 之前儲存，以便在各種顯示後端下圖形仍可用於儲存操作。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
image = np.full((3, 3, 3), 0.4)
plt.imshow(image)
plt.axis("off")
plt.savefig("displayed-image.png", bbox_inches="tight", pad_inches=0)
plt.show()
路徑 displayed-image.png 相對於目前工作目錄寫入。選擇不同的檔案名或路徑來控制圖形儲存的位置。對於緊密裁剪，bbox_inches="tight" 會裁掉周圍的空白，pad_inches=0 會去掉額外的填補。如果匯出的大小很重要，請在繪圖前設定圖形大小；儲存的檔案是目前 Matplotlib 圖形的呈現結果。
