Есть несколько вариантов, но для структурированных данных, подобных этой, обычно хранятся словари с использованием hdf5.
См. Руководство по питону и полную документацию здесь
http://docs.h5py.org/en/stable/quick.html
Вот полный пример Python. Обратите внимание на словарь, как интерфейс.
import h5py
import numpy as np
#####
#writing output file
#####
my_file = h5py.File("output.h5",'w')
my_file['info'] = np.string_("some_random pixels") #hdf5 needs numpy to store strings
my_file['image'] = np.random.rand(5,5)
my_file.close()
#####
#reading input file
#####
loaded_file = h5py.File("output.h5",'r')
print(np.array(loaded_file['info'])) #hdf5 also needs numpy to read strings as well
print(np.array(loaded_file['image']))
loaded_file.close()