
AI古风换装图。西安电子科技大学供图
■本报记者 李媛 通讯员 王格
上传一张左下角缺损的《朝元图》壁画局部图,仅需5秒钟,系统就能自动修补缺损部分,肉眼难以看出补全痕迹。这正是西安电子科技大学人工智能学院教授焦李成团队研发的“丝路逸旅:文旅资源修复与生成基础模型”。
给壁画做“体检”
对于没有历史、考古专业背景的团队而言,如何在缺乏高质量原图参照的情况下,使修复结果既准确又符合历史与艺术特征,是首要难题。
从病害检测、分析到修复方案生成,“丝路逸旅”模型均可实现无人干预的自动化智能处理。
将《唐惠妃武氏墓山水屏风》和《韩休墓山水图》的残缺电子图像上传系统,即可一键生成图文并茂的文物“体检报告”。
报告中,系统会用蓝、紫、白、黑等颜色在原图中标出剥落、褪色、霉斑、裂缝等病害区域,并给出病害类别定义、程度分析,提出诸如“霉斑去除”“补充线条”等对策,甚至细化到建议使用何种矿物颜料进行填补。
焦李成团队成员、博士生高子涵熟练地进行演示并介绍,基于这样一份全面的“体检报告”,系统不仅能修复由病害引起的褪色、模糊等问题,还能对缺失部分进行智能补全。
焦李成团队成员、博士生王子韬解释说:“针对壁画中无法考证的缺失部分,我们与华清宫文保中心合作,提出了基于生成式大模型知识引导的壁画补全方法。”
让文化“活”起来
这一切,源于焦李成团队30年来在图像处理、模式识别、计算机视觉等领域的积累。团队成员、西安电子科技大学副教授刘旭表示,团队早期主要从事遥感影像解译、目标检测等基础研究,积累了丰富的图像分析与理解核心算法。
这些技术储备为后来切入文物数字化保护领域奠定了坚实基础:壁画病害检测本质上是图像分割问题,壁画修复本质上是图像重建与生成问题。
然而,随着多模态大模型的兴起,团队在转型初期也曾感到迷茫。
“我带着几位同学反复梳理,终于找到了出路——陕西文物资源丰富,大量珍贵壁画急需数字化保护。”刘旭告诉《中国科学报》,“丝路逸旅”的方向就此确定了。
起步阶段,团队也遇到过挑战。刘旭介绍,古代壁画是不可再生的珍贵资源,公开数据集几乎为零。团队花费大量时间通过数据增强、生成等方法,利用有限样本训练出可用模型。
他坦言,早期使用通用扩散模型修复壁画时,生成结果常带有西方油画风格,完全失去了中国传统绘画的韵味。“为此,我们专门构建了古代壁画风格数据集,对模型进行领域适配微调,并引入知识检索增强机制,让模型能够‘读懂’《历代名画记》等古籍中的绘画理论。”
令团队欣喜的是,去年《黑神话:悟空》游戏爆火时,一位同学发现游戏道具“琼浆”与陕西历史博物馆的镶金兽首玛瑙杯极为相似。他用团队的文博问答系统测试,系统不仅识别出二者的关联,还详细讲解了“来通杯”从爱琴海经丝绸之路传入中国的故事。“这让我们意识到,我们所做的不只是技术,更是让文化‘活’起来的桥梁。”刘旭感慨道。
贴心的“旅游搭子”
在开展壁画“检测-修复-补全”工作的过程中,焦李成团队成员越来越了解陕西历史文化,也开始思考如何让游客拥有更好的文旅体验。
“请帮我规划一份完整的西安三日游行程。我患有‘三高’,带着两个孩子,想在西安这座碳水之城吃得尽兴,同时通过合理的路径安排,兼顾文化体验与科技感受,以及让孩子也能接受的城市漫步(Citywalk),轻松不累。”
输入这样一段需求,“丝路逸旅”模型便能从行程总览、饮食建议、行程特色、交通贴士、注意事项等方面,生成一份定制旅行攻略。
焦李成团队成员、博士生张洁说:“除了文字提问,模型也支持上传图片进行多语种问答。”
“这实现了从‘人找信息’到‘信息找人’的转变,为游客提供高质量、定制化、伴随式的智能服务。”刘旭介绍,“在与陕旅集团的深度合作中,我们持续根据游客需求更新模型,不仅支持行前与行中的攻略查询、文博讲解,还与西安市汉服文化协会、陕西国博政通信息科技有限公司合作,推出人工智能(AI)古风换装、AI盲盒设计等服务。”
刘旭表示,团队将继续推动科技创新与文化内涵的深度融合,拓展与更多地方文旅部门的合作,助力文物智能化修复,促进优秀历史文化的创新性传播。
“过去文物在墙上、在地下,看不清、摸不着;现在通过我们的技术,要让它看得清、动起来、活过来。”焦李成表示。
《中国科学报》 (2025-12-17 第3版 领域)