VIPS 背景移除器

背景移除将主体与其周围环境分离开来，这样你就可以将其放置在 透明背景上、更换场景或将其合成为新设计。在底层，你正在估算一个 alpha 遮罩——一个从 0 到 1 的每像素不透明度——然后将前景alpha 合成到 其他东西上。这是 Porter–Duff 的数学原理，也是“边缘”和 直接 alpha 与预乘 alpha 等常见陷阱的起因。有关预乘和线性颜色的实用指南，请参阅 微软的 Win2D 笔记、 Søren Sandmann 和 Lomont 关于线性混合的文章。

人们移除背景的主要方式

1) 色度键（“绿/蓝屏”）

如果你能控制拍摄，将背景涂成纯色（通常是绿色），然后抠掉该色调。 这种方法速度快，在电影和广播中经过实战检验，非常适合视频。权衡之处在于灯光和服装： 彩色光会溢出到边缘（尤其是头发），所以你需要使用去溢工具来中和污染。 好的入门资料包括 Nuke 的文档、 Mixing Light 和一个实践性的 Fusion 演示。

2) 交互式分割（经典计算机视觉）

对于背景杂乱的单张图片，交互式算法需要用户提供一些提示——例如，一个宽松的 矩形或涂鸦——然后收敛到一个清晰的蒙版。经典方法是 GrabCut （书籍章节），它学习前景/背景的颜色模型，并迭代使用图割来分离它们。 你会在 GIMP 的前景选择中看到类似的想法，它基于 SIOX （ImageJ 插件）。

3) 图像抠图（细粒度 alpha）

抠图解决在纤细边界（头发、毛皮、烟雾、玻璃）处的部分透明度问题。经典的 闭式抠图 接受一个三元图（绝对前景/绝对背景/未知），并求解一个具有强边缘保真度的 alpha 线性系统。现代的 深度图像抠图 在 Adobe Composition-1K 数据集上训练神经网络（MMEditing 文档），并使用 SAD、MSE、梯度和连通性等指标进行评估（基准解释器）。

4) 深度学习抠图（无三元图）

• U²-Net（显著性物体检测）是一个强大的通用“移除背景”引擎 （代码库）。
• MODNet 针对实时人像抠图（PDF）。
• F, B, Alpha (FBA) 抠图 联合预测前景、背景和 alpha，以减少颜色光晕 （代码库）。
• 背景抠图 V2 假设有一个背景板，并以高达 4K/30fps 的速度实时产生发丝级抠图 （项目页面, 代码库）。

相关的分割工作也很有用： DeepLabv3+ 使用编码器-解码器和空洞卷积来细化边界 （PDF）； Mask R-CNN 提供每个实例的蒙版 （PDF）；以及 SAM (Segment Anything) 是一个 可提示的基础模型，可在不熟悉的图像上进行零样本蒙版生成。

流行工具的功能

• Photoshop: 移除背景 快速操作在底层运行“选择主体 → 图层蒙版” （此处确认； 教程）。
• GIMP: 前景选择 (SIOX)。
• Canva: 一键式 背景移除器，适用于图像和短视频。
• remove.bg: 用于自动化的 Web 应用程序 + API。
• Apple 设备: 照片/Safari/快速查看中的系统级“从照片背景中提取主体” （iOS 上的抠图）。

更清晰抠图的工作流程提示

1. 智能拍摄。 良好的光线和强烈的主体-背景对比度对每种方法都有帮助。对于绿/蓝屏，请计划 去溢 （指南）。
2. 从宽到窄。 运行自动选择（选择主体、 U²-Net、 SAM），然后用画笔或抠图（例如 闭式）细化边缘。
3. 注意半透明。 玻璃、面纱、运动模糊、飞扬的头发需要真正的 alpha（不仅仅是硬蒙版）。同时恢复 F/B/α 的方法可以最大限度地减少光晕。
4. 了解你的 alpha。 直接与预乘产生不同的边缘行为；一致地导出/合成（参见 概述、 Hargreaves）。
5. 选择正确的输出。 对于“无背景”，提供一个带有干净 alpha 的光栅图（例如 PNG/WebP），或者如果需要进一步编辑，则保留带有蒙版的图层文件。关键在于你计算的 alpha 质量——植根于 Porter–Duff。

质量与评估

学术著作报告了在 Composition-1K 上的 SAD、MSE、梯度和连通性错误。如果你正在选择一个模型，请查找这些指标 （指标定义； 背景抠图指标部分）。 对于人像/视频，MODNet 和 背景抠图 V2 很强大；对于一般的“显著物体”图像， U²-Net 是一个坚实的基线；对于棘手的透明度， FBA 可能更干净。

常见边缘情况（及修复）

• 头发和毛皮： 倾向于抠图（三元图或像 MODNet 这样的人像抠图）并在棋盘格上检查。
• 精细结构（自行车辐条、鱼线）： 使用高分辨率输入和像 DeepLabv3+ 这样的边界感知分割器作为抠图前的预处理步骤。
• 透明物体（烟雾、玻璃）： 你需要分数 alpha 和通常的前景色估计 （FBA）。
• 视频会议： 如果你能捕捉到一个干净的背景板， 背景抠图 V2 看起来比简单的“虚拟背景”切换更自然。

这在现实世界中的应用

• 电子商务： 市场（例如亚马逊）通常要求主图背景为纯白色；请参阅 产品图片指南 （RGB 255,255,255）。
• 设计工具： Canva 的 背景移除器 和 Photoshop 的 移除背景 简化了快速抠图。
• 设备上的便利性： iOS/macOS 的“从照片背景中提取主体”非常适合休闲分享。

为什么抠图有时看起来很假（及修复）

• 颜色溢出： 绿色/蓝色光包裹着主体——使用 去溢控制 或有针对性的颜色替换。
• 光晕/边缘： 通常是 alpha 解释不匹配（直接与预乘）或边缘像素被旧背景污染；正确转换/解释 （概述, 详情）。
• 错误的模糊/颗粒： 将一个锐利的主体粘贴到一个柔和的背景上，它会显得突兀；在合成后匹配镜头模糊和颗粒（参见 Porter–Duff 基础）。

TL;DR 速查手册

1. 如果你控制拍摄： 使用色度键；均匀打光；计划 去溢。
2. 如果是一次性照片： 尝试 Photoshop 的 移除背景、 Canva 的 移除器 或 remove.bg；用画笔/抠图对头发进行细化。
3. 如果你需要生产级边缘： 使用抠图（ 闭式 或深度）并在透明背景上检查 alpha；注意 alpha 解释。
4. 对于人像/视频： 考虑 MODNet 或 背景抠图 V2；对于点击引导的分割， SAM 是一个强大的前端。