将图形转换为NumPy数组的图像

Question

将图形转换为NumPy数组的图像

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我正在尝试从Matplotlib图形中获取一个numpy数组图像，目前的方法是先将其保存到文件中，然后再读取文件，但我感觉一定有更好的方法。这是我现在正在做的：

from matplotlib.backends.backend_agg import FigureCanvasAgg as FigureCanvas
from matplotlib.figure import Figure

fig = Figure()
canvas = FigureCanvas(fig)
ax = fig.gca()

ax.text(0.0,0.0,"Test", fontsize=45)
ax.axis('off')

canvas.print_figure("output.png")
image = plt.imread("output.png")

我尝试了这个：

image = np.fromstring( canvas.tostring_rgb(), dtype='uint8' )

我从一个例子中找到了这段代码，但是运行时出现错误，提示“FigureCanvasAgg”对象没有“renderer”属性。

- John Stanford

6个回答

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对于正在寻找此问题答案的人，以下是从之前回答中收集的代码。请注意，方法np.fromstring已被弃用，现在应使用np.frombuffer。

#Image from plot
ax.axis('off')
fig.tight_layout(pad=0)

# To remove the huge white borders
ax.margins(0)

fig.canvas.draw()
image_from_plot = np.frombuffer(fig.canvas.tostring_rgb(), dtype=np.uint8)
image_from_plot = image_from_plot.reshape(fig.canvas.get_width_height()[::-1] + (3,))

- Jorge Diaz

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@rayryeng-ReinstateMonica 感谢您所做的改动，这显著地改善了答案。 - Jorge Diaz

@rayreng 有没有可能得到灰度输出？我在画布上没有看到类似于 tostring_rgb 的方法。 - Mehdi Zare

感谢编译答案！我还应该补充一点，命令的顺序（特别是fig.canvas.draw()）非常重要。由于顺序错误，我的代码最初无法正常工作。 - Iman Mirzadeh

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来自文档：

https://matplotlib.org/gallery/user_interfaces/canvasagg.html#sphx-glr-gallery-user-interfaces-canvasagg-py

fig = Figure(figsize=(5, 4), dpi=100)
# A canvas must be manually attached to the figure (pyplot would automatically
# do it).  This is done by instantiating the canvas with the figure as
# argument.
canvas = FigureCanvasAgg(fig)

# your plotting here

canvas.draw()
s, (width, height) = canvas.print_to_buffer()

# Option 2a: Convert to a NumPy array.
X = np.fromstring(s, np.uint8).reshape((height, width, 4))

- MrE

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我认为有一些更新，更加容易。

canvas.draw()
buf = canvas.buffer_rgba()
X = np.asarray(buf)

文档中的更新版本：

from matplotlib.backends.backend_agg import FigureCanvasAgg
from matplotlib.figure import Figure
import numpy as np

# make a Figure and attach it to a canvas.
fig = Figure(figsize=(5, 4), dpi=100)
canvas = FigureCanvasAgg(fig)

# Do some plotting here
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot([1, 2, 3])

# Retrieve a view on the renderer buffer
canvas.draw()
buf = canvas.buffer_rgba()
# convert to a NumPy array
X = np.asarray(buf)

- starriet

这是对我有效的版本。np.fromstring已被弃用，而且在没有指定FigureCanvasAgg的情况下，某些平台会出现错误，例如在macOS上，FigureCanvasMac没有renderer属性。我发现这样的操作是多么复杂:( - Jacopofar

在构建图形时，要呈现特定大小的图像（例如1024x512图像），请执行fig = Figure(figsize=(1024, 512), dpi=1)。 - lingjiankong

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@lingjiankong：不行，因为你会得到RuntimeError: In set_size: Could not set the fontsize (error code 0x97)的错误提示，这是由于dpi设置得太低而无法呈现字体。最好使用fig = Figure(figsize=(10.24, 5.12), dpi=100.0)，它不会改变最终图片的大小，但这样做可以更好地满足matplotlib的要求。 - Kochise

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为了解决Jorge所提到的大边距问题，请添加 ax.margins(0)。详情请参见此处。

- cdw

另外，您还可以使用plt.tight_layout(pad=-10)，它允许使用负数进行极端裁剪。我不知道pad的单位是什么，也许是英寸的十分之一？ - undefined

0

另一种方法是使用字节流，如下所示：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Create sample plot
x = np.linspace(-1, 1, 101)
y = x**2 
fig = plt.figure()
plt.plot(x, y)

# Save figure in PNG format to byte stream
from io import BytesIO
b = BytesIO()
fig.savefig(b, format='png')

# Read back from byte stream
b.seek(0)
img = plt.imread(b)

# Dispose of the stream to save memory
b.close()
del b

- Tarik

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可以查看英文原文，
原文链接

- ali_m · Accepted Answer

为了以RGB像素值的形式获取图形内容，需要首先绘制画布的内容。可以通过手动调用canvas.draw()来实现这一点。

from matplotlib.figure import Figure

fig = Figure()
canvas = fig.canvas
ax = fig.gca()

ax.text(0.0,0.0,"Test", fontsize=45)
ax.axis('off')

canvas.draw()  # Draw the canvas, cache the renderer

image_flat = np.frombuffer(canvas.tostring_rgb(), dtype='uint8')  # (H * W * 3,)
# NOTE: reversed converts (W, H) from get_width_height to (H, W)
image = image_flat.reshape(*reversed(canvas.get_width_height()), 3)  # (H, W, 3)

点击这里了解更多关于Matplotlib API的信息。