python数字图像处理（5）：图像的绘制
实际上前面我们就已经用到了图像的绘制，如：
io.imshow(img)
这一行代码的实质是利用matplotlib包对图片进行绘制，绘制成功后，返回一个matplotlib类型的数据。因此，我们也可以这样写：
import matplotlib.pyplot as plt plt.imshow(img)
imshow()函数格式为：
matplotlib.pyplot.imshow(X, cmap=None)
X: 要绘制的图像或数组。
cmap: 颜色图谱（colormap), 默认绘制为RGB(A)颜色空间。
其它可选的颜色图谱如下列表：
用的比较多的有gray,jet等，如：
plt.imshow(image,plt.cm.gray)
plt.imshow(img,cmap=plt.cm.jet)
在窗口上绘制完图片后，返回一个AxesImage对象。要在窗口上显示这个对象，我们可以调用show()函数来进行显示，但进行练习的时候（ipython环境中），一般我们可以省略show（）函数，也能自动显示出来。
from skimage import io,data img=data.astronaut() dst=io.imshow(img) print(type(dst))
io.show()
显示为：
可以看到，类型是'matplotlib.image.AxesImage'。显示一张图片，我们通常更愿意这样写：
import matplotlib.pyplot as plt from skimage import io,data img=data.astronaut() plt.imshow(img) plt.show()
matplotlib是一个专业绘图的库，相当于matlab中的plot,可以设置多个figure窗口,设置figure的标题，隐藏坐标尺，甚至可以使用subplot在一个figure中显示多张图片。一般我们可以这样导入matplotlib库：
import matplotlib.pyplot as plt
也就是说，我们绘图实际上用的是matplotlib包的pyplot模块。
一、用figure函数和subplot函数分别创建主窗口与子图
例:分开并同时显示宇航员图片的三个通道
from skimage import data import matplotlib.pyplot as plt img=data.astronaut() plt.figure(num='astronaut',figsize=(8,8)) #创建一个名为astronaut的窗口,并设置大小 plt.subplot(2,2,1) #将窗口分为两行两列四个子图，则可显示四幅图片 plt.title('origin image') #第一幅图片标题 plt.imshow(img) #绘制第一幅图片 plt.subplot(2,2,2) #第二个子图 plt.title('R channel') #第二幅图片标题 plt.imshow(img[:,:,0],plt.cm.gray) #绘制第二幅图片,且为灰度图 plt.axis('off') #不显示坐标尺寸 plt.subplot(2,2,3) #第三个子图 plt.title('G channel') #第三幅图片标题 plt.imshow(img[:,:,1],plt.cm.gray) #绘制第三幅图片,且为灰度图 plt.axis('off') #不显示坐标尺寸 plt.subplot(2,2,4) #第四个子图 plt.title('B channel') #第四幅图片标题 plt.imshow(img[:,:,2],plt.cm.gray) #绘制第四幅图片,且为灰度图 plt.axis('off') #不显示坐标尺寸 plt.show() #显示窗口
在图片绘制过程中，我们用matplotlib.pyplot模块下的figure（）函数来创建显示窗口，该函数的格式为：
matplotlib.pyplot.figure(num=None, figsize=None, dpi=None, facecolor=None, edgecolor=None)
所有参数都是可选的，都有默认值，因此调用该函数时可以不带任何参数，其中：
num: 整型或字符型都可以。如果设置为整型，则该整型数字表示窗口的序号。如果设置为字符型，则该字符串表示窗口的名称。用该参数来命名窗口，如果两个窗口序号或名相同，则后一个窗口会覆盖前一个窗口。
figsize: 设置窗口大小。是一个tuple型的整数，如figsize=（8，8）
dpi: 整形数字，表示窗口的分辨率。
facecolor: 窗口的背景颜色。
edgecolor: 窗口的边框颜色。
用figure()函数创建的窗口，只能显示一幅图片，如果想要显示多幅图片，则需要将这个窗口再划分为几个子图，在每个子图中显示不同的图片。我们可以使用subplot（）函数来划分子图，函数格式为：
matplotlib.pyplot.subplot(nrows, ncols, plot_number)
nrows: 子图的行数。
ncols: 子图的列数。
plot_number: 当前子图的编号。
