更新日期：

2020年9月18日

如何使用Photoshop的自动上色照片功能

作者:

蒂莫西·阿伦兹

多年来，蒂姆·阿伦兹一直对人工智能在图像处理等领域的进展感兴趣。

Adobe Photoshop最新的人工智能功能

Adobe Photoshop和Photoshop Elements有一个新功能。它不仅仅是去除红眼、抹去背景元素和交换人们的头部。它被称为彩色照片，它使用人工智能将你的旧黑白照片变成生动的彩色图像，只需点击一个按钮。

那么它的效果如何呢？让我们看一些照片，看看它做得好什么，以及找出算法的一些弱点。我们将从最优秀的结果开始，然后逐步达到公平或糟糕的结果。了解了这一点，您可以更有效地使用该功能为自己的黑白照片着色。

注:以下是来自Art Explosion 750,000 images clip Art collection的免版税图片。他们最初是彩色照片，我转换成灰度的目的测试所示。

优秀成绩的例子

下面是一些彩色照片的优秀结果的例子。这些都没有我自己修过的。有10%的情况下你可以期待这样好的结果。

人工智能将这个陆军护士公司的嘴唇染成了红色，赋予了她自然的肤色，甚至在她帽子上的徽章上添加了金色

在这里，算法精确地给模型的每一缕头发上色，如果手工做的话，这将需要无限长的时间。

彩色照片通常有四种选择。95%的情况下，你可能更喜欢第一选择。第一个选择（如图所示）是您通常更喜欢的。

请注意，彩色照片是如何有效地捕捉到山坡上的绿色植物、湖泊中的蓝色和远处的山脉的。它甚至给前景的主题的夹克一个漂亮的红色色调!

看看人工智能如何有效地为波兰这一场景中的建筑物、天空、树木、水甚至水中的倒影着色！

用人工智能给照片上色

所以你已经看到了一些彩色照片的例子。它是如何工作的？

你可能对instagram风格的滤镜很熟悉。这些应用程序将你的图像应用于各种效果，比如给它们一个轻微的泛黄，老式的复古效果。Instagram的滤镜被称为“破坏性”滤镜，因为为了让照片看起来像老式照片，它们会抛弃图片中的数据。

你可能也很熟悉给老电影上色的过程，就是用电脑一帧一帧地给老电影上色。这一过程由计算机实现，但仍然需要大量的人力。每个场景的初始帧都必须手工上色。然后计算机获取这些信息，并将其扩展到该场景的其他帧。但这个过程必须由人来启动和监督。用手给静态图像上色也是一个同样费力的过程。

然而，Photoshop的彩色照片承诺只需点击一个按钮，就可以将照片从暗淡的黑白变成鲜艳的颜色。如果没有人工智能，或者说是让计算机做以前需要人类判断和专业知识的事情的科学，一个软件是不可能做到这一点的。

如果您执行过谷歌图像搜索，您就会看到类似的技术正在运行。将你自己的一张照片拖到搜索框中，如果照片存在于互联网上，谷歌通常会找到它。如果没有，谷歌将展示主题相似的图片——一个跳舞的女人，海滩上的一对情侣，一辆汽车，等等。

谷歌正在使用一种被称为图像识别的人工智能，它可以识别你照片的主题，并找到类似的照片。Pinterest、Apple Photos等网站也有类似的功能。

彩色照片的工作原理

那么彩色照片是如何工作的呢?人工智能的训练过程被称为深度学习。开发人员将算法暴露给数千张照片，最终软件了解到一棵树通常是绿色的，天空通常是蓝色的，等等。

这是一个比看起来更大的挑战。尽管你可能认为一棵树就是一棵树，但事实是，没有两棵树是一样的，即使是同一棵树，在一天的不同时间，从不同的角度看，也会有很大的不同。所以图像识别对于开发者来说是一个难以置信的挑战，但多年来他们已经在这个过程中取得了巨大的进步。

Photoshop的Colorize Photos算法采用了类似的过程。为了工作，它必须扫描照片，并至少做一些主题的分析，以确定哪一种颜色应该在哪里。我相信该算法也使用面部识别来识别人脸，并以这些人脸作为确定照片中包含一个人的起点，以及在照片的其余部分上色。它通常特别适用于肖像。

顺便说一下，不像谷歌的图像识别，Photoshop的彩色照片算法不需要互联网连接。我把我的电脑从互联网上拔下来，然后运行这个算法，它成功了!这意味着人工智能的“大脑”内置在软件中，当你下载和安装程序时，它直接驻留在你的电脑上。

相当好的结果的例子

上面的例子是上色人工智能的恒星结果。你只有在10%的情况下(在正确的对象上)才能得到这么好的结果。大约25%的情况下，你可以期待非常好的结果。下面是一些例子。

该算法适用于多种肤色。请注意它是如何开始将冲浪板涂成红色的，但不幸的是，它已经变弱了。这是一张需要手工修改的照片。

算法不知道受试者的衣服是什么颜色，但它对受试者的肤色和背景中的水和天空做了很好的处理。

人工智能在给衣服上色方面有困难，因为它无法知道衣服最初是什么颜色，但这个女人实际上穿着一件彩色的夹克。此外，人工智能还漏掉了她的手。

算法捕捉到了天空、画家的肤色，甚至他牛仔裤的蓝色!不幸的是，它错过了他的手，但我将展示如何轻松地修复和改善这张照片稍后。

好的结果的例子

大约35%到40%的情况下，彩色照片生成的结果只能被认为是“公平的”，或者作为你自己的彩色效果的起点。

通常，当彩色照片失败时，是因为它不能识别物体或物体的一部分被着色。因为Colorize Photos应用了一种面部识别形式，它经常有效地为人脸着色，但却失败了。四肢或四肢的部分，如胳膊、腿和手。出于一些奇怪的原因，虽然它可以有效地给脸上色，但它经常会错过耳朵!

