Sztuczna inteligencja napędza rewolucję obrazu i dźwięku w telewizorach

Sztuczna inteligencja zapewni nam jeszcze bardziej rzeczywiste doświadczenia podczas oglądania na dużym ekranie domowego telewizora – poczujemy dreszcz emocji towarzyszący największym sportowym wydarzeniom czy legendarnym koncertom. Technologia sztucznej inteligencji firmy Samsung łączy jakość obrazu zbliżoną do 8K (7680 x 4320) oraz zoptymalizowany dźwięk.
 
Nowa technologia Samsung AI pozwala osiągnąć rozdzielczość obrazu zbliżoną do 8K i poprawia jakość dźwięku, dostosowując go do rodzaju oglądanej treści. To ogromny krok naprzód w stosunku do standardowej technologii skalowania, która stosowana jest do poprawy jakości obrazu.
Jak to działa? Zajrzyjmy do środka.
Coraz bliżej 8K
Pierwsza na świecie technologia 8K AI, która pozwala wygenerować rozdzielczość bliską 8K, wykorzystuje system uczenia maszynowego (machine learning). Komputery lub smartfony działają w oparciu o wartości i dane wprowadzane przez ludzi. W przypadku systemów uczących się jest inaczej – sztuczna inteligencja uczy się określonych schematów i podaje zoptymalizowane odpowiedzi na podstawie analizy różnych przykładów.
Technologia Machine Learning Super Resolution (MLSR) firmy Samsung porównuje wersje tych samych treści w niskiej oraz wysokiej rozdzielczości i uczy się technologicznych różnic między nimi oraz tworzy olbrzymią bazę danych wynikowych. Następnie analizuje miliony fragmentów treści wideo i odnajduje korelacje. Na tej podstawie jest w stanie wybrać optymalne filtry korygujące błędy poziomu jasności, czerni, proporcji i z szerokiej gamy źródeł. W efekcie treści w niskiej rozdzielczości przekształcane są w materiał wideo, którego rozdzielczość jest bliska 8K i zaskakuje obserwatorów, którzy mieli okazje porównać materiał wyjściowy i efekt końcowy.
Materiał jest rozpoznawany „w czasie rzeczywistym“ na podstawie klatek i ulepszany scena po scenie. Dla widzów oznacza to natychmiastową poprawę jakości obrazu i dźwięku niezależnie od tego, czy źródłem materiału wideo jest streaming czy OTT (Over The Top).
Jakość obrazu 8K dzięki AI. Na czym polega różnica?
Istnieje kilka technologii skalowania do porównywania scen w wysokiej i niskiej rozdzielczości i ich rekonstrukcji. Wymagają jednak wprowadzania danych przez ludzi. Natomiast technologia AI firmy Samsung samodzielnie bada miliony obrazów wykorzystując Machine Learning Super Resolution (MLSR) i dzięki temu osiąga znacznie wyższą precyzję niż konwencjonalne rozwiązania.
Istnieją trzy sposoby poprawy jakości obrazu na ekranie. Po pierwsze można zastosować „tworzenie detalu“, czyli proces wyostrzania szczegółów i poprawy ich faktury w miejscach, w których po kompresji pliku linie są zamazane. Drugą możliwością jest „przywracanie krawędzi“, w ramach którego w materiale wideo definiowane są krawędzie tekstu, postaci lub obiektów. Piksele są przesuwane na krawędziach i cieniowane, co sprawia, że obraz jest czytelniejszy i wyraźniejszy. Jeżeli na przykład tekst jest rozstrzelony wzdłuż krawędzi, wideo wokół tekstu jest korygowane, by zwiększyć jego czytelność. W materiale wideo, na którym widać księżyc, funkcja przywracania krawędzi poprawia detale cienia księżyca i zwiększa poziom czerni tła, tym samym poprawiając kontrast. Trzecim sposobem jest „redukcja szumu“, czyli eliminacja szumów statycznych generowanych podczas kompresji lub dekompresji plików. Przykładowo mogą to być skaczące punkty, kwadratowe piksele itp.
Sztuczna inteligencja spotęguje dźwięk
Podczas oglądania filmów czy przedstawień teatralnych, krystaliczne brzmienie jest równie ważne, co jakość obrazu. Właśnie dlatego technologia Machine Learning Super Resolution (MLSR) nie tylko poprawia jakość obrazu materiałów wideo, lecz także optymalizuje dźwięk.
Konwencjonalne telewizory mają szereg ustawień obrazu, takich jak np. tryb filmowy, czy sportowy, dopasowanych do gatunku danej treści, również pod kątem ścieżki audio. Nowa technologia sztucznej inteligencji automatycznie analizuje treści i charakterystykę scen, a następnie generuje jak najlepszy dźwięk. Kiedy na przykład oglądamy film, w którym główny bohater gra koncert, technologia Samsung AI podkreśli te parametry dźwięku, które sprawiają, że będziemy słyszeć taki sam dźwięk, jaki słyszą postaci w filmie. Kiedy po koncercie widzowie biją brawo, będziemy je słyszeć tak, jakbyśmy siedzieli wśród nich. Jeżeli postaci w filmie mówią, AI dostosowuje dźwięk tak, żeby wypowiadane słowa były dobrze słyszalne.
Wyobraźmy sobie, że oglądamy transmisję z biegu sztafetowego na zakończonych niedawno Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w PyeongChang 2018. Technologia AI zoptymalizuje głos spikera, byśmy nie przegapili zmian w zespołach. Kiedy rozpoczynają się zawody, technologia zwiększa poziom dźwięku z tła, dzięki czemu mamy wrażenie, że jesteśmy na miejscu – wśród kibiców. Dzięki dostosowaniu dźwięku w poszczególnych scenach możemy cieszyć się jego najlepszą jakością niezależnie od rodzaju treści.
Dlaczego AI 8K ma znaczenie?
 

 
Widzowie oczekują coraz wyższej jakości obrazu zarówno w odniesieniu do rozdzielczości telewizorów, jak i dostarczanych treści. Już teraz niektórzy naziemni nadawcy podjęli działania, zmierzające do nadawania w standardzie UHD, a niektóre telewizje internetowe i kanały kablowe oferują już obraz w jakości 4K UHD (3840 x 2160). Mimo, że producenci telewizorów zaczynają wprowadzać modele oferujące rozdzielczość 8K (7680 x 4320), w rzeczywistości treści w rozdzielczości 4K nie są jeszcze w pełni wykorzystywane w domach użytkowników.
Firma Samsung zaproponowała nowy kierunek rozwoju technologii i telewizorów. Jest to połączenie technologii wyświetlania obrazu w rozdzielczości 8K UHD i wysokiej jakości treści – dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji. Specjaliści opracowali algorytm AI, który automatycznie poprawia jakość obrazu, eliminując problem ograniczonej ilości treści o wysokiej jakości. Technologia AI jest kluczowym rozwiązaniem zastosowanym w 85-calowych telewizorach 8K QLED TV, które firma Samsung zaprezentowała podczas targów CES 2018 oraz w Nowym Jorku na premierze nowych telewizorów QLED TV.
Proces wprowadzania technologii AI do telewizorów 8K LED rozpocznie się w drugiej połowie tego roku, a widzowie już wkrótce będą mogli podziwiać treści dowolnego typu o jakości UHD w rozdzielczości zbliżonej do 8K i ze zoptymalizowanym dźwiękiem. Nadchodzi era rozdzielczości 8K, a firma Samsung wykonała milowy krok w tym kierunku.