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【导语】1952年，中国奥运代表团首次亮相赫尔辛基奥运会，这一历史时刻虽以黑白影像留存，却成为国人心中珍贵的记忆。随着AI技术的飞速(sù)发(fā)展(zhǎn)，这(zhè)一(yī)经(jīng)典(diǎn)瞬(shùn)间(jiān)在(zài)“2024中(zhōng)国(guó)·AI盛(shèng)典(diǎn)”上(shàng)以(yǐ)彩(cǎi)色(sè)4K画(huà)质(zhì)重(zhòng)现(xiàn)，栩(xǔ)栩(xǔ)如(rú)生(shēng)。AI技(jì)术(shù)不(bù)仅(jǐn)让(ràng)历(lì)史(shǐ)穿(chuān)越(yuè)时(shí)空(kōng)，更(gèng)在(zài)经(jīng)典(diǎn)影(yǐng)视(shì)作(zuò)品(pǐn)修(xiū)复(fù)中(zhōng)展(zhǎn)现(xiàn)出(chū)巨(jù)大(dà)潜(qián)力(lì)，助(zhù)力(lì)文化(huà)传(chuán)承(chéng)与(yǔ)发(fā)展。本文将探讨AI技术如何助力(lì)经(jīng)典(diǎn)影(yǐng)像(xiàng)修(xiū)复(fù)，以(yǐ)及(jí)面(miàn)临(lín)的(de)挑(tiāo)战(zhàn)与(yǔ)未(wèi)来(lái)展(zhǎn)望(wàng)。

1952年(nián)，新(xīn)中(zhōng)国(guó)成(chéng)立(lì)不(bù)到(dào)三(sān)年(nián)之(zhī)时(shí)，第(dì)一(yī)次(cì)受(shòu)邀(yāo)参(cān)加(jiā)奥(ào)运(yùn)会(huì)。当(dāng)中(zhōng)国(guó)奥(ào)运(yùn)代(dài)表(biǎo)团(tuán)几(jǐ)经(jīng)波(bō)折(zhé)抵达赫尔辛基后，他们做的第一件事，便是在奥运村升起五星红旗。这一珍贵的历史时刻通过影像得以记录、保存，成了见证我国开启奥运之路的珍贵回忆。然而，囿于当时的技术条件，原始版本的影像只能以黑白形式留存。随着人工智能（AI）技术的快速发展，在“2024中国·AI盛典”上，我们得以看到这一珍贵时刻的彩色影像，栩栩如生、生动再现，每个动作、每张笑脸，仿佛一下把我们拉回到了当时的场景。

让历史穿越时空

在《1952奥运》视频中，当鲜艳的五星红旗高高扬起，当年轻的笑脸清晰重现，AI技术让这一振奋人心的伟(wěi)大(dà)时刻，穿越时空再一次栩栩如生地展现在我们面前。

“很多珍贵经典影像受到当时拍摄条件、保存条件的限制，存在划痕、霉斑、分辨率不足等问题，不(bù)符(fú)合(hé)当(dāng)前(qián)观影的质量要求。传统人工+工具的修复方法一方面效率低下，另一方面质量达不到要求。”陶竹林表示。

AI技术的快速发展为这一问题提供了新的“解”。

通过深度学习与智能算法，AI技术为高质量、高效率的经典影像修复提供了可能。结合画质智能增强、色彩还原、音频同步修复等手段，AI技术能够助力经典影像焕然一新。

在中央广播电视总(zǒng)台(tái)音(yīn)像(xiàng)资(zī)料(liào)馆(guǎn)主导(dǎo)推(tuī)进(jìn)的(de)“智(zhì)能(néng)影(yǐng)像(xiàng)修(xiū)复(fù)任(rèn)务(wu)”中(zhōng)，陶(táo)竹(zhú)林(lín)团(tuán)队(duì)与(yǔ)南(nán)京(jīng)理(lǐ)工(gōng)大(dà)学(xué)唐(táng)金(jīn)辉(huī)团(tuán)队(duì)合(hé)作(zuò)参(cān)与(yǔ)了(le)多(duō)项(xiàng)经(jīng)典(diǎn)影(yǐng)像(xiàng)修(xiū)复(fù)工(gōng)作(zuò)，《1952奥(ào)运(yùn)》视(shì)频(pín)便(biàn)是(shì)其中浓墨重彩的一笔。

