13.06.2019 11:13

Polska sztuczna inteligencja w telewizorach Samsunga. Poprawia obraz i dźwięk

Z wielkimi możliwościami idą w parze wielkie oczekiwania. Samsung sprzedaje już telewizory 8K, jednak treści w tej rozdzielczości nie są jeszcze powszechnie dostępne. Z ratunkiem przychodzi trenowana w Polsce sztuczna inteligencja, która w locie podwyższa rozdzielczość oglądanego filmu.

Samsung QLED 8K
foto: Michał Tomaszkiewicz, Antyradio.pl

4K powoli staje się w polskich domach codziennością. Ponad 50% sprzedawanych w naszym kraju telewizorów jest w stanie obsłużyć tę rozdzielczość. Samsung chwali się, że jego klienci są nawet bardziej dojrzali i po odbiorniki TV 4K tego producent sięga ponad 80% kupujących.

Dla producentów telewizorów 4K to już jednak pieśń przeszłości. W sprzedaży są już urządzenia wyświetlające obraz 8K. Historia lubi się jednak powtarzać i o ile filmy 4K nie jest dziś trudno, o tyle materiały 8K są prawdziwą rzadkością.

Jak więc wykorzystać w pełni możliwości świeżo zakupionego sprzętu? Według Samsunga odpowiedź jest prosta. Dzięki wbudowanej w telewizor sztucznej inteligencji urządzenie w czasie rzeczywistym odpowiednio podwyższy rozdzielczość. Odpowiednio wyszkolona przez Polaków SI jest w stanie tworzyć (nawet na podstawie materiałów SD, czyli o niskiej rozdzielczości) obrazy, które są nie od odróżnienia o tych nagrywanych natywnie w 8K.

LG SIGNATURE OLED R
LG SIGNATURE OLED R
Przeczytaj także Na tym zdjęciu jest najnowszy telewizor LG. Potrafisz go znaleźć?

Nie zajmuje się przy tym tylko obrazem – potrafi zając się także dopieszczeniem dźwięku.

Polska sztuczna inteligencja w telewizorach Samsunga

Sztuczna inteligencja Samsunga trenowana jest w Polsce. Nad jej rozwojem pracuje około 200 naukowców, z których większość posiada stopień doktora lub wyższy.

Nauczenie SI swojego fachu, czyli tworzenia obrazu o wysokiej rozdzielczości na podstawie materiału o niższej jakości, trwa zazwyczaj 2-3 miesiące przy wykorzystaniu klastra obliczeniowego liczącego około 1000 jednostek obliczeniowych.

Polscy naukowcy wykorzystują głębokie sieci neuronowe do uczenia nadzorowanego. Algorytmom pokazywane są ogromne zestawy danych, składające się z milionów przykładów jak wygląda obraz w niższej rozdzielczości i jak powinien wyglądać w pełnej krasie 8K. Używa się przy tym sprytnego tricku – oryginalny materiał 8K jest pomniejszany, a rezultat pracy sieci neuronowych (upscaling) porównywany jest do materiału wyjściowego. Następnie wprowadzane są odpowiednie zmiany w modelu, tak by wynik był jeszcze bliższy oczekiwaniom.

Proces powtarzany jest miliony razy przy wykorzystaniu najnowszych zdobyczy branży rozwijającej sztuczną inteligencję. Pracujący w centrum R&D Samsunga polscy naukowcy chwalą się, że stosują „superseksi sieci neuronowe GAN”.

samsung_si_02

GAN (Generative adversarial network, Generatywna sieć kontradyktoryjna) wykorzystuje zmodyfikowany proces uczenia nadzorowanego. W tym przypadku pracują dwie sieci neuronowe. Jedna z nich, nazywana generatorem, uczy się wykonywać zlecone jej zadanie (w przypadku Samsunga chodzi o upscaling obrazu). Dyskryminator z kolei uczy się, jak rozpoznać wygenerowany sztucznie obraz 8K od materiału przygotowanego oryginalnie w takiej jakości

Jeśli dyskryminator prawidłowo rozpozna, że autorem analizowanego obrazu był generator, przekazuje konkurującej sieci informacje, w jaki sposób to odkrył. Generator może dzięki temu zmodyfikować swoje działanie, tak by następnym razem wygenerowany obraz był jeszcze bliższy oczekiwanemu.

Analogiczna wymiana informacji następuje po stworzeniu obrazu 8K, który dyskryminator uzna za prawdziwy. Generator przekazuje dane pokazujące, jak można było rozpoznać jego sztuczność, dzięki czemu druga sieć neuronowa zaczyna stawiać jeszcze wyższą poprzeczkę, jeśli chodzi o jakość obrazu wynikowego.

