百年古董電影秒變4K高清、60FPS，AI插值，還能著色
十三 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
古董級電影秒變4K高清，還能黑白變彩色。
由于技術(shù)原因，最早的影像資料都是較為模糊且卡頓的，這就讓大大降低了我們的觀感體驗。
而最近，國外網(wǎng)友Denis Shiryaev利用一種增強程序(Gigapixel AI)，將1896年的古董電影《火車進站》，轉(zhuǎn)變成了4K 60fps高清“大電影”。
可以看到畫面中火車進站、人物走動、衣服擺動都非常流暢、逼真。
當然，看慣了高清電影的大家可能對此不以為然，那么請欣賞下1896年的原片。
沒有對比就沒有傷害，這才是原始《火車進站》的效果，低清、卡頓，還有大量的噪點。
不僅如此，另一位網(wǎng)友還將這段高清視頻進行了著色，可謂是賦予了古董電影新生命。
那么，這究竟怎么做到的呢？
AI插值，自動填充百萬像素
據(jù)Shiryaev介紹，他采用的是一種叫做Gigapixel AI的商業(yè)圖像編輯軟件(付費)。這款軟件由Topaz實驗室創(chuàng)造，可以讓圖像的質(zhì)量提升600%。
△Gigapixel AI
它利用一種專有的插值算法，對圖像做分析、識別其細節(jié)和結(jié)構(gòu)，最后將額外的“信息”填充到圖像中。
這個工作量是什么概念？
普通的高清是1920×1080，總像素為2073600，而4K高清是3840×2160，總像素是8294400。
也就是說，光是要把普通高清提升到4K高清，就需要額外填充600萬個像素。
不僅如此，還需要弄清楚如何顯示這些額外的像素，這就是插值過程的用武之地。
插值估計每個新像素要顯示什么內(nèi)容，這個過程是基于它們周邊的像素。對于這一點，有許多方法可以來衡量。
最近鄰?(Nearest Neighbor)方法，會簡單地用與其最近鄰相同的顏色填充空白像素。它雖然簡單而有效，但結(jié)果是一個鋸齒狀、明顯像素化的圖像。
雙線性插值?(Bilinear Interpolation)方法需要更多的處理能力，但它基于最近的兩個像素來分析空白像素，并在它們之間生成一個梯度，這會讓圖像變得更加清晰。
而雙三次插值?(Bicubic Interpolation)會對其16個最近鄰像素進行了采樣，這樣就會讓著色變得精確，但仍然存在圖像模糊的問題。
通過結(jié)合雙線性插值和雙三次插值，就可以生成光學(xué)質(zhì)量損失最小的放大圖像。
而這一過程，Gigapixel AI利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來完成。正如產(chǎn)品頁面介紹的那樣：
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析成千上萬對照片，了解圖像細節(jié)是如何丟失的。算法會根據(jù)所學(xué)知識在新圖像中填充信息，有效地為照片添加新細節(jié)。
解決了像素低的問題，還需要解決視頻卡頓問題。
Gigapixel AI在關(guān)鍵幀之間進行“想像”之后，把這些想像出來的幀插進去。
而它插入的幀數(shù)多到可以讓視頻速率提高到60 FPS。
這就是古董電影也能變得如此清晰、流暢的原因。
黑白變彩色
雖然Shiryaev的視頻中，只是提高了老電影的清晰度和流暢度，但也有網(wǎng)友在此基礎(chǔ)上做了進一步的工作——著色。
同樣是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從一堆彩色照片開始，將它們轉(zhuǎn)換成黑色和白色，然后再重建彩色原圖。
網(wǎng)友就把Shiryaev的視頻放到了這樣的安卓程序中，給這個黑白電影著色。
可以看到，AI正確的判斷出了樹木是綠色，砂石是棕色，以及路人衣服的顏色。
當然，這位網(wǎng)友也表示，希望看到更好的著色技術(shù)讓這部經(jīng)典的古董電影煥發(fā)新生命。
那么，你想試試嗎？
博主簡介
△Denis Shiryaev
Denis Shiryaev出生于1988年6月28日，俄羅斯人。
曾在Комитет公司和Futurico公司擔任產(chǎn)品經(jīng)理，也在Merck KGaA和Bellerage Vostok兩家商店擔任系統(tǒng)管理員。
傳送門
博客：https://arstechnica.com/science/2020/02/someone-used-neural-networks-to-upscale-a-famous-1896-video-to-4k-quality/
https://www.engadget.com/2020/02/04/how-ai-helped-upscale-an-antique-1896-film-to-4k/
視頻地址：https://www.youtube.com/watch?v=3RYNThid23g&feature=emb_logo
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