matplotlibだけで画像からマウスで指定した列と行を描画

目的

・2次元データ(Ex. 画像)からマウスで指定した列と行の1次元データを描画したい

結果

ソースコード

import matplotlib as mpl

# Backendの指定 
mpl.use('Qt5Agg')
# mpl.use('MacOSX')

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

#----------------------------------
# matplotlibのデフォルトの設定
#----------------------------------
# フォントサイズ
plt.rcParams["font.size"] = 16
# 線幅の変更
plt.rcParams['lines.linewidth'] = 2
# gridのlinestyleを点線に
plt.rcParams["grid.linestyle"] = '--'
# xの範囲のマージンをなくす
plt.rcParams['axes.xmargin'] = 0

# マウスを押した時
def Press(event):
    global DragFlag
    # フラグをたてる
    DragFlag = True

# マウスを離した時
def Release(event):
    global DragFlag
    # フラグをたおす
    DragFlag = False

# マウスをドラッグした時
def Drag(event):        
    global cxid,cyid,DragFlag

    # ドラッグしていなければ終了
    if DragFlag == False:
        return

    # Noneなら終了
    if (event.xdata is None) and (event.ydata is None):
        return

    # xとyの座標
    xdata = event.xdata
    ydata = event.ydata

    # 現在の軸
    gca = event.inaxes

    # XY軸のとき
    if gca is XYAxis:
        cx = xdata
        cy = ydata

        # 現在のid
        cxid = int(round(cx))
        cyid = int(round(cy))

        # 軸の更新
        XYAxis_vLine.set_xdata(cx)
        XAxis_vLine.set_xdata(cx)

        XYAxis_hLine.set_ydata(cy)
        YAxis_vLine.set_xdata(cy)

        XLine.set_ydata(Z[cyid, :])
        YLine.set_ydata(Z[:, cxid])

    # X軸のとき
    elif gca is XAxis:
        cx = xdata

        # 現在のid
        cxid = int(round(cx))

        # 軸の更新
        XYAxis_vLine.set_xdata(cx)
        XAxis_vLine.set_xdata(cx)
        YLine.set_ydata(Z[:,cxid])

    # Y軸のとき
    elif gca is YAxis:
        cy = xdata

        # 現在のid
        cyid = int(round(cy))

        # 軸の更新
        XYAxis_hLine.set_ydata(cy)
        YAxis_vLine.set_xdata(cy)
        XLine.set_ydata(Z[cyid,:])

    # タイトルの更新
    XYAxis.set_title("%d" % Z[cyid,cxid])

    # 図を描画
    plt.draw()

#----------------------------------
# 画像
#----------------------------------
from PIL import Image
fnm = 'lena.tif'
img = Image.open(fnm)

# numpy.ndarrayに
Z = np.asarray(img)
# 平均
Z = np.mean(Z,axis=2).astype(int)
# y軸反転
Z = Z[::-1,:]

#----------------------------------
# 初期化
#----------------------------------
# 現在のxとy
cx = 0
cy = 0

# 現在のxとyのindex
cxid = 0
cyid = 0

# zの範囲
zlm = [0, 255]

# ドラッグしているかのフラグ
DragFlag = False

#----------------------------------
# Plot
#----------------------------------
plt.figure(figsize=(12,4))

# XYAxis
#-------------------------------------------------------------------------------
XYAxis = plt.subplot(1,3,1)

# 画像を描画
plt.imshow(Z,cmap='gray', origin='lower')

# 縦線
XYAxis_vLine = XYAxis.axvline(cx, color='k',linestyle='--')
# 横線
XYAxis_hLine = XYAxis.axhline(cy, color='k',linestyle='--')

# zの範囲
plt.clim(zlm)

# ラベル
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')

# タイトル
XYAxis.set_title("%d" % Z[cyid,cxid])

# XAxis
#-------------------------------------------------------------------------------
XAxis = plt.subplot(1,3,2)

# X軸をプロット
XLine, = XAxis.plot(Z[0,:],'-')

# 縦線
XAxis_vLine = XAxis.axvline(cx, color='k', linestyle='--')

# # y軸の範囲
plt.ylim(zlm)

# ラベル
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('z')

# grid
plt.grid()

# YAxis
#-------------------------------------------------------------------------------
YAxis = plt.subplot(1,3,3)

# Y軸をプロット
YLine,= YAxis.plot(Z[:,0], '-')

# 縦線
YAxis_vLine = YAxis.axvline(cx, color='k', linestyle='--')

# y軸の範囲
plt.ylim(zlm)

# ラベル
plt.xlabel('y')
plt.ylabel('z')

# grid
plt.grid()

# 共通の設定
#-------------------------------------------------------------------------------

# レイアウトを整える
plt.tight_layout()

# イベントの登録
plt.connect('button_press_event', Press)     # マウスを押した時
plt.connect('motion_notify_event', Drag)     # マウスをドラッグした時
plt.connect('button_release_event', Release) # マウスを離した時

# 描画
plt.show()

動作確認

mac

Python 3.6.2
matplotlib 2.0.2
backend : MacOSX and Qt5Agg

参考画像

参考文献

matplotlibの階層構造を知ると幸せになれる(かもしれない)

Event handling and picking

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