배경 제거는 피사체를 주변 환경과 분리하여 투명 배경에 배치하거나, 장면을 바꾸거나, 새로운 디자인에 합성할 수 있게 해줍니다. 내부적으로는 0에서 1까지의 픽셀당 불투명도인 알파 매트를 추정하고, 전경을 알파 합성하여 다른 것 위에 배치하는 것입니다. 이것은 포터–더프의 수학이며, “프린지”와 스트레이트 알파 대 미리 곱해진 알파와 같은 흔히 발생하는 문제의 원인입니다. 미리 곱하기와 선형 색상에 대한 실용적인 지침은 마이크로소프트의 Win2D 노트, 쇠렌 산만, 그리고 로몬트의 선형 블렌딩에 대한 글을 참조하십시오.
촬영을 제어할 수 있다면 배경을 단색(주로 녹색)으로 칠하고 해당 색조를 키로 빼냅니다. 이 방법은 빠르고, 영화 및 방송에서 검증되었으며, 비디오에 이상적입니다. 단점은 조명과 의상입니다: 색깔 있는 빛이 가장자리(특히 머리카락)에 번지므로, 오염을 중화하기 위해 디스필 도구를 사용해야 합니다. 좋은 입문 자료로는 누크의 문서, 믹싱 라이트, 그리고 직접 해보는 퓨전 데모가 있습니다.
배경이 지저분한 단일 이미지의 경우, 대화형 알고리즘은 사용자의 몇 가지 힌트(예: 느슨한 사각형이나 낙서)를 필요로 하며, 선명한 마스크를 생성합니다. 표준적인 방법은 그랩컷 (책의 장)으로, 전경/배경의 색상 모델을 학습하고 그래프 컷을 반복적으로 사용하여 분리합니다.GIMP의 전경 선택에서도 비슷한 아이디어를 볼 수 있으며, 이는 SIOX (ImageJ 플러그인)에 기반합니다.
매팅은 가느다란 경계(머리카락, 털, 연기, 유리)에서 부분적인 투명도를 해결합니다. 고전적인 폐쇄형 매팅은 트라이맵(확실한 전경/확실한 배경/알 수 없음)을 사용하여 강력한 가장자리 정확도로 알파에 대한 선형 시스템을 풉니다. 현대적인 딥 이미지 매팅은 어도비 컴포지션-1K 데이터셋(MMEditing 문서)에서 신경망을 훈련시키며, SAD, MSE, 그래디언트, 연결성과 같은 메트릭으로 평가됩니다(벤치마크 설명).
관련된 분할 작업도 유용합니다: DeepLabv3+는 인코더-디코더와 아트러스 컨볼루션으로 경계를 다듬습니다 (PDF); 마스크 R-CNN은 인스턴스별 마스크를 제공합니다 (PDF); 그리고 SAM(Segment Anything)은 새로운 이미지에 대해 제로샷으로 마스크를 생성하는 프롬프트 기반 기본 모델입니다.
학술 연구에서는 컴포지션-1K에 대한 SAD, MSE, 그래디언트, 연결성 오류를 보고합니다. 모델을 선택하는 경우 해당 메트릭을 찾아보세요 (메트릭 정의; 배경 매팅 메트릭 섹션). 인물/비디오의 경우, MODNet과 배경 매팅 V2가 강력합니다; 일반적인 “두드러진 객체” 이미지의 경우, U2-Net이 견고한 기준선입니다; 어려운 투명도의 경우, FBA가 더 나은 결과를 제공할 수 있습니다.
PAM(Portable Arbitrary Map) 이미지 포맷은 Netpbm 프로젝트의 엄호 아래 설계된 이미지 파일 포맷 계열에서 비교적 덜 알려진 구성원입니다. 이는 다양한 깊이와 픽셀 데이터 유형을 가진 광범위한 이미지 유형을 표현할 수 있는 매우 유연한 포맷입니다. PAM은 기본적으로 이전의 PBM(Portable Bitmap), PGM(Portable Graymap), PPM(Portable Pixmap) 포맷의 확장이며, 이들은 집합적으로 PNM(Portable Any Map) 포맷 으로 알려져 있으며, 기능과 압축을 희생하고 단순성과 사용 편의성을 위해 설계되었습니다. PAM은 이러한 포맷의 한계를 극복하면서도 단순성과 사용 편의성을 유지하기 위해 도입되었습니다.
