Matplotlib: добавьте изображение в верхний левый угол рисунка

Все дело в понимании размера изображения. Сначала убедитесь, что размер фигуры установлен правильно в пикселях, а затем правильно поместите изображение в верхний левый угол, используя AnnotationBbox. Вот как вам следует это сделать:

import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image
from matplotlib.offsetbox import AnnotationBbox, OffsetImage

def plot_image(w, h):
    px = 1 / plt.rcParams['figure.dpi']  
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(w * px, h * px))

    image_path = r"C:\Users\serge.degossondevare\Downloads\homer.png"  
    image_data = Image.open(image_path)

    image_box = OffsetImage(image_data, zoom=1)
    anno_box = AnnotationBbox(image_box, xy=(0, 1), xycoords='axes fraction', 
                              box_alignment=(0, 1), frameon=False)
    ax.add_artist(anno_box)

    plt.text(0.5, 0.5, f'Requested: {w}x{h}', ha='center', va='center')
    plt.text(0.5, 0.4, f'Obtained: {int(fig.bbox.width)}x{int(fig.bbox.height)}', ha='center', va='center')

    ax.set_axis_off()

    plt.show()

plot_image(640, 480)
plot_image(800, 600)
plot_image(1024, 768)

что дает вам

Если вы хотите, чтобы изображение Гомера было пропорционально уменьшено до холста:

import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image
from matplotlib.offsetbox import AnnotationBbox, OffsetImage

def plot_image(w, h, image_path):
    px = 1 / plt.rcParams['figure.dpi']
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(w * px, h * px))

    image_data = Image.open(image_path)
    
    zoom_factor = min(w / image_data.width, h / image_data.height) * 0.1  

    image_box = OffsetImage(image_data, zoom=zoom_factor)
    anno_box = AnnotationBbox(image_box, xy=(0, 1), xycoords='axes fraction', 
                              box_alignment=(0, 1), frameon=False)
    ax.add_artist(anno_box)

    plt.text(0.5, 0.5, f'Requested: {w}x{h}', ha='center', va='center')
    plt.text(0.5, 0.4, f'Obtained: {int(fig.bbox.width)}x{int(fig.bbox.height)}', ha='center', va='center')

    ax.set_axis_off()

    plt.show()

image_path = r"C:\Users\serge.degossondevare\Downloads\homer.png"
plot_image(640, 480, image_path)
plot_image(800, 600, image_path)
plot_image(1024, 768, image_path)

который дает

Тогда масштабирование зависит от вас.

Вы пользуетесь блокнотом? Когда вы показываете в блокноте, размер фигуры автоматически изменяется, чтобы соответствовать изображенным на ней художникам. Это эквивалентно передаче bbox_inches='tight' при вызове savefig . Это можно отключить в блокноте, но я только что попробовал заменить plt.show() в вашем примере на plt.savefig(f'simpson_test{w}x{h}.png'), и все они получились нужного размера.

Я не понял, почему позиционирование у AnnotationBbox странное, но есть более простой способ figimage:

import matplotlib.pyplot as plt                              # Plot
from PIL import Image                                        # Add background image

def plot_image(w, h):
  px         = 1/plt.rcParams['figure.dpi']           
  fig,ax     = plt.subplots(figsize=(w*px, h*px))

  image_path = 'simpson.png'
  image_data = Image.open(image_path)
  fig.figimage(image_data, yo=h-48)

  plt.text(0.5, 0.5, f'Requested: {w}x{h}')
  plt.savefig(f'simpson_test{w}x{h}.png')

plot_image( 640, 480)
plot_image( 800, 600)
plot_image(1024, 768)