TL;DR: Апскейл (upscale, апскейлинг) — это повышение разрешения видео, фото или звука с помощью нейросетей, которые «дорисовывают» недостающие пиксели. Есть классический апскейл (интерполяция) и нейросетевой — второй справляется с деталями лучше. Технологию используют стриминги для реставрации старых фильмов, видеокарты — для игр в реальном времени (NVIDIA DLSS, AMD FSR), а сервисы — для улучшения архивных фото и звука.
Мы только успели привыкнуть к современному стандарту качества Full HD, а теперь 4K это норма. Но как же быть со старыми фильмами? Их можно улучшить при помощи технологии upscale video. Расскажем о ней подробнее.
Вам уже встречались программы под названием smart upscale? Это технология, позволяющая повысить качество видео. Она работает на основе искусственного интеллекта. Для upscale online обучают специальные нейросети, которые способны переводить видеоизображение из меньшего разрешения в большее.
Специалисты веб-услуг и разработки в YuSMP Group активно применяют их в своей работе и готовы поделиться своими знаниями.
Что такое апскейл (upscale) простыми словами
Апскейл (от англ. upscale — «повышение масштаба») — это увеличение разрешения изображения, видео или звука с добавлением недостающих деталей, а не простым растягиванием картинки. В отличие от обычного зума, где пиксели дублируются и картинка становится размытой, апскейл-алгоритм «достраивает» правдоподобные детали на основе того, чему его обучили.
Разница в объёме данных ощутима: кадр в разрешении Full HD (1920×1080) содержит около 2,07 млн пикселей, а кадр в 4K (3840×2160) — уже 8,3 млн, то есть почти в 4 раза больше. Именно эту разницу нейросети приходится «додумывать» при апскейлинге старого контента.
Классический и нейросетевой (AI) апскейл: в чём разница
Технологии повышения разрешения делят на два подхода. Классический апскейлинг — это интерполяция: программа математически достраивает промежуточные пиксели между существующими, например методом бикубической интерполяции. Работает быстро, но на сложных участках — текстурах, мелком тексте, лицах — даёт смазанный результат.
Нейросетевой (AI) апскейл обучен на огромном массиве пар «плохое видео — хорошее видео» и вместо математической формулы предсказывает, как должна выглядеть деталь, опираясь на похожие примеры из обучения. Результат ощутимо чётче, но требует значительно больше вычислительных мощностей.
| Критерий | Классический апскейл | AI-апскейл (нейросетевой) |
|---|---|---|
| Как работает | Интерполяция пикселей по формуле | Предсказание деталей нейросетью |
| Скорость | Высокая, минимум ресурсов | Требует GPU или специального железа |
| Качество мелких деталей | Часто размыто | Чётче, ближе к оригиналу |
| Типичное применение | Браузеры, простые плееры, старые ТВ | Стриминги, реставрация кино, игры |
Кто использует upscale video для кино и сериалов
Есть несколько программ, которые используют для ремастеринга. Этот процесс полностью автоматизирован, потому что улучшать видео приходится покадрово.
То есть делать это ручным способом невозможно из-за трудоемкости процесса. Для повышения качества необходимо увеличить количество пикселей в каждом кадре, обращая особое внимание на границы объектов.
Апскейл позволяет перевести фильмы из качества full hd в 4K это популярная задача для стриминговых платформ. Ею занимается Netflix, выкупающий права на трансляцию старого контента, а в России такой продукт есть у IVI.
Где ещё применяется апскейл: фото, игры, звук и real-time
Видео и кино — не единственная область. Апскейл фото используют архивы и музеи для восстановления старых снимков: нейросеть увеличивает разрешение скана и убирает часть шумов плёнки.
В играх апскейл работает в реальном времени: видеокарта рендерит кадр в низком разрешении, а нейросеть достраивает его до разрешения монитора за миллисекунды. Так устроены NVIDIA DLSS, AMD FSR и Intel XeSS — технологии, которые позволяют держать высокий FPS без потери чёткости картинки.
