PNM Bộ loại bỏ nền

Xóa nền tách một đối tượng khỏi môi trường xung quanh để bạn có thể đặt nó trên nền trong suốt, hoán đổi cảnh hoặc ghép nó vào một thiết kế mới. Về cơ bản, bạn đang ước tính một mặt nạ alpha—độ mờ mỗi pixel từ 0 đến 1—và sau đó ghép alpha tiền cảnh lên một thứ khác. Đây là toán học từ Porter–Duff và là nguyên nhân của các cạm bẫy quen thuộc như “viền” và alpha thẳng và alpha nhân trước. Để có hướng dẫn thực tế về nhân trước và màu tuyến tính, hãy xem ghi chú Win2D của Microsoft, Søren Sandmann, và bài viết của Lomont về trộn tuyến tính.

Những cách chính mọi người xóa nền

1) Phím sắc độ (“màn hình xanh lá/xanh dương”)

Nếu bạn có thể kiểm soát việc chụp, hãy sơn phông nền bằng một màu đồng nhất (thường là màu xanh lá cây) và loại bỏ màu đó. Nó nhanh, đã được thử nghiệm trong phim và phát sóng, và lý tưởng cho video. Sự đánh đổi là ánh sáng và trang phục: ánh sáng màu tràn ra các cạnh (đặc biệt là tóc), vì vậy bạn sẽ sử dụng các công cụ khử tràn để trung hòa ô nhiễm. Các tài liệu tham khảo tốt bao gồm tài liệu của Nuke, Mixing Light, và một bản demo thực hành Fusion.

2) Phân đoạn tương tác (CV cổ điển)

Đối với các hình ảnh đơn lẻ có nền lộn xộn, các thuật toán tương tác cần một vài gợi ý của người dùng—ví dụ: một hình chữ nhật lỏng lẻo hoặc các nét vẽ nguệch ngoạc—và hội tụ thành một mặt nạ sắc nét. Phương pháp kinh điển là GrabCut (chương sách), học các mô hình màu cho tiền cảnh/nền và sử dụng các đường cắt đồ thị lặp đi lặp lại để tách chúng. Bạn sẽ thấy những ý tưởng tương tự trong Lựa chọn tiền cảnh của GIMP dựa trên SIOX (plugin ImageJ).

3) Matting hình ảnh (alpha hạt mịn)

Matting giải quyết độ trong suốt phân đoạn ở các ranh giới mỏng manh (tóc, lông, khói, kính). Matting dạng đóng cổ điển lấy một bản đồ ba vùng (chắc chắn-tiền cảnh/chắc chắn-nền/không xác định) và giải một hệ thống tuyến tính cho alpha với độ trung thực cạnh mạnh. Matting hình ảnh sâu hiện đại đào tạo các mạng nơ-ron trên bộ dữ liệu Adobe Composition-1K (tài liệu MMEditing), và được đánh giá bằng các số liệu như SAD, MSE, Gradient và Connectivity (giải thích điểm chuẩn).

4) Cắt bỏ bằng học sâu (không có bản đồ ba vùng)

• U²-Net (phát hiện đối tượng nổi bật) là một công cụ “xóa nền” chung mạnh mẽ (repo).
• MODNet nhắm đến matting chân dung thời gian thực (PDF).
• F, B, Alpha (FBA) Matting dự đoán đồng thời tiền cảnh, nền và alpha để giảm quầng màu (repo).
• Background Matting V2 giả định một tấm nền và tạo ra các mặt nạ cấp độ sợi tóc trong thời gian thực ở tốc độ lên tới 4K/30fps (trang dự án, repo).

Công việc phân đoạn liên quan cũng hữu ích: DeepLabv3+ tinh chỉnh các ranh giới bằng một bộ mã hóa-giải mã và các tích chập atrous (PDF); Mask R-CNN cung cấp các mặt nạ cho mỗi phiên bản (PDF); và SAM (Segment Anything) là một mô hình nền tảng có thể nhắc tạo ra các mặt nạ không cần học trên các hình ảnh không quen thuộc.

Các công cụ phổ biến làm gì

• Photoshop: Hành động nhanh Xóa nền chạy “Chọn đối tượng → mặt nạ lớp” ở chế độ nền (được xác nhận tại đây; hướng dẫn).
• GIMP: Lựa chọn tiền cảnh (SIOX).
• Canva: 1 cú nhấp chuột Trình xóa nền cho hình ảnh và video ngắn.
• remove.bg: ứng dụng web + API để tự động hóa.
• Thiết bị Apple: “Nâng đối tượng” cấp hệ thống trong Ảnh/Safari/Xem nhanh (cắt bỏ trên iOS).

