像频谱图一样使用颜色绘制矩阵的2D图形

Question

如何使用Python绘制二维矩阵A [i，j]，例如此类内容：

• i是x轴坐标
• j 是y轴坐标
• A [i，j]是0到100之间的值，必须用颜色绘制（例如：0=蓝色，100=红色）

是否有Python函数可以实现此功能？ （注：我不想要一个帮我进行频谱图处理的函数，例如specgram，因为我想自己计算信号的FFT；因此我只需要一个可以用颜色绘制矩阵的函数）

- Basj

---

imshow函数专门用于此任务。您可以在matplotlib图库中找到几个示例。 - David Zwicker

如果您有一个规则的网格，就不应该使用 pcolormesh，为什么不使用 imshow 呢？ - Rutger Kassies

pcolor和pcolormesh非常相似，但它们的性能有所不同。它们适用于不规则网格。您提供角落坐标，mpl在它们之间绘制多边形。如果您有一个沿轴具有恒定分辨率的规则网格，则imshow是更好的选择，更健壮且更快。 - Rutger Kassies

阅读文档！extent 关键字可能是你正在寻找的。 - David Zwicker

@Joe Kington，我不知道那个。但是与此主题相关的另一个区别是，在“imshow”方法中，您指定（通常是隐式的）中心坐标，而对于“pcolor”，则指定角落坐标。因此，x和y应该包含比z多一个值，否则最后一行/列将被截断。 - Rutger Kassies

Answer 1

假设数组为 Z，这是我最终使用的代码：

plt.imshow(np.transpose(Z), extent=[0,4.2,0,48000], cmap='jet',
           vmin=-100, vmax=0, origin='lowest', aspect='auto')
plt.colorbar()
plt.show()

注：

• 'jet' 是看到问题中的图像使用的色图，参见这些色图

• 设置 origin='lowest' 具有与将 np.transpose(Z) 替换为 np.transpose(Z)[::-1,] 等效的效果

• vmin，vmax 给出了尺度（在本例中从0到-100 dB）

• extent 给出了 x 轴（此处为0到4.2秒）和 y 轴（0到48000 Hz）的范围（在此示例中，我正在绘制采样率为96Khz的长达4.2秒的音频文件的频谱图）

• 如果未设置 aspect='auto'，则绘图会非常瘦高（由于4.2与48000！）

- Basj

---

仅供参考：在这种情况下使用pcolormesh没有任何问题。它比imshow略微低效，但对于中等大小的数组，您不会遇到问题。区别在于pcolor和pcolormesh产生矢量输出。（即每个像素是一个多边形）如果保存为pdf或svg并编辑输出，您将看到差异。pcolor用于不规则网格，而pcolormesh是规则网格的高效版本。与imshow相比的优势是您不必覆盖纵横比，并且在某些情况下更容易指定x和y坐标。 - Joe Kington

同样，使用imshow也没有问题。主要区别在于光栅与矢量输出。如果您保存为光栅格式，您不会注意到任何区别。 - Joe Kington