La suppression de l'arrière-plan sépare un sujet de son environnement afin que vous puissiez le placer sur la transparence, échanger la scène ou la composer dans un nouveau design. Sous le capot, vous estimez un masque alpha—une opacité par pixel de 0 à 1—puis vous composez alpha le premier plan sur autre chose. C'est le calcul de Porter–Duff et la cause de pièges familiers comme les « franges » et l'alpha droit contre l'alpha prémultiplié. Pour des conseils pratiques sur la prémultiplication et la couleur linéaire, consultez les notes Win2D de Microsoft, Søren Sandmann, et l'article de Lomont sur le mélange linéaire.
Si vous pouvez contrôler la capture, peignez l'arrière-plan d'une couleur unie (souvent verte) et retirez cette teinte. C'est rapide, éprouvé dans le cinéma et la diffusion, et idéal pour la vidéo. Les compromis sont l'éclairage et la garde-robe : la lumière colorée se propage sur les bords (surtout les cheveux), vous utiliserez donc des outils de suppression de déversement pour neutraliser la contamination. De bonnes introductions incluent la documentation de Nuke, Mixing Light, et une démo pratique de Fusion.
Pour les images uniques avec des arrière-plans désordonnés, les algorithmes interactifs ont besoin de quelques indices de l'utilisateur, par exemple un rectangle lâche ou des gribouillis, et convergent vers un masque net. La méthode canonique est GrabCut (chapitre de livre), qui apprend les modèles de couleur pour le premier plan/l'arrière-plan et utilise les coupes de graphe de manière itérative pour les séparer. Vous verrez des idées similaires dans la Sélection de premier plan de GIMP basée sur SIOX (plugin ImageJ).
Le matage résout la transparence fractionnaire aux frontières vaporeuses (cheveux, fourrure, fumée, verre). Le matage classique à forme fermée prend une trimap (certainement-premier plan/certainement-arrière-plan/inconnu) et résout un système linéaire pour l'alpha avec une forte fidélité des bords. Le matage d'image profond moderne entraîne des réseaux de neurones sur l'ensemble de données Adobe Composition-1K (docs MMEditing), et est évalué avec des métriques comme SAD, MSE, Gradient et Connectivité (explication du benchmark).
Les travaux de segmentation connexes sont également utiles : DeepLabv3+ affine les frontières avec un encodeur-décodeur et des convolutions atrous (PDF) ; Mask R-CNN donne des masques par instance (PDF) ; et SAM (Segment Anything) est un modèle de fondation guidé par instructions qui génère des masques sans apprentissage sur des images inconnues.
Les travaux universitaires rapportent des erreurs de SAD, MSE, Gradient et Connectivité sur Composition-1K. Si vous choisissez un modèle, recherchez ces métriques (définitions des métriques ; section des métriques de Background Matting). Pour les portraits/vidéos, MODNet et Background Matting V2 sont solides ; pour les images générales d'« objets saillants », U2-Net est une base solide ; pour les transparences difficiles, FBA peut donner de meilleurs résultats.
Le format d'image JPEG 2000, souvent abrégé en JP2, est un système d'encodage d'image créé comme successeur de la norme JPEG originale. Il a été développé par le comité du Joint Photographic Experts Group au début des années 2000 dans le but de fournir un nouveau format d'image capable de surmonter certaines des limites du format JPEG traditionnel. JPEG 2000 ne doit pas être confondu avec le format JPEG standard, qui utilise l'extension de fichier .jpg ou .jpeg. JPEG 2000 utilise l'extension .jp2 pour ses fichiers et offre un certain nombre d'améliorations significatives par rapport à son prédécesseur, notamment une meilleure qualité d'image à des taux de compression plus élevés, la prise en charge de profondeurs de bits plus élevées et une meilleure gestion de la transparence grâce aux canaux alpha.
L'une des principales caractéristiques de JPEG 2000 est son utilisation de la compression par ondelettes, par opposition à la transformée en cosinus discrète (DCT) utilisée dans le format JPEG original. La compression par ondelettes est une forme de compression de données bien adaptée à la compression d'images, où la taille du fichier est réduite sans sacrifier la qualité. Ceci est réalisé en transformant l'image en un domaine d'ondelettes où les informations de l'image sont stockées d'une manière qui permet différents niveaux de détail. Cela signifie que JPEG 2000 peut offrir une compression sans perte et avec perte dans le même format de fichier, offrant une flexibilité en fonction des besoins de l'utilisateur.
Un autre avantage significatif de JPEG 2000 est sa prise en charge du décodage progressif. Cette fonctionnalité permet d'afficher une version basse résolution de l'image pendant que le fichier est encore en cours de téléchargement, ce qui peut être particulièrement utile pour les images Web. Au fur et à mesure que davantage de données sont reçues, la qualité de l'image s'améliore progressivement jusqu'à ce que l'image en pleine résolution soit affichée. Cela contraste avec le format JPEG standard, où l'image ne peut être affichée qu'une fois que le fichier entier a été téléchargé.
JPEG 2000 introduit également le concept de régions d'intérêt (ROI). Cela permet de compresser différentes parties d'une image à différents niveaux de qualité. Par exemple, sur une photographie d'une personne, le visage de l'individu pourrait être encodé avec une qualité supérieure à celle de l'arrière-plan. Ce contrôle sélectif de la qualité peut être très utile dans les applications où certaines parties d'une image sont plus importantes que d'autres.
