С появлением телевизоров 4K UHD производителям потребовался способ отображать контент с более низким разрешением на весь экран. Без масштабирования изображения с низким разрешением занимали бы только часть экрана или выглядели бы увеличенными с заметным снижением резкости. Это привело к разработке различных технологий масштабирования, предназначенных для адаптации Full HD и других видеоформатов с более низким разрешением к UHD-дисплеям.
В 2015 году Samsung представила технологию Remastering Engine, предназначенную для улучшения отображения контента с более низким разрешением на UHD-телевизорах. Однако термин Remastering Engine был не совсем понятен потребителям. В 2016 году Samsung заменила этот термин на более понятный UHD Upscaling. Новое название напрямую объединяло два ключевых понятия — UHD и масштабирование, благодаря чему назначение технологии стало проще понять.
Основной принцип при этом остался неизменным. Телевизор получает изображение с более низким разрешением и обрабатывает его, чтобы оно соответствовало более высокому разрешению UHD-дисплея.
Как работает масштабирование
Масштабирование преобразует видео с более низким разрешением в формат, подходящий для дисплея с более высоким разрешением. Оно не может восстановить детали, которых изначально не было в исходном видео, но может сделать изображение более четким и плавным на UHD-экране.
Изображение Full HD имеет разрешение 1 920 × 1 080, то есть 2 073 600 пикселей.
UHD-дисплей имеет разрешение 3 840 × 2 160, то есть 8 294 400 пикселей.
Таким образом, UHD-дисплей содержит в четыре раза больше пикселей, чем изображение Full HD.
Когда контент Full HD отображается на UHD-телевизоре, телевизору необходимо создать дополнительные пиксели, чтобы заполнить весь экран. Этот процесс называется масштабированием.
Самый простой подход заключается в дублировании существующих пикселей, однако это может привести к появлению блочного изображения, неровных краев и заметных артефактов. Современные телевизоры вместо этого используют алгоритмы обработки изображения, которые анализируют исходные пиксели и окружающие их области, чтобы вычислить значения дополнительных пикселей.
Процессор также может анализировать контуры, текстуры, контрастность и другие характеристики изображения, чтобы улучшить результат. Другими словами, современное масштабирование представляет собой не просто увеличение изображения — оно сочетает преобразование разрешения с улучшением изображения.
В результате масштабированный контент может иметь более плавные переходы, более четкие края и меньше заметных артефактов, чем изображение, увеличенное с помощью простого дублирования пикселей.
Роль современных процессоров
Когда появились первые UHD-телевизоры, их процессоры были значительно менее мощными, чем процессоры современных телевизоров. Сегодняшние процессоры телевизоров способны выполнять гораздо более сложный анализ и обработку изображения. Алгоритмы масштабирования также непосредственно встроены в систему обработки телевизора, что позволяет ему автоматически преобразовывать контент с более низким разрешением в соответствии с разрешением дисплея.
Эти возможности обработки помогают уменьшить артефакты, которые могут возникать при отображении контента с низким разрешением на панели с высоким разрешением, и улучшить общее качество изображения.
По мере того как искусственный интеллект становился все более важной частью маркетинга потребительской электроники, Samsung и другие производители телевизоров начали использовать термин AI Upscaling для обозначения более новых технологий обработки изображения. Этот термин может быть несколько вводящим в заблуждение, поскольку фактическое масштабирование выполняется процессором телевизора с использованием специальных алгоритмов, встроенных в его систему.
Однако модели на основе искусственного интеллекта действительно могут участвовать в этом процессе. Например, они могут помогать определять тип отображаемого контента — например, спортивные передачи, природу или людей — и выбирать, какие алгоритмы обработки изображения лучше всего подходят для конкретной сцены.
В настоящее время Samsung описывает свою технологию как AI Upscaling, объясняя ее следующим образом: «AI Upscaling использует формулы, основанные на искусственном интеллекте».
Remastering Engine, UHD Upscaling и AI Upscaling
Терминология Samsung со временем менялась, однако эти технологии имеют одну основную цель — обработку контента с более низким разрешением для его более эффективного отображения на экране с более высоким разрешением.
Remastering Engine — ранний термин, который Samsung использовала в своих UHD-телевизорах для обозначения обработки изображения, предназначенной для улучшения отображения контента с более низким разрешением.
UHD Upscaling — более понятное и прямое название, которое сразу указывает на то, что технология используется для адаптации контента с более низким разрешением к UHD-дисплеям.
AI Upscaling — современная терминология Samsung, отражающая растущее использование технологий искусственного интеллекта и машинного обучения в современной обработке изображений.