彩色照片也倾向于更好地处理室外和自然场景，而不是室内和人造物体。这是因为它无法知道一辆汽车、一堵墙、一部电话或一件衣服最初是什么颜色。

以下是这样的结果的例子。

Colorize Photo在背景树叶和被摄对象的肤色上做得很好，但不幸的是没有注意到她的手，这是算法的一个常见缺点。

对于这位模特的衬衫来说，黄色是一个不错的选择，但应用不均匀。对她的手臂也可以做得更好。

通常情况下，Colorize Photos不知道该如何处理拍摄对象的衣服，所以就跳过了。

这个镜头背景的叶子实际上充满了五颜六色的花朵，但算法没有办法知道这一点，所以它只是让一切绿色。

Colorize Photo只对这些宇航员的皮肤和头发进行了着色，完全跳过了其他部分，包括受试者的一只手。

算法在山区和乡村的上色方面做得很好，我认为，它甚至正确地推断出前景主要由泥土组成。不幸的是，它忽略了这对夫妇。

AI通常在室外拍摄比室内拍摄做得更好。它知道草、树和天空是什么颜色，却不知道一堵墙是米色还是淡紫色。

在这张照片中，虽然算法似乎胆怯地给背景中的蒲公英涂上了一层黄色，但它只大胆猜测了叶子和肉的色调。

算法让这张照片中的玫瑰变成了醒目的红色，但不幸的是，它也给了茎部同样的颜色。它跳过了其他的花。为什么它让那位女士的一只手变成了绿色?

彩色照片开始把右边男人的衬衫涂成红色，但还没完成就放弃了。它还漏掉了受试者的手。

彩色照片在树叶和马上做得很好，但它把后腿涂成了绿色，跳过了骑手的脸。我也会把军官裤子上的红色去掉。

彩色照片在背景墙上做得很好。它甚至正确地给木镶板上色。不幸的是，它没有击中受试者的手。一个小小的手工修饰将大大改善这一点。

不知道如何给这些波兰女孩五颜六色的服装上色。它开始把丝带染成红色，但最终在完成之前就变长了。

令人失望的结果

用现实的期望来处理彩色照片是很重要的。有时(至少30%的时间)算法的结果很平庸。然而，即使在这种情况下，通常也可以使用它的结果作为您自己手工着色工作的起点。这样你就不会认为彩色照片总是能产生出色的效果，让我们看看一些令人失望的努力。

AI在这张照片上做得很好——如果你想要所有的东西都是粉红色或淡黄色的话。而且，它错过了模特的一只手。

由于某种无法解释的原因，人工智能无法识别这位年轻女士的手臂，也无法恰当地给它们上色。

人工智能尝试了这张照片，真的！它为啦啦队队长的一些脸和腿涂上了适当的颜色，但没有涂上其他颜色。此外，它很难区分路面和草地，并开始将其涂成绿色，但没有完成工作

也许这是一个很好的动手上色的起点，但仅此而已。也许这些排球运动员距离太远，人工智能无法应用面部识别技术，这似乎是给人上色的起点。

人工智能在处理汽车和其他人造物体时遇到了麻烦，因为它不知道它们最初是什么颜色，但它真的必须跳过草地吗?还是把车顶、挡风玻璃和车架改成红色?

也许失焦与算法的失败有关。它在中心主题上做得很好，但使前景的头发和背景中的女人是绿色的。

非常令人失望的结果。AI有效地渲染了天空和士兵的脸，但除此之外几乎没有其他内容。

这是算法在处理室内和人造物体时遇到麻烦的另一个例子。它无法知道背景中的衣服、电话听筒、电线和打字机应该是什么颜色。

为什么算法在一些照片上表现出色，而在类似的照片上却表现不佳，这常常令人困惑。人工智能开始给背景和模特的头发上色，但没有完成。

使用彩色化照片

要使用彩色照片，请确保运行的是当前版本的Photoshop或Photoshop元素，如Photoshop Elements 2020。打开一张黑白照片，从“增强”菜单中选择“彩色照片”。算法将花费一些时间来生成四个预览。点击这些预览，看看应用到你的整个照片的效果。

第一个预览是标准着色。90-95%的时候你可能更喜欢这个。第二种选择使照片更轻，更饱和（通常，有点太饱和）。第三个选项使整张照片更蓝，第四个选项使照片更绿。

注意:当您保存彩色照片时，请确保将其保存为副本，以免覆盖您原来的家庭照片。

修复彩色照片的简单方法

即使在彩色照片中为照片添加颜色时，也可以使用这些照片作为您自己着色作用的起点。在本节中，我将描述您可以对颜色的照片进行的一些简单修复。当然，您仅限于Photoshop技能的程度以及您想要越色色彩的时间，但首先尝试轻松修复是一个好主意。有时这些可以对照片质量产生巨大差异。

增加饱和

有时候，Colorize Photos算法在添加到照片上的颜色数量上很谨慎，可能是出于谨慎而犯了错误。只是因为它添加的颜色有时很淡，这并不意味着颜色不存在!

