在两个单独的一维图之间绘制连接点的线

Question

如题，我正在做时间序列对齐，需要对齐结果的可视化。

为此，我想绘制连接由对齐算法生成的 "anchor points" 的线。

np.random.seed(5)
x = np.random.rand(10)      # time-series 1
y = np.random.rand(20)      # time-series 2
ap = np.array(([0, 4,  9],  # the anchor points
               [0, 9, 19]))

fig = plt.figure(figsize=(10,5))
ax1 = fig.add_subplot(211)
ax2 = fig.add_subplot(212)
ax1.plot(x, 'r')
ax2.plot(y, 'g')

示例中的锚点ap指定两个时间序列x的索引之间的一对一"mapping" y，即x[0]对应y[0]； x[4] 到 y[9]； x[9] 到 y[19]。目标是在两个单独的图之间画线以显示比对结果。

Answer 1

要在 matplotlib 中连接两个子图，您可以使用 ConnectionPatch。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import ConnectionPatch

np.random.seed(5)
x = np.random.rand(21)      # time-series 1
y = np.random.rand(21)      # time-series 2
ap = np.array(([0, 5, 10],  # the anchor points
               [0,10, 20]))

fig = plt.figure(figsize=(10,5))
ax1 = fig.add_subplot(211)
ax2 = fig.add_subplot(212)
ax1.plot(x, 'r')
ax2.plot(y, 'g')

ls = ["-","--"]
c = ["gold", "blue"]

for i, row in enumerate(ap):
    for j, ind in enumerate(row):
        px = (ind, x[ind])
        py = (ind, y[ind])
        con = ConnectionPatch(py,px, coordsA="data", coordsB="data",
                      axesA=ax2, axesB=ax1, linestyle=ls[i], color=c[i])
        ax2.add_artist(con)

plt.show()

Answer 2

感谢@ImportanceOfBeingErnest，我发现了 OP 中的拼写错误并实现了两个不同长度系列之间的连接索引：

np.random.seed(5)
x = np.random.rand(10)
y = np.random.rand(20)
ap = np.array(([0, 4, 9],
               [0,9, 19]))

fig = plt.figure(figsize=(10,5))
ax1 = fig.add_subplot(211)
ax2 = fig.add_subplot(212, sharex=ax1)
ax1.plot(x, 'r')
ax2.plot(y, 'g')

plt.setp(ax1.get_xticklabels(), visible=False)

for j in ap.T:

    ax1.axvline(x=j[0], linestyle='--', color='k')
    ax2.axvline(x=j[1], linestyle='--', color='k')

    x_ind = (j[0], ax1.get_ylim()[0])
    y_ind = (j[1], ax2.get_ylim()[1])

    con = ConnectionPatch(y_ind, x_ind, coordsA="data", coordsB="data",
                          axesA=ax2, axesB=ax1, linewidth='1.5')

    ax2.add_artist(con)

我知道这是题外话，但如何进一步截断空白部分，使x轴的范围与信号长度相符，同时保持两个信号长度的实际比例？虽然sharex=ax1显示的是信号长度的比例，但是上图右边的空白部分很烦人。

在两个单独的一维图之间绘制连接点的线

Draw lines connecting points between two separate one-D plots

python

matplotlib

line

sequence-alignment