在時光長河的沖刷下，老照片褪色斑駁，劃痕與折痕肆意蔓延，如同歲月無情的爪痕；古老石窟寺廟中的精美壁畫，歷經千年風雨，色彩剝落、畫面殘缺，似在默默低訴往昔的輝煌與如今的滄桑。傳統修復手段面對這些復雜破損時，往往力不從心。但如今，生成式 AI 圖像修復技術宛如擁有超凡魔力的 “時光修補匠”，為破損影像的重生帶來希望。

在文化遺產數字化保護研討會等前沿科技交流平臺上，生成式 AI 圖像修復技術已成為行業熱議焦點。來自計算機視覺、文物保護等領域的專家學者，圍繞該技術的算法突破、應用場景及倫理規范展開深度研討，分享了利用其修復敦煌壁畫殘片、老照片褪色細節等典型案例。這項技術憑借在文物保護、影視修復等場景展現的創新性，為文化傳承與科技創新的融合發展提供了新路徑。

圖源：Pixabay

這項技術的 “智慧內核” 源自深度學習，其中生成對抗網絡（GANs）堪稱核心引擎。生成器與判別器恰似兩位針鋒相對卻又相互成就的 “對手”，在持續不斷的競賽中共同成長。生成器如同技藝精湛且不斷進取的畫家，拿到帶有破損區域的圖像后，憑借從海量圖像數據中習得的色彩、紋理和結構規律，精心勾勒出填補破損部分的內容。判別器則搖身一變，成為嚴苛的 “評委”，仔細甄別每一幅圖像，精準判斷其究竟來自真實世界的完整圖像，還是生成器創作的 “修復品”。

當判別器看穿生成器的 “作品” 時，生成器便會迅速調整策略，優化自身 “繪畫手法”；而當判別器被 “欺騙” 時，表明生成器的修復水平又實現了一次質的飛躍。在這般反復的對抗與優化進程中，生成器輸出的修復圖像愈發逼近真實，最終達到以假亂真的境界。除了 GANs，變分自編碼器、循環神經網絡等模型，以及能夠聚焦圖像重要區域的注意力機制，也從不同維度為圖像修復添磚加瓦，共同構建起堅不可摧的技術支撐體系。

在實際應用領域，生成式 AI 圖像修復技術早已大顯身手。對普通家庭而言，老照片修復工具成為喚醒珍貴記憶的關鍵。即夢 AI 操作便捷，用戶只需上傳照片，輸入諸如 “去除劃痕”“恢復色彩” 等簡單指令關鍵詞，短短幾分鐘，照片上的瑕疵便會消失不見，曾經模糊的親人面容重新清晰可辨，兒時的歡樂場景也再度鮮活起來。而 ComfyUI 更擅長處理破損嚴重的老照片，它允許用戶通過節點配置精細調整修復區域，哪怕照片已被撕裂成幾部分，經過專業的參數設置，也能實現完美復原。在文化遺產保護領域，山西永樂宮壁畫的修復堪稱經典范例。歷經 800 多年的風雨洗禮，永樂宮壁畫出現大面積褪色、脫落等問題。

AMD、永樂宮和生數科技攜手合作，借助生成式 AI 技術，訓練出 “元代 AI 畫師”。AI 系統通過對壁畫進行精密掃描和數據解構，深入分析其在歷史變遷中遭受的損壞，耗時近一年，讓壁畫中的線條重新流暢自然，色彩再度絢麗奪目。修復后的壁畫，人物眼神靈動，姿態栩栩如生，吸引無數游客慕名而來，讓這一古老藝術瑰寶重新綻放耀眼光芒。不僅如此，在影視行業，它助力老舊膠片電影擺脫劃痕與噪點的困擾，以高清畫質重登大銀幕；在考古現場，它協助專家還原破損文物上的圖案，為解讀古代文明提供關鍵線索；在醫療領域，它增強醫學影像的清晰度，輔助醫生更精準地診斷病情。

從更深層次的文化意義考量，生成式 AI 圖像修復技術堪稱守護人類文明的 “數字衛士”。它使瀕臨消逝的文化遺產影像得以永久保存，將歷史的記憶深深鐫刻在數字世界，為后人了解先輩的智慧與創造力搭建起堅實橋梁。當破損的老照片被修復，泛黃的全家福重現清晰，那些被歲月塵封的情感與故事也隨之復蘇，成為維系家族情感的重要紐帶。對于藝術家而言，修復后的老照片、壁畫等，蘊含著獨特的歷史美學和藝術風格，為他們的創作注入源源不斷的靈感，推動藝術在傳統與現代的交融中不斷創新發展 。

圖源：AI生成

不過，這項神奇的技術并非無懈可擊。在面對一些破損極為嚴重且缺乏足夠參考信息的圖像時，AI 可能會 “判斷失誤”，生成與原始內容不符的畫面。不同類型和風格的圖像，也給修復模型的通用性帶來挑戰，一種模型或許在某類圖像上表現優異，面對其他圖像時卻效果欠佳。此外，運行 AI 修復模型需要強大的計算資源，較高的成本在一定程度上限制了其在部分場景的廣泛應用。同時，修復過程中的倫理問題也不容忽視，比如在修復文化遺產時如何維持其原真性，修復后圖像的版權歸屬等，都是亟待解決的難題 。

正如第二十七屆中國科協年會所強調的“示蹤科技前沿 助力創新發展”，生成式 AI 圖像修復技術正是這一理念的生動實踐。隨著技術的迅猛發展和相關規范的逐步完善，我們有充分理由相信，未來的生成式 AI 圖像修復技術將朝著更智能、更精準的方向大步邁進。它將走進更多領域，在智能安防中助力還原監控畫面，在虛擬現實里構建逼真的歷史場景，持續用 “魔法” 修復時光，為我們帶來更多意想不到的驚喜與感動，也必將在科技創新與文化傳承融合的道路上，書寫更加精彩的篇章。

供稿單位：重慶理工大學計算機科學與工程學院

作者：重慶理工大學 高文潔

審核專家：倪偉

聲明：除原創內容及特別說明之外，部分圖片來源網絡，非商業用途，僅作為科普傳播素材，版權歸原作者所有，若有侵權，請聯系刪除。

來源: 重慶市科學技術協會

內容資源由項目單位提供