PAM 포맷은 장치와 플랫폼에 독립적으로 설계되었으며, 이는 이 포맷으로 저장된 이미지가 호환성 문제를 걱정하지 않고 모든 시스템에서 열리고 조작될 수 있음을 의미합니다. 이는 다양한 소프트웨어에서 쉽게 읽고 쓸 수 있는 일반 텍스트 또는 바이너리 포맷으로 이미지 데이터를 저장하여 달성됩니다. 이 포맷은 또한 확장 가능하여 이전 버전과의 호환성을 깨지 않고 새로운 기능과 성능을 포함할 수 있습니다.
PAM 파일은 헤더와 그 뒤에 이미지 데이터로 구성됩니다. 헤더는 이미지의 너비, 높이, 깊이, 최대값과 컬러 공간을 정의하는 튜플 유형을 지정하는 ASCII 텍스트입니다. 헤더는 마법 숫자 'P7'로 시작하고, 필요한 메타데이터를 제공하는 줄 바꿈으로 구분된 일련의 태그가 뒤따릅니다. 이미지 데이터는 헤더 바로 뒤에 나오며 바이너리 또는 ASCII 포맷으로 저장될 수 있으며, 바이너리는 파일 크기가 더 작고 처리 시간이 더 빠르기 때문에 더 일반적인 선택입니다.
PAM 헤더에 지정된 깊이는 픽셀당 채널 또는 구성 요소의 수를 나타냅니다. 예를 들어, 깊이 3은 일반적으로 컬러 이미지의 빨강, 녹색, 파랑 채널을 나타내는 반면, 깊이 4는 투명도를 위한 추가 알파 채널을 포함할 수 있습니다. 헤더에 지정된 최대값은 모든 채널의 최대값을 나타내며, 이는 이미지의 비트 깊이를 결정합니다. 예를 들어, 최대값 255는 채널당 8비트에 해당합니다.
튜플 유형은 픽셀 데이터의 해석을 정의하기 때문에 PAM 포맷의 핵심 기 능입니다. 일반적인 튜플 유형에는 'BLACKANDWHITE', 'GRAYSCALE', 'RGB', 'RGB_ALPHA' 등이 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 PAM 파일은 단순한 흑백 이미지에서 투명도가 있는 풀 컬러 이미지에 이르기까지 다양한 이미지 유형을 표현할 수 있습니다. 또한 사용자 지정 튜플 유형을 정의할 수 있어 이 포맷을 확장하고 특수한 이미징 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.
PAM 파일에는 헤더에 '#' 문자로 시작하는 선택적 주석 줄을 포함할 수도 있습니다. 이러한 주석은 이미지 리더기에서 무시되며 사람이 읽도록 의도된 것입니다. 이는 이미지 생성 날짜, 이미지 생성에 사용된 소프트웨어 또는 표준 헤더 필드에 맞지 않는 기타 관련 정보와 같은 메타데이터를 저장하는 데 사용할 수 있습니다.
PAM 파일의 이미지 데이터는 튜플의 시퀀스로 저장되며, 각 튜플은 하나의 픽셀을 나타냅니다. 튜플은 이미지의 왼쪽 위 픽셀부터 시작하여 왼쪽에서 오른쪽, 위에서 아래로 순서대로 정렬됩니다. 바이너리 포맷에서는 튜플의 각 채널에 대한 데이터가 바이너리 정수로 저장되며, 채널당 바이트 수는 헤더에 지정된 최대값에 의해 결정됩니다. ASCII 포맷에서는 채널 값이 공백으로 구분된 ASCII 10진수로 표현됩니다.
