Matplotlibの図をPIL画像オブジェクトに変換する方法

Matplotlibで作成した図（Figure）をPIL（Pillow）の画像オブジェクトに変換することで、画像の加工や他ライブラリとの連携が容易になります。ここでは、io.BytesIOを使ったメモリ内バッファを経由する変換手法を紹介します。

変換の手順

• 図のサイズを設定し、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。
• 新しい図を作成するか、既存の図をアクティブにします。
• plot()メソッドを使ってデータをプロットします。
• メモリ内バッファ（BytesIO）を初期化します。
• バッファに対して図を保存します。
• PILのImageクラスでバッファから画像オブジェクトを取得します。
• 現在の画像を表示します。
• 使用後はメモリ内I/Oバッファを閉じてリソースを解放します。

コード例

import io
from PIL import Image
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

plt.figure()
plt.plot([1, 2])

img_buf = io.BytesIO()
plt.savefig(img_buf, format='png')

im = Image.open(img_buf)
im.show(title="My Image")

img_buf.close()

処理のポイント

このコードでは、まずplt.rcParamsで図のサイズを7.50×3.50インチに設定し、figure.autolayoutを有効にすることで要素が重ならないよう自動調整しています。

次に、io.BytesIO()でメモリ上のバイナリストリームを作成し、plt.savefig()の保存先として指定します。ファイルシステムに一時ファイルを作成せずに済むため、高速かつクリーンな処理が可能です。

その後、Image.open(img_buf)でバッファ内のPNGデータを読み込み、PILの画像オブジェクトとして扱えるようになります。im.show()で画像を確認したら、最後にimg_buf.close()でバッファを明示的に閉じることを忘れないようにしましょう。

出力結果

この手法を活用すれば、MatplotlibのグラフをPillow経由でリサイズ・回転・フォーマット変換したり、Webアプリケーションへ動的に画像を返したりといった応用も簡単に行えます。