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.
PCX 이미지 형식은 '픽처 익스체인지'(Picture Exchange)의 약자로, 1980년대 후반과 1990년대에 DOS와 Windows 기반 컴퓨터에서 주로 사용되었던 래스터 그래픽 파일 형식입니다. ZSoft Corporation에서 개발되었으며, IBM PC 호환 컴퓨터에서 컬러 이미지를 널리 사용하게 된 최초의 형식 중 하나였습니다. PCX 형식의 단순성과 구현의 용이성으로 인해 개인용 컴퓨터의 초기 시절에 널리 채택되었습니 다. 특히 Microsoft Paintbrush(이후 Microsoft Paint)와 같은 소프트웨어에서 널리 사용되었으며, 화면 캡처, 스캐너 출력, 데스크탑 배경화면 등에서도 사용되었습니다.
PCX 파일 형식은 스캔된 이미지와 기타 그래픽 데이터를 나타내도록 설계되었습니다. 단색, 2색, 4색, 16색, 256색, 그리고 24비트 트루컬러 이미지 등 다양한 색상 깊이를 지원합니다. 또한 다양한 해상도와 종횡비를 지원하여 다양한 디스플레이 장치와 인쇄 요구 사항에 적합합니다. 그러나 JPEG, PNG, GIF 등의 더 발전된 이미지 형식이 등장하면서 PCX 형식은 점차 사라지고 있습니다. 압축 효율과 색상 지원이 뛰어난 이러한 새로운 형식들에 의해 PCX가 대체되었습니다. 하지만 레거시 시스템이나 디지털 아카이브의 PCX 파일을 다루는 데에는 여전히 이해가 필요합니다.
PCX 파일은 헤더, 이미지 데이터, 그리고 선택적인 256색 팔레트로 구성됩니다. 128바이트 길이의 헤더에는 PCX 형식의 버전, 이미지 크기, 색 평면 수, 픽셀당 비트 수, 인코딩 방식 등 중요한 정보가 포함되어 있습니다. PCX 파일에 사용되는 인코딩 방식은 런 길이 인코딩(RLE)으로, 이미지 품질을 저하시키지 않고 파일 크기를 줄이는 간단한 무손실 데이터 압축 방식입니다. RLE는 동일한 바이트 시퀀스를 하나의 바이트와 카운트 바이트로 압축하는 방식입니다.
PCX 파일의 이미지 데이터는 평면 단위로 구성됩니다. 예를 들어 24비트 컬러 이미지는 빨강, 녹색, 청색의 3개 평면으로 구성됩니다. 각 평면의 데이터는 RLE로 인코딩되며, 가로줄(행)로 저장됩니다. 행은 위에서 아래로, 각 행의 픽셀은 왼쪽에서 오른쪽으로 저장됩니다. 24비트 미만의 색상 깊이 이미지의 경우 파일 끝에 추가적인 팔레트 섹션이 있어 사용된 색상을 정의합니다.
선택적인 256색 팔레트는 8비트 이하 이미지에서 중요한 PCX 형식의 특징입니다. 이 팔레트는 일반적으로 이미지 데이터 뒤에 위치하며, 각각 적, 녹, 청 3바이트로 구성된 색상 엔트리의 배열입니다. 이 팔레트를 이용해 각 픽셀은 색상 인덱스만 저장하면 되므로 파일 크기가 작아지지만, 트루컬러 이미지에 비해 색상 품질은 떨어집니다.
PCX 형식의 장점은 구현이 간단하다는 것입니다. 고정 크기와 레이아웃의 헤더 덕분에 이미지 데이터를 쉽게 구문 분석하고 처리할 수 있습니다. 또한 RLE 압축이 다른 복잡한 압축 알고리즘보다 단순해 제한적인 당시의 하드웨어에서도 쉽게 생성하고 조작할 수 있었습니다.
