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 PAM (Portable Arbitrary Map) est un membre relativement moins connu de la famille des formats de fichiers image conçus sous l'égide du projet Netpbm. C'est un format très flexible qui peut représenter une large gamme de types d'images avec différentes profondeurs et types de données de pixels. PAM est essentiellement une extension des formats antérieurs PBM (Portable Bitmap), PGM (Portable Graymap) et PPM (Portable Pixmap), collectivement connus sous le nom de formats PNM (Portable Any Map), qui ont été conçus pour la simplicité et la facilité d'utilisation au détriment des fonctionnalités et de la compression. PAM a été introduit pour surmonter les limites de ces formats tout en conservant leur simplicité et leur facilité d'utilisation.
Le format PAM est conçu pour être indépendant de l'appareil et de la plateforme, ce qui signifie que les images enregistrées dans ce format peuvent être ouvertes et manipulées sur n'importe quel système sans se soucier des problèmes de compatibilité. Ceci est réalisé en stockant les données d'image dans un format texte brut ou binaire qui peut être facilement lu et écrit par une grande variété de logiciels. Le format est également extensible, ce qui permet l'inclusion de nouvelles fonctionnalités et capacités sans rompre la compatibilité avec les anciennes versions.
Un fichier PAM se compose d'un en-tête suivi des données d'image. L'en-tête est un texte ASCII qui spécifie la largeur, la hauteur, la profondeur et la valeur maximale de l'image, ainsi que le type de tuple qui définit l'espace colorimétrique. L'en-tête commence par le nombre magique « P7 », suivi d'une série de balises séparées par des sauts de ligne qui fournissent les métadonnées nécessaires. Les données d'image suivent immédiatement l'en-tête et peuvent être stockées au format binaire ou ASCII, le binaire étant le choix le plus courant en raison de sa taille de fichier plus petite et de son temps de traitement plus rapide.
La profondeur spécifiée dans l'en-tête PAM indique le nombre de canaux ou de composants par pixel. Par exemple, une profondeur de 3 représente généralement les canaux rouge, vert et bleu d'une image couleur, tandis qu'une profondeur de 4 peut inclure un canal alpha supplémentaire pour la transparence. La valeur maximale, également spécifiée dans l'en-tête, indique la valeur maximale pour n'importe quel canal, qui à son tour détermine la profondeur de bits de l'image. Par exemple, une valeur maximale de 255 correspond à 8 bits par canal.
Le type de tuple est une caractéristique clé du format PAM, car il définit l'interprétation des données de pixels. Les types de tuples courants incluent « BLACKANDWHITE », « GRAYSCALE », « RGB » et « RGB_ALPHA », entre autres. Cette flexibilité permet aux fichiers PAM de représenter une grande variété de types d'images, des simples images en noir et blanc aux images en couleur avec transparence. De plus, des types de tuples personnalisés peuvent être définis, ce qui rend le format extensible et adaptable aux exigences d'imagerie spécialisées.
Les fichiers PAM peuvent également inclure des lignes de commentaires facultatives dans l'en-tête, qui commencent par un caractère « # ». Ces commentaires sont ignorés par les lecteurs d'images et sont destinés aux lecteurs humains. Ils peuvent être utilisés pour stocker des métadonnées telles que la date de création de l'image, le logiciel utilisé pour générer l'image ou toute autre information pertinente qui ne rentre pas dans les champs d'en-tête standard.
Les données d'image dans un fichier PAM sont stockées dans une séquence de tuples, chaque tuple représentant un pixel. Les tuples sont ordonnés de gauche à droite et de haut en bas, en commençant par le pixel en haut à gauche de l'image. Dans le format binaire, les données de chaque canal d'un tuple sont stockées sous forme d'entier binaire, le nombre d'octets par canal étant déterminé par la valeur maximale spécifiée dans l'en-tête. Dans le format ASCII, les valeurs de canal sont représentées sous forme de nombres décimaux ASCII séparés par des espaces.
L'un des avantages du format PAM est sa simplicité, qui le rend facile à analyser et à générer. Cette simplicité se fait au prix de la taille du fichier, car PAM n'inclut aucun mécanisme de compression intégré. Cependant, les fichiers PAM peuvent être compressés en externe à l'aide d'algorithmes de compression à usage général tels que gzip ou bzip2, ce qui peut réduire considérablement la taille du fichier pour le stockage ou la transmission.
Malgré ses avantages, le format PAM n'est pas largement utilisé dans le grand public en raison de la domination d'autres formats d'image tels que JPEG, PNG et GIF, qui offrent une compression intégrée et sont pris en charge par une plus large gamme de logiciels et de matériel. Cependant, PAM reste un format précieux pour certaines applications, en particulier celles qui nécessitent un haut degré de flexibilité ou qui impliquent des tâches de traitement ou d'analyse d'images où la simplicité et la précision du format sont bénéfiques.
Dans le contexte du développement logiciel, le format PAM est souvent utilisé comme format intermédiaire dans les pipelines de traitement d'images. Sa structure simple le rend facile à manipuler avec des scripts ou des programmes personnalisés, et sa flexibilité lui permet d'accueillir la sortie de diverses étapes de traitement sans perte d'informations. Par exemple, une image peut être convertie au format PAM, traitée pour appliquer des filtres ou des transformations, puis convertie en un format plus courant pour l'affichage ou la distribution.
La bibliothèque Netpbm est le principal progiciel pour travailler avec PAM et d'autres formats Netpbm. Il fournit une collection d'outils en ligne de commande pour convertir entre les formats, ainsi que pour effectuer des manipulations d'images de base telles que la mise à l'échelle, le recadrage et les ajustements de couleur. La bibliothèque comprend également des interfaces de programmation pour C et d'autres langages, permettant aux développeurs de lire et d'écrire des fichiers PAM directement dans leurs applications.
Pour les utilisateurs et les développeurs intéressés à travailler avec le format PAM, plusieurs considérations doivent être gardées à l'esprit. Premièrement, comme le format est moins courant, tous les logiciels de visualisation et d'édition d'images ne le prendront pas en charge nativement. Il peut être nécessaire d'utiliser des outils spécialisés ou de convertir vers un format différent pour certaines tâches. Deuxièmement, l'absence de compression signifie que les fichiers PAM peuvent être assez volumineux, en particulier pour les images haute résolution, de sorte que le stockage et la bande passante doivent être pris en compte lors de l'utilisation de ce format.
Malgré ces considérations, les atouts du format PAM en font un outil précieux dans certains contextes. Sa simplicité et sa flexibilité facilitent le développement et l'expérimentation rapides, et son extensibilité garantit qu'il peut s'adapter aux besoins futurs. Pour la recherche, l'imagerie scientifique ou toute application où l'intégrité et la précision des données d'image sont primordiales, PAM offre une solution robuste.
En conclusion, le format d'image PAM est un format de fichier polyvalent et simple qui fait partie de la famille de formats d'image Netpbm. Il est conçu pour être simple, flexible et indépendant de la plateforme, ce qui le rend adapté à une large gamme de types d'images et d'applications. Bien qu'il ne soit peut-être pas le meilleur choix pour toutes les situations, en particulier lorsque la taille du fichier ou la compatibilité généralisée sont des préoccupations, ses atouts en font un excellent choix pour les applications spécialisées qui nécessitent une représentation et une manipulation précises des données d'image. En tant que tel, il reste un format pertinent et utile dans les domaines du traitement et de l'analyse d'images.
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