背景の削除は、被写体を周囲から分離し、透明な背景に配置したり、 シーンを交換したり、新しいデザインに合成したりできるようにします。内部では、 アルファマット（ピクセルごとの不透明度0〜1）を推定し、前景を何か他のものの上にアルファ合成しています。これはポーター-ダフの数学であり、「フリンジ」や ストレートアルファ対乗算済みアルファのようなおなじみの落とし穴の原因です。乗算済みアルファとリニアカラーに関する実践的なガイダンスについては、 MicrosoftのWin2Dノート、 Søren Sandmann、および Lomontのリニアブレンドに関する記事を参照してください。
キャプチャを制御できる場合は、背景を単色（多くの場合緑）で塗りつぶし、その色相をキーアウトします。 これは高速で、映画や放送で実証済みであり、ビデオに最適です。トレードオフは照明とワードローブです。 色付きの光がエッジ（特に髪）にこぼれるため、デスピルツールを使用して汚染を中和します。 優れた入門書には、Nukeのドキュメント、 Mixing Light、および実践的な Fusionデモが含まれます。
背景が乱雑な単一の画像の場合、インタラクティブアルゴリズムには、ユーザーからのいくつかのヒント（たとえば、緩い 長方形や落書き）が必要であり、鮮明なマスクに収束します。標準的な方法は GrabCut （本の章）であり、前景/背景のカラーモデルを学習し、グラフカットを繰り返し使用してそれらを分離します。GIMPの前景選択では、 SIOX （ImageJプラグイン）に基づいた同様のアイデアが見られます。
マッティングは、かすかな境界（髪、毛皮、煙、ガラス）での部分的な透明度を解決します。クラシックな クローズドフォームマッティングは、 トライマップ（明確な前景/明確な背景/不明）を取得し、強力なエッジ忠実度で アルファの線形システムを解きます。現代の ディープイメージマッティングは、 Adobe Composition-1Kデータセット（MMEditingドキュメント）でニューラルネットワークをトレーニングし、 SAD、MSE、Gradient、Connectivity（ベンチマークの説明）などのメトリックで評価されます。
関連するセグメンテーション作業も役立ちます： DeepLabv3+は、エンコーダー-デコーダーとatrous畳み込みで境界を洗練します （PDF）; Mask R-CNNは、インスタンスごとのマスクを提供します （PDF）; そして SAM（Segment Anything）は、 なじみのない画像に対してゼロショットマスクを生成するプロンプト可能な基盤モデルです。
学術研究では、Composition-1Kに関するSAD、MSE、Gradient、およびConnectivityエラーが報告されています。モデルを選択する場合は、これらのメトリックを探してください （メトリックの定義; Background Mattingのメトリックセクション）。 ポートレート/ビデオの場合、MODNetと Background Matting V2は強力です。一般的な「顕著なオブジェクト」画像の場合、 U2-Netは堅実なベースラインです。困難な透明度の場合、 FBAはよりクリーンになる可能性があります。
JPEG XL（JXL）画像フォーマットは、JPEG、PNG、GIF などの既存のフォーマットの機能を超えることを目指した次世代画像符号化規格です。優れた圧縮効率、品質、機能を提供します。これは、画像圧縮規格の開発に貢献してきた Joint Photographic Experts Group（JPEG）委員会による共同作業の結果です。JPEG XL は、プロフェッショナルな写真から Web グラフィックスまで、幅広いユースケースに対応できるユニバーサル画像フォーマットとして設計されています。
JPEG XL の主な目標の 1 つは、視覚品質を損なうことなくファイルサイズを大幅に削減できる高品質の画像圧縮を提供することです。これは、高度な圧縮技術と最新の符号化フレームワークを組み合わせることで実現されてい ます。このフォーマットはモジュール方式を採用しており、カラースペース変換、トーンマッピング、レスポンシブなリサイズなどのさまざまな画像処理操作を圧縮パイプラインに直接組み込むことができます。
JPEG XL は、Google の PIK と Cloudinary の FUIF（Free Universal Image Format）という 2 つの以前の画像コーデックを基盤として構築されています。これらのコーデックは画像圧縮にいくつかの革新をもたらし、JPEG XL にさらに洗練されて統合されています。このフォーマットはロイヤリティフリーに設計されており、画像の保存と配信に費用効果の高いソリューションを必要とするソフトウェア開発者とコンテンツ制作者の両方にとって魅力的なオプションとなっています。
JPEG XL の圧縮効率の中心にあるのは、非対称数値システム（ANS）と呼ばれる最新のエントロピー符号化技術の使用です。ANS は、画像データの統計的分布を効率的に符号化することで、ほぼ最適な圧縮率を提供する算術符号化の一種です。これにより、JPEG XL は、元の JPEG フォーマットで使用されているハフマン符号化などの従来の方法よりも優れた圧縮を実現できます。
