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.
PNG는 Portable Network Graphics의 약자로, 무손실 데이터 압축을 지원하는 래스터 그래픽 파일 형식입니다. Graphics Interchange Format(GIF)를 대체하는 개선되고 특허가 없는 형식으로 개발된 PNG는 전문가 수준의 그래픽뿐만 아니라 사진과 기타 유형의 디지털 이미지를 인터넷으로 전송하도록 설계되었습니다. PNG의 가장 주목할 만한 특징 중 하나는 브라우저 기반 애플리케이션에서 투명도를 지 원하는 것으로, 웹 디자인 및 개발에서 중요한 형식이 되었습니다.
PNG의 시작은 GIF 형식에서 사용된 압축 기술을 둘러싼 특허 문제에 따른 1995년으로 거슬러 올라갑니다. 새로운 그래픽 형식을 만들어 달라는 요청이 comp.graphics 뉴스그룹에 올라왔고, 이로 인해 PNG가 개발되었습니다. 이 새로운 형식의 주요 목표는 GIF의 한계를 개선하고 극복하는 것이었습니다. 목표 중에는 256개 이상의 색상을 가진 이미지를 지원하고, 투명도를 위한 알파 채널을 포함하고, 인터레이싱 옵션을 제공하고, 형식이 특허가 없고 오픈 소스 개발에 적합하도록 하는 것이었습니다.
PNG 파일은 1비트 흑백에서 빨간색, 녹색, 파란색(RGB)에 대해 채널당 16비트까지 다양한 색상 깊이를 지원하여 이미지 보존 품질이 뛰어납니다. 이러한 광범위한 색상 지원 덕분에 PNG는 작은 파일 크기로 선 그리기, 텍스트, 아이콘 그래픽을 저장하는 데 적합합니다. 또한 PNG는 알파 채널을 지원하여 다양한 투명도를 허용하여 그림자, 글로우, 반투명 개체와 같은 복잡한 효과를 디지털 이미지에 정밀하게 렌더링할 수 있습니다.
PNG의 두드러진 특징 중 하나는 DEFLATE 방법을 사용하여 정의된 무손실 압축 알고리즘입니다. 이 알고리즘은 이미지 품질을 희생하지 않고 파일 크기를 줄이도록 설계되었습니다. 압축 효율성은 압축되는 데이터 유형에 따라 달라집니다. 특히 균일한 색상이나 반복 패턴이 큰 이미지에 효과적입니다. 무손실 압축이지만 PNG가 JPEG와 같은 형식에 비해 항상 가장 작은 파일 크기를 생성하지는 않을 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 특히 복잡한 사진의 경우 그렇습니다.
PNG 파일의 구조는 청크를 기반으로 하며, 각 청크는 이미지에 대한 특정 유형의 데이터 또는 메타데이터를 나타냅니다. PNG 파일에 있는 주요 청크 유형은 다음과 같습니다. IHDR(이미지 헤더): 이미지에 대한 기본 정보가 포함되어 있습니다. PLTE(팔레트): 색인 색상 이미지에 사용된 모든 색상을 나열합니다. IDAT(이미지 데이터): DEFLATE 알고리즘으로 압축된 실제 이미지 데이터가 포함되어 있습니다. IEND(이미지 트레일러): PNG 파일의 끝을 표시합니다. 추가 보조 청크는 텍스트 주석 및 감마 값과 같이 이미지에 대한 자세한 정보를 제공할 수 있습니다.
PNG는 또한 인터넷을 통해 이미지를 표시하고 전송하는 것을 개선하기 위한 여러 기능을 통합합니다. 특히 Adam7 알고리즘을 사용하는 인터레이싱을 통해 이미지를 점진적으로 로드할 수 있으며, 이는 느린 인터넷 연결을 통해 이미지를 볼 때 특히 유용할 수 있습니다. 이 기술은 먼저 전체 이미지의 저품질 버전을 표시한 다음 더 많은 데이터를 다운로드하면서 점차 품질이 향상됩니다. 이 기능은 사용자 경험을 향상시킬 뿐만 아니라 웹 사용에 실질적인 이점을 제공합니다.
