老照片修复，AI 加持的软件究竟有多神奇？

    一张照片可以留住生活中的美好瞬间,一张图片可以让公众号内容变得生动详实,一张二次元图片可以让动漫爱好者一晚上流连忘返。精美的照片、图片固然可以让生活变得更加美好,然而偏偏有许多照片画质低、尺寸小,看起来模糊不清。
    小黑日常工作中经常需要寻找配图,但是网络上高清图片哪有那么好找,不是有版权就是不称心;要么就是找到的图片太小没法用,识图也找不到更清晰的图。直到有一天,小黑接触到无损提升画质的技术,通过AI智能技术可以提高图片分辨率,使得图片更加清晰;有些AI技术通过特殊处理,让版权图片呈现油画版质感,从而避免侵权;还有些突变可以修复老照片,让家中的旧照片焕发新生。
    那么,这些神奇的AI 技术究竟如何实现?就跟小黑一起来看下吧!
    源自二次元的无损放大技术
    新世代青年喜欢使用二次元头像,小黑曾经“卧底”进入00后QQ群,80%以上的用户都是用动漫头像。这些动漫卡通形象大多出自日本动漫,以近几年新出的动漫为主,本世纪初或上世纪的动漫作品极为少见。小黑觉得,一方面是年轻人中新番比较火热,另一方面老旧的动漫作品画质普遍不好,很难找到高清图片做头像。像小黑这种EVA爱好者,就特别想要一张绫波丽头像。
    在QQ群闲聊中,小黑谈到找不到EVA高清图片时,就有群友告诉小黑有个叫做waifu2x的网站可以无损放大小图片。小黑按图索骥找下去,果然发现这个神奇的网站。
    
    ▲ waifu2x日文版网站
    这个源自二次元王国日本的网站风格看起来很奇怪,远不如国内网站制作精良,还都是些看不懂的片假名。好在小黑眼神好,仔细研究该网站,发现它支持中文、英语等多种语言,于是切换成简体中文,网页立马变得“可爱”许多。
    
    ▲ 支持中文
    选择文件完成第一步,选择风格完成第二步,风格分为插图与照片两种选项,可以根据图片种类任意选择。接下来选完噪点与放大倍数,很快一张绫波丽高清图就解析出来。通过对比,可以看出前后差距巨大,修复后的图片不仅尺寸更大,细节也更加清楚,看起来就像重新画过一般。
    
    ▲ 绫波丽高清对比图
    小黑非常好奇waifu2x背后的技术原理,特意做了一番功课。waifu2x原来是一个基于人工智能的图片放大网站和工具,它借助了“深度学习”技术,智能地将噪点和锯齿部分进行补充,以此实现对动漫卡通、插画和照片进行图片高清无损放大,而且放大后的图片不失真。
    平时我们使用PhotoShop等软件放大图片时,都是拉伸插值放大,会让图片会变得模糊有锯齿。而waifu2x是通过神经网络,针对放大图片的线条、颜色、网点等特点,做特殊的算法调整,所以放大效果非常出色, 色彩保留较好, 图片边缘也不会有毛刺和重影。
    waifu2x专门针对图片进行放大处理,但是最多放大2倍不失真,效果达不到小黑想要的要求。除了二次元图片,小黑还有很多插图、图标、表情包也想实现无损放大,这些图片放大2倍远远满足不了需求,于是小黑又去寻找全新的网站与APP。
    
    ▲ waifu2x定义
    在搜索过程中小黑了解到,waifu2x是一种开源技术,可以供所有开发者免费使用。在国内有AI Image Enlarger与Bigjpg两个网站同样可以实现小图无损放大,其中Bigjpg还有安卓版与iOS版,在手机上就可以实现一键放大照片。
    Bigjpg的放大效果与 waifu2x类似,放大比例甚至超过waifu2x,最高可实现16 倍放大。打开Bigjpg网站,可以发现基本页面与waifu2x一模一样,只是在放大倍数上提升许多,非会员最多支持4倍放大,会员最多支持16倍。
    
    ▲ 最高可实现16 倍放大
    选择好以后点击开始,小黑发现Bigjpg优化速度比waifu2x慢不少。在waifu2x测试时,十几秒钟就显示优化后的图片。在Bigjpg上测试,直接显示需要21分钟。或许是这次放大倍数更大,系统优化需要的时间也就越长。
    
    ▲ 显示需要21分钟
    好在给出的预估时间只是个参考,2分半钟之后,优化好的图片直接下载到电脑中。小黑打开两张图片对比,可以明显看出细节上清晰许多,许多模糊的锯齿状图案也消失不见。
    
