Инновационные звуковые технологии Samsung QLED 8K: как воссоздать атмосферу кинотеатра у себя дома

Сегодня люди по всему миру смотрят кино дома. Организовать зону для комфортного просмотра фильмов и создать у себя в квартире неповторимую атмосферу настоящего кинозала помогут современные технологии телевизоров QLED 8K 2020 года. Благодаря инновационной звуковой системе можно полностью погрузиться в происходящее на экране действо.

Samsung задаёт новые аудиостандарты в линейке телевизоров QLED 8K 2020 года. Технология Object Tracking Sound+ использует программное обеспечение на основе AI (искусственного интеллекта) для согласования движения звука с движением на экране. AVA (Активный усилитель речи) отслеживает уровень шумов в помещении, а Q-Symphony создаёт более реалистичный, трёхмерный звук.

Специалисты по разработке аудио в подразделении устройств визуального отображения Samsung Electronics рассказали о широких возможностях инноваций в области создания объёмного звучания, а также о пути к его внедрению.

Object Tracking Sound+: звук, следующий за объектом на экране

Экшн-фильмы с потрясающей звукорежиссурой оставляют яркие впечатления при просмотре в кинотеатрах. Это связано с тем, что практически на всех стенах, вокруг экрана и даже на потолке в кинозалах установлены многоканальные акустические системы с трёхмерным звуком. По сравнению с двухканальным аудио, при котором колонки расположены только слева и справа, многоканальные кинозалы обеспечивают более реалистичные ощущения. Как же воссоздать эту атмосферу дома? Для этого специалисты Samsung разработали технологию Object Tracking Sound+, которая воспроизводит звук через 6 встроенных в телевизор динамиков.

С технологией Object Tracking Sound+ звук перемещается по экрану, следуя за объектом в каждой сцене. Когда автомобиль в кадре движется слева направо или тяжёлый предмет падает сверху вниз, то же самое происходит и со звуком.

При разработке телевизоров QLED 8K 2020 года инженеры Samsung увеличили количество встроенных динамиков с 2-х до 6-ти, чтобы звук мог точнее сопровождать визуальные действия. «Расположив по две колонки с каждой стороны экрана, а также по одной сверху и снизу, мы обеспечили распространение звуковых волн во всех направлениях, – отметил Чонбэй Ким. – Расстояние между двумя основными динамиками было максимально увеличено. Дополнительные динамики были установлены, чтобы максимизировать звук по всем осям, чтобы он был трёхмерным. Например, мы разместили динамики в верхней части экрана, чтобы обеспечить движение звука в вертикальном направлении для более захватывающего звучания».

Несмотря на сложность конструкции телевизоров с 6-ю встроенными динамиками, инженерам удалось сохранить дизайн устройств компактным и тонким.

Чтобы звук точно соответствовал движениям на экране, важно понимать первоначальный замысел создателей контента. «Роль инженера по звуку заключается в создании согласованности между действием на экране и звуковой дорожкой. Это он отвечает за передачу информации о местонахождении звука в конкретном фрагменте видео, – добавил Чонбэй Ким. – Технология Object Tracking Sound+ анализирует информацию о местоположении, содержащуюся в аудиосигналах, в том виде, в котором она была изначально во время микширования. Это означает, что телевизор может эффективно распределять звук между шестью динамиками и различать, находится ли источник аудио в кадре, за его пределами, на переднем плане или вдали».

Технология Active Voice Amplifier (AVA - активный усилитель речи)

Когда во время важного новостного репортажа или ключевой сцены в фильме на улице раздаётся оглушительный раскат грома, зрители порой не успевают вовремя схватить пульт и отрегулировать громкость телевизора. Для решения этой проблемы специалисты Samsung разработали технологию AVA, которая, среди прочего, способна распознавать посторонние шумы и при необходимости усиливать (или снижать) громкость голоса с экрана телевизора.

Датчик, установленный внизу средней части телевизора, воспринимает звук, исходящий как из динамиков устройства, так и из окружающей среды. Затем AI-технология сравнивает громкость двух типов звука. Если уровень внешнего шума оказывается выше, громкость воспроизводимого контента выборочно увеличивается. «Система не имеет единого определения шума, – объяснил Сунмин Ким. – Она считает таковым все без исключения элементы, которые мешают получать удовольствие от контента. Когда внешние звуки превышают определённый уровень в децибелах, система регистрирует их как шум».

