Апскейлинг что это

Что такое «апскейлинг» на телевизоре и как он работает?

По мере того как 4K заменяет HD в наших домах, производители представляют некоторые интересные маркетинговые жаргоны, такие как «Ultra HD upscaling» (UHD), то есть «масштабирование Ultra HD». Но масштабирование не является какой-то уникальной функцией — оно просто позволяет телевизорам 4K работать с видеоформатами более низкого разрешения, такими как 1080p и 720p.

Все телевизоры имеют апскейлинг

Масштабирование означает, что контент с низким разрешением будет заполнять весь экран вашего телевизора. Без него видео низкого разрешения занимает меньше половины экрана. Это стандартная функция всех телевизоров. Он был даже у телевизоров с разрешением 1080p — они могли масштабировать контент с разрешением 720p и отображать его в полноэкранном режиме на экране с разрешением 1080p.

UHD upscaling (масштабирование UHD) — это то, что заставляет ваш 4K-телевизор работать как любой другой. Он может принимать контент с более низким разрешением и отображать его на весь экран 4K.

Увеличенный контент 1080p на экране 4K часто выглядит лучше, чем контент 1080p на обычном экране 1080p. Но апскейлинг — это не волшебство — вы не получите чёткое изображение, которое вы бы получили от настоящего, оригинального 4K-контента. Вот как это работает.

Разрешение существует на физическом и визуальном уровне

Прежде чем перейти к апскейлингу, нам нужно понять концепцию разрешения изображения. На первый взгляд, это относительно простая концепция. Изображение или видео с высоким разрешением выглядят «лучше», чем изображение или видео с низким разрешением.

Однако мы склонны забывать о некоторых ключевых аспектах, а именно о разнице между физическим разрешением и оптическим разрешением. Эти аспекты работают вместе, чтобы создать хорошее изображение, и они являются основой для понимания апскейлинга. Мы также рассмотрим плотность пикселей — но не волнуйтесь — мы будем краткими и понятными.

• Физическое разрешение. В спецификации телевизора физическое разрешение обозначается просто как «разрешение». Это количество пикселей на дисплее. Телевизор 4K имеет больше пикселей, чем телевизор 1080p, а изображение 4K в четыре раза больше изображения 1080p. Все дисплеи 4K, независимо от их размера, содержат одинаковое количество пикселей. В то время как телевизоры с высоким физическим разрешением могут использовать свои дополнительные пиксели, чтобы обеспечить дополнительную детализацию, это не всегда работает именно так. Физическое разрешение зависит от оптического разрешения.
• Оптическое разрешение: из-за него ваши старые фотографии с одноразовой камеры выглядят лучше, чем фотографии вашего претенциозного друга с цифровой камеры. Когда фотография выглядит резкой и имеет чёткий динамический диапазон, она имеет высокое оптическое разрешение. Телевизоры иногда растрачивают своё высокое физическое разрешение, отображая видео с паршивым оптическим разрешением. Это приводит к размытым изображениям и контрасту. Иногда это результат масштабирования, но мы вернёмся к этому через минуту.
• Плотность пикселей: количество пикселей на дюйм на дисплее. Все дисплеи 4K содержат одинаковое количество пикселей, но на дисплеях 4K меньшего размера пиксели расположены ближе друг к другу, поэтому они имеют высокую плотность пикселей. Например, iPhone 4K имеет более высокую плотность пикселей, чем 70-дюймовый телевизор 4K. Мы упоминаем об этом, чтобы укрепить идею о том, что размер экрана — это не то же самое, что физическое разрешение, и что плотность пикселей экрана не определяет его физическое разрешение.

Теперь, когда мы все освежили в памяти разницу между физическим и оптическим разрешением, пришло время перейти к апскейлингу.

Масштабирование делает изображение «больше»

Каждый телевизор содержит множество алгоритмов интерполяции, которые используются для повышения качества изображений с низким разрешением. Эти алгоритмы эффективно добавляют пиксели к изображению для увеличения его разрешения. Но зачем вам увеличивать разрешение изображения?

