来源:英特尔2019-09-17 19:27:00 热度:

你好AI | 我用AI修文物

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原标题:你好AI | 我用AI修文物

《你好 AI》共五集,从⼈⼯智能与⼈类发展关系的视⾓,展现人工智能在多个领域的应用落地,以及对⼈类社会的帮助与改变。这不仅是科技创新的探索之路,更是充满爱和温暖的旅程。

“文物是不能永生的,也不能再生。”

文物对人类的意义究竟是什么呢?是遥远历史交给后人手中的钥匙,是超越生存本身的人类文明与创造力的见证。先人用建筑、绘画、雕塑,表达对永恒的渴求。延续这份永恒,才能创造更伟大的文明。可永恒总是脆弱的。

箭扣长城、敦煌洞窟、满语……人工智能技术,让文明凝固在了时间里。

让我们通过3个故事,一探究竟:

第一个故事:

AI助力修缮长城

长城,中国广为世人所知的文明古迹。它本是防御工事,往往修建在难以到达的地势之上。要想为修缮工作做先期勘测,在过去要花费大量的人力和时间。引入无人机和人工智能技术,将彻底改变这种状况。

第一步:采集高精度图像

利用猎鹰8+无人机对城墙进行检测与航拍,可以获取高分辨率图像以进行清晰准确的3D建模。英特尔猎鹰8+作为一款适用于高效、精准捕捉数据的商用无人机,能够在各种恶劣条件下近距离测绘。

复杂的地势和植被情况,使得无人机即使拥有“千里眼”,也难以跟长城确认“眼神”。这就是人工智能入场的时刻。

英特尔与武汉大学进行合作,用无人机对箭扣长城进行全角度高精度图像采集,生成3D模型后,利用人工智能技术进行自动化缺损检测,对长城进行数字化虚拟修复

第二步:3D建模和损毁部位的人工智能识别

借助最新的英特尔®至强®服务器,快速分析处理高分辨率影像数据,产生完整的高精度长城影像3D模型,利用人工智能算法在3D模型上识别出需要被修缮的部分,并提供裂缝和塌方等破损的测量数据用于指导物理修复。

在3D模型损毁识别基础上,利用最新的3D模型对抗生成网络,以及回归卷积网络,对城墙缺损部位进行数字化修复,并据此对实际的长城修缮和维护提供指导和参考数据。

从2D到3D的变化可不仅仅是“+1”这样数字的变化。升维意味着更大量的数据、更快的计算需求、更大的存储需求等等,是对算法、算力的双重考验。

仅仅700米的长城城墙,猎鹰8+无人机采集了上万张高分辨率图像,原始数据超过200GB,整个处理过程会频繁访问这些数据,还会产生超过100GB的中间和仿真数据。

解决方案涉及了多种AI算法,包括视觉特征抽取与索引,相机参数恢复,光束平差(bundle adjustment),稠密匹配,几何模型网格生成,深度神经网络2D及3D模型训练,纹理合成等。

英特尔的方案是,基于至强可扩展处理器,英特尔固态盘,同时结合OpenMP/MPI并行优化技术,采用针对英特尔CPU优化的英特尔®深度神经网络数学核心函数库(MKL-DNN),以及面向英特尔架构优化的深度学习框架TensorFlow等工具,高效地实现长城3D建模和数字化修复,并达到厘米级精度的效果。

在此基础上,英特尔中国研究院和武汉大学携手开发出专门针对长城缺损/裂缝识别与定位,数字化修复的深度学习算法

第二个故事:

用AI为敦煌文物打造“数字档案”

一千六百年前,一位僧人乐尊站在鸣沙山断崖上遥遥眺望。此后的一千年之间 ,无名的匠人们在此开凿了735个洞窟,其中492个洞窟中有壁画和彩塑。这就是敦煌——为人类文明珍藏起丝绸之路的历史和艺术的大漠瑰宝。

研究院的吴健团队为洞窟做数字化采集工作,将每一幅壁画分成若干小份进行拍摄,再输出到电脑上拼接还原成整体壁画,形成与原作完全一致并高度清晰的数字档案。

传统的记录方式缺陷:无法解决的形变问题;很多洞窟没有摄距;洞窟内有很多障碍物。

为了与侵蚀洞窟的风沙和生物抢时间,敦煌研究院与浙江大学计算机系共同研发,将人工智能嵌入照相设备,它可以在洞窟中自行移动、自动调节灯光,按下快门的同时,图像信息即时显示在拼图系统中。

除了自动拍照,这套设备中的三维定位系统还可以在后期处理时校正画面的透视与变形。

“敦煌不再遥远”数字展落地,吴健团队用数字技术将莫高窟带到了2000公里之外的石家庄,数字摄影叠加人工智能帮助人们走近敦煌。

第三个故事:

借助AI抢救满语

每两周,就有一种语言从全世界已知的6000多种语言中消失。满语,正是濒危语言中的一支。

科大讯飞研究员邓春雷是一位不会讲满语的满族人。他的工作是用人工智能的方法对人声进行采集、运算,合成为一个语音库。他找到了一位会讲满族语的老人何奶奶,亲耳听到自己民族的语言。

每个人都有独特的声纹,也就是音色特征。人工智能声学模型训练必须基于真实的、有规律的真人朗读音频数据。邓春雷团队提前做好了声调定义、标注方案。

采集共录制到630分钟的样音,将被用于合成个体语言样本。人工智能将帮助邓春雷寻找语言中不同尺度的音节、语义之间的关联和模式。经过处理,邓春雷团队得到了2500多条语句数据。对声纹特征、语言规律和语调程式的顺利提取,需要人工智能技术与具有超强算力的服务器协同配合。

代代相传,文明被我们创造,也在成就我们。人工智能技术的加入,让现在的我们看到了前人未曾到达过的、被重新定义的未来。

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