低成本旧粤剧影片数字修复探究

崔伟全　李永亮

摘要：目的：粤剧被列入世界非物质遗产名录以后，保护修复老旧粤剧影片具有重要意义。文章针对海量的老旧粤剧影像因储存制式和规格不统一规范、储存介质老化、影像老旧失真而出现的修复成本高、普通版本的粤剧难以有足够预算实现数字修复的问题，探究出高效率、低成本的旧影像修复和保存的技术手段和流程，以及时有效地保护粤剧。方法：分析老旧影像传统数字修复和AI工具修复的技术手段及流程，总结出核心技术手段主要包括影像分析、低质提升、影像损坏与失真修复、色彩修复处理等方面的技术。结果：以1959年的粤剧《帝女花》的一段影像资料为例进行测试数据，提出基于AI修复的技术手段实现影像低质提升，结合传统人工辅助的数字修复流程，从实践中总结出在保证质量的前提下降低成本的具体实施方案。结论：AI修复技术为粤剧旧影像修复提供了节省人力成本、提高工作效率的修复方案。但目前的AI修复技术还在持续发展，仍存在不足之处。以AI修复为基础，配合传统人工数字修复的技术流程可以最大限度地发挥两种技术手段的优势，还可以满足低成本的需求，这对粤剧影像的保护具有重要意义。

关键词：粤剧；视频数字修复；AI数字修复

中图分类号：J945；J825 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2024）01-00-04

0 引言

粤剧被列入世界非物质遗产名录以后［1］，保护修复老旧粤剧影片被提上日程。但是不少老旧粤剧影像资料面临以下几个问题。首先，粤剧影片使用胶片或者模拟信号录像带、数字BATA录影带，甚至是DV录像带等介质储存。粤剧影片存在储存介质老化、储存制式和规格不统一、影像损坏失真等问题。其次，不少胶片拍摄的粤剧影片拷贝没有使用胶片扫描（胶转磁）获取2K或者高清分辨率影像，只保存了标清格式的胶转磁录像带。不少保存在录像带上的影片没有进行数字采集并生成数字格式［2］。最后，从香港邵氏电影时代开始，粤港澳三地拍摄粤剧电影、电视剧和录制粤剧演出都没有间断，有待数字修复的珍贵粤剧影像资料极为浩繁。探究低成本、高效率的粤剧影片修复技术和流程极为必要。

1 修复对象情况和技术手段分析

综合使用低成本、高效率的技术手段记录和修复海量的老旧粤剧影像成为“非遗”保护的一项重要任务。文章以经典粤剧《帝女花》为例，通过网络平台可以找到不少于10个不同时期、不同艺术家演绎、不同记录格式的版本。如1959年香港大成影片公司和永华电影制片厂有限公司拍摄，由任剑辉、白雪仙主演的胶片拍摄版本；1972年任剑辉、白雪仙“618水灾”筹款义演录像；1976年香港嘉禾影片公司推出，由龙剑笙、梅雪诗主演的彩色古装粤剧电影《帝女花》；广州市振兴粤剧基金会推出由文剑飞、邱小娜演绎的粤剧《帝女花》DVD；曾小敏、刘建科演绎的4K粤剧《帝女花》等版本。大部分2000年以前的《帝女花》只有DVD、VCD、錄像带等版本的音像资料。其中1959年任剑辉、白雪仙版本的《帝女花》重新扫描原版胶片并进行电影标准的数字修复，但是修复成本高，一般的粤剧影片难以获得足够预算实现电影级别的数字修复。

近年，AI修复技术开始普及，这一技术节省了不少的人力资源成本。结合AI修复技术和传统数字修复技术，为老旧粤剧影像资料探究高效率、低成本的旧影像修复和保存的技术手段及流程具有重要意义。

旧影片数字修复流程包括：影像采集和低质提升、影像损坏与失真修复、色彩校正、影片输出。

2 影像采集和低质提升

影像采集和低质提升具体节点任务包括：2K胶转磁、录像带采集、提升影像分辨率、降噪、锐化、细节增强、去场纹、图像稳定、虚焦、降低运动模糊等。

2.1 可选方案分析

技术手段1：原片胶转磁，即使用原拷贝进行2K扫描，扫描后的影像甚至可以通过数字技术提升到4K。这是重新获取高分辨率影片的最佳技术手段。但是全片胶转磁费用高昂，目前中影集团等大公司还保留相关技术部门提高对外服务。