Помните, что физическое разрешение определяется количеством пикселей на дисплее. Это не имеет никакого отношения к реальному размеру вашего телевизора. Экран телевизора 1080p состоит всего из 2 073 600 пикселей, а экран 4K — из 8 294 400. Если показывать видео 1080p на 4K-телевизоре без апскейлинга, видео будет занимать всего четверть экрана.

Чтобы изображение 1080p соответствовало дисплею 4K, оно должно получить 6 миллионов пикселей в процессе масштабирования (после чего оно станет изображением 4K). Однако масштабирование основано на процессе, называемом интерполяцией, который на самом деле представляет собой просто игру в угадайку.

Апскейлинг снижает оптическое разрешение

Существует несколько способов интерполяции изображения. Самая простая интерполяция называется «ближайший сосед». Чтобы выполнить этот процесс, алгоритм добавляет к изображению сетку «пустых» пикселей, а затем угадывает, какое значение цвета должен иметь каждый пустой пиксель, глядя на четыре соседних пикселя.

Например, пустой пиксель, окружённый белыми пикселями, станет белым; тогда как пустой пиксель, окружённый белыми и синими пикселями, может получиться светло-голубым. Это простой процесс, но он оставляет на изображении много цифровых артефактов, размытия и неровных контуров. Другими словами, интерполированные изображения имеют плохое оптическое разрешение.

Слева: неотредактированное изображение. Справа: после интерполяции ближайшего соседа.

Сравните эти два изображения. Тот, что слева, не редактировался, а тот, что справа, стал жертвой процесса интерполяции по методу «ближайшего соседа». Изображение справа выглядит ужасно, хотя у него такое же физическое разрешение, как и у изображения слева. Это происходит в небольшом масштабе каждый раз, когда ваш 4K-телевизор использует интерполяцию ближайшего соседа для увеличения масштаба изображения.

«Подождите минутку», — можете сказать вы. «Мой новый 4K-телевизор совсем не похож на этот!» Ну, это потому, что он не полностью полагается на интерполяцию ближайшего соседа — он использует сочетание методов для увеличения изображения.

Апскейлинг также пытается справиться с оптическим разрешением

Итак, интерполяция ближайшего соседа ошибочна. Это метод грубой силы для увеличения разрешения изображения, который не принимает во внимание оптическое разрешение. Вот почему телевизоры используют две другие формы интерполяции наряду с интерполяцией ближайшего соседа. Они называются бикубической (сглаживающей) интерполяцией и билинейной (заостряющей) интерполяцией.

Слева: пример билинейной интерполяции. Справа: пример бикубической интерполяции.

При бикубической (сглаживающей) интерполяции каждый пиксель, добавляемый к изображению, обращается к своим 16 соседним пикселям, чтобы принять цвет. В результате изображение получается явно «мягким». С другой стороны, билинейная интерполяция (повышение резкости) обращается только к двум ближайшим соседям и создаёт «резкое» изображение. Комбинируя эти методы и применяя некоторые фильтры для контраста и цвета, ваш телевизор может генерировать изображение без заметной потери оптического качества.

Конечно, интерполяция — это все ещё игра в догадки. Даже при правильной интерполяции некоторые видео могут иметь «двоение» после масштабирования, особенно если ваш дешёвый телевизор плохо справляется с масштабированием. Эти артефакты также становятся более заметными, когда изображения сверхнизкого качества (720p и ниже) масштабируются до разрешения 4K или когда изображения масштабируются на безумно больших телевизорах с низкой плотностью пикселей.

Изображение выше не является примером масштабирования с телевизора. Это пример масштабирования, сделанного для выпуска HD DVD «Баффи — истребительница вампиров» (взято из видеоэссе Passion of The Nerd). Это хороший (хотя и экстремальный) пример того, как плохая интерполяция может испортить изображение. Нет, Николас Брендон не носит какой-то восковой макияж вампира, это просто то, что произошло с его лицом во время процесса апскейлинга.

