Wraz z pojawieniem się telewizorów 4K UHD producenci potrzebowali sposobu na wyświetlanie treści o niższej rozdzielczości na całym ekranie. Bez skalowania obrazy o niższej rozdzielczości zajmowałyby tylko część ekranu lub byłyby powiększone i mniej ostre. Doprowadziło to do opracowania różnych technologii skalowania, które miały dostosowywać materiały Full HD i inne formaty wideo o niższej rozdzielczości do ekranów UHD.
W 2015 roku Samsung wprowadził technologię Remastering Engine, która miała poprawić wygląd treści o niższej rozdzielczości na telewizorach UHD. Termin Remastering Engine nie był jednak od razu jasny dla konsumentów. W 2016 roku Samsung zastąpił go prostszą nazwą UHD Upscaling. Nowa nazwa bezpośrednio łączyła dwa kluczowe pojęcia — UHD i skalowanie — dzięki czemu łatwiej było zrozumieć przeznaczenie tej technologii.
Podstawowa zasada pozostała niezmieniona. Telewizor otrzymuje obraz o niższej rozdzielczości i przetwarza go tak, aby dopasować go do wyższej rozdzielczości ekranu UHD.
Jak działa skalowanie
Skalowanie przekształca obraz wideo o niższej rozdzielczości do formatu odpowiedniego dla ekranu o wyższej rozdzielczości. Nie może ono przywrócić szczegółów, których nie było w oryginalnym materiale, ale może sprawić, że obraz będzie wyglądał na ostrzejszy i płynniejszy na ekranie UHD.
Obraz Full HD ma rozdzielczość 1 920 × 1 080, czyli 2 073 600 pikseli.
Ekran UHD ma rozdzielczość 3 840 × 2 160, czyli 8 294 400 pikseli.
Oznacza to, że ekran UHD zawiera cztery razy więcej pikseli niż obraz Full HD.
Gdy treści Full HD są wyświetlane na telewizorze UHD, telewizor musi wygenerować dodatkowe piksele, aby wypełnić cały ekran. Proces ten nazywany jest skalowaniem.
Najprostsze podejście polega na powielaniu istniejących pikseli, ale może to powodować powstawanie blokowego obrazu, poszarpanych krawędzi i widocznych artefaktów. Nowoczesne telewizory wykorzystują natomiast algorytmy przetwarzania obrazu, które analizują oryginalne piksele oraz otaczające je obszary, aby obliczyć wartości dodatkowych pikseli.
Procesor może również analizować krawędzie, tekstury, kontrast i inne cechy obrazu, aby poprawić rezultat. Innymi słowy, nowoczesne skalowanie nie polega wyłącznie na powiększaniu obrazu — łączy zmianę rozdzielczości z ulepszaniem obrazu.
W rezultacie treści poddane skalowaniu mogą mieć płynniejsze przejścia, ostrzejsze krawędzie i mniej widocznych artefaktów niż obraz powiększony za pomocą prostego powielania pikseli.
Rola nowoczesnych procesorów
Gdy pojawiły się pierwsze telewizory UHD, ich procesory były znacznie mniej wydajne niż te stosowane we współczesnych telewizorach. Dzisiejsze procesory telewizorów mogą wykonywać znacznie bardziej złożoną analizę i obróbkę obrazu. Algorytmy skalowania są również bezpośrednio zintegrowane z systemem przetwarzania telewizora, dzięki czemu telewizor może automatycznie przekształcać treści o niższej rozdzielczości, dopasowując je do rozdzielczości ekranu.
Możliwości te pomagają ograniczyć artefakty, które mogą występować podczas wyświetlania treści o niskiej rozdzielczości na panelu o wysokiej rozdzielczości, i mogą poprawić ogólny wygląd obrazu.
Wraz ze wzrostem znaczenia sztucznej inteligencji w marketingu elektroniki użytkowej firma Samsung oraz inni producenci telewizorów zaczęli używać terminu AI Upscaling w odniesieniu do nowszych technologii przetwarzania obrazu. Termin ten może być nieco mylący, ponieważ samo skalowanie jest wykonywane przez procesor telewizora za pomocą specjalnych algorytmów zintegrowanych z systemem.
Modele oparte na sztucznej inteligencji mogą jednak uczestniczyć w tym procesie. Mogą na przykład pomagać w rozpoznawaniu rodzaju wyświetlanych treści — takich jak sport, przyroda czy ludzie — oraz określać, które algorytmy przetwarzania obrazu są najbardziej odpowiednie dla danego rodzaju sceny.
Samsung obecnie opisuje swoją technologię jako AI Upscaling, wyjaśniając ją za pomocą sformułowania: „AI Upscaling wykorzystuje formuły oparte na sztucznej inteligencji”.
Remastering Engine, UHD Upscaling i AI Upscaling
Terminologia firmy Samsung zmieniała się z czasem, ale technologie te mają ten sam podstawowy cel — przetwarzanie treści o niższej rozdzielczości w taki sposób, aby mogły być skuteczniej wyświetlane na ekranie o wyższej rozdzielczości.
Remastering Engine była jedną z pierwszych nazw używanych przez firmę Samsung w telewizorach UHD do określania przetwarzania obrazu mającego poprawić wygląd treści o niższej rozdzielczości.
UHD Upscaling zostało wprowadzone jako bardziej przejrzysta i bezpośrednia nazwa, która od razu wskazywała, że technologia służy do dostosowywania treści o niższej rozdzielczości do ekranów UHD.
AI Upscaling to nowsza terminologia firmy Samsung, odzwierciedlająca rosnące wykorzystanie technologii sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego we współczesnym przetwarzaniu obrazu.
