在 Matplotlib 中获取图例作为单独的图片

Question

我正在开发一个 Web 应用程序，并希望在页面的不同位置显示一个图形及其图例。这意味着我需要将图例保存为单独的 png 文件。这在 Matplotlib 中是否可能以一种或多或少直接的方式实现？

Answer 1

您可以使用bbox_inches 到fig.savefig 的参数将图形的保存区域限制在图例的边界框内。下面是函数的版本，您可以使用要保存为参数的图例简单地调用该函数。您可以在此处使用原始图中创建的图例（然后将其删除，legend.remove()），也可以为图例创建一个新图并直接使用该函数。

导出图例边界框

如果要保存完整的图例，提供给bbox_inches 参数的边界框将只是图例的转换边界框。如果图例周围没有边框，这很有效。

import matplotlib.pyplot as plt

colors = ["crimson", "purple", "gold"]
f = lambda m,c: plt.plot([],[],marker=m, color=c, ls="none")[0]
handles = [f("s", colors[i]) for i in range(3)]
labels = colors
legend = plt.legend(handles, labels, loc=3, framealpha=1, frameon=False)

def export_legend(legend, filename="legend.png"):
    fig  = legend.figure
    fig.canvas.draw()
    bbox  = legend.get_window_extent().transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    fig.savefig(filename, dpi="figure", bbox_inches=bbox)

export_legend(legend)
plt.show()

导出扩展图例边界框

如果图例周围有边框，则上述解决方案可能不是最理想的。在这种情况下，将边界框扩展一些像素以将边框完全包含在内是有意义的。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

colors = ["crimson", "purple", "gold"]
f = lambda m,c: plt.plot([],[],marker=m, color=c, ls="none")[0]
handles = [f("s", colors[i]) for i in range(3)]
labels = colors
legend = plt.legend(handles, labels, loc=3, framealpha=1, frameon=True)

def export_legend(legend, filename="legend.png", expand=[-5,-5,5,5]):
    fig  = legend.figure
    fig.canvas.draw()
    bbox  = legend.get_window_extent()
    bbox = bbox.from_extents(*(bbox.extents + np.array(expand)))
    bbox = bbox.transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    fig.savefig(filename, dpi="figure", bbox_inches=bbox)

export_legend(legend)
plt.show()

Answer 2

可以使用axes.get_legend_handles_labels 从一个axes 对象中获取图例句柄和标签，并使用它们将它们添加到不同图形中的轴。

# create a figure with one subplot
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot([1,2,3,4,5], [1,2,3,4,5], 'r', label='test')
# save it *without* adding a legend
fig.savefig('image.png')

# then create a new image
# adjust the figure size as necessary
figsize = (3, 3)
fig_leg = plt.figure(figsize=figsize)
ax_leg = fig_leg.add_subplot(111)
# add the legend from the previous axes
ax_leg.legend(*ax.get_legend_handles_labels(), loc='center')
# hide the axes frame and the x/y labels
ax_leg.axis('off')
fig_leg.savefig('legend.png')

如果出于某种原因您只想隐藏坐标轴标签，您可以使用：

ax.xaxis.set_visible(False)
ax.yaxis.set_visible(False)

或者，如果出于某种奇怪的原因，您想隐藏坐标轴框架，但不隐藏您可以使用的坐标轴标签：

ax.set_frame_on(False)

---

ps：这个答案改编自我对duplicate question的回答

Answer 3

灵感来自 Maxim 和 ImportanceOfBeingErnest 的答案，

def export_legend(ax, filename="legend.pdf"):
    fig2 = plt.figure()
    ax2 = fig2.add_subplot()
    ax2.axis('off')
    legend = ax2.legend(*ax.get_legend_handles_labels(), frameon=False, loc='lower center', ncol=10,)
    fig  = legend.figure
    fig.canvas.draw()
    bbox  = legend.get_window_extent().transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    fig.savefig(filename, dpi="figure", bbox_inches=bbox)

这允许我将图例水平保存在单独的文件中。举个例子

Answer 4

这可以工作：

import pylab
fig = pylab.figure()
figlegend = pylab.figure(figsize=(3,2))
ax = fig.add_subplot(111)
lines = ax.plot(range(10), pylab.randn(10), range(10), pylab.randn(10))
figlegend.legend(lines, ('one', 'two'), 'center')
fig.show()
figlegend.show()
figlegend.savefig('legend.png')