“修复过程包括图像修复、图像上色、视频增强等阶段，最终实现了图像和视频质量的极大提升。”陶竹林的博士研究生翟艳介绍道。

具体而言，在图像修复阶段，针对老旧黑白图像中普遍存在的噪声、划痕及脏点问题，采用先进图像复原技术完成了图像的去噪、去划痕和脏点处理，有效提升了图像的清晰(xī)度(dù)和(hé)结(jié)构(gòu)的(de)完(wán)整(zhěng)性(xìng)。

在(zài)图(tú)像(xiàng)上(shàng)色(sè)阶(jiē)段(duàn)，基(jī)于(yú)图(tú)像(xiàng)修(xiū)复(fù)基(jī)础(chǔ)，引(yǐn)入(rù)自(zì)动(dòng)上色方法对图像进行初步着色，并通过人工优化，修复色彩不准确、边缘溢色等问题，最终实现真实感强、视觉效果自然的彩色图像生成。

在视频增强阶段，首先基于上色后的首尾帧图像，通过颜色传播方法实现整段视频的自动上色，确保颜色在时间维度上的连续性和一致性。随后采用深度学习方法完成视频的超分辨率重建，提升视频整体清晰度，从而实现完整视频的视觉增强。

“通过上述策略和方法，我们有效地在动态视频场景中实现了颜色的连续追踪与准确匹配，确保如旗帜飘动、人物行进等变化过程的色彩保持一致；同时，实现了特定区域的定向上色处理，满足对重要物体(tǐ)或(huò)场(chǎng)景(jǐng)的个性化修复需求，带来了更高的还原度与艺术表现力。”陶竹林介绍道。

让优秀文化鲜活留存

除再现重要历史时刻，AI技术还能助力经典影视作品活力焕新。“四大名著”是我国文学史中的经典作品，也是世界宝贵的文化遗产之一。根据“四大名著”改编的经典影视作品不胜枚举，从20世纪80年代一直跨越至今。

这些经典的影视作品成为一代又一代人的难忘记忆，也成为世界了解中国文化的重要窗口。然而，随着拍摄技术的不断精进，以及荧幕分辨率的逐渐提升，很多经典影像显得“格格不入”，无法满足当今高质量的观影要求。

如何让经典影像跟上时代的脚步，更好地实现文化传承与发展？AI技术给出了答案。

“AI助力经典影像修复的具体步骤包括总结分析、模型搭建、数据训练、实际修复等几个阶段”，翟艳介绍。

操作过程中，首先需要对影像中常见的退化问题进行系统性总结，包括图像噪声、划痕、模糊和分辨率低等。接着，基于这些分析构建模拟真实退化过程的退化模型，为后续训练提供有效的数据支撑。在此基础上，调研当前主流图像修复技术，优选基于扩(kuò)散(sàn)模(mó)型(xíng)的(de)图(tú)像(xiàng)生(shēng)成(chéng)方(fāng)法(fǎ)，并(bìng)结(jié)合(hé)所(suǒ)构(gòu)建(jiàn)的(de)退(tuì)化(huà)数(shù)据(jù)，对(duì)模(mó)型(xíng)进(jìn)行(xíng)有(yǒu)针(zhēn)对(duì)性(xìng)的(de)重(zhòng)新(xīn)训(xun)练(liàn)，从(cóng)而(ér)更(gèng)好(hǎo)地(de)适(shì)应(yīng)经(jīng)典(diǎn)影(yǐng)像(xiàng)的(de)修(xiū)复(fù)需(xū)求(qiú)。

“比(bǐ)如(rú)，图(tú)像(xiàng)修复环节主要采用扩散模型去除噪声和划痕，并结合超分辨率重建技术提升图像清晰度与细节表现力。在视频修复方面，则引入结合运动特征的扩散模型，有效处理视频中不同帧之间变化带来的时序不一致问题，同时实现去噪与划痕修复；在此基础上，根据修复目标，进一步集成上色算法与分辨率增强模型，实现视频在视觉效果与色彩层次上的整体提升。”陶竹林补充道。

