赛博朋克 2077——北京站，正在大裤衩地带联动！！！
作者 | 耳洞打三金
本文图片均来源于网络
奥特曼又来保护地球了？ 6park.com

大家好我是三金，谢邀，人在北京，刚下飞机......
刚下飞机我就被吓的惊慌失色 6park.com

...... 6park.com

想必大家今天的朋友圈多少也被北京的沙尘暴给刷屏了。
一时之间，万能的网友如同八仙过海，各显神通，纷纷晒出了各种沙尘暴图片。
沙鸟巢： 6park.com

沙裤衩： 6park.com

故宫沙角楼： 6park.com

阿这？我都忘了原图是长这样： 6park.com

还有来自三金朋友圈真实取材的同一地点对比图： 6park.com

今早在北京上班三部曲大概就是下面这样吧： 6park.com

保护环境人人有责——埋头苦干、再创辉煌： 6park.com

西游记出没： 6park.com

奥特曼打怪兽： 6park.com

上班摸鱼看爽图可真是太爽了，看着看着我突然决定要认真地水一篇文章。
是的没错，首先问问大家看到上面这些图片有没有什么冲动呢？
有没有那种看到马赛克就想去掉的冲动？——把图片中的沙尘暴给去掉！！！
那么，AI 能不能把图片中的沙尘暴给去掉呢？
这就要先从去雾算法说起了，想必大家都知道何恺明大神在2009年提出的一篇经典去雾算法论文：《Single
 Image Haze Removal Using Dark Channel Prior》，这一论文使得他一举获得了CVPR 2019 
最佳论文。共同作者还有何恺明当时在学术界和产业界的两位导师汤晓鸥和孙剑。 6park.com

论文链接：
http://kaiminghe.com/publications/cvpr09.pdf
这篇论文研究的问题正是图像的去雾技术，它可以还原图像的颜色和能见度，同时也能利用雾的浓度来估计物体的距离，这些在计算机视觉上都有重要应用（例如三维重建，物体识别）。
但是之前人们还没找到简单有效的方法来达到这个目的。在这篇论文里，研究者找到了一个非常简单的，甚至说令人惊讶统计规律，并提出了有效的去雾方法。
与之前的方法不同，研究者把注意力放到了无雾图像的统计特征上。他们发现，在无雾图像中，每一个局部区域都很有可能会有阴影，或者是纯颜色的东西，又或者是黑色的东西。因此，每一个局部区域都很有可能有至少一个颜色通道会有很低的值。研究者把这个统计规律叫做Dark
 Channel Prior。直观来说，Dark Channel 
Prior认为每一个局部区域都总有一些很暗的东西。这个规律很简单，但在我们研究的去雾问题上却是本质的基本规律。
由于雾总是灰白色的，因此一旦图像受到雾的影响，那么这些本来应该很暗的东西就会变得灰白。不仅如此，根据物理上雾的形成公式，研究者还能根据这些东西的灰白程度来判断雾的浓度。因此，本文提出的Dark
 Channel Prior能很有效地去除雾的影响，同时利用物的浓度来估算物体的距离。 更多方法细节请参照原论文。
以下就是这篇论文实现的去雾效果对比图： 6park.com
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那么既然雾可以被去掉，图像中的沙尘暴可以去掉吗？
AI科技评论为此联系到了阿里安全图灵实验室高级算法专家越丰，越丰老师表示深度学习可以去除图像中的沙尘暴的。
越丰老师接着表示道：
去除沙尘暴类似于图像中的去雾问题，传统的图像去雾通常利用雾的物理模型或者雾图的统计信息作为先验，设计针对单幅图像的去雾算法，目的是消除雾霾环境对图像质量的影响。
正如上面何凯明在09年提出的经典去雾算法中总结了大量的室外无雾的图像，发现了统计上的暗通道先验，用于指导去雾算法。
然而这些方法只适用于“去雾”问题，当我们把它迁移到“去沙尘暴”问题时，就会失效，因为沙尘暴不仅带来大气散射的变化，还会引起颜色的改变。
那么去沙尘暴究竟可不可行？
万能的深度学习告诉你这是可以的
，随着深度图像生成领域的发展，我们可以用大量图像对训练的方式来构建任意图像变换的模型，这当然也包含“去沙尘暴”这个图像变换。
我们可以把去沙尘暴看作一个有沙尘图像—>无沙尘图像的变换映射，学习这个图像变换可以分为两种方式：
1. 有监督对训练的方式首先使用传统图像处理的方法，去模拟沙尘暴的特效，合成正常图像相对应的沙尘暴图，然后通过一些先进的网络结构如U-Net等，利用输入模拟沙尘暴图直接计算输出和正常图像的L2和对抗损失，回归出正常图像的像素值。
2. 无监督训练的方式则更为方便：我们不需要做任何沙尘暴的模拟，而是直接收集一批沙尘暴的图像和无沙尘图像，他们之间不需要存在对应关系，然后使用无监督图像变换CycleGAN技术，直接学习有沙尘图像—>无沙尘图像的变换。
所以说如果有大量的沙尘暴图片前后对比对数据集，然后经过深度学习加以训练之后——
我们理论上是可以给下面的望京图做一个去沙尘暴的、无限接近的还原图： 6park.com

