AI拼接碎片 代码“织补”残缺

　　“遗彩重现——AI考古图像修复系统”拼接和修复的画作。

　　受访单位供图

　　◎本报记者 罗云鹏 通讯员 严雯玉

　　近日，深圳技术大学人工智能学院与创意设计学院的跨学科团队，在2025年（第18届）中国大学生计算机设计大赛的全国舞台上，展现了一场“科技与人文的对话”——让北宋绘画上断裂的图案在屏幕上重新连贯，让霉变残缺的经卷通过代码找回褪去的色彩……该团队研发的“遗彩重现——AI考古图像修复系统”从3830件决赛作品中脱颖而出，成功摘得全国一等奖。

　　智能算法补齐文物残缺“肌理”

　　“文物修复是个慢功夫。手工修复一件文物可能需要数年，还容易因修复师经验差异导致修复效果不一。”深圳技术大学创意设计学院教授王树金从事文物研究多年，他的这番话，道出了文物修复长期面临的困境。

　　传统文物修复不仅耗时长、成本高，更存在修复效果不佳、残缺部分难以精准补全等难题。尤其是对于霉变、碎裂严重的文物，即使修复专家倾尽全力，也难以完全恢复其本来面貌。

　　“遗彩重现——AI考古图像修复系统”的诞生，为破解这一难题带来了希望。深圳技术大学团队跳出单一技术视角，将人工智能与考古文博等多学科知识深度融合，构建了“数字修复—碎片拼接—缺失重建—对比可视化”解决方案。

　　团队不仅关注算法效果，更强调系统在考古场景中的可解释性与可信测评，助力文化遗产的再现与数字化保护。

　　这条数字复原之路，起始于一次文物修复工作。2004年，江西省赣州市政府对慈云寺塔身进行修复施工时，在塔心的一个暗龛内发现了一批南朝至宋代的珍贵文物。

　　由已故的我国纺织考古学家、原深圳技术大学服饰技术学院执行院长王亚蓉带领团队呕心沥血，历时6年，终于完成了60件文物的修复工作。

　　然而，由于年代久远，且不断受到自然侵害，龛内文物损坏严重，书画、经卷等文物已经深度霉烂变质，这使得修复后最终呈现的部分文物仍存在多处缺失。

　　为此，王亚蓉等人提出以慈云寺出土北宋绘画文物为案例，利用AI技术对书画、纺织品等平面文物进行数字化修复，以便为文物修复工作者提供辅助方案，有效提升文物修复效率，同时也可为文物研究专家提供帮助，提高研究效率。深圳技术大学团队接下这一任务，计划利用AI技术自动识别文物残片，准确拼接复原，并根据文物的画面特征、颜色与纹理等还原残缺内容。

　　团队以拼接后的慈云寺绘画文物图像为基础，调用国内博物馆藏4万多张文物图像作为AI训练数据集，让AI先“吃透”宋代绘画风格与绘图纹样逻辑，确保修补内容贴近文物缺失的画面与风格。以此数据集为基础，团队设计了“遗彩重现——AI考古图像修复系统”，为文物修复专家提供碎片拼接及残缺部位数字补全参考方案。

　　对于混杂的文物碎片，系统会先进行数据采集，后通过“VLAD聚合+迁移学习双模分源”区分碎片图像，继而通过“碎片扩展+鲁棒单应性估计拼接算法”为来自同一文物的碎片图像提供后续拼接方案。使用该系统，文物修复专家仅需上传碎片图像，即可生成多种拼接方案，供专家参考。

　　针对手工拼接后仍存在图像断点与色彩空白的文物，团队采用生成对抗网络（GAN-FCC）算法，让AI精准识别残缺区域的绘画延伸方向。如文物图像缺失的半朵花卉，AI会通过比对数据集和未缺失的完整花瓣图案，推算出缺失部分的轮廓与细节。

　　当利用“遗彩重现——AI考古图像修复系统”修复后的完整画面首次在屏幕上呈现时，可以清晰看到原本缺失的纹样与周围图案连贯衔接。

　　团队成员、深圳技术大学创意设计学院学生张奥博说：“那一刻才觉得，我们真正做到了用技术拼接复原文物完整的状态。文物中藏着朝代的绘画技艺和审美，把碎片还原出它的本来样貌，就像把没说完的历史故事继续讲下去。”

　　跨学科协同探索文物修复

　　从出土时的霉变碎渣，到专家手工拼接的半完整版，再到AI技术补全的全清晰版，文物的修复历程，恰是科技与人文协同守护文脉的缩影。

　　团队用代码填补的不仅是文物的物理缺失，更是历史的温度。他们让那些曾因时光侵蚀而残缺的文明细节得以更清晰地呈现，向今人展现属于北宋的审美与故事。

　　而全国一等奖这份含金量十足的荣誉背后，是学校技术突破的硬核实力，是跨学科协同的创新火花，更是深圳技术大学用科技守护文化遗产的初心与担当。

　　该团队成员来自深圳技术大学人工智能学院和创意设计学院。自系统研发工作启动之初，团队同学便全情投入，从线下博物馆调研到数据集采集，从模型训练到工程打磨，持续迭代指标与案例库。在反复实测中，他们不断提高系统在复杂场景下的鲁棒性与泛化能力。

　　在修复系统的完善过程中，指导教师团队更是倾注了大量心血。人工智能学院教师李经宇、蔡天星全程参与指导，从数据治理、算法与模型、训练与评测、系统工程与部署、展示逻辑等范畴提供系统性指导。

　　王树金说：“传统文物修复中，修复师对碎片拼接与残缺部分的补全多需花费大量精力并依赖经验推断，而‘遗彩重现——AI考古图像修复系统’能基于海量文物数据为修复提供参考，节省大量时间与人力，通过智能算法分析，提高修复精度，减少人为误差，甚至可以提供可操作的修复路线，是一种多学科融合助力文物保护的创新探索。”

　　“遗彩重现——AI考古图像修复系统”团队用行动证明，年轻人可以用科技守护传统文化，用创新书写时代担当。这背后，是科技与人文交融共生、照亮文化遗产保护未来的生动实践。

编辑:陈梦伊