AI修復黑白老照片，再現(xiàn)歷史風貌

近兩年人工智能一詞的出鏡率頗高，即便是之前對此并不了解也并不感興趣的人如今也都有所耳聞。而隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于人工智能技術(shù)的研究也越發(fā)深入，同時也有很多人工智能技術(shù)的應用得以實現(xiàn)。像是在新冠肺炎疫情的這段期間人工智能技術(shù)的應用也幫助了人們更好的去進行疫情的防控工作。但是其實人工智能技術(shù)也能夠幫助我們?nèi)驮切┰跉q月當中留下的老照片。

近日，一段被人工智能修復的100年前北京街景影像片段在網(wǎng)絡上“刷屏”。有了AI的幫助，那些原本卡頓、清晰度差的黑白畫面被還原了色彩，1920年的北京城變得流暢而生動，頗有生活氣息。有人感嘆：時間兩頭的我們，被這段影片連了起來，好像“穿越”了一樣。百年前的影像中我們看到了什么？AI修復，如何讓歷史“重生”？

AI再現(xiàn)歷史風貌

100年前的北京城和中國人，究竟是什么模樣？

從大全景來看，百年前的北京街景，充滿了年代感。馬路上人來人往，人流、馬車、人力車交錯而行，集市、食肆、儀仗、禮儀、買賣等，就這樣呈現(xiàn)在我們眼前。不少網(wǎng)友在微博邊看邊討論今昔的不同：“駱駝出現(xiàn)在大街上，是當時的運輸工具；現(xiàn)在要去沙漠里尋找駱駝”“100年前出來逛街的都是男人，現(xiàn)在女人比較多”……

這段影像由加拿大攝影師拍攝而成，而給它重新上色修復的是中國一位年輕的獨立游戲開發(fā)者大谷。原本色彩單調(diào)、輪廓模糊的人影，變得面目清晰、動作流暢，再加上后期逼真的音效，生動再現(xiàn)了當時的歷史風貌。

記者通過網(wǎng)絡聯(lián)系到了人在美國紐約的大谷，他說，自己一直在B站做繪畫、作曲等科普視頻，這是第一次利用人工智能修復歷史影像。“我從小在北京長大，對老北京的風貌情有獨鐘?！贝蠊日f，由于當年拍攝設備的限制，我們看到的黑白影像損失了重要的色彩信息，AI可通過算法和大量的訓練打造成“火眼金睛”，先對照片進行圖像分割，區(qū)分出標志性物體，如樹木、天空、人臉、服裝等，對黑白影像場景進行彩色化處理。

“傳統(tǒng)的影像修復，是由藝術(shù)家們手繪，一幀幀影像重新上色，比較耗時費力，一段影片往往需要幾十到數(shù)百人同時奮戰(zhàn)幾十天?！彼f，而人工智能做的是同樣的步驟，不過運算效率更快。他截取了10分鐘視頻，一個人用了7天時間，嘗鮮使用AI技術(shù)相繼完成上色、修復幀率、擴大分辨率，最終呈現(xiàn)出流暢的彩色畫面。

大谷同時表達了自己的遺憾?！斑@段影像的色彩，是AI自我學習的結(jié)果，不一定是歷史的原色?！彼f，這次AI修復所采用的模型是從國外老電影中“學習”的，影片整體色彩比較淡，如果更好地了解歷史，能做得更準確。他表示人工智能不足的地方，也要通過訓練不斷加強。他準備讓AI程序加強“學習”，多“看”一些中國年代影片，在未來進行修復著色時將更有中國味道。

年代感的看點不少

這段“重生”的歷史影像，雖然只有短短幾分鐘，卻留下了許多有年代感的看點。

一段畫面中出現(xiàn)了多人互相行禮的片段，細細看來，包含了三種禮儀。比如“打千禮”，這是滿族男子下對上通行的一種禮節(jié)，流行于清代。禮儀姿勢為屈左膝、垂右手、上體稍向前俯，在清宮戲中常能看到這類禮儀。第二個禮儀是“作揖”，是漢人男子之間的見面禮——兩手抱掌前推，身子略彎，表示向人敬禮?？鬃酉裰械目鬃?，也是作揖的姿態(tài)。第三個是“萬福禮”，這是漢人女子的見面禮。右手放在左手上兩手握拳，位于腹部正中央，右腳向后撤一小步，兩膝微曲，頷首低眉，微微伏身而起?！叭f?！倍郑鲎浴对娊?jīng)》，最早是表示祝福的吉祥語，意為福氣滿滿。比如1987年版電視劇《紅樓夢》中，林黛玉初見賈寶玉時，賈寶玉行的是作揖禮，林黛玉行的就是萬福禮。

