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作者 | 江子逸
編輯 | 余快
“你們可以下崗，我們上崗！”25年前，香港回歸祖國(guó)懷抱，在中英防務(wù)交接儀式上，中國(guó)解放軍指揮官譚善愛(ài)喊出這句讓無(wú)數(shù)國(guó)人熱血沸騰的話。
昨天，一段香港回歸高清歷史影像在各大平臺(tái)迅速刷屏，多個(gè)話題登上微博熱搜榜。
與此同時(shí)，由深圳衛(wèi)視直新聞策劃，香港回歸當(dāng)晚，數(shù)十萬(wàn)深圳市民涌上街頭，揮舞著鮮紅色的國(guó)旗，歡送解放軍進(jìn)駐香港的高清修復(fù)視頻也同樣引發(fā)了廣泛的關(guān)注與討論。
AI掘金志發(fā)現(xiàn)，這些珍貴的高清歷史影像背后，或多或少地都出現(xiàn)了騰訊多媒體實(shí)驗(yàn)室的影子。我們也找到了背后的技術(shù)修復(fù)師——騰訊多媒體實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)家研究員夏珍，跟他聊了聊香港回歸25周年視頻修復(fù)的相關(guān)技術(shù)。
1997年7月1日的中英交接儀式，吸引了全世界的聚光燈。這場(chǎng)世界矚目的典禮籌備，也傾注了無(wú)數(shù)人的心血。但受限于場(chǎng)地、環(huán)境等因素，絕大多數(shù)國(guó)人25年前無(wú)法親臨現(xiàn)場(chǎng)感受這一歷史時(shí)刻。與此同時(shí)，這個(gè)史無(wú)前例的歷史珍貴影像，也受當(dāng)時(shí)技術(shù)限制、視頻壓縮等影響，畫(huà)質(zhì)不清、視頻模糊。
智能影像修復(fù)，絕非將低分辨率視頻放大、輸出為高分辨率影像那般簡(jiǎn)單。
通常，修復(fù)一支常規(guī)的老舊視頻，大概需要用到去模糊、提高分辨率、降噪和色彩增強(qiáng)等技術(shù)，從而解決包括但不限于劃痕、豎線、雪花點(diǎn)、噪聲、壓縮失真、抖動(dòng)等問(wèn)題。
騰訊多媒體實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)家研究員夏珍表示，修復(fù)歷史影像作品甚至殘損影像，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)是比較日常的工作，但本次視頻修復(fù)工作還是存在不小的難點(diǎn)和問(wèn)題。
一來(lái)，作為我國(guó)重要的歷史節(jié)點(diǎn)，這些視頻極其珍貴，軍人們的每一個(gè)眼神、每一個(gè)表情、每一個(gè)詞語(yǔ)都經(jīng)過(guò)千錘百煉，修復(fù)效果應(yīng)最大程度還原當(dāng)初的每一景、每一秒；二來(lái)，舉行交接儀式時(shí)已是深夜，現(xiàn)場(chǎng)燈光微弱、無(wú)數(shù)臺(tái)攝像機(jī)閃光燈交替。另外，深圳市民歡送解放軍進(jìn)駐香港時(shí)還是雨天，街道兩旁有數(shù)十萬(wàn)市民朋友。
“盡管困難不小，但在實(shí)驗(yàn)室小伙伴們的合力攻堅(jiān)下，我們?cè)谌四樞迯?fù)、畫(huà)質(zhì)增強(qiáng)及畫(huà)質(zhì)修復(fù)方面下了不少功夫，算是比較完美地解決了上述問(wèn)題?！毕恼涮岬?。
畫(huà)質(zhì)增強(qiáng)里的“小”細(xì)節(jié)：剛毅的眼神與動(dòng)容的軍人
香港回歸當(dāng)天，中英防務(wù)交接儀式在室外舉行。與室內(nèi)相比，室外環(huán)境并不“友好”：黑夜、下雨、無(wú)盡的閃光燈。換句話說(shuō)，想要超清還原中英防務(wù)交接儀式現(xiàn)場(chǎng)的視頻清晰度，對(duì)算法的魯棒性要求非常之高。
與此同時(shí)，關(guān)于這段視頻的修復(fù)工作，夏珍與團(tuán)隊(duì)成員討論之后，給實(shí)驗(yàn)室提出了更高的修復(fù)要求：不放過(guò)彼時(shí)彼刻的任何一個(gè)重要細(xì)節(jié)。
