Matplotlib ListedColormap数组不含最大索引时映射偏移问题

问题原因 #

Matplotlib的plt.imsave默认会对输入数组的值做自动归一化处理：它会把数组中的最小值映射到0，最大值映射到1，再将这个归一化后的值对应到ListedColormap的颜色区间。

你的ListedColormap包含10种颜色，内部是按[0, 1/9, 2/9, ..., 8/9, 1]这10个节点划分颜色映射区间的（n种颜色对应n个节点，相邻节点间的区域映射到对应索引的颜色）。

• 当数组中没有索引9时，数组最大值是5，所有值会被缩放为value / 5：

  • 原索引2 → 2/5=0.4，落在3/9≈0.333和4/9≈0.444之间 → 映射到索引4的绿色
  • 原索引3 → 3/5=0.6，落在5/9≈0.555和6/9≈0.666之间 → 映射到索引6的橙色
  • 原索引5 → 5/5=1 → 映射到索引9的粉色
    这就导致了颜色偏移。

• 当数组中包含索引9时，数组最大值是9，所有值被缩放为value / 9，正好和ListedColormap的节点完全匹配：

  • 原索引2 → 2/9，对应索引2的节点 → 映射到靛蓝色
  • 原索引3 → 3/9，对应索引3的节点 → 映射到蓝色
  • 原索引5 →5/9，对应索引5的节点 → 映射到黄色
    所以颜色完全正确。

解决方法 #

调用plt.imsave时，手动指定vmin=0和vmax=9，强制关闭自动归一化，让数组中的索引值直接对应ListedColormap的颜色索引：

plt.imsave('{}/apus.png'.format(outputDir), ar, cmap=cmap, vmin=0, vmax=9)

这样无论数组中是否包含最大索引9，颜色映射都会准确对应你定义的索引关系。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jeremy Howard