如何在不更改覆盖 ax.text() 句柄位置的情况下在 matplotlib ax.imshow() 中使用 `extent`？

Question

我正在尝试注释热图。 matplotlib docs present an example, which suggests creating a helper function to format the annotations. I feel there must be a simpler way to do what I want. I can annotate inside the boxes of the heatmap, but these texts change position when editing the 。我的问题是如何在 ax.imshow(...) 中使用 extent，同时还使用 ax.text(...) 来注释正确的位置。下面是一个例子：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.colors import Normalize

def get_manhattan_distance_matrix(coordinates):
    shape = (coordinates.shape[0], 1, coordinates.shape[1])
    ct = coordinates.reshape(shape)
    displacement = coordinates - ct
    return np.sum(np.abs(displacement), axis=-1)

x = np.arange(11)[::-1]
y = x.copy()
coordinates = np.array([x, y]).T
distance_matrix = get_manhattan_distance_matrix(coordinates)

# print("\n .. {} COORDINATES:\n{}\n".format(coordinates.shape, coordinates))
# print("\n .. {} DISTANCE MATRIX:\n{}\n".format(distance_matrix.shape, distance_matrix))

norm = Normalize(vmin=np.min(distance_matrix), vmax=np.max(distance_matrix))

这里是修改extent的值的地方。

extent = (np.min(x), np.max(x), np.min(y), np.max(y))
# extent = None

根据matplotlib docs，默认的extent是None。

fig, ax = plt.subplots()
handle = ax.imshow(distance_matrix, cmap='plasma', norm=norm, interpolation='nearest', origin='upper', extent=extent)

kws = dict(ha='center', va='center', color='gray', weight='semibold', fontsize=5)
for i in range(len(distance_matrix)):
    for j in range(len(distance_matrix[i])):
        if i == j:
            ax.text(j, i, '', **kws)
        else:
            ax.text(j, i, distance_matrix[i, j], **kws)

plt.show()
plt.close(fig)

一个人可以通过修改extent生成两个数字——简单地取消注释行的注释并注释未注释行。两图如下：

可以看出，通过设置extent，像素位置发生变化，进而改变ax.text(...)手柄的位置。有没有一个简单的解决方案来解决这个问题 - 即设置任意 extent 并且文本句柄仍然在每个框中居中？

Answer 1

当extent=None时，x和y的有效范围都是从-0.5到10.5。所以中心位于整数位置。将范围设置为 0 到 10 不与像素对齐。您必须乘以 10/11 才能使它们正确。

最好的方法是设置 extent = (np.min(x)-0.5, np.max(x)+0.5, np.min(y)-0.5, np.max(y)+0.5) 以使中心回到整数位置。

另请注意，默认情况下图像是从顶部开始显示的，并且 y 轴是反转的。如果更改范围，要使图像正立，则需要 ax.imshow(..., origin='lower')。（0,0 像素应该是示例图中的蓝色像素。）

要将文本放在像素的中心，您可以将水平索引加 0.5，除以以像素为单位的宽度，然后乘以 x 轴的差值。以及 y 轴的类似计算。为了获得更好的可读性，可以使文本颜色依赖于像素颜色。

# ... 

extent = (np.min(x), np.max(x), np.min(y), np.max(y))
x0, x1, y0, y1 = extent
fig, ax = plt.subplots()
handle = ax.imshow(distance_matrix, cmap='plasma', norm=norm, interpolation='nearest', origin='lower', extent=extent)

kws = dict(ha='center', va='center', weight='semibold', fontsize=5)
height = len(distance_matrix)
width = len(distance_matrix[0])
for i in range(height):
    for j in range(width):
        if i != j:
            val = distance_matrix[i, j]
            ax.text(x0 + (j + 0.5) / width * (x1 - x0), y0 + (i + 0.5) / height * (y1 - y0),
                    f'{val}\n{i},{j}', color='white' if norm(val) < 0.6 else 'black', **kws)
plt.show()

如何在不更改覆盖 ax.text() 句柄位置的情况下在 matplotlib ax.imshow() 中使用 `extent`？

How to use `extent` in matplotlib ax.imshow() without changing the positions of the overlayed ax.text() handles?

text

matplotlib

heatmap

python-3.x

imshow