“膠片醫(yī)生”手拿AI

褚易凡 黃思行

1965年3月5日，電影《雷鋒》在全國上映，這是我國第一部以雷鋒事跡為題材、最早在銀幕塑造雷鋒藝術(shù)形象的影視作品。這部片長77分鐘的電影，約有11萬幀畫面，受當(dāng)時技術(shù)條件的限制，它的原片為黑白攝制，畫幅4：3，單聲道。

在傳統(tǒng)的經(jīng)典影視修復(fù)中，技術(shù)人員通常采取單幀著色的方法，即通過處理一幀畫面對整個鏡頭畫面進(jìn)行著色。然而這種方法在面對膠片破損折痕、模糊顏色失真、膠片發(fā)霉、分辨率低、色彩灰白等情況時，常常會出現(xiàn)效率低、著色質(zhì)量差的問題。

為了快捷、高效、精準(zhǔn)地修復(fù)畫面里的劃痕、噪點、閃爍，南京理工大學(xué)唐金輝教授團(tuán)隊發(fā)明了雙向著色算法來進(jìn)行電影修復(fù)。他們先用人工方式處理首尾兩幀經(jīng)典影像的上色，而后通過AI技術(shù)，對整個鏡頭的數(shù)十乃至上百幀畫面進(jìn)行完整著色。這種人工處理加上算法加持，極大地提升了修復(fù)中的著色效率與著色質(zhì)量。

解決了影片上色質(zhì)量的問題后，如何將黑白電影轉(zhuǎn)變成為彩色4K電影，就成為了團(tuán)隊在修復(fù)過程中面臨的另一個難題。

借助團(tuán)隊自主研發(fā)的“一種基于自監(jiān)督學(xué)習(xí)的視頻盲超分辨率重建方法及系統(tǒng)”技術(shù)，他們提升了經(jīng)典影視作品的分辨率，使得經(jīng)典影視作品畫面更加清晰、細(xì)膩。除此之外，針對電影中高速運動、低光照等復(fù)雜場景，團(tuán)隊還運用自主研發(fā)的高速光流算法、光照增強(qiáng)算法等，進(jìn)一步保證了電影修復(fù)效果。

為了保證電影在大熒幕上放映時，不出現(xiàn)任何錯誤，在實際修復(fù)過程中，團(tuán)隊成員反復(fù)多次修改，這種做法其實與博物館里的工作人員修復(fù)文物很相似。電影修復(fù)絕不是簡單地通過技術(shù)進(jìn)行填色處理，更重要的是對影片風(fēng)格與細(xì)節(jié)的考究。

換句話說，技術(shù)人員要在考證原片色彩的基礎(chǔ)上，為黑白電影上色。他們要在不做舊、不創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，保證精準(zhǔn)還原，無論選用什么顏色，都得有出處與根據(jù)。讓每一處的修復(fù)，都成為對經(jīng)典的尊重與保護(hù)?！靶夼f如舊”才能展示老影片最真實的色彩。

那么AI技術(shù)將如何為老電影的色彩進(jìn)行真實還原呢？如果在AI修復(fù)中出現(xiàn)了色差，又該如何解決呢？針對這些可能出現(xiàn)的問題，團(tuán)隊進(jìn)行了更加深入的探索。

為了最大限度保證畫面中色彩的還原度，他們查閱了大量歷史資料，并且特地去尋找了多種同時期電影中的道具進(jìn)行色彩提取，比如雷鋒所穿著的55式軍服、士兵冬帽（雷鋒帽），他所佩戴的汽車兵領(lǐng)章，20世紀(jì)50-60年代時小學(xué)生佩戴的紅領(lǐng)巾、1956年生產(chǎn)的解放牌汽車等。

以上色為例，修復(fù)團(tuán)隊先通過各方考證確定影片中所有部分的顏色，再由成員根據(jù)顏色做出AI上色的關(guān)鍵幀，依照這個關(guān)鍵幀讓AI上色。這種由人工操作與AI算法結(jié)合形成的“模板色”，能更好地規(guī)范鏡頭物品的色彩，在提高效率的同時極大程度地保證了顏色的一致性與還原性。

經(jīng)過了兩年多的努力，南理工這支“魔法團(tuán)隊”終于利用數(shù)字化修復(fù)技術(shù)，讓老電影《雷鋒》“重獲新生”。他們將這部黑白電影轉(zhuǎn)化為彩色4K電影，讓可親、可敬、可愛、可學(xué)的雷鋒形象以更鮮活的方式呈現(xiàn)。據(jù)介紹，2023年年內(nèi)，修復(fù)后的《雷鋒》將能與觀眾見面。

責(zé)任編輯：刁雅琴