生成式 AI 图像修复技术：让破损影像重获新生的神奇魔法

在时光长河的冲刷下，老照片褪色斑驳，划痕与折痕肆意蔓延，如同岁月无情的爪痕；古老石窟寺庙中的精美壁画，历经千年风雨，色彩剥落、画面残缺，似在默默低诉往昔的辉煌与如今的沧桑。传统修复手段面对这些复杂破损时，往往力不从心。但如今，生成式 AI 图像修复技术宛如拥有超凡魔力的 “时光修补匠”，为破损影像的重生带来希望。

在文化遗产数字化保护研讨会等前沿科技交流平台上，生成式 AI 图像修复技术已成为行业热议焦点。来自计算机视觉、文物保护等领域的专家学者，围绕该技术的算法突破、应用场景及伦理规范展开深度研讨，分享了利用其修复敦煌壁画残片、老照片褪色细节等典型案例。这项技术凭借在文物保护、影视修复等场景展现的创新性，为文化传承与科技创新的融合发展提供了新路径。

图源：Pixabay

这项技术的 “智慧内核” 源自深度学习，其中生成对抗网络（GANs）堪称核心引擎。生成器与判别器恰似两位针锋相对却又相互成就的 “对手”，在持续不断的竞赛中共同成长。生成器如同技艺精湛且不断进取的画家，拿到带有破损区域的图像后，凭借从海量图像数据中习得的色彩、纹理和结构规律，精心勾勒出填补破损部分的内容。判别器则摇身一变，成为严苛的 “评委”，仔细甄别每一幅图像，精准判断其究竟来自真实世界的完整图像，还是生成器创作的 “修复品”。当判别器看穿生成器的 “作品” 时，生成器便会迅速调整策略，优化自身 “绘画手法”；而当判别器被 “欺骗” 时，表明生成器的修复水平又实现了一次质的飞跃。在这般反复的对抗与优化进程中，生成器输出的修复图像愈发逼近真实，最终达到以假乱真的境界。除了 GANs，变分自编码器、循环神经网络等模型，以及能够聚焦图像重要区域的注意力机制，也从不同维度为图像修复添砖加瓦，共同构建起坚不可摧的技术支撑体系。

在实际应用领域，生成式 AI 图像修复技术早已大显身手。对普通家庭而言，老照片修复工具成为唤醒珍贵记忆的关键。即梦 AI 操作便捷，用户只需上传照片，输入诸如 “去除划痕”“恢复色彩” 等简单指令关键词，短短几分钟，照片上的瑕疵便会消失不见，曾经模糊的亲人面容重新清晰可辨，儿时的欢乐场景也再度鲜活起来。而 ComfyUI 更擅长处理破损严重的老照片，它允许用户通过节点配置精细调整修复区域，哪怕照片已被撕裂成几部分，经过专业的参数设置，也能实现完美复原。在文化遗产保护领域，山西永乐宫壁画的修复堪称经典范例。历经 800 多年的风雨洗礼，永乐宫壁画出现大面积褪色、脱落等问题。AMD、永乐宫和生数科技携手合作，借助生成式 AI 技术，训练出 “元代 AI 画师”。AI 系统通过对壁画进行精密扫描和数据解构，深入分析其在历史变迁中遭受的损坏，耗时近一年，让壁画中的线条重新流畅自然，色彩再度绚丽夺目。修复后的壁画，人物眼神灵动，姿态栩栩如生，吸引无数游客慕名而来，让这一古老艺术瑰宝重新绽放耀眼光芒。不仅如此，在影视行业，它助力老旧胶片电影摆脱划痕与噪点的困扰，以高清画质重登大银幕；在考古现场，它协助专家还原破损文物上的图案，为解读古代文明提供关键线索；在医疗领域，它增强医学影像的清晰度，辅助医生更精准地诊断病情。

从更深层次的文化意义考量，生成式 AI 图像修复技术堪称守护人类文明的 “数字卫士”。它使濒临消逝的文化遗产影像得以永久保存，将历史的记忆深深镌刻在数字世界，为后人了解先辈的智慧与创造力搭建起坚实桥梁。当破损的老照片被修复，泛黄的全家福重现清晰，那些被岁月尘封的情感与故事也随之复苏，成为维系家族情感的重要纽带。对于艺术家而言，修复后的老照片、壁画等，蕴含着独特的历史美学和艺术风格，为他们的创作注入源源不断的灵感，推动艺术在传统与现代的交融中不断创新发展 。

图源：AI生成

不过，这项神奇的技术并非无懈可击。在面对一些破损极为严重且缺乏足够参考信息的图像时，AI 可能会 “判断失误”，生成与原始内容不符的画面。不同类型和风格的图像，也给修复模型的通用性带来挑战，一种模型或许在某类图像上表现优异，面对其他图像时却效果欠佳。此外，运行 AI 修复模型需要强大的计算资源，较高的成本在一定程度上限制了其在部分场景的广泛应用。同时，修复过程中的伦理问题也不容忽视，比如在修复文化遗产时如何维持其原真性，修复后图像的版权归属等，都是亟待解决的难题 。

正如第二十七届中国科协年会所强调的“示踪科技前沿 助力创新发展”，生成式 AI 图像修复技术正是这一理念的生动实践。随着技术的迅猛发展和相关规范的逐步完善，我们有充分理由相信，未来的生成式 AI 图像修复技术将朝着更智能、更精准的方向大步迈进。它将走进更多领域，在智能安防中助力还原监控画面，在虚拟现实里构建逼真的历史场景，持续用 “魔法” 修复时光，为我们带来更多意想不到的惊喜与感动，也必将在科技创新与文化传承融合的道路上，书写更加精彩的篇章。

供稿单位：重庆理工大学计算机科学与工程学院

作者：重庆理工大学 高文洁

审核专家：倪伟

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