HOWTO · Matplotlib

如何在 Matplotlib 中以灰度顯示影象

在本文中，我們將學習如何使用 Matplotlib 顯示灰度影象。要使用 Matplotlib 顯示灰度影象，我們使用 matplotlib.pyplot.imshow()，引數 cmap 設定為'gray'，vmin 設定為 0，vmax 設定為 255。

作者 Suraj Joshi發佈於 2020-11-07更新於 2026-11-02
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要使用 Matplotlib 顯示灰度影象，我們使用 matplotlib.pyplot.imshow()，引數 cmap 設定為'gray，vmin 設定為 0，vmax 設定為 255，預設情況下 cmap、vmin 和 vmax 的值設定為 None。

matplotlib.pyplot.imshow()

matplotlib.pyplot.imshow(X,
                         cmap=None,
                         norm=None,
                         aspect=None,
                         interpolation=None,
                         alpha=None,
                         vmin=None,
                         vmax=None,
                         origin=None,
                         extent=None,
                         shape= < deprecated parameter > ,
                         filternorm=1,
                         filterrad=4.0,
                         imlim= < deprecated parameter > ,
                         resample=None,
                         url=None,
                         *,
                         data=None,
                         **kwargs)

示例。Matplotlib 以灰度顯示影象

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.image as img

image = img.imread("lena.jpg")

plt.imshow(image[:, :, 1], cmap="gray", vmin=0, vmax=255, interpolation="none")
plt.show()

輸出：

Matplotlib 顯示灰度影象

本方法使用 matplotlib.image 模組中的 imread() 函式讀取影象 lena.jpg，它是一個 RGB 影象。要把影象顯示為灰度，我們只需要一個顏色通道。所以下一步，只需要一個顏色通道，使用 plt.imshow() 方法顯示影象，cmap 設定為'gray，vmin 設定為 0，vmax 設定為 255。

最後，我們使用 show() 方法顯示一個視窗，以灰度顯示影象。要執行上面的指令碼，我們必須在當前工作目錄下有 lena.jpg。

只取一個顏色通道並不是將 RGB 影象轉換為灰度影象的合適方式，因為我們有特定的演算法來提高轉換效率。這些演算法幾乎在所有流行的影象處理庫中都可以實現。下面，演示一個使用 PIL 的示例。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image

image = Image.open("lena.jpg")
gray_image = image.convert("L")
gray_image_array = np.asarray(gray_image)
plt.imshow(gray_image_array, cmap="gray", vmin=0, vmax=255)
plt.show()

輸出：

Matplotlib 使用影象模組以灰度顯示影象

在這裡，我們使用 open() 函式讀取當前工作目錄中的影象 lena.jpg，然後使用 convert() 方法以'L'為引數將影象轉換為灰度影象。之後，我們將灰度影象轉換為 NumPy 陣列，並使用 imshow() 方法顯示影象。

在 Matplotlib 中以灰度顯示二維陣列

上面的範例從磁碟讀取影像檔案。imshow() 對程式自己建立的二維陣列同樣適用：使用 NumPy 建立陣列，然後將其傳遞給 imshow()，並將 cmap 設定為 "gray"，將 vmin 和 vmax 設定為陣列自身的最小值和最大值，使資料的整個範圍對應到從黑到白。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# Build a two-dimensional array of grayscale values in code
x = np.linspace(0, 255, 16)
y = np.linspace(0, 255, 12)
data = (x[np.newaxis, :] + y[:, np.newaxis]) / 2

plt.imshow(data, cmap="gray", vmin=data.min(), vmax=data.max())
plt.colorbar(label="Pixel value")
plt.title("Two-dimensional array displayed in grayscale")
plt.show()

輸出：

使用 imshow 以灰度顯示的二維 NumPy 陣列：亮度從左上角的黑色（值 0）平滑地增加到右下角的白色（值 255），顏色條顯示像素值。

該陣列包含 0 到 255 的值，因此最暗的單元格渲染為黑色，最亮的渲染為白色，中間的每個值都渲染為成比例的灰色色調。

關於作者

Suraj Joshi

Suraj Joshi is a backend software engineer at Matrice.ai.

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