百年老照片修复算法,那些高颜值的父母!Python实现了!

    科技2025-08-07  7

    一、前言

    你们家里,有没有高颜值的长辈老照片?

    亦或是黑白、亦或是模糊,甚至是褶皱破损。

    老照片承载着生命中的每一份意义,那是一代代人的回忆。

    今天,Jack Cui 教大家两个算法,帮你搞定不清晰的、褶皱的老照片,黑白照片变彩照。

    模糊照片,一键高清:

    褶皱照片,一键复原:

    黑白照片,一键上色:

     

    在这个人工智能的时代,算法都能帮你搞定!

    二、算法

    模糊、褶皱照片修复,是微软 2020 年最新的一篇 CVPR 文章:

    「Bringing Old Photo Back to Life」

    黑白照片上色,是一个经典上色老算法(2018年):

    「DeOldify」

    1、Bringing Old Photo Back to Life

    该文作者来自香港城市大学、微软亚洲研究院、微软云 + AI 、中国科学技术大学。

    作者使用变分自动编码机(VAE)将图像变换到隐空间,并在隐空间进行图像恢复操作。

    听不懂,说人话!

    举个例子,国际象棋大师观察棋盘 5 秒,就能记住所有棋子的位置,而常人是无法办到的。

    但棋子的摆放必须是实战中的棋局(也就是棋子存在的内在规则),棋子随机摆放可不行。

    象棋大师并不是记忆力优于我们,而是经验丰富,很擅于识别象棋模式,从而高效地记忆棋局。

    自动编码机(VAE)就是「象棋大师」,它可以找到图片的内在规则(隐空间),然后通过自己的方式表示出来。

    作者使用了两个 VAE:

    第一个 VAE 用于将合成的老照片(模糊、磨损)进行编码到隐空间。

    第二个 VAE 用于将对应的干净的老照片进行编码。

    然后,在隐空间学习从污损的老照片到干净照片的映射。

    就这样,实现了一个老照片的修复算法。

    这个有点像在学习控制图片清晰、磨损的一个特征表示,通过控制这个特征,可以达到修复破损照片的目的。

    论文的修复效果:

    算法开源,还有预训练模型,可以直接测试效果。

    项目开源地址点蓝色字体!

    项目依赖于「Synchronized-BatchNorm-PyTorch」,按照教程配置即可。

    第一步,clone 工程:

    git clone https://github.com/microsoft/Bringing-Old-Photos-Back-to-Life

    第二步,进入工程目录,clone 依赖项目:

    cd Face_Enhancement/models/networks/ git clone https://github.com/vacancy/Synchronized-BatchNorm-PyTorch cp -rf Synchronized-BatchNorm-PyTorch/sync_batchnorm . cd ../../../ cd Global/detection_models git clone https://github.com/vacancy/Synchronized-BatchNorm-PyTorch cp -rf Synchronized-BatchNorm-PyTorch/sync_batchnorm . cd ../../

    第三步,下载预训练模型。

    cd Face_Detection/wget http://dlib.net/files/shape_predictor_68_face_landmarks.dat.bz2bzip2 -d shape_predictor_68_face_landmarks.dat.bz2cd ../

    然后分别下载 Global 和 Face_Enhancement 的训练好的模型,并解压,放在对应目录下:

    下载速度慢,或者嫌麻烦,可以下载我打包好的工程,拿来直接用!

    使用方法:

    没有裂痕的图像修复,就是图片不清晰,可以用如下指令:

    python run.py --input_folder [test_image_folder_path] \ --output_folder [output_path] \ --GPU 0

    将你想修复的图片放到 [test_image_folder_path] 目录下(自己指定),生成的图片会放到 [output_path] 目录中。

    对于裂痕的图片,需要额外增加一个参数,指令如下:

    python run.py --input_folder [test_image_folder_path] \ --output_folder [output_path] \ --GPU 0 \ --with_scratch

    这里需要注意的是,指定的路径需要使用绝对路径。

    运行效果(点图查看):

    2、DeOldify

    「DeOldify」是一个图片上色算法。

    曾经上过热搜的修复百年前老北京的影像,就是用的这个算法。

    一切都是现成的,用起来很简单。

    DeOldify 就是一种对抗生成网络的应用。

    其原理是使用 NoGAN 技术,它结合了 GAN 训练的优点,比如出色的上色效果,同时也消除了一些副作用,比如画面着色不稳定、闪烁的现象。

    算法出了很久,算法原理教程应该很多,这里就不再累述,我们直接看怎么用吧。

    项目地址点这获取

    需要配置的上文一样,安装一些库,然后下载模型权重文件。

    项目工程页里详细说明了下载哪些文件,需要安装什么。

     

    需要配置的上文一样,安装一些库,然后下载模型权重文件。

    项目工程页里详细说明了下载哪些文件,需要安装什么。

    配置好后,在工程目录编写如下代码:

    #NOTE: This must be the first call in order to work properly! from deoldify import device from deoldify.device_id import DeviceId #choices: CPU, GPU0...GPU7 device.set(device=DeviceId.GPU0) import torch if not torch.cuda.is_available(): print('GPU not available.') import fastai from deoldify.visualize import * import warnings warnings.filterwarnings("ignore", category=UserWarning, message=".*?Your .*? set is empty.*?") colorizer = get_image_colorizer(artistic=True) colorizer.plot_transformed_image("test_images/1.png", render_factor=10, compare=True)

    test_images/1.png 为要上色的图片,运行程序,就可以实现为黑白照片上色。

    还是,模型、代码、素材都已打包,工程下载地址

    这里是下载地址

    三、总结

    家中,是否有一些黑白老照片?

    为长辈修复下他们的老照片,是惊喜,也是心意。时光一逝永不回,往事只能回味~

    长辈如有惊艳到,记得回来转发、点赞哦!

    我是 Jack Cui,一个爱发技术干货的程序员,我们下期见~

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