matplotlibで注釈（アノテーション）付きの円をプロットする方法

matplotlibでは、plot()メソッドとannotate()メソッドを組み合わせることで、特定のデータポイントを円で囲み、そこに注釈（矢印付きのテキスト）を追加したグラフを作成できます。

以下に、その具体的な手順を示します。

手順

• 図のサイズと余白の設定： plt.rcParamsを使ってfigureサイズを指定し、サブプロット間・周囲のパディングを調整します。
• データポイントの作成： numpyを使ってデータ点を生成します。
• 注釈対象の座標取得： 円で囲んで注釈を付けたいポイントの座標を取り出します。
• 現在の軸を取得： plt.gca()でカレントのAxesオブジェクトを取得します。
• データのプロット： plot()メソッドでデータとデータポイントを描画します。
• 軸の範囲設定： set_xlim()およびset_ylim()でX軸・Y軸の表示範囲を指定します。
• 円形マーカーの描画： marker='o'とマーカー関連のプロパティ（mec、mfc、mewなど）を指定して、塗りなしの円でポイントを囲みます。
• 注釈の追加： annotate()メソッドで矢印スタイルを設定し、円で囲んだマーカーにテキスト注釈を付けます。
• 図の表示： show()メソッドでグラフを表示します。

コード例

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

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

data = np.array([[5, 3, 4, 4, 6],
    [1, 5, 3, 2, 2]])
point = data[:, 2]
ax = plt.gca()
ax.plot(data[0], data[1], 'o', ms=10, color='red')

ax.set_xlim([2, 8])
ax.set_ylim([0, 6])
radius = 15

# 対象ポイントを黄色い輪の円で囲む
ax.plot(point[0], point[1], 'o',
    ms=radius * 2, mec='yellow', mfc='none', mew=2)

# 矢印付きの注釈を追加
ax.annotate('Circled Marker', xy=point, xytext=(60, 60),
    textcoords='offset points',
    color='green', size='large',
    arrowprops=dict(
        arrowstyle='simple,tail_width=0.3,head_width=0.8,head_length=0.8',
        facecolor='b', shrinkB=radius * 1.2)
    )

plt.show()

実行結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。赤いデータポイントの中から1つが黄色い円で囲まれ、青い矢印とともに「Circled Marker」という緑色の注釈が表示されます。

ポイント解説

• ms（markersize）はマーカーのサイズ、mecはマーカーの枠線の色、mfc='none'は塗りつぶしなし、mewは枠線の太さを意味します。
• xytext=(60, 60)とtextcoords='offset points'により、注釈テキストはターゲットポイントからオフセットされた位置に配置されます。
• arrowprops内のshrinkBを調整することで、矢印の先端が円に重ならないように制御できます。