你通常可以通过增加彩色照片的饱和度(强度或鲜明度)来显示隐藏的颜色。在Photoshop中，你可以在主菜单栏的增强菜单中选择调整颜色>调整色相/饱和度。在结果对话框中，将中间的滑块(饱和度)向右调整。玩这个直到你得到最好的结果。下面是一些例子，说明这可能造成的不同。

除了在草坪上添加一点红色(这可以很容易地手动修复)，饱和度的提高会导致一些看起来更像彩色照片的东西。

手工上色

下面是一张照片，我在上面提高了饱和度，并做了一些手动校正。请注意，在原始的自动着色照片中，算法忽略了模型的手、手腕和腿。使用Photoshop的选择工具，我能够手动为这些区域添加颜色，从而得到一张更令人愉悦的照片。

固定模型的手，手腕和腿

修理油漆工的手

还记得我之前给你看的这张画家的照片吗?彩色照片忘记上色在他的手中!下面，我将告诉你我是如何解决这个问题的。

上面的照片，我提高了整体饱和度，并在画家的手上添加了颜色，结果是一张几乎100%自然的照片。

Photoshop的选择工具

在图像编辑程序中编辑任何照片的关键之一是挑选．这是一种告诉软件你下一步想要处理图像的哪一部分的方法。出于这个原因，Photoshop提供了一些工具来进行精确的选择。

不幸的是，Photoshop的Colorize Photos界面只提供了两个选择工具。它还使用了一个非标准界面来对照片的各个区域进行颜色调整。因此，我在Colorize Photos界面之外进行了大部分手工着色。

为此，请在照片上运行彩色照片，单击您最喜欢的预览，然后单击确定。Photoshop将保留彩色照片，并将新彩色照片带回主界面。在这里，您可以使用Photoshop的标准和熟悉的工具来编辑照片。

这并不一定是非此即彼的事;你可以在Photoshop主界面中的Colorize Photos和其他一些修改。我们来看看怎么做。

自动与手动选择工具

我喜欢将Photoshop的选择工具分为两大类:自动选择工具，如魔棒和快速选择工具，以及手动选择工具，如多边形工具。

自动选择工具试图根据对比选择照片的一个区域。它们在照片中对比度高的部分效果最好。明亮的天空衬托出一棵黑色的树的轮廓就是一个例子。

有时候，自动选择工具对你想要选择的照片的一部分效果很好。其他时候，在对比度低的情况下，它们的效果就不那么好。在这种情况下，我使用手动选择工具。

首先尝试自动选择工具并没有什么坏处。当它们工作得很好时，它们会非常节省时间。您可以调整它们的选项，以便它们在各种情况下都能更好地工作。

当你无法使用自动选择工具来选择你想要的照片时，就该使用手动选择工具了。

使用选择工具

要选择任何自动选择工具，您必须首先单击屏幕左侧垂直工具面板中的选择工具图标。这可能会让初学者感到困惑，因为工具面板图标会改变以显示上次选择的工具，所以当您查看面板时，它可能不会显示您期望看到的工具。

记住，自动选择工具是调色板右边的第三个图标(在截图中圈出)。在工具面板中选择选择工具后，您将看到所有的自动选择工具选项都在屏幕底部的图像区域下方(圈出)。

多边形套索工具

要选择任何套索工具，请单击屏幕左侧的垂直工具调色板中的套索工具图标。它在调色板的左侧（以红色盘旋）排列。这样做后，您将在图像区域下方看到您的套索选择（以红色圈出）。

我最喜欢的手动选择工具是多边形选择套索。这类似于常规的套索工具，但它只使用直线。常规的套索工具需要一个更稳定的手，它更容易出错。

你可能会问，你如何选择一个圆形或弯曲的区域与工具，只制造直线?答案是，如果你做出足够短的线，你几乎不可能看到你的选择是由直线做出的。

因为Colorize Photos忘记了画家的手，所以我在上面的截图中使用多边形套索工具选择了他的手。

调整一个区域的肤色

在选择一个需要调整的皮肤区域后，这里有一个技巧，我用它来快速和容易地将该区域设置为正确的皮肤色调。从增强菜单，我简单地选择调整颜色>调整肤色的颜色(上面)。光标变成一个滴管。然后，我只需在照片的任何灰色区域点击滴管。这个软件会自动将我选择的区域涂成自然的肤色!你可以通过移动滑块来调整棕褐色或红色(腮红)的水平，以便与其他皮肤色调相匹配。就像魔法一样!