Хотя все телевизоры поддерживают масштабирование, некоторые из них могут иметь лучшие алгоритмы масштабирования, чем другие, что приводит к лучшему изображению.

Масштабирование необходимо и редко заметно

Несмотря на все свои недостатки, апскейлинг — это хорошо. Это процесс, который обычно проходит без сучка и задоринки и позволяет вам смотреть различные форматы видео на одном и том же телевизоре. Это идеально? Конечно, нет. Вот почему некоторые любители кино и видеоигр предпочитают наслаждаться старым искусством в том виде, в котором оно было предназначено: на старомодных телевизорах. Но на данный момент апскейлинг — это не то, о чем можно слишком волноваться. И это не то, из-за чего можно слишком расстраиваться.

Стоит отметить, что видеоформаты 8K, 10K и 16K уже поддерживаются некоторыми аппаратными средствами, которые мы используем каждый день. Если технология апскейлинга не сможет догнать эти форматы с высоким разрешением, есть вероятность, что это приведёт к гораздо большей потере качества, чем то, к чему мы привыкли.

Поскольку производители и потоковые сервисы все ещё тянутся к 4K, возможно, нам пока не стоит беспокоиться о 8K.

апскейлинг

Процедура обобщения метеорологических параметров на грубой сетке по данным на мелкой сетке в соответствии с определенными правилами и учетом природных условий данного региона.

Словарь по географии . 2015 .

Смотреть что такое «апскейлинг» в других словарях:

• Апскейлинг — Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии … Википедия
• Upscaling — Апскейлинг наглядно Апскейлинг (англ. upscaling) процесс повышения разрешения и качества цифрового изображения или видео. Используется на аппаратном уровне в некоторых DVD плеерах и в Sony PlayStation 3. Также используется при увеличении… … Википедия
• DVD-проигрыватель — Стационарный DVD проигрыватель DVD проигрыватель физическая составляющая: автономное устройство, содержащее оптический привод для считывания информации с оп … Википедия
• Sony PlayStation 3 — Производитель ASUSTeK для SCEI[1] … Википедия
• Sony Play Station 3 — Производитель ASUSTeK для SCEI[1] … Википедия
• Sony Playstation 3 — Производитель ASUSTeK для SCEI[1] … Википедия
• AV-ресивер — У этого термина существуют и другие значения, см. Ресивер. AV ресивер (англ. AV receiver audio video receiver) многоканальный усилитель с декодерами цифрового аудиопотока, тюнером и коммутатором аудио и видеосигналов для бытового… … Википедия
• Системное программное обеспечение PlayStation 3 — Системное программное обеспечение PlayStation®3 это официальная обновляемая прошивка для PlayStation 3. Управление осуществляется графическим интерфейсом XMB. Данные обновления обычно имеют размер 100 192 Мбайт в зависимости от содержимых… … Википедия

Как работает апскейлинг? Раскрываем секреты современных телевизоров

Апскейлинг- это масштабирование всех входящих видеосигналов до разрешения 8К или 4К (в зависимости от модели телевизора). В низком качестве в исходном виде они смотрелись бы ужасно на вашем суперсовременном телевизоре высокого разрешения. Но просто растянуть картинку нельзя — получится еще хуже. На помощь приходит искусственный интеллект, на базе которого работает процессор Quantum новых QLED-телевизоров Samsung.

Помните, что раньше без ИИ вроде бы легко обходились, тем более в таком, казалось бы, обычном деле. Отвечаем: в реальности приведение любого видео к тому, что отображается на экране современных телевизоров — это очень сложный процесс.

