将Numpy数组保存为图像

Question

我有一个Numpy数组类型的矩阵。如何将它写入磁盘作为图像？任何格式都可以（png，jpeg，bmp ...）。一个重要的限制是PIL不存在。

- M456

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我只想指出下面的一些答案，以及肯定有一些人找到这个问题，不符合上面列出的“没有”PIL的限制。由于一些提问者和一些回答都避免了这个限制，所以我鼓励任何在这里并且不介意使用PIL的人向下查看，任何非PIL的答案（新的或旧的）都要说明它们是使用PIL的类型的答案，以区别于符合原始约束条件的答案。 - lindes

似乎相关：https://dev59.com/t1wX5IYBdhLWcg3wtBXG - hola

Answer 1

使用PIL，通过以下方式保存NumPy数组arr：

from PIL import Image
im = Image.fromarray(arr)
im.save("your_file.jpeg")

请查看文档以了解可用数据格式，包括JPEG、PNG等等。

- migas

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图像是PIL模块的一部分。执行 "print Image.file" 命令即可。 - Juh_

对于那些来到这里并且拥有 PIL 库的人来说，这篇文章非常有帮助——我认为我会使用 from PIL import Image 来使它更加清晰明了。 - sage

如果你有一张RGB图像，你可以使用im = Image.fromarray(A).convert('RGB')来获取该图像。 更多信息请参考：https://dev59.com/Xm445IYBdhLWcg3wwc2g - Roger Veciana

使用 uint8 数组的第三个轴来编码 RGB 可以使用这种方法。可以使用 "pip install pillow" 安装 PIL 模块。 - bli

@Ludovico Verniani 它不会扭曲图像，但它使用的颜色编码有些不寻常，它的颜色顺序是BGR而不是RGB。 - Zvika

Answer 2

这个使用了PIL，但或许对一些人会有用：

import scipy.misc
scipy.misc.imsave('outfile.jpg', image_array)

编辑：当前的scipy版本开始对所有图像进行规范化处理，以便使min(data)成为黑色，max(data)成为白色。如果数据应该是精确的灰度级别或精确的RGB通道，则这是不需要的。解决方案：

import scipy.misc
scipy.misc.toimage(image_array, cmin=0.0, cmax=...).save('outfile.jpg')

- Steve Tjoa

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imsave位于.../scipy/misc/pilutil.py中，它使用PIL。 - denis

转换为JPG格式时要小心，因为它是一种有损压缩格式，所以您可能无法恢复用于生成图像的精确数据。 - Feanil

这在scipy 0.19中已被弃用，请使用scipy.io.imwrite。 - g.stevo

"imsave在SciPy 1.0.0中已被弃用，并将在1.2.0中被移除。" (Scipy 1.1.0文档) - noobar

scipy.misc.imsave已经弃用。使用import imageio; imageio.imwrite('file_name.jpg', nmupy_array)代替。 - ChaosPredictor

Answer 3

使用 matplotlib：

import matplotlib.image

matplotlib.image.imsave('name.png', array)

适用于matplotlib 1.3.1，我不知道低版本是否适用。来自文档字符串：

Arguments:
  *fname*:
    A string containing a path to a filename, or a Python file-like object.
    If *format* is *None* and *fname* is a string, the output
    format is deduced from the extension of the filename.
  *arr*:
    An MxN (luminance), MxNx3 (RGB) or MxNx4 (RGBA) array.

- christianbrodbeck

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使用这个。但是遭受内存泄漏的困扰。 - SolessChong

在新版本中的matplotlib.imsave() - Vinay Lodha

在 matplotlib 2+ 中，matplotlib.pyplot.imsave 可以实现图像的保存。 - Aleksei Petrenko

这是对我有效的方法 :) （其他所有内容都需要PIL，而它只适用于Python 2） - Hugh Perkins

@HughPerkins 尝试在Python 3中使用Pillow替代PIL。 - christianbrodbeck

导入 matplotlib.pyplot 库：import matplotlib.pyplot as plt，然后使用 plt.imsave('name.png', array) 将数组（array）保存为名为 'name.png' 的图片。 - Alessandro Jacopson

Answer 4

有Python的opencv（文档在这里）。

import cv2
import numpy as np

img = ... # Your image as a numpy array 

cv2.imwrite("filename.png", img)

如果您需要进行除保存以外的更多处理，这将非常有用。

- ButterDog

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为什么数组大小是10？在这个解决方案中，选择使用10的原因是什么？ - Gathide

这是一个写入任意numpy矩阵到文件的例子。在实际应用中，将np.zeros((10,10))替换为您的图像。 - ButterDog

我该如何在使用cv2保存图像时添加类似于“cmap =“gray”的内容？ - Mona Jalal

@Xocoatzin 链接失效了吗？ - jtlz2

@jtlz2 已更新链接。 - ButterDog

@MonaJalal 我有同样的问题，你找到解决方案了吗？ - Sundeep Pidugu

Answer 5

纯Python（2和3），一个没有第三方依赖的代码片段。

该函数编写了压缩的，真彩色（每像素4个字节）RGBA PNG图像。

def write_png(buf, width, height):
    """ buf: must be bytes or a bytearray in Python3.x,
        a regular string in Python2.x.
    """
    import zlib, struct

