使用PIL fromarray导入RGB数组生成PNG显示异常，求原因及正确方法

想用PIL的fromarray方法把RGB数组导入并保存为带元数据的PNG，代码如下：

import numpy as np
from PIL import Image
from PIL.PngImagePlugin import PngInfo
a = np.array([[[255, 0, 0], [0, 255, 0]],     # 红   绿
              [[0, 0, 255], [0, 0, 0]]])      # 蓝   黑  
img = Image.fromarray(a, mode="RGB")   
metadata = PngInfo()                    # 需要添加元数据，所以用Pillow而不是cv2
metadata.add_text("key", "value")
img.save("test.png", pnginfo=metadata)

但输出图像显示为红 黑 黑 黑，而非预期的红 绿 蓝 黑。尝试RGBA数组也出现类似问题：

a = np.array([[[255, 0, 0, 255], [0, 255, 0, 255]],     # 红   绿
              [[0, 0, 255, 255], [0, 0, 0, 255]]])      # 蓝   黑  

numpy创建数组时默认的dtype是int64，而PIL的fromarray在处理RGB/RGBA模式时，要求输入数组必须是uint8类型（0-255的无符号整数）。当传入int64类型的数组时，PIL无法正确解析数值（即便表面数值在0-255范围内，但类型不匹配），导致除第一个像素外的其他像素被识别为无效值，最终显示为黑色。

创建numpy数组时显式指定dtype=np.uint8，或者将已有数组转换为uint8类型即可。

修正后的RGB代码 #

import numpy as np
from PIL import Image
from PIL.PngImagePlugin import PngInfo
# 显式指定dtype为uint8
a = np.array([[[255, 0, 0], [0, 255, 0]],
              [[0, 0, 255], [0, 0, 0]]], dtype=np.uint8)
img = Image.fromarray(a, mode="RGB")   
metadata = PngInfo()
metadata.add_text("key", "value")
img.save("test.png", pnginfo=metadata)

修正后的RGBA代码 #

import numpy as np
from PIL import Image
from PIL.PngImagePlugin import PngInfo
a = np.array([[[255, 0, 0, 255], [0, 255, 0, 255]],
              [[0, 0, 255, 255], [0, 0, 0, 255]]], dtype=np.uint8)
img = Image.fromarray(a, mode="RGBA")   
metadata = PngInfo()
metadata.add_text("key", "value")
img.save("test_rgba.png", pnginfo=metadata)

如果数组已经创建完成，也可以通过a = a.astype(np.uint8)转换类型后再传入fromarray。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Basj