TV QLED 8K di Samsung: l’AI Upscaling

Il 2019 è l’anno del 5G: connessioni superveloci, ovunque e per un gran numero di persone. O perlomeno, vorremo fosse così. La realtà è ben altra: rimanere attaccati allo schermo del computer per parecchio tempo in attesa di vedere caricati i frame successivi di un video su YouTube, Netflix o Amazon Prime. In 4K. Sì, perché fortunatamente nel 2019 esistono in generale connessioni abbastanza veloci da permettere ad un utente, che sia dal suo smartphone, laptop o TV in soggiorno, di usufruire di contenuti in streaming, ma non è sempre questo il caso.

Negli altri casi, e nei casi in cui risoluzioni maggiori saranno disponibili nel mercato per le masse, la sfida è quella di offrire contenuti in definizione elevata senza compromettere le prestazioni. E’ con questa lungimiranza che Samsung ha presentato i nuovi TV QLED con risoluzione 8K lo scorso gennaio al CES. Webnews ha partecipato ad una sessione di approfondimento delle tecnologie che rendono possibile questo salto di qualità.

I nuovi TV Samsung QLED 8K serie Q900 supportano nativamente la risoluzione 8K, ma oggi c’è poco da vedere in 8K: ecco perché i TV integrano un chip, denominato Quantum Processor, realizzato con processo produttivo a 7 nm, già presente sui TV 4K.

Immagini

Il funzionamento del Quantum Processor è alquanto interessante, per capire come Samsung riesce a realizzare un perfetto upscaling delle immagini di una trasmissione sia in 4K che in 8K. Questo processo viene definito AI Upscaling, e sfrutta modelli di machine learning già esistenti per attuare metodi di pattern recognition. All’atto pratico, il modello di machine learning è stato allenato con un dataset estremamente ampio (milioni di immagini) di dati in 4K e 8K, che ritraggono all’incirca tutto lo spettro possibile di oggetti che possono apparire su un’immagine: sedie, tavoli, erba, bottiglie, persone, cappelli, computer, orologi. Ogni tipo di oggetto è mappato ed in questo modo il modello è in grado di ‘sapere’ qual è la versione 4K o 8K dell’oggetto in questione. Tutte le immagini sono replicate in diverse versioni con risoluzioni differenti, fino alla 480p.

Tutto il dataset delle immagini (quelle a massima risoluzione a quelle a risoluzione scalata) è in continua espansione, e nuove immagini contribuiscono a migliorare il modello. Ma un normale chip non ha così tanta memoria e così specifica potenza di calcolo per elaborare dati di questo tipo.

Per questo motivo, il Quantum Processor riceve dal cloud che contiene in dataset in miglioramento solo un output, che è l’insieme dei ‘coefficienti del core di apprendimento’ (traduzione da ‘learning kernel coefficients), che permettono al Quantum Processor di elaborare le immagini trasmesse in tempo reale e a realizzare la ‘magia’: il chip analizza gli oggetti nella scena, li classifica, cerca coefficienti simili per la stessa classificazione e applica dei riempimenti dell’immagine utilizzando dei modelli predittivi che partono proprio dai modelli allenati con il dataset.

In questo modo, anche un panorama catturato il 720p (HD) può essere facilmente ricostruito analizzando in tempo reale tutti gli elementi e riempiendo i pixel con le informazioni estratte dal modello in cloud.

Samsung spiega che questo riempimento avviene in 4 fasi: la creazione di dettagli, la restaurazione dei contorni, la riduzione del rumore e il ritocco delle linee.

L’AI Upscaling è disponibile per i contenuti in streaming e per quelli trasmessi con il segnale di un antenna, ma anche per i contenuti dalle altre sorgenti (Lettori Blu-Ray, console di gioco, etc.).