python - 正确将 png 转换为 npy numpy 数组(图像到数组)

Question

当我生成一个图像，然后从中生成一个 numpy 数组时，原始 .npy文件与新文件不同。我以为new-array.npy将与 original-array.npy 完全相同因为它们来自同一个图像。
例如，我使用了这个 4*4 像素的小图像:
original-image.png
这是一个更大的版本(不是我正在使用的版本):

代码的最后一部分是转换 .png 的部分。至 .npy .我认为问题出在这里的某个地方。

import numpy as np
from PIL import Image
from matplotlib import pyplot as plt

filename = 'image-test'

img = Image.open( filename + '.png' )
data = np.array( img, dtype='uint8' )

np.save( filename + '.npy', data)

# visually testing our output
img_array = np.load(filename + '.npy')
plt.imshow(img_array) 

我的简单算法:

生成随机rgb数组并保存为.npy

保存 .png来自那个 numpy 数组的文件。

加载该 .png文件并将其保存回 .npy

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
import matplotlib

from PIL import Image                                                                                


####create a matrix of random colors
filename = "original-array"

matrix=np.random.random((4,4,3))
nx,ny,nz=np.shape(matrix)
CXY=np.zeros([ny, nx])
for i in range(ny):
    for j in range(nx):
        CXY[i,j]=np.max(matrix[j,i,:])

#Save binary data
np.save(filename + '.npy', CXY)
print(filename + " was saved")

#Load npy
img_array = np.load(filename + '.npy')
plt.imshow(img_array)


####Save npy as png
filename = "original-image"

img_name = filename +".png"
matplotlib.image.imsave(img_name, img_array)
print(filename + " was saved")


#### Convert that png back to numpy array

img = Image.open( filename + '.png' )
data = np.array( img, dtype='uint8' )

#Convert the new npy file to png
filename = "new-array"

np.save( filename + '.npy', data)
print(filename + " was saved")


#Load npy
img_array = np.load(filename + '.npy')

filename = "new-image"
#Save as png
img_name = filename +".png"
matplotlib.image.imsave(img_name, img_array)
print(filename + " was saved")

结果如下:

当我从 new-array.npy 重新生成图像时我得到的图像与 original-image.png 完全相同:

Answer 1

这些文件是不同的，因为数组具有不同的数据类型。

第一次保存数据是在保存数组 CXY 时。该数组的类型为 np.float64 ，因为这是 np.zeros 返回的默认数据类型.

第二个数组是通过加载原始图像创建的，而不是保存的 npy 文件。这是引入不一致的地方，因为 PNG 数据的类型是 np.uint8 (并在下一行再次转换为 np.uint8)。这是一种较小的数据类型，因此整体文件大小较小。