譬如視頻中的關(guān)鍵人物之一：與英軍交接的指揮官——譚善愛(ài)。夏珍明白，彼時(shí)的譚善愛(ài)，不單單是他自己，展現(xiàn)的不僅是中國(guó)軍人的風(fēng)采，更代表了整個(gè)國(guó)家的風(fēng)貌。
“我在幾個(gè)月的訓(xùn)練期間，將交接時(shí)的話重復(fù)了上千遍?！弊T善愛(ài)受訪時(shí)表示，“用什么樣的語(yǔ)氣、用什么樣的狀態(tài)，把這段話充分地演繹好，一定要以最高標(biāo)準(zhǔn)展現(xiàn)中國(guó)軍人的良好形象?！?/p>
通過(guò)視頻影像對(duì)比觀察，原先只能看到模糊的人臉，而修復(fù)后可以看清譚善愛(ài)清晰的面部輪廓，甚至皮膚紋理、汗?jié)n都清晰可見(jiàn)。同時(shí)，也能更為直觀地感受到中國(guó)解放軍軍人堅(jiān)毅、不畏的眼神。
當(dāng)國(guó)旗升起時(shí)，戰(zhàn)士們的眼神又變得柔和，眸中淚光清晰可見(jiàn)。在《義勇軍進(jìn)行曲》的背景音中，鏡頭緩慢掃過(guò)每一個(gè)敬禮的中國(guó)解放軍軍人，他們黝黑但硬朗的臉龐在炎炎夏夜下汗水流淌，但眼角之上是無(wú)盡的柔情與驕傲。
那場(chǎng)景，讓人動(dòng)容。
如此細(xì)節(jié)的修復(fù)處理，夏珍提到，主要用到了多項(xiàng)畫(huà)質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)，包括分辨率增強(qiáng)、細(xì)節(jié)增強(qiáng)、色彩增強(qiáng)等。
譚善愛(ài)等軍人流暢的臉部細(xì)節(jié)特寫(xiě)，源于騰訊多媒體實(shí)驗(yàn)室采用了自研人臉修復(fù)模型。它融合了人臉檢測(cè)、人臉修復(fù)等模塊，將圖像修復(fù)遷移到視頻過(guò)程中加入幀間穩(wěn)定性處理，優(yōu)化多角度人臉效果，解決人臉檢測(cè)穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)人臉遇到的復(fù)雜場(chǎng)景問(wèn)題。
同時(shí)，針對(duì)視頻失真及細(xì)節(jié)生成，實(shí)驗(yàn)室做了最大程度優(yōu)化。在人臉修復(fù)基礎(chǔ)上使用“超分辨率”加成，通過(guò)基于GAN超分網(wǎng)絡(luò)的多幀技術(shù)，生成的細(xì)節(jié)更加豐富細(xì)膩及穩(wěn)定。
所以看到，實(shí)驗(yàn)室在放大視頻分辨率同時(shí)，也大幅提升了人物的整體感官層次，人物臉部的皮膚紋理、毛孔、頭發(fā)均清晰可見(jiàn)。
細(xì)節(jié)還原問(wèn)題解決完畢，接下來(lái)則是色彩優(yōu)化。
不少老舊視頻除了畫(huà)質(zhì)模糊、噪點(diǎn)多，隨著時(shí)間流逝畫(huà)面也容易變成灰色。夏珍表示，除了想讓畫(huà)面清晰度更高、細(xì)節(jié)更豐富、飽和度更均衡，也想在改變灰色畫(huà)面前提下，保留90年代深圳和香港的原汁原味。
而深圳市民歡送解放軍駐港部隊(duì)時(shí)的視頻畫(huà)質(zhì)情況與交接時(shí)有相似之處：天色晚、燈光弱、光源雜亂、人物多。
實(shí)驗(yàn)室首先通過(guò)畫(huà)質(zhì)提升算法，在空間上提升視頻的分辨率和幀率。細(xì)節(jié)清晰度提升之后，再采用更強(qiáng)的色彩增強(qiáng)模塊增加色彩豐富度，在尊重歷史和原版的基礎(chǔ)上，讓視頻畫(huà)面色彩更為強(qiáng)烈。
駐港部隊(duì)上崗第一天，香港市民紛紛圍觀拍照，從修復(fù)視頻來(lái)看，場(chǎng)景變?yōu)榘滋?，但?huà)面色彩效果不減。
多維度提升畫(huà)質(zhì)：冒雨進(jìn)駐香港和2秒之爭(zhēng)下的五星紅旗
畫(huà)質(zhì)修復(fù)，解決的是老片中的灰塵、污垢、霉斑、掉色、圖像抖動(dòng)、劃痕、閃爍、噪聲、變色、模糊等問(wèn)題。
翻閱視頻不難發(fā)現(xiàn)，三軍冒雨進(jìn)駐香港、市民夾道歡迎時(shí)大雨傾盆。原始畫(huà)面異常模糊，畫(huà)中人物糊作一團(tuán)。
