Il restauro: l’intelligenza artificiale al servizio di (qualsiasi) immagine in movimento

Immagini che tornano a rivivere con una qualità incredibile, resa possibile grazie all'intelligenza artificiale. Nel corso degli ultimi anni l'IA è sempre più entrata a far parte del nostro quotidiano, come nel caso di televisori alto di gamma con pannelli 8K. Al loro interno esiste infatti un sistema avanzato capace di comprendere e rielaborare materiale video in ingresso, anche quando si tratta di segnali a definizione video standard, così come Full HD/2K o UHD/4K. Tutto deriva dalla capacità del software di attingere a una base di “conoscenza”, un database dinamico che va arricchendosi man mano che viene utilizzato. Un più ampio spettro di parametri che consentono di discriminare gli elementi di cui è composto il segnale video, permettendo di correggerlo restituendogli una inaspettata “freschezza” e una migliore intelligibilità.

Nel caso dei televisori più avanzati sul mercato è sufficiente siano connessi alla rete per raggiungere computer remoti loro dedicati, così come accade per alcuni programmi particolarmente avanzati che arrivano a trasformare del semplice materiale video standard (come nel caso di vecchi programmi analogici registrati nei sistemi televisivi PAL o NTSC) in file ad alta definizione. Alcuni sono capaci di spingersi anche molto oltre le più floride aspettative fino a una risoluzione 8K. Una risoluzione affatto banale dato che parliamo di 7680 x 4320 pixel, ovvero oltre 33 Megabyte di informazioni per singola immagine. Considerando una cadenza immagini di almeno 24 al secondo: 24 x 33 Megabyte ci avviciniamo a circa 800 Megabyte al secondo quanto a volume dati, che se non contengono informazioni elaborate al meglio si rischia di peggiorare invece che migliorare il quadro finale.

L'intelligenza artificiale si basa su algoritmi di “deep learning” - apprendimento profondo, basata su reti neurali, ovvero un modello semplificato del cervello umano. La possibilità di attingere a un bacino in crescita di informazioni consente di migliorare e affinare sempre più il risultato finale, un processo di autoapprendimento e auto-alimentazione e crescita in potenzialità elaborative. Così come i televisori montano al loro interno unità di calcolo la cui potenza varia in base alla complessità di elaborazione (e costi), anche i computer per eseguire le medesime operazioni necessitano di opportuna scheda grafica.

Eccetto portatili/laptop alto di gamma che montano a bordo chip grafici a elevata performance, occorre appoggiarsi a computer desktop con CPU di ultima generazione a cui associare una o più schede grafiche. Concepite all'origine per supportare al meglio i videogiochi, la loro disponibilità è andata recentemente diradandosi perché impiegate anche nella speculazione Bitcoin, il cosiddetto “Bitcoin mining”. Il mining di Bitcoin è il processo di creazione di nuovi Bitcoin (la nota moneta virtuale nata nel 2009), per cui occorre risolvere problemi matematici estremamente complicati, impossibili da completare senza scheda grafica. Questo e lo scoppio della pandemia, con conseguente riduzione nella produzione della componentistica elettronica, hanno fatto schizzare alle stelle i prezzi delle schede grafiche.

Esistono diversi programmi in grado di restaurare un'immagine “datata”, grazie all'AI e al deep learning partono da profili base preimpostati che però poi variano dinamicamente in base all'effettivo materiale e alle molteplici problematiche in cui versa. Più il materiale è decaduto rispetto alla sua forma originale e maggiore attenzione e cura occorrono nella ricostruzione delle stesse. E' possibile far scaturire un incredibile livello di dettaglio là dove non ve ne sia quasi per nulla: eliminando opacità, aumentando il volume di informazioni sia in primo che secondo piano. Si tratta di un delicato e lungo processo di trasformazione dei dati che per un'opera della durata di 90' minuti potrebbe richiedere anche oltre 10 ore di elaborazione con un'ottima scheda grafica. Occorre fare più prove, cercare i passaggi più ostici e osservare come l'intelligenza artificiale ragiona, contenendone anche l'esuberanza per non snaturare il contenuto.

Riduzione del rumore indotto da pellicole in pesante stato di degrado, accentuazione di luminosità e contrasto, ricostruzione dei contenuti fino a raggiungere la risoluzione 2K/4K. Questa è la magia di programmi in continua evoluzione quanto le loro basi dati, attualizzando contenuti con una tale qualità che solo qualche anno fa pareva impossibile.

Le applicazioni sono molteplici: produzioni cinema e tv del passato, sia a colori che in bianco e nero, recentemente persino l'industria del porno ha tratto profitto da sistemi di IA per riportare alla luce, restaurare e colorare filmati all'alba del cinema erotico e hardcore. Artefice di questa iniziativa non poteva che essere PornHub, il noto portale canadese di video condivisi (anche) gratuitamente. L'iniziativa è stata battezzata “Remastured”, simpatico gioco di parole più o meno a metà strada tra “remasterd” e “masturbed”, con cui si è ridato nuova vita ai film di genere a partire dagli albori della pellicola, sfruttando avanzati algoritmi di restauro basati sull’intelligenza artificiale. La piattaforma di intrattenimento per adulti ha utilizzato l’apprendimento automatico e oltre centomila tra immagini e film (ovviamente vietati ai minori di 18 anni) appartenenti alla propria vasta libreria per “educare” l’IA e interpretare immagini proibite, anche quando in scena c'era un "semplice" bacio. Di fatto la storia del cinema di genere risale a un'epoca prossima all’invenzione del cinema stesso, e Pornhub ha pensato bene di offrire ai propri abbonati un vero e proprio viaggio nel tempo.

Scherzi a parte il restauro rimane un'arte seria, capace di annullare la polvere del tempo da pellicole che sembrerebbero perdute, e che grazie all'intelligenza artificiale ritrovano vigore e vitalità. Quando poi non sono file video ma pellicole e negativi a essere deperiti, occorrono laboratori con i giusti strumenti per intervenire, come la nostra Cineteca di Bologna. Negli ultimi tempi anche il regista Peter Jackson, noto ai più per la doppia trilogia tolkeniana, ha recuperato e colorato, tra restauro fisico e intelligenza artificiale, incredibili riprese realizzate nel corso della Prima Guerra Mondiale, confluite nello straordinario documentario “They Shall Not Grow Old” (letteralmente “Non invecchieranno”), a dimostrazione dell'elevato potenziale tecnologico sino a oggi raggiunto.