人工智能在傳統紋樣保護與傳承的應用

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【摘要】在智能化的時代背景下，作為中國傳統文化之一的中國傳統紋樣的傳承受到廣泛關注，隨著科技實力不斷增強，將新技術使用到中國傳統紋樣的保護與傳承中，可以更好地弘揚我國優秀傳統文化。本文通過列舉人工智能技術在中國傳統紋樣傳承中的結合點，分析人工智能技術在不同方面為中國傳統紋樣帶來的新的發展破局，論證人工智能對中國傳統紋樣的創新不單顯現于形式上的改變，更重要的是人工智能與中國傳統紋樣的結合可以為未來的中國傳統紋樣的傳承提供更為多元化的發展途徑，促使中國傳統紋樣在新技術的影響下得到突破。

【關鍵詞】人工智能；中國傳統紋樣；傳承

所謂紋樣（pattern）在中國紋樣詞典里被釋為用于裝飾器物表面的花紋。在絢麗多彩的紋樣中凝結著每個時代寶貴的審美情趣、價值取向、人文精神與民族內涵，在我國乃至整個東方文化寶庫中所占據的地位是毋庸置疑的。文化的保護與繁榮是側面反映人類文明進程的重要根據之一，同時在全球文明屢屢交鋒的情況下，文化也成了綜合國力競爭、多元國家格局中文化發展制高點的重要因素。探討利用前沿的高新技術為中國傳統紋樣的保護與傳承保駕護航，有助于我國民眾建立文化自信，有助于打造文化軟實力，推動中華優秀傳統文化賡續綿延，繁榮興盛。

一、智能化時代背景

以人工智能（Arti?cialIntelligence，AI）為代表的多種高新技術井噴式地增長大大促進了智能化時代的到來。1956年，約翰·麥卡錫（JohnMcCarthy）于Dartmouth學會提出與空間技術、能源技術并稱為世界三大尖端技術的另一技術——人工智能[1]。約翰·麥卡錫對人工智能的定義是人工智能可用于制造智能機器而不受限于生物學上的條件[2]。人工智能的三個核心概念便是，數據、算法、算力，深度學習則是作為近十年來人工智能算法中最成功的研究方向[3]，其在人工智能的應用領域——計算機視覺中也收獲了驚人的效果[4]，在某些特定的視覺任務上已經達到[5]甚至超過人類水平[6]。人工智能技術在有限的時間內已發展成為國家技術重點發展方向，其席卷了計算機行業的同時，每時每刻都在滲透著人們的生活。隨著近年來學者們對人工智能的研究熱情日益高漲，人工智能的研究范圍從一開始的單一計算機領域內已逐漸波及交通、醫療、制造業、文化產業等等各大領域，更改了人們的認知視域及生活模式。中國傳統紋樣的發展在一定程度上可以作為傳統文化之一，代表我們國家文化軟實力的一部分，與此同時科技創新勢不可擋，中國傳統文化與創新科技的跨界融合引起了學界的廣泛關注。如何讓中國傳統文化與科技齊頭并進，具體怎樣將前沿的人工智能技術與經典的中國傳統紋樣有機交融，是值得人們展開研討的重要課題。

二、人工智能在中國傳統紋樣保護中的應用

在中國傳統紋樣保護方面，數據的采集與分類尤為重要，利用人工智能技術可以極大提高紋樣采集與分類效率。在這些大量煩瑣的、重復性極高的工作中，便是人工智能技術的舞臺，首當其沖的便是人工智能深度學習中的卷積神經網絡。