团队正在参与开展的“四大名著”修复工作便为经典影像的清晰重现提供了解决方案。

以《西游记》为例，为实现影像整体视觉质量的提升，团队针对不同类型片段的结构特征，设计并实现了一套差异化的视频修复策略。

具体而言，将影像拆分成以背景场景为主和以人物面部细节为主的视频片段，采取差异(yì)化(huà)的(de)修(xiū)复(fù)策略，更好地满足不同的修复需求。

对于以背景场景为主的视频片段，重点关注帧间时序一致性，通过对连续帧之间的变化规律进行建模，实现画面在运动状态下的稳定还原，有效避免闪烁与结构漂移问题；而对于以人物面部细节为主的片段，则侧重于提升图像的纹理细节和真实感，使修复结果在视觉上更具表现力。

此外，“为了进一步改善整体修复效果，我们对视频内容进行分段处理，并结合片段拼接与融合技术，有效解决了统一模型难以兼顾不同片段特征的问题，确保整段视频在风格与质量上的一致性。”陶竹林补充道。

在AI大模型技术快速发展的背景下，团队还据此整理并建立了面向特定历史影视作品的近景图像数据集，为模型训练提供了极具代表性的训练样本。

让红色基因得以传承

经典影视作品还承载着传承优秀文化，赓续红色精神的重要使命，其中，20世纪60年代的经典电影作品《雷锋》便是这样一部激励一代又一代人成长的杰出作品。

原版影片以黑白方式呈现，而经过AI修复后的彩色4K版影片，更好地还原了当时的场景与人物细节，目前已经在多个地方点映。

在修复过程中，团队采取了简单镜头与复杂镜头差异化的修复方案。“在部分简单镜头的处理中，针对自然景物、读书看报等静态场景，采用常规图像上色算法即可实现较高质量的着色，实现边缘过渡自然、无明显色彩异常的稳定效果。”翟艳介绍道，“而针对复杂镜头，普通上色方法却容易出现颜色漂移、边界溢色等问题。”

对此，对于光线昏暗、室内结构复杂、人物较多或场景发生渐变的镜头，团队创新提出对每一段片段提取关键帧进行精细化上色处理的方法，同时，结合帧间插值技术提升时序一致性，有效缓解了错上色与漏色现象，实现了整体视觉效果的显著提升。

修复过程中的另一个难点，则是如何处理人物快速运动或人物数量众多等高动态镜头。“我们在增加关键帧数量的基础上，引入了人工修复机制，对易被忽略的细(xì)节(jié)区(qū)域（如(rú)快(kuài)速(sù)移(yí)动(dòng)的(de)人(rén)物(wù)轮(lún)廓(kuò)、遮(zhē)挡(dǎng)区(qū)域）进(jìn)行(xíng)手(shǒu)动(dòng)精(jīng)修(xiū)，确(què)保(bǎo)色(sè)彩(cǎi)还(hái)原的准确性与视觉自然度。”陶竹林介绍。

AI助力经典影像修复
仍存在诸多难点

“合理利用AI技术，不但可以让大家重温经典，接受爱国主义教育熏陶，还可以更好地传承中华优秀文化，增强文化自信。”陶竹林表示。然而，尽管AI助力经典影像修复已经实现了显著发展，但仍面临诸多挑战。

比如模型的泛化能力不足。当前模型大多依赖人工设计或理想化的退化模拟，难以全面覆盖经典影像的真实退化情况，导致在实际应用中泛化能力不足。效率和精度的平衡问题同样凸显。对于高分辨率图像的修复需要处理大量数据，对计算资源提出了很高的要求。此外，还面临AI大模型快速发展的通用问题，数据获取难度大。高质量的训练数据集对于基于深度学习的方法尤为重要，但获取大规模、标注精确的数据并非易事。

对此，陶竹林认为，影像修复领域未来将在作用机制、数据训练、技术融合等方面实现进一步发展。就作用机制而言，深度学习应与传统修复方法相结合，各自发挥优势；同时，针对不同用户需求和场景特点的个性化修复解决方案也尤为重要。就数据训练而言，应引入大规模真实退化影像数据，进一步提升AI模型对于复杂退化的适应性和泛化能力。就技术融合而言，借助大数据与云计算，能够更高效地处理大规模影像数据，从而实现修复效果的进一步提升。

采访专家：陶竹林（中国传媒大学人工智能系副教授）

撰文：记者 贾朔荣

编辑：段大卫