«Система использует AI для поддержания согласованности звуковых эффектов и фонового аудио, а также для увеличения громкости голосов, – подчеркнул Сунмин Ким. – Наши исследования продемонстрировали, что большая часть контента насыщена диалогами, поэтому мы считаем, что именно эта звуковая составляющая наиболее важна для зрителей».

Q–Symphony: создание многомерного звукового ландшафта

Одним из ключевых элементов для достижения реалистичноой аудиокартины во время воспроизведения контента является трёхмерность, которая охватывает как горизонтальные, так и вертикальные характеристики звука. До недавнего времени специалисты по телевизорам и саундбарам работали над этими параметрами отдельно. С включением верхних боковых динамиков на телевизорах Samsung 2020 QLED 8K, команда инженеров представила комплексное решение, которое использует возможности как телевизора, так и саундбара. Q-Symphony – уникальная технология, которая позволяет одновременно работать динамикам телевизора и саундбара. Недавно она была отмечена наградой Best of Innovation Award на CES 2020.

«Ключевой элемент этой технологии – специальный алгоритм, который плавно разделяет и гармонизирует звуки между динамиками телевизора и саундбара», – отметил Юнджа Ли.

В процессе разработки возникла проблема качества воспроизведения диалогов. Когда и звуковая панель и динамики телевизора воспроизводили голоса одновременно, качество звука заметно ухудшалось. Однако специалисты смогли решить эту проблему, отделив основную звуковую дорожкуот всего сигнала и назначив разные дорожки динамикам телевизора и звуковой панели. «В линейке телевизоров Samsung QLED 8K 2020 года речь отделяется от фонового звука. За воспроизведение звуковых эффектов отвечают встроенные динамики, – пояснил Ли. – А саундбар, в свою очередь, отвечает за основную звуковую дорожку, в том числе диалоги.  Благодаря этой технологии Q-Symphony использует преимущества как динамиков телевизора, так и саундбара, предоставляя пользователям наилучшее и наиболее гармоничное звучание».

Совместная работа над безупречным аудиоопытом

Увеличение числа динамиков, их новое размещение, сочетание с саундбаром и применением AI стало возможным благодаря тесному взаимодействию с другими командами Samsung.

Помимо совместной работы с Samsung Audio Lab, расположенной в США, команда также сотрудничает с научно-исследовательскими центрами корпорации, университетами и экспертами во всём мире. «Мы хотим, чтобы звук был как можно более естественным и реалистичным», – объясняет Янгтэй Ким.

Инновации Samsung в области аудио помогают вендору реализовать концепцию Screens Everywhere. «В будущем мы станем поддерживать использование искусственного интеллекта, чтобы зрителям не нужно было использовать пульт дистанционного управления для достижения оптимального баланса звука при просмотре любого контента, – отметил Сунмин Ким. – Со временем среда, где находится телевизор, образ жизни людей и их возрастные группы будут меняться. Мы хотим, чтобы нашим клиентам был доступен самый лучший звук».

Предыдущие публикации по теме The Future of Viewing:

Часть 1

Часть 2

Часть 3

[The Future of Viewing] Innovative Sound Technologies, Powered by AI

Now is the age of home entertainment. The concept of the modern ‘home’ goes way beyond being merely a residential space; it has become a place for relaxation, for recreation and for quality time with others. At the center of this change is the near-three-dimensional content experiences granted by today’s ultra-large, ultra-high definition, ultra-fine pixel TVs. Of course, high quality audio provides the finishing touch to such experiences.

With its 2020 QLED 8K TVs and AI sound technologies, Samsung has raised the bar for TV audio experiences. Object Tracking Sound+ uses AI-based software to match the movement of audio with movement on-screen; Active Voice Amplifier (AVA) tracks the user’s audio environment; and Q-Symphony creates a more realistic, three-dimensional sound.

Samsung Newsroom sat down with the sound developers of Samsung Electronics’ Visual Display Business to learn more about their extensive capabilities and the journey to fostering innovation in sound.