    ▲ 模糊的锯齿状图案消失
    二次元图片、表情包均可实现无损放大,那么小图片又如何呢?小黑最近刚好在找长图文素材,一张华为麒麟芯片的图片看起来非常模糊,小黑想得到一张清晰大图。于是下载一个Bigjpg APP测试。手机软件使用方法大体上与网站差不多,不到2分钟小黑就学会如何使用。保存麒麟970芯片图片到手机,上传到APP中,2分钟之后,一张较为清晰的图片就显示在眼前。
    通过前后对比,小黑发现970几个数字还是不够清晰,边缘处还有不少锯齿状存在,不过对比优化之前的照片已经好不少。从这次小测试可以看出,Bigjpg 等无损放大图片更加适合二次元图源、表情包等插图/卡通图,照片写真之类的图片效果并不理想。
    突破版权限制的秘诀
    从小,小黑就羡慕那些心灵手巧的画家,水墨丹青,随手一挥就是一副精美绝伦的作品。让小黑没想到的是,现在的人工智能技术如此先进,居然可以直接将真实图片转化成水彩画或者油画,实现艺术品般的美感。更没想到的是,如此唯美的技术居然被小黑用于规避图片版权。
    众所周知,网络许多图片版权模糊不清,一不小心就会遇到版权“流氓”。接触过设计与新媒体编辑的小伙伴大都清楚这一点,小黑自然也碰到过,每当遇到拿不准的图片,小黑都会忍痛删掉,重新寻找合适的图片。如此一来,既浪费时间效果又不好。
    一次偶然的机会,小黑一位同行告诉一个小秘诀,通过图片转油画的APP来规避版权限制,据她所说,她所在的公众号大部分图片都用这个方法处理,从未出现过侵权问题。
    
    ▲ prisma
    在同行小伙伴的指引下,小黑下载了这款名为prisma的APP。点击进去之后有数十种风格可选,比如马赛克风格、浮世绘风格、波普艺术风格等等,不断尝试可以完成不同类型的图画。小黑找到一张疑似有版权的图片,上传上去测试。过程中发现,有不少图片只是改变图片的明暗亮度,依稀还能辨认出原来的影子。
    为了保险起见,小黑尝试了十余种风格,最终选择一个具有版画质感的风格。一张上世纪的合影图,经过prisma修饰之后,就像一张艺术家创作的精美图画。
    
    除了基本功能以外,prisma还有HD画质、曝光、对比、饱和度等细节调节工具。可惜这些功能都需要付费使用,每个月包月费用都要几十块,看看自己的钱包,小黑还是放弃订阅高端功能的想法。
    
    ▲ 订阅费用昂贵
    图片变油画质感的软件并非prisma一家,仅小黑所知还有photofunia、TopazImpression、PaintCan数家,其中PaintCan还是Adobe公司出品的软件,可以实现六种油画质感,感兴趣的小伙伴可以挨个尝试一下,看看它们与prisma有何区别。
    老树发新枝:老照片AI 修复
    1200万像素、6000万像素、1亿像素,如今的智能手机拍照竞赛愈演愈烈,手机摄像头像素水涨船高。如今,就连千元机也普及了千万级像素,超高清大图随处可见。然而,上个世界可不是这样,那时候拍摄的图片用现在的手机浏览,都是模模糊糊,稍微放大一点满屏显示肉眼可见的噪点,画质非常感人。
    很多人都有翻新老照片的需求,甚至有人在抖音上公开叫卖此类技术。抖音上显示,修复老照片相关的视频播放量非常惊人,累计视频播放量达到10亿,最火爆的视频点赞量也达到了109万。小黑发现转评赞数据特别好的视频,都是围绕高颜值老照片修复、高破损程度照片还原等主题,利用大众的怀旧心理引起用户关注并掏钱。
    
    ▲ 老照片修复需求火热
    事实上,老照片修复技术并不难,应用商店里有不少此类APP。例如“你我当年”、“老照片修复”等APP。
    小黑下载“老照片修复”后发现,这款软件不仅有照片修复功能,还有移除污痕、黑白照片上色、夜景增强、无损放大等功能,堪称融众家之所长。
    
    小黑找到一张民国时期老照片,先使用黑白上色功能,大约过了3秒钟,一张色彩鲜艳的照片便呈现在眼前。
    
    接下来小黑又将这张上完色的照片拿去修复,可惜这个功能需要付费,开启会员才能享用。于是小黑选择“你我当年”APP,继续使用AI 上色功能。你我当年APP 同样需要付费才能使用,不过免费名额,可以使用两次。小黑将彩色模糊照片上传上去,没过多久就显示出一张清晰的图片。与之前的图片相比简直是天壤之别,三位小姑娘的面部清晰可见,甚至可以看出各自的表情。
    
    其实,“你我当年”运用主要是CNN、GAN等AI技术,即卷积神经网络和生成式对抗网络,核心原理与美图秀秀一键磨皮类似。稍有不同的是美颜软件是将照片部分细节去掉做模糊处理,而AI 修复技术是做加法,自动补充细节,用AI 算法计算出确实的部分并补充上去。从上图可以看出,三位小姑娘面部细节修复得非常好,而手部细节、大门细节并不理想,可以看出此算法还是侧重于脸部修复,更多细节暂时还处理不了。
    
    从无损方法、转油画质感再到老照片AI 修复,可以看出人工智能技术已经深入到图片处理的方方面面。我们普通消费者不需要掌握任何复杂技术,只需要动手下几个APP就能轻松使用这些功能,轻轻点几下,照片质量就得到质的飞升。除了小黑介绍的三种技术以外,AI 技术还有诸多应用,比如将位图转换为矢量图、一键抠图等等。应用商店中有数不尽的神奇APP在等我们,只要我们努力去寻找,就一定有不一样的收获．．．．．．
    图源:waifu2x、Bigjpg、老照片修复
    图源:你我当年、prisma