文|AI报道

今年3月，当艺术窃贼闯入意大利西北部的一座教堂时，他们以为自己是在盗窃弗拉芒画家Pieter Brueghel the Younger(小彼得·布鲁盖尔) 17世纪的作品，但事实上，利古里亚小镇的警方在此之前得到了线报，事先用一件便宜的复制品替换掉了价值300万欧元的十字架作品。

AI辅助识别作家画作

在普通人眼中，Brueghel的许多作品看起来几乎是可以和他人的作品互换的，如宾夕法尼亚州费城艺术博物馆(Philadelphia Museum of Art)悬挂着同一位艺术家的类似十字架。同时，Brueghel的画很可能都是从他的父亲——具有开拓精神的Brueghel Pieter（老彼得·布鲁盖尔）那里抄袭来的，而Brueghel Pieter的作品也对另一个儿子简产生了深远的影响，因此他们的作品都具有很高的相似性。

在文艺复兴时期，艺术家之间互相复制作品并把他人的作品归为己有，对于艺术家来说可能是一场噩梦。为了更好地了解在文艺复兴时期的北方艺术中，谁在画什么，谁在影响谁，加州大学艺术史学家Elizabeth Honig利用AI揭开了这个难解的谜题。

Honig拥有超过1500张数字复制布鲁盖尔照片的数据库。2016年1月，她和法国、美国的人工智能研究人员开展了一项合作，利用最先进的计算机视觉技术、AI技术帮助他们分析画作的相似性，并在不同的工作中追踪它们。

据了解，文艺复兴时期许多艺术家的工作室都是共同工作的空间，而他们经常会一起作画，而AI技术能够帮助Honig从一幅画中识别出不同的艺术家。Honig说:“在这副画里，Rubens进来画一些数字，然后简又进来画马、狗和狮子等动物，他们把这些东西组合在了一起。”Honig表示，这台电脑可以更容易地获取画作里更多的细节。以风车为例，该技术提取了Brueghel数据库中数百张风车的照片，分析了多幅画作中相同结构的图像。此外，它还可以显示何时翻转了一个副本，精确地定位了狮子、狗和其他数字的精确复制品等，识别出哪些是Brueghel的画作。根据记录和仔细观察推测，许多艺术史学家认为年轻的布鲁盖尔的许多画作都是如此“结合”而成的，而AI则帮助证明了这一点。Honig说:“它解决了很多关于生产过程的问题。”

Honig的AI辅助识别文艺复兴画作的成就，不仅令其他艺术历史学家看到了利用机器学习为理论和思想提供经验支持的机会，也让计算机科学家们把问题带到这个项目中来。对计算机科学家们来说，Honig的数据收集是一个完美的数据集，可以用来扩展他们的算法。法国巴黎高等教育学院计算机视觉和深度学习专家Mathieu Aubry表示，与绘画打交道挑战了程序的模式匹配能力，困难在于介质和颜色的不同。Aubry解释说，“计算机视觉如果没有经过训练，就无法识别出一所房子在绘画和油画中是一样的。在油画中，绘图的强烈线性和相对模糊的边缘会打乱算法。”

同时，要给相同的物体加上注释，或者教计算机寻找某些相似之处，将花费太长时间。因此，Aubry和他的同事使用了一种叫做无监督深度学习的技术，在这种技术中算法会显示图片，并为自己找到相似之处。他表示，这些结果可能会应用于人工智能视觉的更多实际应用，比如自动驾驶汽车。Aubry说，尽管无监督的深度学习通常需要大量的计算机能力，但它基本上不受人类先入之见的影响，所以这是一个避免偏见的好方法。

AI让艺术成为一门科学

无独有偶，新泽西州皮斯卡塔韦罗格斯大学也在使用类似的技术来识别判断在Rembrandt van Rijn和俄罗斯前卫艺术家Kazimir Malevich等不同艺术家身上的绘制风格，并发现了绘制风格是如何随着时间的推移发展的。罗格斯大学艺术与人工智能实验室的艺术历史学家Marian Mazzone说:“我们有理论，但无法证明。而计算机科学是一个工具，可以帮助我凭经验回答其中一些问题。”

Mazzone与实验室主任Ahmed Elgammal合作，对跨越5个世纪的77,000件艺术作品进行了数字分析，从文艺复兴到流行艺术等。而试验结果令研究小组惊讶，这台同样使用了非监督学习的AI不仅能够识别判断出来，还自动将这些艺术品按时间的顺序排列。

Mazzone的研究项目证实了20世纪著名艺术史学家Heinrich Wolffin的理论。他认为，艺术风格的转变可以根据五个二元特征来分析和分类。其中的一个问题是，这幅作品是“线性的”，以轮廓为主导，如Sandro Botticelli的作品；或者“绘画性的”，更多地依赖于表示光和影的笔触，如丁托列托的画作。Elgammal认为，AI让艺术史首次被视为一门可将理论与观察进行比较的预测科学。

除此之外，AI还被用来解决艺术界里一个长期存在的物质遗产问题：防止作品恶化。据研究，画作里的汞元素会与暴露在空气中的光线和氯离子产生化学反应，使绘画变黑。而AI将从另一方面来减缓这个问题，如加拿大初创企业艾利乌科技(Arius Technology)的Verus Art系统正在研发一个3D扫描打印系统，以精确地复制艺术品，包括有质感的笔触、颜料、色调等，这些“备份”的画作不仅是用于教育、宣传和存档的，它们还可作用于防盗，如小偷盗窃的Brueghel 17世纪作品的是复制品。

文章编译自：nature.com