百年古董电影秒变4K高清、60FPS，AI插值，还能着色
十三發自凹非寺
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 Shiryaev 介紹，他采用的是一種叫做Gigapixel AI的商業圖像編輯軟件(付費)。這款軟件由 Topaz 實驗室創造，可以讓圖像的質量提升 600%。
Gigapixel AI
它利用一種專有的插值算法，對圖像做分析、識別其細節和結構，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 3840x2160，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。
通過結合雙線性插值和雙三次插值，就可以生成光學質量損失最小的放大圖像。
而這一過程，Gigapixel AI 利用深度卷積神經網絡來完成。正如產品頁面介紹的那樣：
神經網絡分析成千上萬對照片，了解圖像細節是如何丟失的。算法會根據所學知識在新圖像中填充信息，有效地為照片添加新細節。
解決了像素低的問題，還需要解決視頻卡頓問題。
Gigapixel AI 在關鍵幀之間進行“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，但也有網友在此基礎上做了進一步的工作——著色。
同樣是利用神經網絡，從一堆彩色照片開始，將它們轉換成黑色和白色，然后再重建彩色原圖。
網友就把 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，這位網友也表示，希望看到更好的著色技術讓這部經典的古董電影煥發新生命。
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 公司擔任產品經理，也在 Merck KGaA 和 Bellerage Vostok 兩家商店擔任系統管理員。
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
總結
以上是生活随笔為你收集整理的百年古董电影秒变4K高清、60FPS，AI插值，还能着色的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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