转自：中国科学报

上传一张左下角缺损的《朝元图》壁画局部图，画面中诸神持笏朝拜的场景，仅需5秒钟，系统就能自动修补缺损部分，肉眼难以看出补全痕迹。这正是西安电子科技大学人工智能学院教授焦李成团队研发的“丝路逸旅：文旅资源修复与生成基础模型”。

给壁画“体检”：秒诊断，秒修复

对于没有历史、考古专业背景的团队而言，如何在缺乏高质量原图参照的情况下，使修复结果既准确又符合历史与艺术特征，是首要难题。

修复之前，必须先有准确的“诊断”。

针对传统病害勘察依赖人工、效率低、诊断困难的问题，“丝路逸旅”模型搭载了端到端的“壁画病害检测与分析”方案。从病害检测、分析到修复方案生成，全过程均可实现无人干预的自动化智能处理。

将《唐惠妃武氏墓山水屏风》和《韩休墓山水图》的残缺电子图像上传系统，即可一键生成图文并茂的文物“体检报告”。

报告中，系统会用蓝、紫、白、黑等颜色在原图中标出剥落、褪色、霉斑、裂缝等病害区域，并给出病害类别定义、程度分析，提出如“霉斑去除”“补充线条”等对策，甚至细化到建议使用何种矿物颜料进行填补。

团队成员、博士生高子涵熟练地进行着演示，“这个方案以视觉分割网络和多模态基础模型为核心，能对裂缝、剥落等病害区域实现像素级精准识别，并通过知识检索增强技术关联考古文献，输出分析与建议，不仅为数字化修复开出‘药方’，也能为实体修复提供参考。”

基于这样一份全面的“体检报告”，系统不仅能修复由病害引起的褪色、模糊等问题，还能对缺失部分进行智能补全。

“我国历史朝代众多，部分朝代历时很长，不同时期的壁画、器物具有不同的时代特征。为此我们前期投入大量时间进行数据与信息搜集，并反复验证，以确保修复的准确性。”团队成员、博士生王子韬解释说，“针对壁画中无法考证的缺失部分，我们与华清宫文保中心合作，提出了基于生成式大模型知识引导的壁画补全方法。”

生成式大模型如同一位善于学习的学生，能够广泛吸收并准确理解历史文献与考古资料，将所学内容结构化，并应用于壁画修补过程，从而确保补全部分在艺术风格、器物形制等方面符合历史事实与审美规范。

让文化“活”起来

这一切，源于团队30年来在图像处理、模式识别、计算机视觉等领域的积累。团队成员、西安电子科技大学副教授刘旭表示，依托教育部智能感知与图像理解重点实验室，团队早期主要从事遥感影像解译、目标检测等基础研究，积累了丰富的图像分析与理解核心算法。

这些技术储备为后来切入文物数字化保护领域奠定了坚实基础：壁画病害检测本质上是图像分割问题，壁画修复本质上是图像重建与生成问题。

然而，随着多模态大模型的兴起，团队在转型初期也曾感到迷茫。

“我们30年的积累优势在哪里？陕西最独特的资源是什么？国家最需要什么？”团队领头人焦李成提出的这三个问题，引发了团队的思考。

“会后，我带着几位同学反复梳理，终于找到了答案——陕西文物资源丰富，大量珍贵壁画急需数字化保护，而我们在图像理解与生成方面正好有深厚的积累。”刘旭告诉《中国科学报》，就这样，“丝路逸旅”的方向就此确定了。

起步阶段，团队也遇到过挑战。刘旭介绍，古代壁画是不可再生的珍贵资源，公开数据集几乎为零。团队花费大量时间清洗数据，并通过数据增强、生成等方法，利用有限样本训练出可用模型。

他坦言，早期使用通用扩散模型修复壁画时，生成结果常带有西方油画风格，完全失去了中国传统绘画的韵味。“为此，我们专门构建了古代壁画风格数据集，对模型进行领域适配微调，并引入知识检索增强机制，让模型能够‘读懂’《历代名画记》等古籍中的绘画理论。”

刘旭补充说，团队多次与文物专家深入交流，反复优化交互界面与功能流程。“文物修复是一项严肃的专业工作，我们的工具必须足够专业以获得文保专家的认可，同时也要易于操作，方便一线人员使用。”

令团队欣喜的是，去年《黑神话：悟空》游戏爆火时，一位同学发现游戏道具“琼浆”与陕西历史博物馆的镶金兽首玛瑙杯极为相似。他用团队的文博问答系统测试，系统不仅识别出二者的关联，还详细讲解了“来通杯”从爱琴海经丝绸之路传入中国的故事。“这让我们意识到，我们所做的不只是技术，更是让文化‘活’起来的桥梁。”刘旭感慨道。

贴心的“旅游搭子”

在开展壁画“检测-修复-补全”工作的过程中，团队成员开始越来越多地了解陕西历史文化，也开始思考如何能让游客拥有更好的文旅体验。

“请帮我规划一份完整的西安三日游行程。我患有‘三高’，带着两个孩子，想在西安这座碳水之城吃得尽兴，同时通过合理的路径安排，兼顾文化体验与科技感受，让孩子也能接受的城市Citywalk，做到轻松不累。”

输入这样一段需求，“丝路逸旅”大模型便能从行程总览、饮食建议、行程特色、交通贴士、注意事项等方面，生成一份定制旅行攻略。

“相比其他通用大模型，我们的回答会更精准，因为我们与当地文旅部门合作，获取的信息更全面、及时。”团队成员、博士生张洁解释，“除了文字提问，也支持上传图片进行多语种问答。”

上传一张《黑神话：悟空》中“琼浆”道具的图片，模型就能通过图像检索，识别出其造型类似“来通杯”，指出陕西历史博物馆藏有相似文物“镶金兽首玛瑙杯”，并说明其位于博物馆负一层四号厅，还能进一步讲解来通杯的历史源流。

“这一模型实现了从‘人找信息’到‘信息找人’的转变，为游客提供高质量、定制化、伴随式的智能服务。”刘旭介绍，“在与陕旅集团的深度合作中，我们持续根据游客需求更新模型，不仅支持行前与行中的攻略查询、文博讲解，还与西安市汉服文化协会、陕西国博政通信息科技有限公司合作，推出AI古风换装、AI盲盒设计等服务。”

“丝路逸旅”模型的研发不仅有着扎实的技术支撑，还汇集了文化遗产保护专家、旅游规划专家等提供文博专业领域知识支持，经过两年多的调研、分析、研发与优化，这一模型已从构想走向实际应用。

未来，团队将立足陕西深厚的历史文化底蕴与丰富的旅游资源，面向文化传承与智慧文旅需求开展系统研究。“我们将依托人工智能、大数据与多模态感知等技术，在历史文化遗产数字化保护、文旅资源智能推荐、沉浸式交互体验等方向进行创新探索。”刘旭表示，团队将继续推动科技创新与文化内涵的深度融合，拓展与更多地方文旅部门的合作，助力文物智能化修复，促进优秀历史文化的创新性传播。

“过去文物在墙上、在地下，看不清、摸不着；现在通过我们的技术，要让它看得清、动起来、活过来。”焦李成表示。