（一）利用人工智能技術打造中國傳統紋樣采集的強勁引擎

中國傳統紋樣的特征之一便是其形式與意義的浩繁復雜，根據不同的分類方法，紋樣有著多種表現價值，如根據構成分類方法，可分為單獨紋樣、適合紋樣、二方連續、四方連續紋樣等等；根據紋樣所依附的器物分類方法，可分為陶瓷紋樣、印染織繡紋樣、建筑裝飾紋樣等等；根據寓意分類方法，可分為吉祥紋樣、如意紋樣、富貴紋樣等等[7]。而傳統的圖像識別方法主要是通過提取像素級的低級特征，紋樣識別的準確率，在人為圖像預處理這一淺層次結構模型中大大降低[8]。除了識別精度不理想之外，依靠人為行動構建數字化紋樣庫，該行動采集速度也是有待提升的。人工智能技術隨著深度學習的興起，圖片識別、模式識別領域進入了一個全新的階段，人工智能的深度學習技術被廣泛用于植物識別、植物疾病治療、人臉識別、交通、醫療疾病輔助識別等多個領域，并在這些領域中大放異彩，在其他領域的成功應用對人工智能在中國傳統紋樣中的運用借鑒，澆筑了堅實的基礎。人工智能的深度學習可以對中國傳統紋樣進行數據分析和特征提取，并生成相對應的數據集。在這一應用中，已有學者進行了先行的探索，如以卷積神經網絡為主要方式，對陶瓷紋樣、對苗族刺繡紋樣、壯族紋樣、傳統民族服飾紋樣進行識別，并取得良好的成效。人工智能在民間采集中國傳統紋樣的過程中，一方面盡可能地保留紋樣原始形態，另一方面提升了在民間采集紋樣的效率，很好地發揮了人工智能的優勢。

（二）利用人工智能技術澆筑中國傳統紋樣分類的堅實基礎

中國傳統紋樣數據繁博，形式多元，在時間軸縱觀，有著多個時代變遷而來的不同時代風格紋樣；從空間、民族跨度而言因為地理位置的不同均有著不同的表達形式；從形式而言，它們所依附的載體、傳達的意涵也各不相同。中國傳統紋樣如此繽紛瑰麗，而當前我國的中國傳統紋樣素材庫大部分都處于分散的、沒有被組織的狀態，絕大部分紋樣都使用書籍記載，現在大部分人的行為方式都是采用電子資源，紋樣的存儲形式相對時代的發展難免落后。按照民族、地區、風格、器物等對中國傳統紋樣進行分類，對于更好地保護中國傳統紋樣具有重大意義。傳統的圖像分類方法主要是依賴于視覺特征、局部不變特征提取及分類器選擇，這些特征雖然具有一定的普適性，但針對性不強、分類精度不高，且面對較為復雜的圖像時，尋找圖像的人工特征也絕非易事[9]。利用傳統的圖像分類方式對紛繁復雜的傳統紋樣進行分類，對人力、時間、效率方面都是極大的挑戰。人工智能的分類應用依賴于已有數據集的建立，當已有大量的傳統紋樣數據形成數據集時，人工智能的深度學習技術便會從已有的數據集提取并分析多重紋樣特征，當識別數據集以外的紋樣時，自動從已歸納的紋樣特征中進行比較，紋樣的分類便得以輕而易舉地實現。有多個學者采用卷積神經網絡對紋樣等進行分類，其分類準確率均達到80%以上，甚至高達99.61%。如孫謙等人[10]基于卷積神經網絡的基礎提出FasterR-CNN網絡對106張紋樣進行分類測試，其結果平均準確率優于卷積神經網絡，高達88.2%。賈小軍、葉利華等人[11]提出基于改進的CifarNet網絡結構對的卷積神經網絡對4242張藍印花布紋樣進行分類測試的平均準確率接近百分百，而分類測試時間僅花費28.1分鐘。在中國傳統紋樣的數字化建設中，運用人工智能技術介入中國傳統紋樣的分類，呈現出高效、科學等多方面的優勢。

三、人工智能在中國傳統紋樣傳承中的應用

人工智能技術不僅在中國傳統紋樣的保護的場景中可得到發揮，此外，在中國傳統紋樣的傳承中，人工智能技術也不甘示弱。在中國傳統紋樣的傳承中，可以利用人工智能的神經網絡引領人機協同設計，拓寬中國傳統紋樣的傳播形式，還原紋樣中文化意涵表達的準確性。