Апскейл применяют и для звука — восстанавливая старые аудиозаписи и повышая битрейт голосовых сообщений, а также в видеозвонках, где алгоритм «дорисовывает» картинку при слабом интернет-соединении.
Как обучают нейросети для апскейла
Для аскейла пишут программы. Их первые образцы умели адаптировать видеофайлы под разные форматы и платформы. Сейчас, благодаря развитию технологий, они научились работать и с улучшением качества.
Обучение таких систем проходит следующим образом. Берут исходный файл с качеством full hd или 4К и искусственно ухудшают его. На основе двух вариантов одного видео нейросеть обучают менять разрешение.
Процесс работы выглядит так:
- сотрудник выбирает формат видео;
- запускает контейнер;
- нейросеть проводит процедуру upscale online;
- новый файл записывается на сервер.
Плюсы и минусы upscale-технологий
Основное преимущество очевидно — экономическая эффективность. Ручной апскейл все еще применяется, но обработать большое количество контента таким образом не получится. В проектах, которые мы создали, нейросети применяются схожим образом — чтобы оптимизировать процессы.
Недостатки у технологии тоже присутствуют. Нейросети хорошо показывают себя с переводом видео качества full hd в 4K. Здесь при слепом тестировании выявить обработанный файл смогли только профессионалы.
Обычные пользователи нее увидели никаких помех. Они же не отличили видео, изначально снятое в 4К, от ухудшенного и потом восстановленного нейросетью.
Но возможности алгоритмов не безграничны, когда речь идет об оцифрованных видеозаписях. В старых фильмах upscale video сталкивается с проблемами. Дефекты аналоговой пленки, устранимы при ручной обработке, но критичны для нейросети. При автоматическом апскейле они становятся еще более видимыми.
Сейчас создают алгоритмы, которые обучают поиску таких дефектов. Работают они по тому же принципу. Берут качественную видеозапись, искусственно создают дефекты, а затем два видеофрагмента используют для обучения нейросети.
Но пока что впечатляющих результатов на этом направлении нет. Так что для обработки фильмов 90-х годов и старше по-прежнему нужны люди. Они занимаются модерацией автоматически обработанных фрагментов видео.
Больше интересных статей об алгоритмах и нейросетях в блоге студии web-разработки YuSMP Group.
Частые вопросы (FAQ)
Что такое апскейл простыми словами?
Апскейл — это увеличение разрешения видео, фото или звука с добавлением недостающих деталей с помощью алгоритмов или нейросетей, а не простым растягиванием картинки.
Чем ИИ-апскейл отличается от обычного увеличения разрешения?
Обычное увеличение (интерполяция) достраивает пиксели по математической формуле и даёт размытый результат. Нейросетевой апскейл обучен на реальных примерах и предсказывает правдоподобные детали, поэтому картинка получается чётче.
Можно ли улучшить старое видео без потери качества?
Да, современный апскейл повышает разрешение и убирает часть шумов, но полностью «додумать» то, чего никогда не было в оригинале, алгоритм не может.
Где применяется upscale, кроме фильмов и сериалов?
В видеоиграх (NVIDIA DLSS, AMD FSR, Intel XeSS) для роста FPS без потери чёткости, в реставрации архивных фото, в звуке и видеозвонках при слабом интернет-соединении.
Какие сервисы используют апскейл для старого контента?
Технологию активно применяют крупные стриминги — например, Netflix при реставрации каталога старых фильмов, а в России похожий продукт есть у IVI.
Апскейл ухудшает или улучшает звук?
Апскейл звука повышает битрейт и восстанавливает частоты, потерянные при сжатии, — то есть улучшает воспринимаемое качество, но не может вернуть данные, которых не было в исходной записи.
Хотите внедрить нейросетевую обработку видео, фото или звука в свой продукт? Команда бэкенд- и AI-разработки YuSMP Group поможет спроектировать и обучить решение под вашу задачу.
Нужна разработка под вашу задачу?
Обсудим проект и соберём команду — оценка за 2 дня, бесплатно.
