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 progresivo (PJPEG) es una extensión del formato de imagen JPEG convencional, conocido por su eficiencia en la compresión de imágenes y fotografías digitales. A diferencia del JPEG estándar que carga una imagen de arriba a abajo en una sola pasada, PJPEG carga la imagen en varias pasadas, aumentando gradualmente la calidad. Esta técnica ofrece una ventaja significativa en el diseño web y la presentación de imágenes en línea, donde la velocidad de carga de la imagen y la participación del espectador son fundamentales. Comprender las complejidades técnicas de PJPEG puede ser beneficioso para optimizar el rendimiento web y mejorar la experiencia del usuario.
PJPEG emplea la técnica de Transformada Discreta del Coseno (DCT), similar al JPEG estándar. DCT funciona dividiendo la imagen en partes de frecuencias variables y luego cuantificando estas frecuencias para reducir el tamaño del archivo. Lo que distingue a PJPEG del JPEG estándar en este proceso es cómo organiza y utiliza estos coeficientes DCT. PJPEG almacena estos coeficientes de una manera que permite una acumulación progresiva de la calidad de la imagen. Inicialmente, muestra una vista previa aproximada de toda la imagen utilizando solo los coeficientes más significativos, y las pasadas posteriores agregan detalles más finos.
Un aspecto crucial del formato PJPEG es su proceso de compresión, que se divide en dos etapas principales: con pérdida y sin pérdida. La etapa con pérdida implica cuantificar los coeficientes DCT, lo que reduce la precisión de los detalles de la imagen pero disminuye significativamente el tamaño del archivo. Durante esta etapa, los coeficientes se reordenan para priorizar la información visualmente más importante. La etapa sin pérdida implica un proceso de codificación Huffman, que comprime aún más la imagen sin ninguna pérdida adicional de calidad. Esta compresión de dos etapas permite que las imágenes PJPEG se carguen progresivamente sin sacrificar la calidad final de la imagen.
El proceso de codificación de una imagen en formato PJPEG implica crear múltiples escaneos de la imagen, cada uno con mayor detalle. El primer escaneo introduce un esquema básico, mostrando los colores y formas principales. Los escaneos sucesivos agregan capas de detalle, lo que permite al espectador captar rápidamente la esencia de la imagen incluso antes de que se haya cargado por completo. Este aspecto de PJPEG es particularmente beneficioso para las imágenes vistas a través de conexiones de Internet lentas, donde es esencial entregar contenido de manera eficiente sin comprometer la calidad de la imagen.
Ver una imagen codificada en formato PJPEG requiere un navegador web o visor de imágenes compatible que admita la representación progresiva. A medida que se descargan los datos de la imagen, el software interpreta los escaneos en secuencia, actualizando la pantalla con representaciones de mayor fidelidad de la imagen a medida que se dispone de más datos. Esto crea una experiencia de usuario en la que las imágenes parecen cargarse más rápido porque primero aparecen versiones anteriores de menor calidad de la imagen, seguidas de mejoras graduales en detalle y claridad.
Otra ventaja de PJPEG sobre JPEG estándar es el tamaño del archivo. Si bien puede parecer que almacenar múltiples escaneos de la misma imagen daría como resultado archivos más grandes, las técnicas de compresión eficientes utilizadas en PJPEG a menudo producen archivos más pequeños para la misma calidad visual. Esto se debe a que los escaneos iniciales requieren relativamente pocos coeficientes DCT para representar la imagen, y los detalles adicionales se agregan de una manera altamente optimizada. Esta eficiencia hace que PJPEG sea una opción atractiva para optimizar los tiempos de carga del sitio web y mejorar el rendimiento web general.
En términos de desventajas, un desafío con PJPEG es la necesidad de un software específico o soporte de navegador para beneficiarse completamente de su función de carga progresiva. Si bien la mayoría de los navegadores web modernos admiten PJPEG, es posible que algunos programas de edición de imágenes no manejen el formato correctamente, lo que genera dificultades para editar archivos PJPEG. Además, la función de carga progresiva puede ser menos notable en conexiones muy rápidas, donde la imagen puede cargarse casi instantáneamente, negando la mejora progresiva.
