La eliminación de fondo separa un sujeto de su entorno para que puedas colocarlo sobre transparencia, cambiar la escena o componerlo en un nuevo diseño. Bajo el capó, estás estimando una máscara alfa, una opacidad por píxel de 0 a 1, y luego aplicando composición alfa al primer plano sobre otra cosa. Esta es la matemática de Porter–Duff y la causa de problemas comunes como los “flecos” y alfa recto vs. pre-multiplicado. Para obtener una guía práctica sobre la pre-multiplicación y el color lineal, consulta las notas de Win2D de Microsoft, Søren Sandmann y el artículo de Lomont sobre la mezcla lineal.
Si puedes controlar la captura, pinta el fondo de un color sólido (a menudo verde) y elimina ese tono. Es rápido, de eficacia probada en cine y televisión, e ideal para vídeo. Las desventajas son la iluminación y el vestuario: la luz de color se derrama sobre los bordes (especialmente el pelo), por lo que usarás herramientas de eliminación de derrame de color para neutralizar la contaminación. Algunas buenas introducciones son la documentación de Nuke, Mixing Light y una demostración práctica de Fusion.
Para imágenes individuales con fondos desordenados, los algoritmos interactivos necesitan algunas pistas del usuario, por ejemplo, un rectángulo suelto o garabatos, y generan una máscara nítida. El método canónico es GrabCut (capítulo de libro), que aprende modelos de color para el primer plano/fondo y utiliza cortes de grafo de forma iterativa para separarlos. Verás ideas similares en la Selección de primer plano de GIMP basada en SIOX (plugin de ImageJ).
El Matting resuelve la transparencia fraccional en los límites tenues (pelo, pelaje, humo, vidrio). El matting de forma cerrada clásico toma un trimapa (definitivamente-primer plano/definitivamente-fondo/desconocido) y resuelve un sistema lineal para alfa con una fuerte precisión de borde. El matting de imagen profundo moderno entrena redes neuronales en el conjunto de datos Adobe Composition-1K (documentos de MMEditing), y se evalúa con métricas como SAD, MSE, Gradiente y Conectividad (explicador del benchmark).
El trabajo de segmentación relacionado también es útil: DeepLabv3+ refina los límites con un codificador-decodificador y convoluciones atrous (PDF); Mask R-CNN proporciona máscaras por instancia (PDF); y SAM (Segment Anything) es un modelo de base controlable por prompts que genera máscaras de cero disparos en imágenes no familiares.
El trabajo académico informa de errores de SAD, MSE, Gradiente y Conectividad en Composition-1K. Si estás eligiendo un modelo, busca esas métricas (definiciones de métricas; sección de métricas de Background Matting). Para retratos/vídeo, MODNet y Background Matting V2 son potentes; para imágenes generales de “objetos salientes”, U2-Net es una base sólida; para transparencias difíciles, FBA puede ser más limpio.
El formato JPEG 2000 Multicapa (JPM) es una extensión del estándar JPEG 2000, que es un estándar de compresión de imágenes y un sistema de codificación. Fue creado por el comité del Joint Photographic Experts Group en 2000 con la intención de reemplazar el estándar JPEG original. JPEG 2000 es conocido por su alta eficiencia de compresión y su capacidad para manejar una amplia gama de tipos de imágenes, incluidas imágenes en escala de grises, en color y multicomponente. El formato JPM amplía específicamente las capacidades de JPEG 2000 para incluir soporte para documentos compuestos, que pueden contener una combinación de texto, gráficos e imágenes.
JPM se define en la Parte 6 de la Suite JPEG 2000 (ISO/IEC 15444-6) y está diseñado para encapsular múltiples imágenes y datos relacionados en un solo archivo. Esto lo hace particularmente útil para aplicaciones como imágenes de documentos, imágenes médicas e imágenes técnicas donde se deben almacenar juntos diferentes tipos de contenido. El formato JPM permite el almacenamiento eficiente de páginas dentro de un documento, cada una de las cuales puede contener varias regiones de imagen con diferentes características, así como datos que no son de imagen, como anotaciones o metadatos.
Una de las características clave de JPM es su uso del flujo de código JPEG 2000 (JPX), que es una versión extendida del flujo de código JPEG 2000 básico (JP2). JPX admite una gama más amplia de espacios de color, metadatos más sofisticados y profundidades de bits más altas. En un archivo JPM, cada imagen o "capa" se almacena como un flujo de código JPX separado. Esto permite que cada capa se comprima de acuerdo con sus propias características, lo que puede conducir a una compresión más eficiente y resultados de mayor calidad, especialmente para documentos compuestos con diversos tipos de contenido.