技术手段2：使用传统数字技术实现低质提升。目前主流后期软件工具有达芬奇、premiere、After Effect等软件。

传统数字技术修复流程：影像采集（胶片扫描即胶转磁或者录像带采集）、降噪、标清转HD高清（2K或4K）、锐化影像、人工修复、调色、输出。

对于没有胶转磁预算的影片，最好找到曾经采集过的高清数字录像带。对于高清数字录像带、标清数字录像带、标清模拟录像带拍摄的视频素材，可以使用原录像带采集新的视频素材，再进行数字修复。重新采集的视频可以使用高质量的编码方式储存，以便于数字修复和影片调色。但是通过与粤剧团的交流获知，大部分录像带因存放时间过久而老化，亟须进行数字采集。以上影像采集和修复的工艺流程及技术都比较成熟，但修复人力成本较高、人工修复周期长。需要对不同来源的旧影像片段进行人工分析、设定对应参数进行低质提升和手工修复。2000年以前大部分舞台演出的粤剧都是由电视台采用标清格式录制，这些标清格式的粤剧影片是本文研究的重点对象。

技术手段3：AI修复，即使用具有深度学习能力的人工智能修复软件修复影片。根据样片测试和目前行业反馈信息，一般会采用AI算法及部分人工辅助。AI算法模型会自主学习和分析影像，根据不同影片的画质和输出标准制定对应的修复模板，此后多台电脑可协同完成修复任务。对于相同画质的粤剧电视剧、粤剧舞台表演，可批量同步修复，极大地减少人力投入及缩短人工处理时间。目前国内主流的AI修复软件是火山引擎，该工具以云端付费服务为主，会根据客户需求和预算提供AI数字修复和人工辅助数字精修服务［3］。国外主要有Topaz Labs公司的Topaz Video Enhance AI软件，购买授权后用户可以根据不同的视频自主操作，该软件操作简便，对专业用户和普通用户都很友好。两款软件都具有图像智能放大、增加图像细节、智能识别人物和背景、提高图像锐度、去锯齿、修复噪点、HDR、SDR增强、提升帧速率等功能。

2.2 修复效果对比

本文选取1959年任剑辉、白雪仙主演的《帝女花》进行测试。该片通过胶转磁获取到720×576分辨率的PAL制标清素材，样片时长6分30秒。观看样片分析影像存在的问题，发现需要修复原胶片的划痕、灰尘痕迹、胶片摄影机马达震动，以及云天支撑不稳定造成的画面抖动、画面跑焦、模拟录像带老化导致采集信号不稳定造成的噪点和偏色、提升画面分辨率后增加画面细节等问题。首先，要将标清分辨率影像修复为等比例的2K影像。将前文提及的技术手段2和技术手段3进行对比测试，即基于传统数字技术的达芬奇软件和基于AI修复技术的Topaz Video Enhance AI软件，对二者的低质提升、细节增强、降噪、锐化、损坏失真修复等功能进行测试对比，见图1。

使用同样配置的电脑，达芬奇软件修复处理用时约半小时，Topaz Video Enhance AI软件用时约8小时。达芬奇软件的智能放大节点（smart scale）对比传统插值运算的图像放大节点，智能化地增加了部分画面细节，但分辨率提升以后的画面出现锯齿和部分的涂抹效果。相反，使用AI生成的画面强化了图像的曲线细节和图像层次，影像放大后的抗锯齿处理效果优异。同时AI自动生成许多标清影像无法记录的细节，如图1中Topaz Video Enhance AI生成了眉毛纹理细节和眼睛轮廓、眼球高光细节。

通过图2可以看到AI修复后的图像焦点清晰，范围内的影像明暗过渡层次丰富，抗锯齿修复完整。AI软件识别出人物的下巴轮廓，修复后强化了其轮廓结构和脸部色彩层次。AI修图截图中，焦点以外的虚化影像过渡柔和，没有机械地将旧影像的噪点、像素不足产生的像素锯齿、受干扰的图像信号等问题放大。AI在修复焦点以外的影像的过程中，学习了光学镜头的虚焦效果。在商业影片修复工作中，影像放大后的焦点外修复最容易被忽略，导致修复影像达不到影视工业标准。传统数字修复虚焦一般需要绘制焦点以外的动态蒙版，為该区域增加专用的焦点模糊节点，它可以模拟出光学镜头的虚焦效果，并去掉影像放大后的锯齿和信号杂色。但必须根据镜头焦点变化动态调整对应参数，避免画面出现涂抹感或者杂色。因此，完成以上人工修复工作需要耗费大量劳动力成本和时间。