Answer 5

在 2020 年 11 月，我几乎尝试了这篇文章中的所有内容，但没有一个对我有用。经过一段时间的挣扎，我找到了一个我想要的解决方案。

假设您想分别绘制如下图所示的图形和图例（显然我没有足够的声誉在帖子中嵌入图片；点击链接查看图片）。

import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline

fig, ax = plt.subplots()

ax.plot([1, 2, 3], label="test1")
ax.plot([3, 2, 1], label="test2")

ax.legend()

target figure

您可以将图形和图例分隔在两个不同的斧头对象中：

fig, [ax1, ax2] = plt.subplots(1, 2)

ax1.plot([1, 2, 3], label="test1")
ax1.plot([3, 2, 1], label="test2")

ax2.plot([1, 2, 3], label="test1")
ax2.plot([3, 2, 1], label="test2")
h, l = ax2.get_legend_handles_labels()
ax2.clear()
ax2.legend(h, l, loc='upper left')
ax2.axis('off')

fixed figure 1

您可以轻松控制图例的位置：

fig, [ax1, ax2] = plt.subplots(2, 1)

ax1.plot([1, 2, 3], label="test1")
ax1.plot([3, 2, 1], label="test2")

ax2.plot([1, 2, 3], label="test1")
ax2.plot([3, 2, 1], label="test2")
h, l = ax2.get_legend_handles_labels()
ax2.clear()
ax2.legend(h, l, loc='upper left')
ax2.axis('off')

fixed figure 2

Answer 6

我发现最简单的方法就是创建你的图例，然后用plt.gca().set_axis_off() 关闭axis：

# Create a color palette
palette = dict(zip(['one', 'two'], ['b', 'g']))
# Create legend handles manually
handles = [mpl.patches.Patch(color=palette[x], label=x) for x in palette.keys()]
# Create legend
plt.legend(handles=handles)
# Get current axes object and turn off axis
plt.gca().set_axis_off()
plt.show()

Answer 7

我无法在现有答案中准确找到我想要的，所以我实现了它。它想生成一个独立的图例，没有任何附加的图形，也没有视觉上的“故障”。我想出了这个：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Patch


palette = dict(zip(['one', 'two', 'tree', 'four'], ['b', 'g', 'r', 'k']))

def export_legend(palette, dpi="figure", filename="legend.png"):
    # Create empty figure with the legend
    handles = [Patch(color=c, label=l) for l, c in palette.items()]
    fig = plt.figure()
    legend = fig.gca().legend(handles=handles, framealpha=1, frameon=True)

    # Render the legend
    fig.canvas.draw()

    # Export the figure, limiting the bounding box to the legend area,
    # slighly extended to ensure the surrounding rounded corner box of
    # is not cropped. Transparency is enabled, so it is not an issue.
    bbox  = legend.get_window_extent().padded(2)
    bbox = bbox.transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    fig.savefig(filename, dpi=dpi, transparent=True, bbox_inches=bbox)

    # Delete the legend along with its temporary figure
    plt.close(fig)

export_legend(palette, dpi=400)

请注意，周围的背景是透明的，因此在图形顶部添加图例不应在角落出现白色“毛刺”，也不应出现裁剪边框的问题。

如果你不想保存磁盘映像，这里有窍门！

DPI = 400

def export_legend(palette):
    # Create empty figure with the legend
    handles = [Patch(color=c, label=l) for l, c in palette.items()]
    fig = plt.figure()
    legend = fig.gca().legend(handles=handles, framealpha=1, frameon=True)

    # Render the legend
    fig.canvas.draw()

    # Export the figure, limiting the bounding box to the legend area,
    # slighly extended to ensure the surrounding rounded corner box of
    # is not cropped. Transparency is enabled, so it is not an issue.
    bbox = legend.get_window_extent().padded(2)
    bbox_inches = bbox.transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    bbox_inches = bbox.from_extents(np.round(bbox_inches.extents * 400) / 400)
    io_buf = io.BytesIO()
    fig.savefig(io_buf, format='rgba', dpi=DPI, transparent=True, bbox_inches=bbox_inches)
    io_buf.seek(0)
    img_raw = io_buf.getvalue()
    img_size = (np.asarray(bbox_inches.bounds)[2:] * DPI).astype(int)