단순성에도 불구하고 PCX 형식에는 한계가 있습니다. 대표적으로 투명도나 알파 채널을 지원하지 않아 아이콘 디자인이나 비디오 게임 그래픽과 같은 현대적 그래픽 작업에 적합하지 않습니다. 또한 RLE 압축은 JPEG나 PNG와 같은 다른 형식에 비해 압축 효율이 낮아 고해상도나 트루컬러 이미지에서 큰 파일 크기를 초래할 수 있습니다.
PCX 형식의 또 다른 한계는 메타데이터 지원이 부족하다는 점입니다. TIFF나 JPEG와 같은 다른 형식들은 사진 촬영 설정이나 생성 날짜 등 다양한 메타데이터를 포함할 수 있지만, PCX 파일에는 이미지를 표시하는 데 가장 기본적인 정보만 포함됩니다. 이로 인해 전문 사진 분야나 메타데이터가 중요한 다른 응용 분야에 적합하지 않습니다.
이러한 한계에도 불구하고 PCX 형식은 과거에 널리 사용되었으며, 오늘날에도 많은 이미지 편집 및 뷰어 프로그램에서 여전히 지원되고 있습니다. 이는 PCX 형식의 유산이 Adobe Photoshop, GIMP, CorelDRAW 등의 소프트웨어에 계속 반영되고 있음을 보여줍니다. 레거시 시스템을 다루거나 역사적인 디지털 콘텐츠에 액세스해야 하는 사용자들에게 PCX 파일 처리 기능은 여전히 관련성이 있습니다. 또한 PCX 형식의 단순성은 이미지 파일 형식과 데이터 압축 기술을 배우는 데 유용한 사례 연구가 됩니다.
PCX 형식은 초기 데스크톱 퍼블리싱과 그래픽 디자인 분야에서도 중요한 역할을 했습니다. 다양한 해상도와 색상 깊이를 지원하여 서로 다른 소프트웨어와 하드웨어 플랫폼 간에 그래픽을 교환하는 데 유용했습니다. 독점적인 형식으로 인한 협업의 장벽이 있을 때, PCX 형식은 다양한 시스템 간 이미지 공유를 가능하게 했습니다.
기술적으로 PCX 파일 생성은 이미지 속성에 맞는 128바이트 헤더를 작성하고, 각 색상 평면의 RLE 압축 이미지 데이터를 추가하는 것입니다. 팔레트를 사용하는 경우 파일 끝에 팔레트 데이터를 추가합니다. PCX 파일 읽기는 이 과정을 역순으로 수행합니다. 헤더를 읽어 이미지 속성을 확인하고, RLE 데이터를 압축 해제하여 이미지를 재구성합니다. 그리고 팔레트가 있는 경우 색상 인덱스를 RGB 값에 매핑합니다.
PCX 헤더에는 이미지 데이터 해석에 중요한 여러 필드가 있습니다. 제조업체 ID(항상 10), PCX 형식 버전, RLE 인코딩, 비트/픽셀, 이미지 크기, 해상도, 색 평면 수, 행 바이트 수, 그레이스케일 플래그 등이 그것입니다.
PCX 형식의 RLE 압축은 균일한 색상 영역이 큰 이미지에 효과적입니다. 예를 들어 푸른 하늘 이미지는 파란색 픽셀을 하나의 바이트와 카운트 바이트로 압축할 수 있어 효율적입니다. 하지만 복잡한 패턴이나 색상 변화가 많은 이미지에서는 RLE 압축 효과가 크지 않아 파일 크기 감소가 크지 않습니다.
결론적으로 PCX 이미지 형식은 개인용 컴퓨팅과 디지털 그래픽의 초기에 중요한 역할을 한 역사적인 파일 형식입니다. 구현의 단순성과 편의성 덕분에 개발자와 사용자 모두에게 널리 채택되었습니다. 현대적인 이미지 형식에 의해 대체되었지만, PCX 형식은 여전히 디지털 유산의 중요한 부분으로 남아 있으며 많은 그래픽 응용 프로그램에서 지원되고 있습니다. PCX 형식의 이해는 디지털 이미징 기술의 진화와 파일 형식 설계의 과제를 이해하는 데 도움이 됩니다.
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