如何提取28×28 matplotlib图像的灰度像素值数组？

我正在编写神经网络，目前处于初期阶段，卡在了一个问题上。我已有可从MNIST数据库提取图像并通过matplotlib显示的代码，现在需要提取每个像素的灰度值（范围0-255），但不知道如何访问和遍历图像上的每个像素。

示例图：手绘数字的Matplotlib显示

我的现有代码如下：

import numpy as np
import gzip
import matplotlib.pyplot as plt
import random
from PIL import Image
f = gzip.open('train-images-idx3-ubyte.gz','r')

image_size = 28
num_images = 10000


f.read(16)
buf = f.read(image_size * image_size * num_images)
data = np.frombuffer(buf, dtype=np.uint8).astype(np.float32)
data = data.reshape(num_images, image_size, image_size, 1)
x = random.randrange(0, 10000)
image = np.asarray(data[x]).squeeze()
plt.style.use('grayscale')
plt.imshow(image)
plt.show()

我曾尝试寻找按（行，列）调用像素值的方法但未找到，有人说在matplotlib上无法实现，但鼠标悬停时能看到像素值，所以肯定有方法，我希望能遍历图像像素。

你的image变量本质是一个28×28的NumPy数组，所有像素的灰度值都存在这里，完全不需要依赖Matplotlib来获取。

1. 访问单个像素 #

NumPy数组采用0起始索引，直接通过[行索引, 列索引]就能读取对应位置的灰度值：

# 获取第3行第5列的像素值（注意索引从0开始，所以行是2，列是4）
pixel_value = image[2, 4]
print(pixel_value)

2. 遍历所有像素 #

有两种常见方式：

方式一：嵌套循环遍历行和列

适合需要同时获取行/列坐标的场景：

image_size = 28
# 遍历每一行
for row_idx in range(image_size):
    # 遍历当前行的每一列
    for col_idx in range(image_size):
        gray_value = image[row_idx, col_idx]
        # 这里可以添加处理逻辑，比如打印或存储
        print(f"坐标({row_idx}, {col_idx}) 灰度值: {gray_value:.0f}")

方式二：扁平化数组遍历

如果不需要坐标，直接把二维数组转成一维后遍历更简洁：

# 将28×28的图像转为一维数组，包含所有784个像素值
all_pixels = image.flatten()
for idx, gray_value in enumerate(all_pixels):
    # 可选：从一维索引反推行列坐标
    row_idx = idx // image_size
    col_idx = idx % image_size
    print(f"坐标({row_idx}, {col_idx}) 灰度值: {gray_value:.0f}")

补充说明 #

你看到Matplotlib鼠标悬停显示像素值，是因为它读取了image这个NumPy数组的数据，并非Matplotlib自身存储了像素信息。另外，你代码里把原始uint8类型转成了float32，如果想让灰度值显示为0-255的整数，可以再转回来：

image = image.astype(np.uint8)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ergopunch