“如何既能還原真實(shí)場(chǎng)景，又能高效提升畫(huà)質(zhì)？”夏珍提到，“有雨的場(chǎng)景對(duì)算法來(lái)說(shuō)其實(shí)考驗(yàn)很大，因?yàn)橛晏飚?huà)面不僅更模糊，同時(shí)雨滴也會(huì)影響噪聲去除?！?/p>
換句話說(shuō)，他們不僅需提高視頻的畫(huà)質(zhì)，還要將當(dāng)時(shí)的雨、霧更清晰地呈現(xiàn)出來(lái)。
針對(duì)上述問(wèn)題，夏珍和他的同事通過(guò)一系列修復(fù)算法組合，包括視頻降噪、去壓縮失真、去劃痕算法、去雪花點(diǎn)斑點(diǎn)算法等，去除噪聲和失真、提升畫(huà)面清晰度的同時(shí)，盡量保持雨、霧的真實(shí)感。
針對(duì)整體效果和特殊場(chǎng)景，他們進(jìn)行了十多次的算法升級(jí)和優(yōu)化，為視頻提效提供了穩(wěn)定性和魯棒性更強(qiáng)、效果更好的技術(shù)支撐。
以上圖為例，原視頻只能看到女軍人模糊的臉部輪廓，修復(fù)后則增加了不少細(xì)節(jié)，面部頓時(shí)清晰許多，同時(shí)車(chē)窗上還能看出雨后的水滴和霧氣。
同樣的難題也出現(xiàn)在修復(fù)升起的五星紅旗上。
前期協(xié)商階段，英方原本打算在7月1日的0點(diǎn)0分0秒降下英國(guó)國(guó)旗，但為確保中國(guó)國(guó)旗在7月1日零時(shí)零分零秒準(zhǔn)時(shí)升起，中方要求英國(guó)國(guó)旗必須于前一天的23點(diǎn)59分58秒降落。
為了讓香港主權(quán)準(zhǔn)時(shí)回歸祖國(guó)，僅此一項(xiàng)，中英雙方就談判了16次。
看似微不足道的2秒，卻事關(guān)國(guó)家的主權(quán)與尊嚴(yán)。也就是說(shuō)，7月1日零點(diǎn)零分準(zhǔn)時(shí)升起中國(guó)國(guó)旗很重要。本次視頻修復(fù)工作，那一刻的國(guó)旗更重要。
從原視頻來(lái)看，旗桿高達(dá)十幾米，身處夜間燈光環(huán)境弱，且因?yàn)橹辈シ直媛瘦^低，國(guó)旗極為模糊。
修復(fù)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室不僅需要提高國(guó)旗的分辨率，還需將每個(gè)像素點(diǎn)的內(nèi)容填充好。
為了真正達(dá)到4K畫(huà)質(zhì)，讓五星紅旗更清晰醒目，夏珍團(tuán)隊(duì)通過(guò)最新的模型優(yōu)化，精確到每個(gè)像素點(diǎn)，讓五星紅旗的五角星都清晰可見(jiàn)。
“我們周?chē)母呒夹g(shù)越多，就越需要人的感情?！币晃痪W(wǎng)友在看過(guò)智能影像技術(shù)修復(fù)老視頻后發(fā)出如此感嘆。
智能影像修復(fù)技術(shù)翻新的那些老電影、老視頻、老照片。讓我們看見(jiàn)父親母親的少年少女模樣；讓我們重溫?？闯Ｐ碌慕?jīng)典電影；讓我們回望百年前的北京，看見(jiàn)同一片土地上的國(guó)人生活點(diǎn)滴；讓我們看見(jiàn)張國(guó)榮的演唱會(huì)，重溫那個(gè)香港影視文藝的黃金時(shí)代。
他們還原每一個(gè)真情的、有趣的、歷史的、激動(dòng)人心的畫(huà)面。這些不被概念定義的、不被第三方描述的、不被憑空想象的畫(huà)面，在歲月塵埃中，越發(fā)彌足珍貴。如今，這些視頻穿越時(shí)光的塵埃，可以真切地呈現(xiàn)在我們面前。
技術(shù)人員以科技的理性，給所有人一份無(wú)法量化的柔情，讓我們?cè)诨蚩菰?、或苦悶、或平凡的生活之余，為過(guò)去熱淚盈眶，在未來(lái)保持熱愛(ài)。
從前，AI離我們很遠(yuǎn)，但此刻，我們深刻感受到了它的力量。雷峰網(wǎng)雷峰網(wǎng)雷峰網(wǎng)(公眾號(hào)：雷峰網(wǎng))
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