如：
plt.subplot(2,2,1)
则表示将figure窗口划分成了2行2列共4个子图，当前为第1个子图。我们有时也可以用这种写法：
plt.subplot(221)
两种写法效果是一样的。每个子图的标题可用title()函数来设置，是否使用坐标尺可用axis()函数来设置，如：
plt.subplot(221) plt.title("first subwindow") plt.axis('off')
二、用subplots来创建显示窗口与划分子图
除了上面那种方法创建显示窗口和划分子图，还有另外一种编写方法也可以，如下例:
import matplotlib.pyplot as plt from skimage import data,color img = data.immunohistochemistry() hsv = color.rgb2hsv(img) fig, axes = plt.subplots(2, 2, figsize=(7, 6)) ax0, ax1, ax2, ax3 = axes.ravel() ax0.imshow(img) ax0.set_title("Original image") ax1.imshow(hsv[:, :, 0], cmap=plt.cm.gray) ax1.set_title("H") ax2.imshow(hsv[:, :, 1], cmap=plt.cm.gray) ax2.set_title("S") ax3.imshow(hsv[:, :, 2], cmap=plt.cm.gray) ax3.set_title("V") for ax in axes.ravel(): ax.axis('off') fig.tight_layout() #自动调整subplot间的参数
直接用subplots()函数来创建并划分窗口。注意，比前面的subplot()函数多了一个s，该函数格式为：
matplotlib.pyplot.subplots(nrows=1, ncols=1)
nrows: 所有子图行数，默认为1。
ncols: 所有子图列数，默认为1。
返回一个窗口figure, 和一个tuple型的ax对象，该对象包含所有的子图,可结合ravel()函数列出所有子图，如：
fig, axes = plt.subplots(2, 2, figsize=(7, 6))
ax0, ax1, ax2, ax3 = axes.ravel()
创建了2行2列4个子图，分别取名为ax0,ax1,ax2和ax3, 每个子图的标题用set_title()函数来设置，如：
ax0.imshow(img) ax0.set_title("Original image")
如果有多个子图，我们还可以使用tight_layout()函数来调整显示的布局，该函数格式为：
matplotlib.pyplot.tight_layout(pad=1.08, h_pad=None, w_pad=None, rect=None)
所有的参数都是可选的，调用该函数时可省略所有的参数。
pad: 主窗口边缘和子图边缘间的间距，默认为1.08
h_pad, w_pad: 子图边缘之间的间距，默认为 pad_inches
rect: 一个矩形区域，如果设置这个值，则将所有的子图调整到这个矩形区域内。
一般调用为：
plt.tight_layout() #自动调整subplot间的参数
三、其它方法绘图并显示
除了使用matplotlib库来绘制图片，skimage还有另一个子模块viewer，也提供一个函数来显示图片。不同的是，它利用Qt工具来创建一块画布，从而在画布上绘制图像。
例：
from skimage import data from skimage.viewer import ImageViewer img = data.coins() viewer = ImageViewer(img) viewer.show()
最后总结一下，绘制和显示图片常用到的函数有：
| 函数名 | 功能 | 调用格式 |
| figure | 创建一个显示窗口 | plt.figure(num=1,figsize=(8,8) |
| imshow | 绘制图片 | plt.imshow(image) |
| show | 显示窗口 | plt.show() |
| subplot | 划分子图 | plt.subplot(2,2,1) |
| title | 设置子图标题(与subplot结合使用） | plt.title('origin image') |
| axis | 是否显示坐标尺 | plt.axis('off') |
| subplots | 创建带有多个子图的窗口 | fig,axes=plt.subplots(2,2,figsize=(8,8)) |
| ravel | 为每个子图设置变量 | ax0,ax1,ax2,ax3=axes.ravel() |
| set_title | 设置子图标题（与axes结合使用） | ax0.set_title('first window') |
| tight_layout | 自动调整子图显示布局 | plt.tight_layout() |