PAM 포맷의 장점 중 하나는 단순성으로, 이는 파싱하고 생성하기 쉽습니다. 이러한 단순성은 PAM에 내장된 압축 메커니즘이 없기 때문에 파일 크기의 대가를 치릅니다. 그러나 PAM 파일은 gzip 또는 bzip2와 같은 범용 압축 알고리즘을 사용하여 외부적으로 압축할 수 있으며, 이는 저장 또는 전송을 위한 파일 크기를 크게 줄일 수 있습니다.
장점에도 불구하고 PAM 포맷은 내장된 압축을 제공하고 더 광 범위한 소프트웨어와 하드웨어에서 지원되는 JPEG, PNG, GIF와 같은 다른 이미지 포맷의 지배로 인해 주류에서는 널리 사용되지 않습니다. 그러나 PAM은 특히 유연성이 높거나 이미지 처리 또는 분석 작업이 포함되어 포맷의 단순성과 정밀성이 유익한 경우와 같이 특정 애플리케이션에 대한 가치 있는 포맷으로 남아 있습니다.
소프트웨어 개발 맥락에서 PAM 포맷은 종종 이미지 처리 파이프라인에서 중간 포맷으로 사용됩니다. 간단한 구조로 인해 사용자 지정 스크립트 또는 프로그램으로 쉽게 조작할 수 있으며, 유연성 덕분에 정보 손실 없이 다양한 처리 단계의 출력을 수용할 수 있습니다. 예를 들어, 이미지를 PAM 포맷으로 변환하고, 필터 또는 변환을 적용하기 위해 처리한 다음, 표시 또는 배포를 위해 더 일반적인 포맷으로 변환할 수 있습니다.
Netpbm 라이브러리는 PAM 및 기타 Netpbm 포맷으로 작업하기 위한 기본 소프트웨어 패키지입니다. 포맷 간 변환을 위한 명령줄 도구 컬렉션과 크기 조정, 자르기, 색상 조정과 같은 기본 이미지 조작을 수행하기 위한 도구를 제공합니다. 이 라이브러리는 또한 C 및 기타 언어를 위한 프로그래밍 인터페이스를 포함하여 개발자가 애플리케이션 내에서 PAM 파일을 직접 읽고 쓸 수 있도록 합니다.
PAM 포맷으로 작업하는 데 관심이 있는 사용자와 개발자는 염두에 두어야 할 몇 가지 사항이 있습니다. 첫째, 이 포맷은 덜 일반적이기 때문에 모든 이미지 보기 및 편집 소프트웨어가 이를 기본적으로 지원하지는 않습니다. 특정 작업에는 특수 도구를 사용하거나 다른 포맷으로 변환해야 할 수 있습니다. 둘째, 압축이 없다는 것은 PAM 파일이 특히 고해상도 이미지의 경우 매우 클 수 있음을 의미 하므로 이 포맷으로 작업할 때는 저장 공간과 대역폭을 고려해야 합니다.
이러한 고려 사항에도 불구하고 PAM 포맷의 강점은 특정 맥락에서 가치 있는 도구가 됩니다. 단순성과 유연성은 신속한 개발과 실험을 용이하게 하고, 확장성은 미래의 요구 사항에 적응할 수 있음을 보장합니다. 연구, 과학적 이미징 또는 이미지 데이터의 무결성과 정밀성이 가장 중요한 모든 애플리케이션에서 PAM은 견고한 솔루션을 제공합니다.
결론적으로 PAM 이미지 포맷은 Netpbm 이미지 포맷 계열의 일부인 다목적이고 간단한 파일 포맷입니다. 이는 단순하고 유연하며 플랫폼에 독립적으로 설계되어 광범위한 이미지 유형과 애플리케이션에 적합합니다. 파일 크기나 광범위한 호환성이 문제가 되는 모든 상황에 가장 적합한 선택은 아니지만, 강점은 이미지 데이터의 정확한 표현과 조작이 필요한 특수 애플리케이션에 탁월한 선택이 됩니다. 따라서 이미지 처리 및 분석 분야에서 관련성 있고 유용한 포맷으로 남아 있습니다.
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