imread時に不必要にカラー画像（640×400×3）で読み込まれてしまっているので、cv2.imread('white.png', 0)のように0で（640×400)で読み込んでください。 ims = np.stack(images).astype(int) new_ims = np.apply_along_axis(lambda x:int(''.join([str(i) for i in x]), 2), 0, ims) これでnew_imsは640x400の2進数→10進数変換をかけた配列になるので、imwrite等で書き出してください 10bitだと最大値512で255オーバーする気がしますが、質問に指示がなかったので無視してそのまま値入れてます なお、2進数とみなすときに、imagesの並び順に上位ビットになります。 （images = [img1, img2, ...]としたら、img1の0/1が最上位ビットになる） 一応解説 ・np.stack(images).astype(int) ・・640x400の画像を新しい軸で重ねている。このときimreadでRGBの3次元あると邪魔なので0をつけて2次元だけにしている ・・250で割ったときにfloatになっている可能性があるので、一応intに直す ・np.apply_along_axis(lambda x:int(''.join([str(i) for i in x]), 2), 0, ims) ・・np.apply_along_axisは特定の軸に対して関数を適用する（それを全要素に） ・・第一引数のlambdaは無名関数。xは重ねた10枚の同座標の値（配列） ・・[str(i) for i in x]で文字列化したリストに直す（intを適用して2進数にするため） ・・''.join([str(i) for i in x]), 2)で文字列かしたリストを結合10010...の形に ・・int(string, 2)は文字列を2進数だとみなして10進数のintに直す ・・第二引数の0は軸0(10枚を重ねた方向）に対して抜き出すという指示 ・・第三引数はnp.apply_along_axisを適用する配列、640x400x10のもの