З появою телевізорів 4K UHD виробникам знадобився спосіб відображати контент із нижчою роздільною здатністю на весь екран. Без масштабування зображення з нижчою роздільною здатністю займали б лише частину екрана або відображалися б збільшеними зі зниженою чіткістю. Це призвело до розробки різних технологій масштабування, призначених для адаптації Full HD та інших відеоформатів із нижчою роздільною здатністю до UHD-дисплеїв.
У 2015 році Samsung представила технологію Remastering Engine для покращення вигляду контенту з нижчою роздільною здатністю на UHD-телевізорах. Однак термін Remastering Engine був не одразу зрозумілим для споживачів. У 2016 році Samsung замінила цей термін на простішу назву UHD Upscaling. Нова назва безпосередньо поєднувала два ключові поняття — UHD і upscaling — завдяки чому призначення технології стало зрозумілішим.
Основний принцип залишився незмінним. Телевізор отримує зображення з нижчою роздільною здатністю та обробляє його, щоб воно відповідало вищій роздільній здатності UHD-дисплея.
Як працює масштабування
Масштабування перетворює відео з нижчою роздільною здатністю у формат, придатний для дисплея з вищою роздільною здатністю. Воно не може відновити деталі, яких ніколи не було в оригінальному відео, але може зробити зображення чіткішим і плавнішим на UHD-екрані.
Зображення Full HD має роздільну здатність 1 920 × 1 080, тобто 2 073 600 пікселів.
UHD-дисплей має роздільну здатність 3 840 × 2 160, тобто 8 294 400 пікселів.
Отже, UHD-дисплей містить у чотири рази більше пікселів, ніж зображення Full HD.
Коли контент Full HD відображається на UHD-телевізорі, телевізор має створити додаткові пікселі, щоб заповнити весь екран. Цей процес називається масштабуванням.
Найпростіший підхід полягає в дублюванні наявних пікселів, але це може призвести до блочного зображення, зубчастих країв і помітних артефактів. Сучасні телевізори натомість використовують алгоритми обробки зображення, які аналізують оригінальні пікселі та області навколо них, щоб обчислити значення додаткових пікселів.
Процесор також може аналізувати краї, текстури, контраст та інші характеристики зображення, щоб покращити результат. Іншими словами, сучасне масштабування — це не просто збільшення зображення, а поєднання перетворення роздільної здатності з покращенням зображення.
У результаті масштабований контент може мати плавніші переходи, чіткіші краї та менше помітних артефактів, ніж зображення, збільшене шляхом простого дублювання пікселів.
Роль сучасних процесорів
Коли з’явилися перші UHD-телевізори, їхні процесори були значно менш потужними, ніж ті, що використовуються в сучасних телевізорах. Сьогоднішні процесори телевізорів здатні виконувати набагато складніший аналіз та обробку зображення. Алгоритми масштабування також безпосередньо інтегровані в систему обробки телевізора, завдяки чому телевізор може автоматично перетворювати контент із нижчою роздільною здатністю відповідно до роздільної здатності дисплея.
Ці можливості обробки допомагають зменшити артефакти, які можуть виникати під час відображення контенту з низькою роздільною здатністю на панелі з високою роздільною здатністю, а також можуть покращити загальний вигляд зображення.
Оскільки штучний інтелект ставав дедалі важливішою частиною маркетингу споживчої електроніки, Samsung та інші виробники телевізорів почали використовувати термін AI Upscaling для новіших технологій обробки зображення. Цей термін може дещо вводити в оману, оскільки фактичне масштабування виконується процесором телевізора за допомогою спеціальних алгоритмів, інтегрованих у систему.
Однак у процесі можуть брати участь моделі на основі штучного інтелекту. Наприклад, вони можуть допомагати визначати тип контенту, що відображається, — наприклад, спорт, природу або людей — і визначати, які алгоритми обробки зображення найкраще підходять для такого типу сцени.
Samsung наразі описує свою технологію як AI Upscaling, пояснюючи її такою фразою: «AI Upscaling використовує формули на основі штучного інтелекту».
Remastering Engine, UHD Upscaling і AI Upscaling
Термінологія Samsung з часом змінювалася, але ці технології мають однакову основну мету — обробляти контент із нижчою роздільною здатністю, щоб його можна було ефективніше відображати на екрані з вищою роздільною здатністю.
Remastering Engine був одним із перших термінів, які Samsung використовувала у своїх UHD-телевізорах для опису обробки зображення, призначеної для покращення контенту з нижчою роздільною здатністю.
UHD Upscaling було представлено як зрозумілішу та прямішу назву, яка одразу вказувала, що технологія використовується для адаптації контенту з нижчою роздільною здатністю до UHD-дисплеїв.
AI Upscaling — це новіша термінологія Samsung, яка відображає дедалі ширше використання технологій на основі штучного інтелекту та машинного навчання в сучасній обробці зображення.
