如何在Matplotlib中反转RGB格式MNIST图像的颜色（白黑转黑白）

问题原因 #

Matplotlib的cmap参数仅对单通道2D数组（灰度图）生效，当传入3D的RGB数组时，会直接按RGB通道的原始像素值渲染，完全忽略cmap设置，所以用gray_r反转无效。

两种解决方法 #

方法1：将RGB图转为单通道灰度图后反转

因为MNIST的RGB图像三个通道的像素值完全一致（本质是灰度图转成了RGB格式），所以可以直接取任意一个通道，或用标准灰度转换公式生成单通道图，再用gray_r反转：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 假设image_2是(28,28,3)的RGB数组
# 方式A：直接取单个通道（MNIST专属快捷方式）
gray_img = image_2[:, :, 0]
plt.imshow(gray_img, cmap='gray_r')
plt.show()

# 方式B：标准灰度转换（适用于所有RGB图）
gray_img = np.dot(image_2[..., :3], [0.2989, 0.5870, 0.1140])
plt.imshow(gray_img, cmap='gray_r')
plt.show()

方法2：直接反转RGB像素值

如果不想转灰度，直接对RGB图像的每个像素值做减法反转即可：

import matplotlib.pyplot as plt

# 情况1：图像像素值是0-255的uint8类型
inverted_img = 255 - image_2
plt.imshow(inverted_img)
plt.show()

# 情况2：图像像素值是0-1的float类型
inverted_img = 1.0 - image_2
plt.imshow(inverted_img)
plt.show()

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