黑白照片变彩色 手机APP应用还原老照片的颜色

       优图实验室的老照片还原技术吸引了很多人的注意。从修复的照片中，不仅能看到蓝天白云青青草地，还能看到人物衣服的颜色，甚至能够还原人物的肤色深浅。

       只需将黑白照片拍照上传，稍等几秒，就能得到修复后的彩色照片了，效果非常不错。姥姥对这项技术最好奇，因为她的女儿、她的母亲，这些没有底片留存的绝版照片能够以更鲜艳的姿态存在，记忆也变得鲜活起来。

       据介绍，由于当年拍摄设备白平衡、颜色校正技术差或者年代久远，会导致画面偏黄、泛白等。要实现老照片的修复，需主要解决以下几个技术难点。

       首先，需要检测和判别照片是黑白的还是彩色的。老旧的黑白照片，不一定真是黑白的。许多黑白照片会存在不同程度的泛黄，发霉、缺损、污渍等情况。因此，拍摄或扫描得到的数字版老照片，在计算机眼中，并不是完全黑白的。另外，拍摄老照片的过程中，不可避免地会将照片的边框或是照片下方的桌面等物体拍摄进来，这些物体的颜色也会严重影响系统的判断。

       通过分析大量公开照片素材，设计算法从多个色度空间同时考虑颜色对比度。包括通过 Lab 颜色空间将图片分离成亮度和彩色通道，通过 HSV 颜色空间将图片分离为色相、饱和度、明度通道等。加之发霉、破损等通常分布较为稀疏，通过对这些通道的整体对比度进行计算，可以做出更准确的判断。同时采用智能裁剪算法动态排除了边界处的彩色区域。目前该算法在内部测试图上，能够达到95%的判断准确率。

       在鉴别黑白或彩色照片之后，需要针对黑白照片进行彩色化还原。黑白照片已经完全损失了最重要的色彩信息，利用人工智能算法，可以在对照片进行图像分割，区分出标志性物体后，利用标志性物体的图像中的语义信息填充颜色。

       举例来说，一个训练良好的神经网络模型，可以很轻易地识别出图像中的各种语义元素，如天空、草地、建筑、人脸等，而且神经网络本身也可以自动记忆，如天空为蓝色，草地为绿色，人脸为肤色等。团队通过大量包含常见场景和人物的图片，合成了黑白照片用于深度神经网络的训练。经测试，目前的算法对于大多数场景具有不错的彩色化效果。

        当然，由于同样的灰度值可能对应多种彩色可能性，优图的技术目标只是产生尽可能合理并且自然的图像，无法保证和原始场景同样的色彩。除黑白照片彩色化之外，还上线了彩色老照片的颜色校正功能。

       对于彩色老照片而言，最大的问题是拍摄不当或老化导致的颜色偏移。由于照片场景多样，无法确切地知道原始场景的颜色和亮度，进而难以判断当前老照片色彩是否偏黄、偏蓝还是本身场景。

       团队借助人工智能技术分析了多种场景内容情况下正常拍摄的照片的颜色分布情况，并在图片的彩色通道上进行了直方图均衡化的处理，使其颜色分布接近正常照片。该算法对各种颜色的色偏均有显著地改善，尽可能地提高了画面的颜色质量。

       或许，为数不多的老照片承载着他们一生的回忆。借助科技的力量，让老人们看到年轻时的自己和家人，让他们讲述的故事不再黑白。