Простым увеличением разрешения подобно растягиванию фотографий на весь экран он не был никогда, даже в эпоху DVD-плееров и HD Ready-телевизоров. Но если для преобразования в Full HD-телевизорах применяли лишь пару несложных методов для улучшения картинки при апскейлинге: интерполяцию, сглаживание наклонных линий и шумоподавление, то для 4К и тем более для 8К этого явно недостаточно.

Требования к качеству обработки изображения возросли многократно, потому что любые устройства столь высокого разрешения по отношению к контенту работают подобно лупе, выявляющей все недостатки видеотрансфера. И чтобы он достойно выглядел на телевизорах такого разрешения, его нужно улучшать. Это вполне возможно, ведь улучшают фотографии перед публикацией профессиональные ретушеры и дизайнеры. Они подходят индивидуально к каждому фото, чаще всего обрабатывая его участками: где-то осветляют, где-то затемняют, где-то смягчают, а в другие детали делают более резкими и т.д. Искусственный интеллект в QLED-телевизорах поступает аналогично, но 60 раз в секунду.

Чтобы он различал, какие участки надо обрабатывать соответствующими методами, в память телевизоров зашиты паттерны характерных типов изображения, представляющие собой цифровые коды частотных характеристик, ведь изображение — это тоже набор частот, своеобразных тембров, но более сложных, чем звук.

В итоге он легко отличает характерную «пленочную» киношную зернистость и грунт от шума, волосы от дефектов чересстрочности, однородные поверхности зданий от неба и водную рябь от блочности, вызванной сбоями или малым битрейтом видео. И таких паттернов в память заложены сотни! А высокая мощность процессоров позволяет применять их для обработки все одновременно.

В итоге на новых QLED-телевизорах даже с разрешением 8К даже эфирный DVB-T2-сигнал нашего телевидения выглядит хорошо, а 4К-видео — превосходно. И при этом не возникает мысли о том, что телевизор обращается с сигналом грубо. Наоборот, все смотрится потрясающе. А ведь в большинстве случаев телевизорам приходится работать с Full HD-сигналом, потому что именно в таком разрешении сохраняется подавляющее число фильмов, трансляций и видеороликов в YouTube.

То есть разрешение при этом увеличивается в 16 раз! Попробуйте увеличить свои фото в 16 раз без обработки. А у телевизора получается так увеличивать разрешение видео, и результат не вызывает отрицательных эмоций, если видео не совсем уж низкого качества. Чудо? Не совсем. Скорее результат работы высоких технологий.

Апскейлинг

Апскейлинг (англ. upscaling ) — процесс повышения разрешения и качества цифрового изображения или видео.

Используется на аппаратном уровне в некоторых DVD-плеерах, в частности в плеерах компании BBK, и в Sony PlayStation 3.

Также используется при увеличении изображений. Картинка получается качественнее, чем после простого масштабирования.

Сравнение

Если передавать сигнал DVD в телевизор, процессор телевизора дорисует к 720×576 дополнительные пиксели, чтобы получить на экране 1366×768 (если телевизор HD Ready).

Процессор хорошего дорогого ресивера сделает апскейлинг и телевизор уже не будет дорисовывать пиксели, но картинка будет лучше.

Грубо говоря, можно сказать, что без апскейлинга, телевизор делает линейную интерполяцию, или, в худшем случае, простое копирование (размножение), тогда как апскейлинг может подразумевать под собой применение бикубического масштабирования.

Увеличенный участок изображения: слева — изображение, полученное размножением, справа — бикубическая интерполяция

Однако, если, например, попытаться проапскейлить сильно пересжатое видео, то на картинке будут ещё более заметны артефакты. Также не имеет смысла производить апскейлинг аналогового эфирного телевидения.

Зачастую фальсифицируют видео, преподнося его как HDRip/BDRip.

См. также

• Алгоритмы масштабирования пиксельной графики
• Ресемплинг

Ссылки

• Апскейлинг на dictionary.com

• Цифровая обработка изображений
• Технологии телевидения