Desde la perspectiva de un desarrollador, implementar PJPEG en sitios web requiere una consideración cuidadosa de la configuración de calidad de imagen durante el proceso de codificación. El equilibrio entre el tamaño del archivo y la calidad de la imagen es fundamental, ya que las imágenes demasiado comprimidas pueden cargarse rápidamente pero decepcionar a los usuarios con su mala calidad. Por el contrario, muy poca compresión puede resultar en tiempos de carga más largos, lo que puede dañar la participación del usuario. Los desarrolladores también deben ser conscientes del soporte y las capacidades de representación de los navegadores y dispositivos que utiliza su audiencia para garantizar una experiencia constante.
Los aspectos técnicos de la creación de archivos PJPEG implican herramientas de software especializadas capaces de manejar la codificación JPEG con configuraciones de opciones progresivas. Adobe Photoshop, por ejemplo, ofrece opciones para guardar imágenes en formato PJPEG, lo que permite a los usuarios ajustar el número de escaneos y los niveles de compresión. Para el desarrollo web, existen varias herramientas y bibliotecas en línea que simplifican el proceso de convertir imágenes JPEG estándar en PJPEG, lo que permite a los desarrolladores optimizar sus activos web de manera más eficiente.
Desde una perspectiva histórica, el formato JPEG, incluida su variante progresiva, fue desarrollado por el Grupo Conjunto de Expertos Fotográficos a principios de la década de 1990 como parte de los estándares de imágenes digitales y comunicaciones en medicina (DICOM). Con la explosión de Internet y la fotografía digital, JPEG se convirtió en uno de los formatos de imagen más utilizados debido a su eficiente compresión que hizo posible compartir y mostrar imágenes en línea. La introducción de PJPEG sirvió para mejorar la experiencia del usuario al abordar las limitaciones de ancho de banda y velocidades de conexión que prevalecían en ese momento.
El uso de PJPEG no se limita a las imágenes web. También encuentra aplicaciones en otras áreas donde la carga eficiente de imágenes y la visualización progresiva pueden mejorar la experiencia del usuario. Por ejemplo, en los juegos en línea, PJPEG se puede utilizar para cargar texturas de juegos para brindar a los jugadores una experiencia perfecta incluso con limitaciones de ancho de banda. De manera similar, en el comercio electrónico, las imágenes progresivas pueden ayudar a mantener a los usuarios interesados mientras navegan por las galerías de productos, mejorando la probabilidad de conversión.
Además, la proliferación de pantallas de alta resolución y dispositivos móviles ha influido en la aplicación de PJPEG. En pantallas de alta resolución, cargar imágenes de alta calidad puede consumir mucho ancho de banda. PJPEG permite un compromiso al permitir que las imágenes se muestren inicialmente con una calidad más baja y luego se mejoren progresivamente, lo que reduce el tiempo de carga percibido. Este enfoque es particularmente ventajoso en entornos móviles, donde el uso de datos y la velocidad pueden ser factores limitantes.
Las consideraciones ambientales también juegan un papel en la adopción de PJPEG. Al reducir el tamaño de los archivos y optimizar los tiempos de carga, los sitios web pueden disminuir sus volúmenes de transferencia de datos, lo que potencialmente lleva a un menor consumo de energía en los centros de datos y la infraestructura de red. Este aspecto se alinea con los objetivos más amplios de la computación ecológica, enfatizando la importancia de la eficiencia energética en las tecnologías digitales. Si bien el impacto de la selección del formato de imagen en el medio ambiente puede parecer menor, cuando se considera a escala de Internet, contribuye a la eficiencia energética general de las comunicaciones digitales.
En conclusión, el formato JPEG progresivo representa un enfoque sofisticado para la compresión y visualización de imágenes, que ofrece numerosos beneficios para la entrega de contenido en línea. Con su función de carga progresiva, PJPEG puede mejorar la participación del usuario optimizando los tiempos de carga de la imagen sin sacrificar la calidad. A pesar de algunos desafíos en la implementación y compatibilidad, las ventajas de PJPEG lo convierten en una herramienta valiosa para desarrolladores web, diseñadores gráficos y creadores de contenido que buscan mejorar la experiencia visual de sus productos digitales. A medida que las tecnologías de Internet continúan evolucionando, comprender y aprovechar formatos como PJPEG seguirá siendo crucial para entregar contenido de manera eficiente y sostenible.
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