Когда-то увидеть изображение на экране само по себе было сенсационным событием 😉 Первый отечественный серийный телевизор Б-2, созданный в начале 1930-х годов Антоном Брейтбардом, без увеличительной линзы показывал изображение размером всего 16 на 12 миллиметров, состоящее из 30 строк. Линза же позволяла увеличить его до картинки 3 на 4 сантиметра. Комфортно такое изображение мог рассматривать только один человек с очень близкого расстояния. Но для советского зрителя, который раньше только мог слышать радиопередачи, возможность видеть то, что передается радиоволнами было настоящим технологическим чудом.
Еще лет 20 назад мы считали, что контент в HD-качестве – это предел мечтаний. А сегодня в гостиных, кухнях и спальнях легко встретить телевизоры, которые поддерживают 4K, то есть мы уже живем в мире Ultra HD. Менее чем за век мы сделали гигантский шаг от небольших экранов до дисплеев с диагональю от одного или даже полутора метров, где сосредоточено больше 8 миллионов (а в некоторых случаях больше 33 миллионов) точек-пикселей, способных создать изображения потрясающей четкости.
Но, к сожалению, производители контента пока не сильно поспевают за создателями ТВ. Поэтому видео в разрешении 4К все еще не так много, как нам хотелось бы. Скорее всего, ваши любимые фильмы, сериалы, передачи и клипы были сняты в качестве ниже Full HD, а иногда и HD. И вот вы купили телевизор, способный транслировать изображение в 4К, включаете его и видите… изображение с большими черными полосами по краям, которые занимают половину площади экрана 😤
Растянуть картинку на всю площадь дисплея призвана технология масштабирования или апскейлинга (Upscaling). Сегодня последним словом в этой сфере является технология апскейлинга с использованием искусственного интеллекта.
Например, AI Upscaler в телевизорах Toshiba позволяет избежать многих проблем при масштабировании изображения, а также максимально приблизить картинку на вашем ТВ к качеству Ultra HD.
Как это все работает? 🤔
Принцип работы довольно прост. Сначала алгоритм добавляет к изображению сетку из «пустых» пикселей. То есть изображению в Full HD качестве (1080p) придется «дорисовать» примерно 6 миллионов пикселей в процессе масштабирования, чтобы показать его на 4К телевизоре на полном экране.
👉 Иными словами без апскейлинга контент с разрешением ниже, чем максимально поддерживает телевизор, будет занимать на нем, например, половину или даже четверть экрана. Но поскольку технология масштабирования является типичной функцией для всех современных ТВ, то контент с низким разрешением мы обычно видим в полноэкранном режиме.
А вот затем начинается «игра в угадайку». Алгоритм, основываясь на анализе соседних пикселей, пытается угадать какое значение цвета должен принять «пустой» пиксель. Если вокруг «пустого» пикселя все соседи белые, то алгоритм сделает его тоже белым. Если же вокруг белые и красные пиксели, то алгоритм, скорее всего, «раскрасит» созданный пиксель в розовый. В более продвинутых методах анализируется 16 или даже 36 соседних пикселей, чтобы с большей точностью угадывать цвета «пустых» точек.
👉 Каждый современный телевизор использует целую комбинацию из множества алгоритмов масштабирования, чтобы итоговая картинка была как можно более качественнее. Но почти все методы не лишены своих недостатков, ведь по факту они просто «растягивают» изображения до нужных значений, из-за чего на выходе мы часто получаем пресловутые «лесенки», «замыленные» кадры или избыточное размытие.
Другое дело - искуственный интеллект! 🧠
Щепотку «технической магии» в старую технологию добавляет искусственный интеллект. Именно его использование позволяет получить при масштабировании изображение значительно качественнее, избавив его от большинства недостатков.
Общий принцип работы здесь все тот же: создается сетка из «пустых» пикселей, которые затем заполняются цветом. Да, здесь та же игра в угадывание, что и раньше, но использование искуственного интеллекта позволяет угадывать значения «пустых» пикселей в разы точнее.
👉Такой умный Upscaling использует машинное обучение для того, чтобы лучше понять контекст, окружающий «пустые» пиксели. То есть процессор современного ТВ с данной технологией способен определить, что находится на разных участках изображения (трава, мех, дерево, металл и пр.), «представить» как эти участки выглядели бы в 4К, сравнивая их с паттернами в своей базе данных, проанализировать предыдущие кадры в видео, учесть тени и яркость соседних пикселей, а потом заполнить сетку «пустых» пикселей недостающими деталями.
Таким образом становится возможным ощутимо уменьшить шумы на изображении, добавить необходимую резкость кадру, обеспечить оптимальную контрастность и цвет, значительно снизить вероятность возникновения артефактов и наконец максимально приблизить качество контента к уровню Ultra HD.
Причем все это происходит в реальном времени с мгновенной скоростью, ведь вряд ли бы вы наслаждались видео в 4K, если оно будет постоянно тормозить. Поэтому телевизору для применения апскейлинга с помощью ИИ требуется мощный процессор. Как, например, REGZA Engine 4K в телевизорах Toshiba M550, позволяющий технологии AI Upscaler работать безупречно.
На наших телевизорах любой видеоконтент будет смотреться прекрасно, даже если это классика кино, снятая больше четверти века назад. Не надо ждать, когда режиссеры или клипмейкеры наснимают достаточное количество 4К-видео, а ваши любимые фильмы и сериалы получат UHD-ремастеры, начните путешествие в мир ультравысокого качества изображения уже сейчас вместе с телевизорами Toshiba 😉