    # Delete the legend along with its temporary figure
    plt.close(fig)

    return img_raw, img_size

可以使用PIL 或任何处理原始缓冲区的方法直接读取原始缓冲区。

Answer 8

使用pylab.figlegend(..) 和get_legend_handles_labels(..)：

import pylab, numpy 
x = numpy.arange(10)

# create a figure for the data
figData = pylab.figure()
ax = pylab.gca()

for i in xrange(3):
    pylab.plot(x, x * (i+1), label='line %d' % i)

# create a second figure for the legend
figLegend = pylab.figure(figsize = (1.5,1.3))

# produce a legend for the objects in the other figure
pylab.figlegend(*ax.get_legend_handles_labels(), loc = 'upper left')

# save the two figures to files
figData.savefig("plot.png")
figLegend.savefig("legend.png")

虽然以自动方式正确获取图例的大小可能会很棘手。

Answer 9

我想为自定义图例的特定情况添加一点贡献，例如：https://matplotlib.org/3.1.1/gallery/text_labels_and_annotations/custom_legends.html

在这种情况下，您可能必须采用不同的方法。我遇到过这个问题，上面的答案对我不起作用。

下面的代码设置图例。

    import cmocean
    import matplotlib
    from matplotlib.lines import Line2D

    lightcmap = cmocean.tools.lighten(cmo.solar, 0.7)
    custom_legend = []
    custom_legend_strings=['no impact - high confidence', 'no impact - low confidence', 'impact - low confidence', 'impact - high confidence']

    for nbre_classes in range(len(custom_legend_strings)):
        custom_legend.append(Line2D([0], [0], color=lightcmap(nbre_classes/len(custom_legend_strings)), lw=4))
           

我认为因为这种传说是附在轴上的，所以需要一个小技巧：

以大字体居中图例，使其占用大部分可用空间，并且不擦除但将轴设置为关闭：

    fig,ax = plt.subplots(figsize=(10,10))
    ax.legend(custom_legend,custom_legend_strings, loc = 10, fontsize=30)
    plt.axis('off')
    fig.savefig('legend.png', bbox_inches='tight')

结果是：

the result

Answer 10

这会自动计算图例的大小。如果mode == 1，代码类似于Steve Tjoa 的答案，而mode == 2 类似于Andre Holzner 的答案。

loc 参数必须设置为 'center' 以使其工作（但我不知道为什么这是必要的）。

mode = 1
#mode = 2

import pylab
fig = pylab.figure()
if mode == 1:
    lines = fig.gca().plot(range(10), pylab.randn(10), range(10), pylab.randn(10))
    legend_fig = pylab.figure(figsize=(3,2))
    legend = legend_fig.legend(lines, ('one', 'two'), 'center')
if mode == 2:
    fig.gca().plot(range(10), pylab.randn(10), range(10), pylab.randn(10), label='asd')
    legend_fig = pylab.figure()
    legend = pylab.figlegend(*fig.gca().get_legend_handles_labels(), loc = 'center')
legend.get_frame().set_color('0.70')
legend_fig.canvas.draw()
legend_fig.savefig('legend_cropped.png',
    bbox_inches=legend.get_window_extent().transformed(legend_fig.dpi_scale_trans.inverted()))
legend_fig.savefig('legend_original.png')

原始（未裁剪）图例：

裁剪图例：

Answer 11

所以我在玩这个想法，我发现最简单的事情是这个（适用于多个轴）：

def export_legend(filename=legend.png, fig=fig):
        legend = fig.legend(framealpha=1)

        fig2  = legend.figure
        fig2.canvas.draw()
        bbox  = legend.get_window_extent().transformed(fig2.dpi_scale_trans.inverted())
        fig2.savefig(filename, dpi="figure", bbox_inches=bbox, facecolor="w")
        legend.remove() # removes legend from showing on plot

    export_legend()

函数的输出（我用方框隐藏了标签）：

fig 来自fig, ax = plt.subplots()

如果您希望图例仍显示在图上，您可以使用（例如）：

fig.legend(loc="upper right", bbox_to_anchor=(1, 1), bbox_transform=ax.transAxes)