JPEG XL は、人間の視覚認識にさらに適合するように設計された XYB（eXtra Y、Blue-yellow）と呼ばれる新しいカラースペースも導入しています。XYB カラースペースは、人間の目に重要な画像のコンポーネントを優先することで、より効率的な圧縮を可能にします。これにより、ファイルサイズが小さくなるだけでなく、特に微妙な色の変化がある領域で圧縮アーティファクトが少なくなります。
JPEG XL のもう 1 つの重要な機能は、ハイダイナミックレンジ（HDR）とワ イドカラージェム（WCG）画像のサポートです。ディスプレイ技術が進化するにつれて、これらの新しいディスプレイが生成できる拡張された明るさと色の範囲を処理できる画像フォーマットの需要が高まっています。JPEG XL の HDR と WCG のネイティブサポートにより、追加のメタデータやサイドカーファイルを使用せずに、最新の画面で画像が鮮やかでリアルに表示されます。
JPEG XL は、プログレッシブデコードも考慮して設計されています。つまり、画像はまだダウンロードされている間は低品質で表示できますが、より多くのデータが利用可能になると品質は徐々に向上します。この機能は、ユーザーのインターネット速度が異なる場合に特に役立ちます。ファイル全体がダウンロードされるのを待たずに画像のプレビューを提供することで、ユーザーエクスペリエンスが向上します。
下位互換性の点では、JPEG XL は「JPEG 再圧縮」と呼ばれる独自の機能を提供します。これにより、既存の JPEG 画像を品質を損なうことなく JPEG XL フォーマットに再圧縮できます。再圧縮された画像はサイズが小さくなるだけでなく、元の JPEG データをすべて保持するため、必要に応じて元の JPEG フォーマットに戻すことができます。これにより、JPEG XL は、元のファイルに戻す機能を維持しながらストレージ要件を大幅に削減できるため、大量の JPEG 画像をアーカイブするための魅力的なオプションになります。
JPEG XL は、Web 上のレスポンシブ画像のニーズにも対応しています。1 つのファイル内に画像の複数の解像度を格納する機能により、Web 開発者はユーザーのデバイスと画面解像度に基づいて最も適切な画像サイズを提供できます。これにより、異なる解像度用の個別の画像ファイルの必要性がなくなり、レスポンシブ Web デザインを作成するプロセスが簡素化されます。
プロのフォトグラファーやグラフィックデザイナー向けに、JPEG XL はロスレス圧縮をサポートしており、元の画像データのすべてのビットが保持されます。これは、医療画像、デジタルアーカイブ、プロフェッショナルな写真編集など、画像の完全性が最優先されるアプリケーションに不可欠です。JPEG XL のロスレスモードも非常に効率的で、PNG や TIFF などの他のロスレスフォーマットと比較してファイルサイズが小さくなることがよくあります。
JPEG XL の機能セットは、GIF や WebP フォーマットと同様にアニメーションのサポートにまで及びますが、圧縮と品質が大幅に向上しています。これにより、Web 上の GIF の適切な代替となり、より広いカラパレットでよりスムーズなアニメーションを提供し、GIF の 256 色の制限はありません。
このフォーマットには、EXIF、XMP、ICC プロファイルなどのメタデータの堅牢なサポートも含まれており、圧縮中に画像に関する重要な情報が保持されます。このメタデータには、カメラの設定、著作権情報、カラーマネジメントデータなどの詳細を含めることができ、プロフェッショナルな使用とデジタル遺産の保存の両方に不可欠です。
セキュリティとプライバシーも JPEG XL の設計で考慮されています。このフォーマットは実行可能コードを含めることを許可しないため、画像を介して悪用される可能性のあるセキュリティの脆弱性のリスクが軽減されます。さらに、JPEG XL は機密メタデータの削除をサ ポートしており、オンラインで画像を共有するときのユーザーのプライバシーを保護するのに役立ちます。
JPEG XL は、新しい機能やテクノロジーが導入されたときにサポートを拡張できる柔軟なコンテナーフォーマットを備えており、将来に対応するように設計されています。これにより、このフォーマットは変化する要件に適応し、今後何年にもわたってユニバーサル画像フォーマットとして機能し続けることができます。
採用に関しては、JPEG XL はまだ初期段階であり、Web ブラウザ、オペレーティングシステム、画像編集ソフトウェアへのサポートを統合するための取り組みが継続されています。より多くのプラットフォームがこのフォーマットを採用するにつれて、効率、品質、機能の向上を組み合わせた、古い画像フォーマットの代替として注目を集めることが期待されています。
結論として、JPEG XL は画像圧縮技術における大きな進歩を表しています。高い圧縮効率、最新の画像機能のサポート、下位互換性の組み合わせにより、画像の保存と送信の新しい標準となる強力な候補となっています。このフォーマットが広く採用されるにつれて、デジタル画像の作成、共有、消費の方法を変革し、誰もがよりアクセスしやすく、楽しめるものにする可能性があります。
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