AI图像修复技术概述

AI图像修复（Image Inpainting）是一种基于深度学习的计算机视觉技术，用于修复图像中缺失或损坏的区域。通过生成对抗网络（GAN）、扩散模型（Diffusion Models）等算法，AI能够根据上下文信息智能填充缺失部分，保持视觉连贯性。

实战案例：使用Stable Diffusion修复老照片

案例背景：一张老照片因年代久远出现局部破损，需修复人物面部缺失区域。

工具与数据准备

• 工具：Stable Diffusion WebUI（搭配Inpainting功能）、Python 3.8+、OpenCV
• 数据：破损的老照片（需标注掩膜标记缺失区域）

操作流程

1. 预处理图像
   使用OpenCV加载图像并生成掩膜（Mask），标记需修复的区域。掩膜为二值图像，白色区域表示待修复部分。

   import cv2
   image = cv2.imread("old_photo.jpg")
   mask = cv2.imread("mask.png", 0)  # 单通道掩膜
   

2. 配置Stable Diffusion参数
   在Stable Diffusion WebUI中选择“Inpaint”模式，上传图像和掩膜。关键参数：

   • 提示词（Prompt）：描述修复内容（如“a man's face, high detail, vintage style”）
   • 去噪强度（Denoising Strength）：建议0.7-0.9以平衡生成质量与原图一致性

3. 生成修复结果
   运行模型后，AI会根据周围像素生成填充内容。多次调整提示词和参数可优化效果。

进阶技巧：基于LaMa的局部修复

LaMa（Large Mask Inpainting）是专为大面积缺失设计的模型，适合修复背景或大块物体。

实现步骤

• 安装LaMa库：

  pip install lama-cleaner
  

• 运行修复：

  from lama_cleaner import LamaCleaner
  cleaner = LamaCleaner()
  result = cleaner.inpaint("damaged_image.jpg", "mask.png")
  

注意事项

• 边缘处理：修复区域边缘需与周围自然过渡，可尝试羽化掩膜边缘。
• 伦理问题：避免用于伪造敏感内容，遵守法律法规。

效果评估指标

• PSNR（峰值信噪比）：衡量修复区域与原图的像素级差异。
  $$ \text{PSNR} = 10 \log_{10} \left( \frac{\text{MAX}_I^2}{\text{MSE}} \right) $$
• LPIPS（感知相似度）：评估视觉感知一致性，值越低越好。

通过结合工具选择与参数调优，AI图像修复可广泛应用于文物修复、影视后期等领域。