Object Tracking Sound+: Reading the Room for More Realistic Audio Experiences

Action movies with amazing sound arrangements provide the most realistic experiences when experienced at movie theaters. This is because movie theaters have multi-channel speakers with 3D sound placed on almost all the walls (including the ceiling), as well as around the screen. Compared with two-channel sound that features speakers only on the left- and right-hand sides, the multi-channel speakers in a movie theater deliver a more refined sense of realism. So how can this realism be recreated in the home? Samsung’s sound developers came up with Object Tracking Sound+ technology, in which sound follows movement onscreen through six speakers built into the TV.

Thanks to this technology, a video’s audio follows the action on-screen in real time. When a car moves from the left to the right-hand side of the screen, so will the sound it makes; and when a heavy object drops from the top to the bottom of the screen, so will the audio.

When developing the 2020 QLED 8K TVs, Samsung’s TV developers increased the number of QLED TV speakers from two to six in order to realize sound that can mimic action. “By placing two speakers on each side of the screen, as well as on the top and bottom, we enabled the dissemination of sound in all directions from a total of six speakers,” explained Jongbae Kim. “The distance between the two main speakers has been widened as much as possible, and the additional speakers have been installed in order to maximize sound across all axes to be as three-dimensional as possible. For example, we placed speakers on the upper side of the screen to enable the movement of sound in a vertical direction for a more immersive sound experience.” Additionally, Kim highlighted how, despite the complex nature of a TV structure that includes six embedded speakers, the team managed to keep the design of the TV slim and minimal.

In order to ensure audio will follow on-screen movements accurately, it is important to understand the original intentions of content creators. “The role of a sound engineer is to increase the consistency between the action onscreen and its accompanying audio track when mixing. The location information of sound in a piece of video content, including sound panning information, is subsequently audio-signaled into the audio channel by the sound engineer – something we must be able to track in order to reproduce the location and movement of a content’s audio accurately,” noted Jongbae Kim. “Our Object Tracking Sound+ technology analyzes the location information contained in these audio signals as originally placed during mixing. This means the TV can then effectively distribute the sound amongst its six speakers by distinguishing between sound orientations and whether or not the audio source is on-screen, off-screen, close-up or distant.”

AVA: Intelligent Noise Detection to Enhance Voice Clarity

When that crucial scene in the show you are watching is overwhelmed by mixer sound or an important breaking news report is obscured by loud thunder, the act of reaching for the remote to adjust the TV’s volume can come too late. This is why the team developed their AVA technology, which recognizes exterior noises and increases the volume of voices in content accordingly if surrounding conditions become too loud.

The way it works is intelligent. The TV’s sound sensor, attached to the bottom middle of the TV, takes in audio from the content onscreen as well as its surrounding environs. AI technology then compares the volume levels of the two types of sound, and if external sounds are found to be louder than that of the TV’s content, it will selectively raise the TV’s volume. “The system does not have one set definition of noise,” explained Sunmin Kim. “It considers any and all elements that disturb enjoyment of content as noise. When exterior sounds persist above a certain decibel level, that is when the system registers it as ‘noise’.”

However, AVA technology does not just raise the volume of the TV when it recognizes a louder environment, as this would only contribute to a boisterous room experience. “The system harnesses AI to keep sound effect and background audio levels consistent and to only raise the volume of voice audio,” highlighted Sunmin Kim. “Our research showed us that the majority of content is dialogue-heavy, so we believe that enhancing the delivery of dialogue would be most beneficial to aid comprehension.”

Q-Symphony: Creating a Multi-Dimensional Soundscape

One of key elements to achieving a realistic sound during content playback on a TV is three-dimensionality, which encompasses both horizontal and vertical audio characteristics. Until recently, these perspectives had been being developed separately by the TV and Soundbar teams. However, with the inclusion of upper side speakers on Samsung’s 2020 QLED 8K TVs, the team developed an all-inclusive solution that utilizes the capabilities of both the TV and the soundbar in perfect harmony. Q-Symphony is a feature that plays audio using both the TV speakers and the soundbar at the same time, and as an industry first achievement, the Q-Symphony technology was even recognized with a Best of Innovation Award at CES 2020.

“The core of Q-symphony, which manages sound playback harmoniously using speakers with different characteristics, is technology that follows the sound playback rules which are determined in advance and exchanges the necessary information between the TV and the soundbar, when connected. This approach allows for a superior reproduced sound experience,” explained Yoonjae Lee. “A key element of the technology is a special algorithm that we created which divides and harmonizes sounds seamlessly between the TV’s speakers and soundbar.”