如果有感兴趣的小伙伴可以亲自去尝试一番，说不定可以顺手发一篇论文？
好了我们接着摸鱼看图，毕竟谈论这么严肃的知识可不是我的风格。
三金我个人很喜欢看科幻等各种电影，这一次网友没有令我失望： 6park.com

所以就有了《银翼杀手2021》3.15北京全球首映： 6park.com

就有了《消失的裤衩》： 6park.com

《皇城迷沙》： 6park.com

《末世营救》： 6park.com

《疯狂的麦克斯》最新一部： 6park.com

那我们能用AI来一键制作科幻电影吗？
想必是非常非常困难。
不过我们至少可以用AI来生成一些简单的电影场景概念图。
下面三金就给大家介绍一款基于原生视频的AI处理方法，它可以一键切置换天空背景，把一张平平无奇的景色图加上落日余晖的天空色调： 6park.com

还可以打造“天空之城”： 6park.com

这项AI处理方法来自密歇根大学的一位华人博士后的最新研究。该方法基于视觉技术可一键调整视频中的天空背景和天气转换。
比如，《星际迷航》等科幻电影中经常出现的浩瀚星空、宇宙飞船，也可以利用这项技术融入随手拍的视频中。 6park.com

公路片秒变科幻片，画面毫无违和感。
视频中的蓝色的天空背景也随飞船变成了灰蒙蒙的色调，一种世界末日的即视感有木有？ 6park.com

当然它的玩法还不止如此。
动漫迷也可以创建自己的移动城堡。喜欢《天空之城》《哈尔的移动城堡》的朋友应该对这一幕应该非常熟悉。 6park.com

又或者在视频中挂一个超级月亮，又是另一番景象。 6park.com

好像只要脑洞够大，利用这项AI技术，视频创作就有无限种玩法。
另外，它还具备天气转换的功能，比如晴空万里、阴雨绵绵、雷雨交加等各种天气都可以在视频中随意切换。 6park.com
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喜欢玩Vlog的朋友听着是不是非常心动了？研究人员表示，现在已经在考虑将其制作成插件/脚本的形式，方便相关从业者或行业使用。
在此之前，这项技术的AI代码已经在Github开源并且有1.6k star，大家可以体验了~ 6park.com

Github地址：
https://github.com/jiupinjia/SkyAR
还想了解背后更多的技术原理？那就请移步这篇文章：


魔幻黑科技！华人学者推出视频修复AI，可换天造物，秒变科幻大片
另外介绍一下项目作者Zhengxia Zou，他是该项研究的第一作者，目前是密歇根大学安娜堡分校的博士后研究员 。
他于2013年和2018年获得北京航空航天大学的学士学位和博士学位，后加入密歇根大学，其研究兴趣包括计算机视觉在遥感、自动驾驶以及视频游戏中的相关应用。
近几年，其发表的多篇相关论文被ACM、CVPR以及AAAI顶会收录。
现在，你要问我下面这样的奥特曼效果能不能用AI做出来？
我的回答是——或许能，但是还不如直接P图来的快。
这篇文章水到这里就要结束了，但是三金我却发现自己只顾看爽图了，却忽略了一个非常非常重要的点—— 这沙尘暴TM的哪里来的啊？对环境的污染和破坏又是何等严重？ 6park.com

后来我发现，好像是下面这样来的？ 6park.com

有网友评论道： 6park.com

这就是蝴蝶效应吗？
远在天边发生的事情，会影响到我们自己吗？
所以说AI致力于环境保护的研究应该被大力鼓励和提倡，而不是像拿着数量惊人的GPU做着无意义的刷榜研究或者是挖矿消耗能源排放污染。 6park.com

刘慈欣在《流浪地球》里写到：
“起初，没有人在意这一场灾难，
这不过是一场山火、一次旱灾、一个物种的灭绝、一座城市的消失，
直到这场灾难和每个人息息相关……” 6park.com

但是，正如丁仲礼院士所说，
“是人类在拯救自己，而不是在拯救地球”。
地球46亿年历史，无所谓极端或者灾害——害怕的，只有我们自己而已。