    # reverse the vertical line order and add null bytes at the start
    width_byte_4 = width * 4
    raw_data = b''.join(
        b'\x00' + buf[span:span + width_byte_4]
        for span in range((height - 1) * width_byte_4, -1, - width_byte_4)
    )

    def png_pack(png_tag, data):
        chunk_head = png_tag + data
        return (struct.pack("!I", len(data)) +
                chunk_head +
                struct.pack("!I", 0xFFFFFFFF & zlib.crc32(chunk_head)))

    return b''.join([
        b'\x89PNG\r\n\x1a\n',
        png_pack(b'IHDR', struct.pack("!2I5B", width, height, 8, 6, 0, 0, 0)),
        png_pack(b'IDAT', zlib.compress(raw_data, 9)),
        png_pack(b'IEND', b'')])

...数据应该直接写入二进制文件，例如：

data = write_png(buf, 64, 64)
with open("my_image.png", 'wb') as fh:
    fh.write(data)

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• 原始代码来源
• 另请参阅：来自此问题的 Rust 代码移植。
• 感谢 @Evgeni Sergeev 的示例用法：https://dev59.com/9HNA5IYBdhLWcg3wk--A#21034111

- ideasman42

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这似乎正是我要找的，但你能加一些注释吗？我不明白它如何写入文件。你需要将输出写入先前打开的文件中吗？谢谢！ - PhilMacKay

@PhilMacKay，数据只需写入二进制文件。已添加注释。 - ideasman42

有人能指定图像（buf）应该是什么格式吗？它似乎不是一个numpy数组... - christianbrodbeck

@christianmbrodbeck，一个字节数组（RGBARGBA...） - ideasman42

感谢@ideasman42。我将这段代码移植到了Blender中。 - emackey

请澄清一下：这段代码片段附带了GPL许可证吗？（我对原始来源的理解。） - penguineer

Answer 6

你可以使用PyPNG。它是一个纯Python（无依赖）的开源PNG编码器/解码器，同时支持将NumPy数组写入图像。

- dF.

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记得将值按照 PNG 的正确范围进行缩放，通常为 0 到 255。神经网络中的值范围通常为 0 到 1 或 -1 到 1。 - Tomáš Gavenčiak

PyPNG是纯Python编写的，这减少了它的外部依赖，但也导致它比PIL及其派生类慢得多。例如，在我的电脑上保存一张3000x4000像素的图片使用PyPNG需要4.05秒，而使用scipy.misc.imsave只需要0.59秒（快了6倍）。 - Zvika

@TomášGavenčiak - scipy.misc.imsave在较新版本的Scipy中已被弃用。下面有几个替代方案，可以使用imageio.imwrite('image_file.jpg', array)。 - Psi-Ed

Answer 7

如果你有matplotlib，你可以这样做：

import matplotlib.pyplot as plt
plt.imshow(matrix) #Needs to be in row,col order
plt.savefig(filename)

这将保存图表（而不是图像本身）。

- DopplerShift

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对于pyplot接口，plt.figure()函数是多余的。此外，只有在想要查看图形窗口时才需要plt.show()函数--在这种情况下，只需保存图像文件，因此无需调用show()函数。 - DopplerShift

请注意，生成的图像文件将包含 matplotlib 图形的轴和灰色区域 -- 不仅仅是像素数据。 - Dave

如果您在远程主机上运行脚本并通过SSH连接，但没有图形界面支持，则无法正常工作。 - Temak

如果您想在笔记本中显示图像，可以添加以下内容：>>“from IPython.display import Image”，然后>>“Image(filename=filename)” - Robert

去除坐标轴：plt.axis('off') - yakout

Answer 8

保存numpy数组为图像，您有几个选择：

1）最佳选择：OpenCV

 import cv2   
 cv2.imwrite('file name with extension(like .jpg)', numpy_array)

2) Matplotlib

  from matplotlib import pyplot as plt
  plt.imsave('file name with extension(like .jpg)', numpy_array)

3) PIL

  from PIL import Image
  image = Image.fromarray(numpy_array)
  image.save('file name with extension(like .jpg)')

4) ...

- nima farhadi

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在加载模块所需的时间方面，“from PIL import Image” 明显是最佳选择。 - Íhor Mé

Answer 9

scipy.misc给出有关imsave函数的弃用警告，并建议改用imageio。

import imageio
imageio.imwrite('image_name.png', img)

- Sefa

Answer 10

你可以在Python中使用'skimage'库。

示例：

from skimage.io import imsave
imsave('Path_to_your_folder/File_name.jpg',your_array)

- PURNENDU MISHRA