Mẹo quy trình làm việc để cắt bỏ sạch hơn

1. Chụp ảnh thông minh. Ánh sáng tốt và độ tương phản đối tượng-nền mạnh giúp ích cho mọi phương pháp. Với màn hình xanh lá/xanh dương, hãy lên kế hoạch khử tràn (hướng dẫn).
2. Bắt đầu rộng, tinh chỉnh hẹp. Chạy lựa chọn tự động (Chọn đối tượng, U²-Net, SAM), sau đó tinh chỉnh các cạnh bằng bút vẽ hoặc matting (ví dụ: dạng đóng).
3. Lưu ý đến độ bán trong suốt. Kính, mạng che mặt, nhòe chuyển động, tóc bay cần alpha thực sự (không chỉ là mặt nạ cứng). Các phương pháp cũng phục hồi F/B/α giảm thiểu quầng sáng.
4. Biết alpha của bạn. Thẳng và nhân trước tạo ra hành vi cạnh khác nhau; xuất/ghép nhất quán (xem tổng quan, Hargreaves).
5. Chọn đầu ra phù hợp. Đối với “không có nền”, hãy cung cấp một raster có alpha sạch (ví dụ: PNG/WebP) hoặc giữ các tệp được phân lớp có mặt nạ nếu dự kiến có các chỉnh sửa tiếp theo. Chìa khóa là chất lượng của alpha bạn đã tính toán—bắt nguồn từ Porter–Duff.

Chất lượng và đánh giá

Công trình học thuật báo cáo các lỗi SAD, MSE, Gradient, và Connectivity trên Composition-1K. Nếu bạn đang chọn một mô hình, hãy tìm những số liệu đó (định nghĩa số liệu; phần số liệu của Background Matting). Đối với chân dung/video, MODNet và Background Matting V2 rất mạnh; đối với các hình ảnh “đối tượng nổi bật” chung, U²-Net là một đường cơ sở vững chắc; đối với độ trong suốt khó, FBA có thể sạch hơn.

Các trường hợp cạnh phổ biến (và các bản sửa lỗi)

• Tóc và lông: ưu tiên matting (bản đồ ba vùng hoặc matting chân dung như MODNet) và kiểm tra trên bàn cờ.
• Cấu trúc tinh xảo (nan hoa xe đạp, dây câu): sử dụng đầu vào có độ phân giải cao và một bộ phân đoạn nhận biết ranh giới như DeepLabv3+ làm bước tiền xử lý trước khi matting.
• Những thứ trong suốt (khói, kính): bạn cần alpha phân đoạn và thường là ước tính màu tiền cảnh (FBA).
• Hội nghị truyền hình: nếu bạn có thể chụp một tấm nền sạch, Background Matting V2 trông tự nhiên hơn so với các nút chuyển đổi “nền ảo” ngây thơ.

Nơi điều này xuất hiện trong thế giới thực

• Thương mại điện tử: các thị trường (ví dụ: Amazon) thường yêu cầu nền hình ảnh chính trắng tinh; xem Hướng dẫn hình ảnh sản phẩm (RGB 255,255,255).
• Công cụ thiết kế: Trình xóa nền của Canva và Xóa nền của Photoshop hợp lý hóa việc cắt bỏ nhanh chóng.
• Sự tiện lợi trên thiết bị: “Nâng đối tượng” của iOS/macOS rất phù hợp để chia sẻ thông thường.

Tại sao đôi khi các vết cắt trông giả (và các bản sửa lỗi)

• Tràn màu: ánh sáng xanh lá/xanh dương bao quanh đối tượng—sử dụng điều khiển khử tràn hoặc thay thế màu được nhắm mục tiêu.
• Quầng sáng/viền: thường là do không khớp diễn giải alpha (thẳng và nhân trước) hoặc các pixel cạnh bị ô nhiễm bởi nền cũ; chuyển đổi/diễn giải chính xác (tổng quan, chi tiết).
• Làm mờ/nhiễu hạt sai: dán một đối tượng sắc nét như dao cạo vào một nền mềm và nó sẽ nổi bật; khớp độ mờ của ống kính và nhiễu hạt sau khi ghép (xem khái niệm cơ bản về Porter–Duff).

Sách hướng dẫn TL;DR

1. Nếu bạn kiểm soát việc chụp: sử dụng phím sắc độ; chiếu sáng đều; lên kế hoạch khử tràn.
2. Nếu đó là một bức ảnh dùng một lần: hãy thử Xóa nền của Photoshop, trình xóa của Canva, hoặc remove.bg; tinh chỉnh bằng bút vẽ/matting cho tóc.
3. Nếu bạn cần các cạnh cấp sản xuất: sử dụng matting ( dạng đóng hoặc sâu) và kiểm tra alpha trên nền trong suốt; lưu ý đến diễn giải alpha.
4. Đối với chân dung/video: hãy xem xét MODNet hoặc Background Matting V2; đối với phân đoạn có hướng dẫn bằng cách nhấp chuột, SAM là một giao diện người dùng mạnh mẽ.