這段影像還閃過了一個鏡頭，是見證歷史的白色牌坊“克林德碑”。當年，京城老百姓對這個名字很“硌硬”，大家都叫它“石頭牌坊”。

1900年6月2日，德國公使克林德在此處被人開槍打死，以此事件為導火索最終引發(fā)了八國聯(lián)軍侵華和簽訂《辛丑條約》。根據(jù)德國要求，1901年6月25日，清政府在克林德殞命處開工建造一座紀念牌坊并祭祀謝罪。直到1918年11月第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束，德國成為戰(zhàn)敗國，這座象征著屈辱的牌坊立刻成為眾矢之的，于1919年被拆除。拆除后，主體的散件被運至中央公園（今中山公園）重新組裝，題頭被換成了“公理戰(zhàn)勝”，在1952年召開的亞洲及太平洋區(qū)域和平會議上，為表彰中國人民保衛(wèi)世界和平所做的貢獻，決定將“公理戰(zhàn)勝”牌改為“保衛(wèi)和平”碑。

影視作品“修舊如舊”

“歷史影像一上色，好像拉近了和我們之間的距離，看完十分親切?！贝蠊缺硎?，許多網(wǎng)友和他交流中都談到這一體會。其實，去年新中國成立70周年時，《開國大典》等經(jīng)過AI和人工修復的獻禮片就驚艷了公眾，許多觀眾看后熱淚盈眶。

修復版的電影《開國大典》讓人們目睹三次戰(zhàn)役勝利到開國大典的歷史過程。通過人工智能深度學習的方式，老片中常見的噪點、色偏、模糊、抖動、劃痕等“小傷小痛”得以被批量化修復。但是，一些老片畫面由于損失嚴重或存在大片污漬，人工智能無法通過時間、空間信息“腦補”，在這種情況下，必須依靠有經(jīng)驗的修復專家來完成。因此，專業(yè)修復師對影片《開國大典》進行了修補，總共修復了1082個鏡頭。雖然修復歷時僅40天，但這是600人每天工作20小時之后的結(jié)果。可見，人工智能實際上不能完全代替手工勞動，人機共同協(xié)作才能產(chǎn)生最好的結(jié)果。

為高科技裝上“指南針”

近年來，計算機視覺在人工智能和深度學習的大背景下變得流行起來，越來越多的應用場景被挖掘，圖像處理技術(shù)成為最熱門的應用之一。而深受公眾喜愛的是圖像修復功能，一鍵修復老照片等App應用，在社交網(wǎng)絡上掀起傳播潮流。

大谷告訴記者，AI圖像修復有許多神奇的玩法。比如人臉生成，用新婚夫婦的照片通過AI程序可以制作一張未來孩子的照片；再比如，一些人沒有童年照片，這樣的遺憾也可以通過人工智能來彌補，AI通過對其現(xiàn)有照片的學習和判斷，生成童年照?！澳阋部梢酝ㄟ^人工智能看看自己變老的樣子?！彼f。

許多科學家開始關(guān)注人工智能的注意力機制。注意力機制來源于人類的視覺注意力，即人類在進化過程中形成的一種處理視覺信息的機制。對于人工智能來說，它是機器學習中的一種數(shù)據(jù)處理方法，主要功能是減少對無用線索的關(guān)注。

目前，AI注意力和真正的人類注意力差距仍然很大。在科學家們看來，在未經(jīng)充分訓練的情況下，讓AI關(guān)注人是容易的，但關(guān)注某個特定的人是困難的。目前來說，AI注意力機制更接近直覺，科學家也在研究增加模型的知識儲備，提升模型的推理能力，這樣AI才能在復雜的圖像等語境下運用注意力完成更為復雜的操作。

人工智能修復，為公眾呈現(xiàn)了一次遇見古人的時空穿梭之旅。然而，技術(shù)不僅僅是應用工具。對于創(chuàng)造和應用技術(shù)的人類而言，在法律規(guī)范和道德約束下讓技術(shù)“為我所用”，才能真正為技術(shù)裝上“指南針”，實現(xiàn)人類和科技的促進發(fā)展。
責編AJX