Le format JPEG 2000 est également hautement évolutif. Il prend en charge une large gamme de résolutions d'image, de profondeurs de couleur et de composants d'image. Cette évolutivité s'étend aux dimensions spatiales et de qualité, ce qui signifie qu'un seul fichier JPEG 2000 peut stocker plusieurs résolutions et niveaux de qualité, qui peuvent être extraits selon les besoins pour différentes applications ou appareils. Cela fait de JPEG 2000 un excellent choix pour une variété d'utilisations, du cinéma numérique à l'imagerie médicale, où différents utilisateurs peuvent avoir besoin d'attributs d'image différents.
En termes de précision des couleurs, JPEG 2000 prend en charge jusqu'à 16 bits par canal de couleur, contre 8 bits par canal dans le JPEG standard. Cette profondeur de bits accrue permet une gamme de couleurs beaucoup plus large et des gradations plus subtiles entre elles, ce qui est particulièrement important pour l'édition et l'impression de photos haut de gamme où la fidélité des couleurs est cruciale.
JPEG 2000 inclut également des fonctionnalités robustes de résilience aux erreurs, ce qui le rend plus adapté à la transmission d'images sur des réseaux présentant un risque élevé de corruption des données, tels que les réseaux sans fil ou Internet. Le format peut inclure des sommes de contrôle et d'autres vérifications d'intégrité des données pour garantir que l'image peut être reconstruite même si certains paquets de données sont perdus pendant la transmission.
Malgré ses nombreux avantages, JPEG 2000 n'a pas connu une adoption généralisée par rapport au format JPEG original. L'une des raisons en est la complexité de l'algorithme de compression JPEG 2000, qui nécessite plus de puissance de calcul pour encoder et décoder les images. Cela l'a rendu moins attrayant pour l'électronique grand public et les plateformes Web, qui privilégient souvent la vitesse et la simplicité. De plus, le format JPEG original est profondément ancré dans l'industrie et dispose d'un vaste écosystème de logiciels et de matériel, ce qui rend difficile l'implantation d'un nouveau format.
Un autre facteur qui a limité l'adoption de JPEG 2000 est la question des brevets. La norme JPEG 2000 comprend des technologies brevetées par diverses entités, ce qui a suscité des inquiétudes quant aux frais de licence et aux contraintes juridiques. Bien que nombre de ces brevets aient expiré ou aient été rendus disponibles à des conditions raisonnables et non discriminatoires, l'incertitude initiale a contribué à la réticence de certaines organisations à adopter le format.
Malgré ces défis, JPEG 2000 a trouvé une niche dans certains domaines professionnels où ses fonctionnalités avancées sont particulièrement précieuses. Par exemple, dans le cinéma numérique, JPEG 2000 est utilisé dans le cadre de la spécification Digital Cinema Initiatives (DCI) pour la distribution et la projection de films. Sa représentation d'image de haute qualité et son évolutivité le rendent bien adapté aux exigences des écrans de cinéma haute résolution.
Dans le domaine de l'archivage et de la préservation numérique, JPEG 2000 est également privilégié pour ses capacités de compression sans perte et sa capacité à stocker des images d'une manière à la fois efficace et propice à une préservation à long terme. Les bibliothèques, les musées et autres institutions qui ont besoin de copies numériques de haute qualité de leurs collections choisissent souvent JPEG 2000 pour ces raisons.
L'industrie de l'imagerie médicale est un autre domaine où JPEG 2000 a été implémenté avec succès. La prise en charge du format pour les profondeurs de bits élevées et la compression sans perte est essentielle pour garantir que les images médicales, telles que les rayons X et les IRM, conservent tous les détails nécessaires pour un diagnostic et une analyse précis. De plus, la capacité à gérer efficacement des fichiers image très volumineux fait de JPEG 2000 un bon choix pour ce secteur.
JPEG 2000 comprend également un riche ensemble de capacités de métadonnées, permettant l'intégration d'informations étendues dans le fichier image lui-même. Cela peut inclure des informations sur les droits d'auteur, les paramètres de l'appareil photo, les données de géolocalisation, etc. Cette fonctionnalité est particulièrement utile pour les systèmes de gestion des actifs et autres applications où le suivi de la provenance et des propriétés d'une image est important.
En conclusion, le format d'image JPEG 2000 offre une gamme de fonctionnalités avancées qui offrent des avantages significatifs en termes de qualité d'image, de flexibilité et de robustesse. Son utilisation de la compression par ondelettes permet d'obtenir des images de haute qualité avec des tailles de fichiers plus petites, et sa prise en charge du décodage progressif, des régions d'intérêt et de l'évolutivité en fait un choix polyvalent pour de nombreuses applications. Bien qu'il n'ait pas remplacé le format JPEG original dans l'utilisation grand public, JPEG 2000 est devenu le format de choix dans les industries où ses avantages uniques sont les plus nécessaires. À mesure que la technologie continue de progresser et que le besoin d'imagerie numérique de meilleure qualité augmente, JPEG 2000 pourrait encore connaître une adoption plus large à l'avenir.
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