During development, challenge arose regarding the quality of dialogue reproduction. When both the soundbar and the TV speakers played dialogue simultaneously, the sound quality was noticeably diminished. However, the sound development team were able to resolve this issue by separating the main sound track, including dialogue, from the entire signal and assigning the different tracks to the TV speakers and soundbar respectively. “In the 2020 QLED 8K TV range, the voice signal is extracted and removed from the sound being reproduced by the TV’s embedded speakers, which are then assigned to play ambient sound signals such as sound effects,” explained Lee. “The soundbar then reproduces the main sound involving any dialogue. With this technology, Q-Symphony harnesses the advantages of both TV speakers and the soundbar in order to deliver the best, and most harmonious, sound experience to users.”

Working Together to Develop the Perfect Sound Experience

The sound development team agreed that realizing the addition of speakers, the new placement of speakers and the AI harmonization with the soundbar on the 2020 QLED 8K TV range was possible because of close coordination with a variety of other teams. “When developing new TVs, all areas need to be in sync with their innovations,” noted Youngtae Kim. “We came together in suggesting various solutions to overcome each and every technological hurdle with an open mind.”

The sound development team has always been and always will be dedicated to developing the best possible audio experiences for users. As well as working with Samsung’s Audio Lab based in the U.S. for the future audio technology, the team also works with Samsung Research’s R&D Centers, universities and start-up experts around the world. “We want to bring about sound experiences that are as natural and as real as possible,” explained Youngtae Kim. “To achieve this, we will continue to work hard to understand the end-to-end process of the sound and realize sounds in our TVs.”

Samsung’s sound innovation also helps to realize its vision of ‘Screens Everywhere’. “In the future, we will bolster the use of AI so that users do not even need to use a remote control to find the perfect audio balance when enjoying their favorite content,” said Sunmin Kim. “As time goes by, TV installation environments, lifestyles and age groups will be diversified. We want users to enjoy the sound of their content as intended, regardless of content type or listening environment.”

Previous publications on The Future of Viewing:

Part 1

Part 2

Part 3

Samsung QLED 8K: создание идеального дизайна телевизора

Говорят, что в дизайне устройств проще добавить что-то новое, чем убрать что-то старое. Телевизоры Samsung QLED 8K 2020 получили конструкцию, которая не имеет лишних элементов и одновременно предлагает пользователям наилучшие возможности для просмотра и прослушивания контента с эффектом полного погружения.
Дизайнеры и разработчики Samsung объединили усилия, чтобы создать устройства с не имеющим аналогов «безграничным» дисплеем, который занимает 99% площади лицевой панели, и толщиной всего 15 мм. Они рассказали, как создавался этот революционный продукт.

Минимальные рамки, максимальное погружение

С момента своего появления на рынке в 2018 году телевизоры Samsung QLED 8K неоднократно получали признание в отрасли за инновационные решения: в частности, за сверхвысокое разрешение экрана, технологии искусственного интеллекта (AI), поддержку стандарта HDR10+ и 100% цветовой объём. Разработчики линейки телевизоров QLED 8K 2020 года стремились обеспечить ещё более иммерсивные впечатления при просмотре контента на новой серии телевизоров. Для этого было принято решение, что чёрная окантовка вокруг экрана должна стать минимальной.
«Пользователей ничто не должно отвлекать от просмотра, – отметил Джанг Хо Ким. – Чтобы достичь этого, мы разработали дизайн, в котором полезная площадь лицевой панели должна быть максимально увеличена. После многочисленных испытаний, в ходе которых ширина окантовки каждый раз уменьшалась на 0,1 мм, мы достигли оптимальных показателей: 0,8 мм для лицевой панели и 0,9 мм для ликвидации чёрного поля матрицы по краям».
После продолжительной работы идеальный дизайн был найден. Следующей задачей было превратить его в продукт, готовый к выходу на рынок. Учитывая количество компонентов, используемых в дисплее, команде требовался оптимальный способ их размещения на ограниченном пространстве шириной в 0,9 мм. «Пространство, в которое мы должны были «вписать» все необходимые компоненты, было чуть толще, чем человеческий ноготь, средняя толщина которого – от 0,6 до 0,7 мм, – прокомментировал Хён Чжун Че. – Нам пришлось повысить степень точности, применяемой на этапе сборки продукта, чего мы достигли благодаря специализированным инструментам и оборудованию, а также ячейкам с достаточно тонкими границами».
Команда инженеров адаптировала рамку для уникальных телевизоров, изменив материалы, используемые в производстве. Раньше в подобных продуктах применялся алюминий, но для QLED 8K 2020 его заменили на нержавеющую сталь, распределённую очень тонким слоем с применением специального метода для повышения её долговечности. «Благодаря уменьшению ширины панелей и чёрной матрицы, экран занимает 99%, – отметил Чже Вук Ю. – Кроме этого, функция Ambient Mode телевизора для отображения фотографий и видео пользователя на экране выключенного телевизора призвана «стереть» границу между устройством и окружающим его пространством».