Wraz z powtarzaniem tego procesu trenowana sieć neuronowa osiąga prawdziwe mistrzostwo w kreowaniu materiałów 8K. Gdy zostanie uznana za gotową, wciela się ją w telewizory Samsunga.

Sztuczna inteligencja w telewizorach Samsunga - obraz piękny, a nie wierny

Nie oznacza to przy tym, że celem naukowców jest uzyskanie obrazów identycznych z oryginałami. Samsung woli, żeby materiały upscalowane do 8K były piękne, a nie wierne. Dopuszczane są więc odstępstwa od oryginału, tak by efekt był postrzegany lepiej przez widzów. Różnice są zazwyczaj niedostrzegalne dla ludzkiego oka, chociaż przy podwyższaniu rozdzielczości z materiałów o naprawdę niskiej jakości zdarza się, że sztuczna inteligencja musi kreatywnie zapełnić czymś przestrzeń, dodając szczegóły, których w oryginale nie było.

To nie błąd, tylko funkcja – Samsung wspomina, że już niedługo można będzie sobie zażyczyć od telewizora, żeby pokazał treść w wybranym przez nas stylu. Przedsmak tej technologii można było zobaczyć już kilka lat temu, gdy popularność zdobywała Prisma. Aplikacja przerabiała zdjęcia według wybranego stylu malarskiego.

Prisma na Androida już dostępna
Prisma na Androida już dostępna
Przeczytaj także Prisma na Androida już dostępna

Naukowcy niechętnie przyznają, że sztuczna inteligencja wykorzystuje także rozwiązanie Deep Fake. Narzędzie, dzięki któremu powstają masową filmy porno z gwiazdami Hollywood, w telewizorach służą do generowania twarzy w wyższych rozdzielczościach.

Scarlett Johansson
Scarlett Johansson
Przeczytaj także Scarlett Johansson o walce z porno z jej udziałem: to przegrana sprawa

Rezultaty pracy zaszytej w telewizorze sztucznej inteligencji Samsung podsumowuje krótko:

"

Sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe i zaawansowany procesor powalają zobaczyć ulubione filmy czy archiwalne nagrania w nowej odsłonie – z większą liczbą szczegółów, lepszymi kolorami i kontrastem. "

Dr inż. Piotr Bigaj, specjalista ds. AI, członek zespołu trenującego sztuczną inteligencję Samsunga, pokusił się o nieco bardziej rozbudowane podsumowanie.

"

Dziś treści, które oglądamy, pochodzą z różnych źródeł: ze smartfona, internetu, dysku czy konsoli do gier. Z kolei możliwości streamingu, który pozwalałby na osiągnięcie jakości 8K, są mocno ograniczone ze względu na przepustowość łącz. Właśnie dlatego jedynym sensownym rozwiązaniem jest korekta i podnoszenie jakości obrazu bezpośrednio na telewizorze. Co więcej, wiele urządzeń, za pośrednictwem których rejestrujemy obraz nie ma możliwości nagrywania w tak wysokiej rozdzielczości. Teraz, dzięki sztucznej inteligencji, treści rejestrowane w niższej jakości możemy później obejrzeć nawet w 8K. "

Żeby możliwe było generowanie odpowiedniej liczby klatek na sekundę – przynajmniej 25, a najlepiej 60 – Samsung musiał umieścić w telewizorze specjalny procesor. To zupełnie nowa klasa jednostek obliczeniowych, wyspecjalizowanych w zadaniach stawianych przez sieciami neuronowymi.

samsung_si_03

Dla każdej rozdzielczości wejściowej (SD, Full HD, 4K) trenowana jest inna sieć neuronowa, jako że proces upscalingu jest w każdym tym przypadku inny.

Niezależna sztuczna inteligencja zajmuje się w telewizorach Samsunga ulepszeniem dźwięku. Algorytmy mogą uwypuklać niektóre dźwięki (na przykład strzały czy wybuchy w filmach akcji), albo je wyciszać (na przykład strzały czy wybuchy w dramatach psychologicznych).

SI odpowiedzialna za Inteligentne Skalowanie jest dostępna w telewizorach 8K i 4K Samsunga. Koreański producent znany jest ze śmiałego eksperymentowania. Jego najnowszym dziełem jest telewizor, który służy do oglądania filmów nagranych w pionie.

Zobacz także: Samsung stworzył telewizor do oglądania filmów nagrywanych w pionie 

Michał Tomaszkiewicz
Tagi: TV Samsung