如果要达到AI生成的画面效果，达芬奇软件工作流程需要人工分析每一个镜头的画面，为不同镜头的降噪、智能图像放大、锐化等节点加载动态参数。甚至还要为个别镜头绘制动态蒙版，使蒙版所在的选区设置不同的锐化和降噪、“除尘”参数。大型影视后期公司会安排专人辅助数字修复师完成动态蒙版绘制工作，行业统称“Roto”工作。修复低成本大批量的粤剧影像时，建议首先为每一个修复节点设置出一套全片通用的修复参数，而后再针对个别问题比较严重的镜头进行手工参数调节，从而降低成本、提高效率。达芬奇软件是一个多人在线协同工作的节点式操作软件，可以将多个节点串联在一起，多人协同修复影片。

按照传统数字修复工艺流程，还需要对素材的划痕、霉点、灰尘进行人工修复。接着对个别镜头出像失焦、运动模糊进行局部特殊的锐化修复。最后人工挑选画面抖动的镜头进行稳定处理。对于这段6分钟左右的标清素材，完成以上人工修复一般需要半天左右。

相反，AI修复软件的深度学习模型通过大量的素材训练，已经可以基本识别出每一个单位镜头，甚至可以区分单个镜头内的人物和背景。画面中人物的五官、人物形体可以被AI软件识别出来，并绘制出动态选区进行精确的图像处理。同时，AI修复软件正在训练相关的影像损坏修复AI模型。这种模型通过光流特征对齐、时域条件约束等技术手段，使大模型计算出前后帧的影像信息。并利用海量的影片修复样本展开深度学习，不断提高识别各类型影像损坏程度的能力。未来可更改进出效率更高、更实用的AI修复工具。

根据《帝女花》修复数据对比可知，AI修复软件虽然需要8个小时，但是能基本完成影像低质提升、降噪、锐化、细节增强、去场纹、图像稳定、影像除尘、简单的划痕修复等节点任务。人工回放检查视频，以上提及的每一个节点任务基本及格。只有大面积划痕和霉点、形态复杂的划痕的修复不合格，需要配合人工修复。最后还有一两个镜头的画面抖动比较明显，需要手工图像稳定处理。

对比AI软件修复流程，传统数字修复在低质提升处理方面虽然用时短，但是无法智能化地分析每一个镜头，并设定对应的修复参数，需要人工判断画面信息并设置对应参数。传统数字修复耗费的时间和人力成本高于AI软件修复。与此同时，AI软件修复为了提高工作效率则需要购买更多配置更高的计算机，甚至需要计算机集群计算以进一步提高效率。

3 影像损坏与失真修复

影像损坏主要指胶片划痕、影像抖动、受潮偏色、脏点、霉变、酸变等。

影像失真主要指录像带老化导致读取录像带时出现信号失真问题，表现为偏色、掉帧、模糊、噪波、雪花等。

通过《帝女花》测试片修复所获取数据的分析，以及行业交流反馈可知，目前AI技术可以处理影像抖动、模糊、噪波、简单的胶片灰尘、小的脏点、掉帧等修复工作。对于胶片大面积划痕、脏点、霉变等问题，AI工具暂时还会出现过度修复和识别划痕偏差的问题。估计还需要更多的时间让数学模型学习不同的图像损坏样本，未来AI修复软件会解决上述技术问题。因此，对于影像损坏与失真修复，目前无论使用AI修复还是传统数字修复，都需要结合人工修复处理。对于预算足够的影片，后期可扫描同一部影片两个不同的拷贝或者采集两套录像带，选取两个拷贝的同一个画面填充划痕、脏点、霉变画面的修复方法。对于低预算影片，则难以使用上述技术，一般会使用人工绘制方法逐帧修复。

以《帝女花》测试样片为例，在确保工作站储存空间足够的条件下，两款软件都输出了10比特Log的DPX格式序列帧文件作为后续修复工作的数字交换文件。DPX格式文件是电影后期数字特效制作、调色、输入输出的标准交换文件，它不会因工艺流程转换需要输入输出图像文件而导致画面质量降低。同时，达芬奇软件的自动“除尘”功能只针对DPX格式文件，“除尘”是基于栅格的效果（a raster-based effect）。栅格是指将修改的结果直接写入原文件。因此，建议多备份一套DPX原素材，同时输出一套完成“除尘”节点操作的素材。根据测试样片修复经验，可以将原素材和“除尘”素材叠加在一起回放，检查出自动“除尘”过度导致失真的画面，接着调用DPX原素材人工修复自动“除尘”过度以及没有被“除尘”节点清除的脏点、霉变等瑕疵。修复后的效果见图3。

