Tres píxeles siempre están oscuros

mean, std = D.mean(axis=0), D.std(axis=0)
print((std == 0).sum())      # 3

Tres píxeles siempre están oscuros en las 1797 imágenes de dígitos. Están en esquinas donde nadie escribe. Su desviación estándar es exactamente cero, así que (D - mean) / std divide por cero y produce NaN.

La corrección mantiene el hallazgo visible en vez de ocultarlo:

Z = (D - mean) / np.where(std == 0, 1.0, std)