PNG 파일의 투명도는 GIF에 비해 더 정교한 방식으로 처리됩니다. GIF는 단순한 이진 투명도(픽셀이 완전히 투명하거나 완전히 불투명함)를 지원하는 반면, PNG는 알파 투명도 개념을 도입합니다. 이를 통해 픽셀은 완전히 불투명에서 완전히 투명까지 다양한 투명도를 가질 수 있어 이미지와 배경 간에 더 부드러운 블렌딩과 전환이 가능합니다. 이 기능은 다양한 색상과 패턴의 배경에 이미지를 오버레이해야 하는 웹 디자이너에게 특히 중요합니다.
PNG는 많은 장점이 있지만 몇 가지 한계도 있습니다. 예를 들어, 파일 크기 효율성 측면에서 디지털 사진을 저장하는 데 가장 적 합한 선택은 아닙니다. PNG의 무손실 압축은 품질 저하가 없음을 보장하지만, 사진을 압축하도록 특별히 설계된 JPEG와 같은 손실 형식에 비해 파일 크기가 더 커질 수 있습니다. 이로 인해 PNG는 대역폭 또는 저장 용량이 제한된 애플리케이션에 덜 적합해집니다. 또한 PNG는 GIF 및 WebP와 같은 형식이 제공하는 기능인 애니메이션 이미지를 기본적으로 지원하지 않습니다.
PNG 파일에는 이미지 품질을 떨어뜨리지 않고 웹 사용을 위해 파일 크기를 줄이는 최적화 기술을 적용할 수 있습니다. PNGCRUSH 및 OptiPNG와 같은 도구는 가장 효율적인 압축 매개변수를 선택하고 이미지에 가장 적합한 수준으로 색상 깊이를 줄이는 등 다양한 전략을 사용합니다. 이러한 도구는 PNG 파일의 크기를 크게 줄여 로딩 시간과 대역폭 사용이 중요한 우려 사항인 웹 사용에 더 효율적으로 만들 수 있습니다.
또한 PNG 파일에 감마 보정 정보를 포함하면 이미지가 다양한 장치에서 더 일관되게 표시됩니다. 감마 보정은 디스플레이 장치의 특성에 따라 이미지의 밝기 수준을 조정하는 데 도움이 됩니다. 이 기능은 디스플레이 속성이 다른 다양한 장치에서 이미지를 볼 수 있는 웹 그래픽 맥락에서 특히 가치가 있습니다.
PNG의 법적 지위는 널리 받아들여지고 채택되는 데 기여했습니다. 특허가 없기 때문에 PNG는 다른 일부 이미지 형식과 관련된 법적 복잡성과 라이선스 비용을 피할 수 있습니다. 이로 인해 비용과 법적 자유가 중요한 고려 사항인 오픈 소스 프로젝트와 애플리케이션에 특히 매력적으로 작용했습니다. 이 형식은 웹 브라우저, 이미지 편집 프로그램, 운영 체제를 포함한 광범위한 소프트웨어에서 지원되어 다양한 디지털 워크플로에 통합하기 쉽 습니다.
접근성과 호환성도 PNG 형식의 주요 장점입니다. PNG 파일은 단색에서 알파 투명도가 있는 트루컬러까지 다양한 색상을 지원하므로 간단한 웹 그래픽에서 고품질 인쇄물까지 다양한 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다. 다양한 플랫폼과 소프트웨어 간의 상호 운용성을 통해 PNG 형식으로 저장된 이미지를 호환성 문제에 대한 우려 없이 쉽게 공유하고 볼 수 있습니다.
기술적 진보와 커뮤니티 기여는 PNG 형식을 지속적으로 향상시키고 있습니다. APNG(Animated Portable Network Graphics)와 같은 혁신은 표준 PNG 뷰어와의 하위 호환성을 유지하면서 애니메이션 지원을 도입합니다. 이러한 진화는 이 형식의 적응성과 사용자 요구에 대응하여 기능을 확장하려는 활발한 커뮤니티의 노력을 반영합니다. 이러한 개발은 빠르게 진화하는 디지털 환경에서 PNG의 지속적인 관련성을 보장합니다.
결론적으로 PNG 이미지 형식은 품질 보존과 파일 크기 효율성 사이의 균형을 맞추어 디지털 이미지 공유 및 저장의 필수 요소가 되었습니다. 높은 색상 깊이, 알파 투명도, 무손실 압축을 지원하는 기능은 웹 디자인에서 보관 저장까지 다양한 애플리케이션에 다목적으로 사용할 수 있게 합니다. 모든 상황에 최적의 선택은 아니지만 품질, 호환성, 법적 자유의 장점은 디지털 이미징 세계에서 귀중한 자산이 됩니다.
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