画像を引き伸ばさずにMatplotlibのimshowでスケールを変更する方法

Matplotlibのimshowで画像を引き伸ばすことなくスケール（縦横比）を変更したい場合、extentパラメータとaspectパラメータを組み合わせて使うことで実現できます。本記事では、その具体的な手順をサンプルコード付きで解説します。

手順

• 図（figure）のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白（パディング）を調整します。

• 4×4次元のランダムなデータポイントを作成します。

• imshow()を使って、データを2次元のラスター画像として表示します。

• extentパラメータを使用して、画像バッファのピクセル座標をデータ空間の座標系へマッピングします。これにより、軸の範囲を自由に指定できます。

• aspectパラメータに数値（例：aspect=4）を指定してアスペクト比を手動で設定するか、aspect='auto'を指定して自動スケーリングさせます。これにより、画像が引き伸ばされるのを防げます。なお、デフォルトではimshowはプロットのアスペクト比を1に設定するため、データの形状によっては画像が歪んで見えることがあります。

• 最後にshow()メソッドを呼び出して、図を表示します。

サンプルコード

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

data = np.random.rand(4, 4)

plt.imshow(data, origin='lower', extent=[-4, 4, -1, 1], aspect=4)

plt.show()

実行結果

このコードを実行すると、以下のような出力が得られます。X軸の範囲が-4から4、Y軸の範囲が-1から1に設定され、アスペクト比が4に保たれているため、画像は引き伸ばされずに正しく表示されます。

ポイントまとめ

• extent=[xmin, xmax, ymin, ymax]：画像の各辺が対応するデータ座標を指定します。

• origin='lower'：原点を左下に設定します（デフォルトは左上の'upper'）。

• aspect：数値を指定すると縦横比が固定され、'auto'を指定すると軸の範囲に合わせて自動調整されます。