4 调色

老旧影片调色包括胶片录像带老化色彩修复和影片二级调色。

影片老化色彩修复是老旧粤剧影片修复的最后一项任务。目前，AI修复在这一方面尚未开发出实用便捷的工具。达芬奇软件在影片调色方面“颇有建树”，很多后期公司和工作室都使用达芬奇软件进行影片调色。其有完整的一级调色和二级调色的流程。对于低成本影片可以套用LUT对全片进行初步调色，进而在LUT校正的基础上，对每一个镜头和段落微调黑点和白点，确保画面亮度动态范围一致。还需要调整画面白平衡和色差。旧影片最大的问题是存储介质老化导致偏色，达芬奇软件可以在一级调色阶段生成几个通用全片的偏色校正节点。根据画面套用不同节点，快速完成针对色彩老化的校色任务。

为预算有限的老旧粤剧影片调色，可以根据不同的预算决定是否做二级调色。二级调色以单个镜头为单位，对单个镜头画面内的局部细节进行亮度、对比度、伽马值、增益、RGB色彩的校正。这种操作方式意味着需要大量绘制手工蒙版对单个镜头的画面做选区，并进行精细修复。经过二级调色修复的画面层次丰富、光影细节突出、影像动态范围大。但是，该环节工作需要耗费大量的人力和时间成本，因此预算有限的影片可以简化二级调色。

5 影片输出

输入和输出是旧影片修复的重要基础。获取到保存完善的原拷贝或者录像带进行影片输入即数字化储存，是首要任务。使用粤剧电影胶片拷贝进行胶转磁和粤剧舞台演出原片录像带的视频采集是影像修复工艺流程中影片数字化输入的基础工作。大量粤剧电影使用胶片拍摄，都保存着影院播放用的拷贝。其中大部分影片需要进行2K胶片扫描工作。但胶片扫描（胶转磁）费用昂贵，相关部门最好出台扶持政策，推动开展粤剧“非遗”数字化保存工作。粤港澳三地各大粤剧团演出拍摄的实况录像则随着时代变迁，采用了不同品牌、不同标准的模拟录像带和数字BATA录像带录制，大部分录像带保存在电视台或者剧团。这些珍贵的粤剧影像资料需要人工一比一进行影像采集，并编码记录成数字格式文件，最后储存到电脑硬盘和网络硬盘上。其工作量巨大，需要投入大量的人力和时间成本。当前甚至有部分录像带已经难以找到对应的录像机读取影像，面临暂时无法读取的困境。

完成数字修复的粤剧影片，可以DCP打包输出数字模板保存和播放。预算有限的影片可以输出高清数字播放格式文件保存在硬盘和网络服务器中。同时输出匹配不同网络视频平台和电视台播放标准的数字影像格式，以便于多渠道保存和传播。

6 结语

AI技术为粵剧旧影像修复提供了节省人力成本且高效率的技术方案。但目前的AI数字修复技术还处于不断发展的过程中，配合人工数字修复可以最大限度发挥两种技术手段的优势，还可以实现低成本的数字修复。这对粤剧影像的保护、传承具有重要意义。

参考文献：

［1］ 郑艳芬.透过非物质遗产角度看粤剧的传承与保护［J］.艺术科技，2016，29（4）：135-136.

［2］ 何娅妮.浅谈胶片影像资料的抢救与保护［J］.现代电影技术，2020（11）：48-55.

［3］ 老片修复［EB/OL］.北京火山引擎科技有限公司，（2022-06-27）［2023-09-19］. https：//www.volcengine.com/docs/6448/76272.

作者简介：崔伟全（1976—），男，广东佛山人，硕士，讲师，研究方向：影视视觉效果。

李永亮（1983—），男，广东中山人，博士，讲师，软件设计师，研究方向：虚拟现实技术。

课题项目：本论文为2019年度广东省教育厅普通高校特色创新类项目“粤剧的数字化保存整理与虚拟化再现的实践研究——以《帝女花》为例”成果，项目编号：2019GWTSCX138