使用颜色条保持绘图中的原始图像分辨率

Question

我有一些尺寸（高度 x 宽度）的灰度图像。我想生成该图像的绘图以及与图像对齐的颜色条，以便该绘图中图像的分辨率与原始分辨率“相同”。下面的代码采用 100 x 50 图像并生成带有颜色条的绘图：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

img_height, img_width = 100, 50
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_axis_off()

image = ax.imshow(
    np.arange(img_height * img_width).reshape((img_height, img_width)),
    cmap="hot"
)
colorbar = fig.colorbar(image)
colorbar.set_label('label')

plt.savefig('output.png', bbox_inches='tight')

生成的绘图尺寸为 398 x 312。涉及一些填充，但绘图中的图像肯定没有原始图像的 100 x 50 分辨率，而是更高。

我尝试修补

figsize

中的

fig, ax = plt.subplots(figsize=(...))

和

dpi

中的

plt.savefig('output.png', dpi=..., bbox_inches='tight')

，但情节都搞乱了：

有没有办法让这个在 matplotlib 中工作？我正在寻找类似这个解决方案，其中包括颜色栏：

Matplotlib - 无法以与原始图像相同的分辨率保存图像

我查看了以下相关问题，但答案对我的特定问题没有帮助：

使用颜色条时如何保持图像大小？

colorbar改变python中子图的大小

设置 Matplotlib 颜色条大小以匹配图形

Answer 1

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

img_height, img_width = 200, 100
dpi = 100

fig = plt.figure(dpi=100, figsize=(img_width/dpi*2, img_height/dpi))
ax = fig.add_axes([0, 0, 1/2, 1])
ax.set_axis_off()

image = ax.imshow(
    np.arange(img_height * img_width).reshape((img_height, img_width)),
    cmap="hot"
)

cax = fig.add_axes([1/2+0.02, 0.2, 0.1, 0.6])
colorbar = fig.colorbar(image, cax=cax)
colorbar.set_label('label')

plt.savefig('output.png', dpi=100)

最终的数字是 200 x 200，我必须将其做得更宽以容纳颜色条上的标签。