La estructura de un archivo JPM es jerárquica y consta de una serie de cajas. Una caja es una unidad autónoma que incluye un encabezado y datos. El encabezado especifica el tipo y la longitud de la caja, mientras que los datos contienen el contenido real. La caja de nivel superior en un archivo JPM es la caja de firma, que identifica el archivo como un archivo de la familia JPEG 2000. Después de la caja de firma, hay cajas de tipo de archivo, cajas de encabezado y cajas de contenido, entre otras. Las cajas de encabezado contienen información sobre el archivo, como el número de páginas y los atributos de cada página, mientras que las cajas de contenido contienen los datos de la imagen y cualquier dato asociado que no sea de imagen.
En términos de compresión, los archivos JPM pueden utilizar métodos de compresión con y sin pérdida. La compresión sin pérdida garantiza que los datos de la imagen original se puedan reconstruir perfectamente a partir de los datos comprimidos, lo cual es crucial para aplicaciones donde la integridad de la imagen es primordial, como las imágenes médicas. La compresión con pérdida, por otro lado, permite tamaños de archivo más pequeños al descartar algunos de los datos de la imagen, lo que puede ser aceptable en situaciones donde no se requiere una fidelidad perfecta.
JPM también admite el concepto de "decodificación progresiva", lo que significa que se puede mostrar una versión de baja resolución de una imagen mientras aún se descarga o procesa la imagen de resolución completa. Esto es particularmente útil para imágenes grandes o conexiones de red lentas, ya que permite a los usuarios obtener una vista previa rápida sin tener que esperar a que esté disponible todo el archivo.
Otro aspecto importante de JPM es su soporte para metadatos. Los metadatos en los archivos JPM pueden incluir información sobre el documento, como el autor, el título y las palabras clave, así como información sobre cada imagen, como la fecha de captura, la configuración de la cámara y la ubicación geográfica. Estos metadatos se pueden almacenar en formato XML, lo que los hace fácilmente accesibles y modificables. Además, JPM admite la inclusión de perfiles ICC, que definen el espacio de color de las imágenes, lo que garantiza una reproducción precisa del color en diferentes dispositivos.
Los archivos JPM también son capaces de almacenar múltiples versiones de una imagen, cada una con diferentes resoluciones o configuraciones de calidad. Esta característica, conocida como "multicapa", permite un almacenamiento y transmisión más eficientes, ya que se puede seleccionar la versión adecuada de una imagen según las necesidades específicas de la aplicación o el ancho de banda disponible.
La seguridad es otra área donde JPM proporciona características robustas. El formato admite la inclusión de firmas digitales y cifrado, que se pueden utilizar para verificar la autenticidad del documento y proteger información confidencial. Esto es particularmente importante en campos como la gestión de documentos legales y médicos, donde la integridad y confidencialidad de los documentos son de suma importancia.
A pesar de sus muchas ventajas, el formato JPM no ha tenido una adopción generalizada, particularmente en el mercado de consumo. Esto se debe en parte a la complejidad del formato y los recursos computacionales necesarios para procesar archivos JPM. Además, la familia de estándares JPEG 2000, incluido JPM, ha estado sujeta a problemas de licencias de patentes, lo que ha obstaculizado su adopción en comparación con el estándar JPEG original, que generalmente no está sujeto a patentes.
Para los desarrolladores de software e ingenieros que trabajan con archivos JPM, hay varias bibliotecas y herramientas disponibles que brindan soporte para el formato. Estos incluyen la biblioteca OpenJPEG, que es un códec JPEG 2000 de código abierto, y ofertas comerciales de varias empresas de software de imágenes. Al trabajar con archivos JPM, los desarrolladores deben estar familiarizados con la sintaxis del flujo de código JPEG 2000, así como con los requisitos específicos para manejar documentos compuestos y metadatos.
En conclusión, el formato de imagen JPM es una poderosa extensión del estándar JPEG 2000 que ofrece una gama de características adecuadas para almacenar y administrar documentos compuestos. Su soporte para múltiples capas de imagen, decodificación progresiva, metadatos, multicapa y funciones de seguridad lo convierten en una opción ideal para aplicaciones profesionales y técnicas donde la calidad de imagen y la integridad del documento son críticas. Si bien puede que no sea tan comúnmente utilizado como otros formatos de imagen, sus capacidades especializadas aseguran que siga siendo una herramienta importante en campos como las imágenes de documentos y las imágenes médicas.
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