Сложите ваши три массива и конвертируйте их в тип uint8
на основе этого и этого ответа.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from PIL import Image
a = (np.dstack(([255, 0, 0],[0, 255, 0],[0, 0, 255]))).astype(np.uint8)
im = Image.fromarray(a, mode="RGB")
im.save("test.png")
plt.imshow(im)
plt.show()
Альтернативная опция для добавления дополнительного измерения к вашему входному массиву с приданием ему формы (1, 3, 3)
a = np.array([[[255, 0, 0], [0, 255, 0], [0, 0, 255]]], dtype=np.uint8)
im = Image.fromarray(a, mode="RGB")