（一）利用人工智能技術拉緊中國傳統紋樣設計的協同紐帶

創意設計領域曾被認為是人工智能無法介入的領域，人們認為計算機并不具備主觀思考能力，我國確實現處于弱人工智能時代，人工智能還不具備自主意識，但人工智能的深度學習能力可以通過經驗總結迸發“創造力”。區別于人工設計，人工智能技術基于數據集，進行訓練，便能生成同種風格的紋樣。有學者花10個月的時間收集和整理了52908張敦煌的圖像并將這些圖像分為佛像、舞蹈、人物、動物、建筑和裝飾圖案六大類，訓練生成式對抗網絡，建立數據集，并通過生成式對抗網絡的數據集及技術基礎上，智能生成敦煌風格的圖像，成功地利用人工智能技術，將敦煌元素應用到現代服飾中。[12]還有學者提出在非物質文化遺產的設計過程中，使用生成式對抗網絡進行深度學習的圖像處理，生成紋樣樣本，同時也可基于生成式對抗網絡將一類風格紋樣轉化為另一類特定的風格紋樣[13]。除此之外，2017年6月，美國的羅格思大學（Rutgersuniversity）于生成式對抗網絡的根基上創造了一個前所未有的創造性對抗神經網絡（CreativeAdversarialNetworks，CAN）[14]，這個網絡對比生成式對抗網絡，增添了大量的不確定性，生成式對抗網絡只能生成已有的風格，而創造性對抗網絡可以生成前所未有的藝術風格。在中國傳統紋樣的智能設計過程中，人工智能的介入能大大提高設計師的效率，為設計師帶來更大的便利，激發設計師的創作靈感，但在這個過程中，設計師的主觀能動性也尤為重要。只有當設計師與人工智能技術協同設計，才能更好地設計出具有中國傳統文化的紋樣；只有當設計師將自己放置于人機協同設計的主體地位時，人工智能才能更好地驅動中國傳統紋樣傳承。

（二）利用人工智能技術拓寬中國傳統紋樣傳播的陽光大道

在發展十分迅猛的智能化時代，信息傳播的方式也有了重大的革命性變化，從單一的紙媒到五花八門的傳播媒介，技術使各種信息的快速傳播成為可能，且承擔著更為重大的使命與責任。在信息琳瑯滿目的時候，中國傳統紋樣如何“以生動形象的方式呈現”“更讓年輕人青睞”變得尤為重要。人工智能技術可以有效對大眾的既有數據進行深度分析，使用數據優化中國傳統紋樣的傳播策略。當其作為“電子機器人”時，個性的塑造、互動的體驗可以降低大眾獲取信息的門檻，激活大眾對于傳統紋樣傳播的參與度。從情感上拉近中國傳統紋樣與大眾的距離，讓紋樣不再局限于器物表面、或靜態的形式，讓紋樣“活”起來。除了其傳播形式的多元化，人工智能在信息傳播的準確性、文化梳理的邏輯性有著極強的優勢，在大量的原始數據與資料中，人工智能技術能快速串聯非結構化的知識與數據，還能根據環境變化和受眾需求改變已有的知識輸出方式[15]。

四、結論

在中國傳統紋樣的保護與傳承中，人工智能的應用，不僅能為中國傳統紋樣的保護提供有力的智能技術支持，更為中國傳統紋樣的傳播提供了更為多元化的形式，對中國傳統紋樣的傳承建設應用方面進程而言，具有不可估量的歷史意義。人工智能在日常生活中已經逐漸滲透并被接納，但其在中國傳統紋樣的保護與傳承路徑中還沒有被完全應用，從科技與傳統文化的融合來看，人工智能在中國傳統紋樣中的創新實踐可謂是扮演者先行者的角色，具有無法比擬的科技與人文價值。本文分析了人工智能技術與中國傳統紋樣的交叉融合，分析了通過人工智能技術對中國傳統紋樣進行采集、分類、設計、傳播，可以更好地在傳統領域中發揮人工智能的創造性，闡述了人工智能在傳統文化領域發展的潛能。雖然在發展的同時，也伴隨著一些不足之處，但總體而言，人工智能的介入為中國傳統紋樣帶來了新的發展方向，促進中國傳統紋樣的發展，加快中國傳統紋樣的弘揚速度。期待有更多的學者關注到這一領域，使人工智能技術可以更廣普地應用到文化保護中，更好地為中國傳統文化的發展賦能，為提升中國文化軟實力添磚加瓦。

作者：張雨晴 單位：廣東工業大學藝術與設計學院