4K UHD -televisioiden myötä valmistajat tarvitsivat tavan näyttää pienemmän tarkkuuden sisältöä koko näytöllä. Ilman skaalausta pienemmän tarkkuuden kuvat täyttäisivät vain osan näytöstä tai näkyisivät suurennettuina ja epätarkempina. Tämä johti erilaisten skaalaustekniikoiden kehittämiseen, joiden tarkoituksena oli sovittaa Full HD ja muut pienemmän tarkkuuden videoformaatit UHD-näytöille.
Vuonna 2015 Samsung esitteli Remastering Engine -tekniikan, jonka tarkoituksena oli parantaa pienemmän tarkkuuden sisällön ulkoasua UHD-televisioissa. Termi Remastering Engine ei kuitenkaan ollut kuluttajille heti selkeä. Vuonna 2016 Samsung korvasi termin yksinkertaisemmalla nimellä UHD Upscaling. Uusi nimi yhdisti suoraan kaksi keskeistä käsitettä — UHD ja skaalaus — mikä teki tekniikan tarkoituksesta helpommin ymmärrettävän.
Perusperiaate pysyi ennallaan. Televisio vastaanottaa pienemmän tarkkuuden kuvan ja käsittelee sitä niin, että se vastaa UHD-näytön suurempaa tarkkuutta.
Miten skaalaus toimii
Skaalaus muuntaa pienemmän tarkkuuden videon muotoon, joka sopii suuremman tarkkuuden näytölle. Se ei voi palauttaa yksityiskohtia, joita alkuperäisessä videossa ei koskaan ollut, mutta se voi saada kuvan näyttämään terävämmältä ja tasaisemmalta UHD-näytöllä.
Full HD -kuvan tarkkuus on 1 920 × 1 080, eli 2 073 600 pikseliä.
UHD-näytön tarkkuus on 3 840 × 2 160, eli 8 294 400 pikseliä.
UHD-näytössä on siis neljä kertaa enemmän pikseleitä kuin Full HD -kuvassa.
Kun Full HD -sisältöä näytetään UHD-televisiossa, television on luotava lisää pikseleitä, jotta koko näyttö voidaan täyttää. Tätä prosessia kutsutaan skaalaukseksi.
Yksinkertaisin tapa on kopioida olemassa olevia pikseleitä, mutta tämä voi johtaa lohkomaisen näköiseen kuvaan, rosoisiin reunoihin ja näkyviin artefakteihin. Nykyaikaiset televisiot käyttävät sen sijaan kuvankäsittelyalgoritmeja, jotka analysoivat alkuperäisiä pikseleitä ja niiden ympärillä olevia alueita laskeakseen uusien pikseleiden arvot.
Prosessori voi myös analysoida reunoja, tekstuureja, kontrastia ja muita kuvan ominaisuuksia parantaakseen lopputulosta. Nykyaikainen skaalaus ei siis ole pelkästään kuvan suurentamista — siinä yhdistyvät tarkkuuden muuntaminen ja kuvan parantaminen.
Tämän ansiosta skaalatussa sisällössä voi olla tasaisempia siirtymiä, terävämpiä reunoja ja vähemmän näkyviä artefakteja kuin kuvassa, joka on suurennettu yksinkertaisesti pikseleitä kopioimalla.
Nykyaikaisten prosessorien rooli
Kun ensimmäiset UHD-televisiot tulivat markkinoille, niiden prosessorit olivat paljon vähemmän tehokkaita kuin nykyaikaisissa televisioissa käytettävät prosessorit. Nykyiset TV-prosessorit pystyvät suorittamaan huomattavasti monimutkaisempaa kuvan analysointia ja käsittelyä. Skaalausalgoritmit on myös integroitu suoraan television käsittelyjärjestelmään, minkä ansiosta televisio voi muuntaa pienemmän tarkkuuden sisältöä automaattisesti näytön tarkkuuteen sopivaksi.
Nämä käsittelyominaisuudet auttavat vähentämään artefakteja, joita voi esiintyä, kun pienemmän tarkkuuden sisältöä näytetään suuremman tarkkuuden paneelilla, ja voivat parantaa kuvan yleistä ulkoasua.
Kun tekoälystä tuli yhä tärkeämpi osa kulutuselektroniikan markkinointia, Samsung ja muut televisiovalmistajat alkoivat käyttää termiä AI Upscaling uudemmista kuvankäsittelytekniikoista. Termi voi olla hieman harhaanjohtava, sillä varsinaisen skaalauksen suorittaa television prosessori järjestelmään integroitujen erityisten algoritmien avulla.
Tekoälyyn perustuvat mallit voivat kuitenkin osallistua prosessiin. Ne voivat esimerkiksi auttaa tunnistamaan näytettävän sisällön tyypin — kuten urheilun, luonnon tai ihmiset — ja määrittämään, mitkä kuvankäsittelyalgoritmit sopivat parhaiten kyseiseen kohtaustyyppiin.
Samsung kutsuu teknologiaansa nykyään nimellä AI Upscaling ja selittää sitä seuraavasti: ”AI Upscaling käyttää tekoälyyn perustuvia kaavoja.”
Remastering Engine, UHD Upscaling ja AI Upscaling
Samsungin käyttämä terminologia on muuttunut ajan myötä, mutta näillä tekniikoilla on sama perustavoite — käsitellä pienemmän tarkkuuden sisältöä siten, että se voidaan näyttää tehokkaammin suuremman tarkkuuden näytöllä.
Remastering Engine oli yksi ensimmäisistä termeistä, joita Samsung käytti UHD-televisioissaan kuvaamaan kuvankäsittelyä, jonka tarkoituksena oli parantaa pienemmän tarkkuuden sisältöä.
UHD Upscaling otettiin käyttöön selkeämpänä ja suoraviivaisempana nimenä, joka osoitti heti, että tekniikkaa käytettiin pienemmän tarkkuuden sisällön sovittamiseen UHD-näytöille.
AI Upscaling on Samsungin uudempi termi, joka heijastaa tekoäly- ja koneoppimisteknologioiden kasvavaa käyttöä nykyaikaisessa kuvankäsittelyssä.