Плоская задняя панель для бесшовного крепления

Помимо инноваций на лицевой панели устройства, инженеры избавились от лишних элементов и с тыльной стороны. В отличие от задней панели обычного дисплея, тонкой по краям, но утолщающейся к центру устройства, телевизоры QLED 8K 2020 года получили плоскую конструкцию с толщиной 15 мм по всей площади. «Когда устройство с обычным дизайном тыльной панели крепится на стену, оно может отбрасывать заметную тень, если между стеной и телевизором достаточно места», – пояснил Чже Вук Ю. – Плоская конструкция позволила нам значительно уменьшить этот зазор и минимизировать любые возникающие тени».
Конечно, тонкая конструкция привела к уменьшению пространства, в котором необходимо разместить все компоненты телевизора. Для того, чтобы это стало возможным, детали, включая выходной порт, процессор, плату, динамик и заднюю крышку, следовало уменьшить в размере. «Раньше толщина крышки составляла 2,7 мм, но с помощью специального метода нам удалось довести её до 0,8 мм для телевизоров QLED 8K 2020 года, – отметил Хоквон Питер Сонг. – Для того, чтобы разработать этот метод, мы много сотрудничали с внешними производителями и другими экспертами в различных областях».

Прочная и лаконичная подставка

Подставка для телевизоров Samsung 2020 QLED 8K небольшого размера предельно минималистична, чтобы не отвлекать внимание от экрана. Более того, понимая, что в большинстве домохозйств уже есть столики и тумбы для телевизоров, выполненные в различных стилях, разработчики Samsung решили, что упрощённый дизайн будет самым универсальным.
«Разработанная нами подставка наклоняет экран телевизора назад на 3,5 градуса, – рассказал Джанг Хо Ким. – Мы выбрали именно этот угол, чтобы продемонстрировать преимущества тонкого 15-мм дизайна телевизора, а пользователи могли с комфортом погрузиться в просмотр контента».
Телевизоры Samsung QLED 8K 2020 года получили положительные отзывы от отраслевых экспертов не только за выдающееся качество экрана и аудиотехнологий, но и за усилия, которые команда приложила, чтобы преодолеть ограничения традиционного дизайна.
«В будущем размеры экранов телевизоров продолжат увеличиваться, и людям будет доступно всё более качественное изображение, – отметил Чже Вук Ю. – Наша задача – убедиться, что дизайн будущих продуктов полностью соответствует и дополняет их технические характеристики. Мы продолжим интенсивно работать над созданием устройств, которые обеспечат наилучший опыт просмотра».

Creating the Ideal TV Design With Which to Watch and Listen Best

When it comes to the art of designing, it is commonly said that it is harder to take something away than it is to add something new. Samsung’s QLED 8K 2020 TVs implement a design that does away with all unnecessary elements while simultaneously offering users the best possible watching and listening experiences for total immersion.
After a lengthy process, Samsung’s designers and developers were able to come together to produce the unprecedented Infinity Screen, which makes use of 99% of the display space and comes in at a super-slim thickness of 15mm. Samsung Newsroom interviewed the product designers and mechanics engineers behind Samsung’s QLED 8K 2020 TVs to learn more about how this revolutionary design came to be.

Minimized Bezels, Maximized Immersion

Since its introduction to the market in 2018, Samsung’s QLED 8K TVs have constantly been applauded by the industry for their groundbreaking technologies which offer viewers the best available display resolutions powered by AI technology, HDR10+ and 100% color volume. For those who worked on producing the 2020 QLED 8K TVs, this legacy was always front of mind. In order to deliver an even more immersive viewing experience with this series of TVs, the screen’s bezel and its black matrix – that black boundary at the edge of the display – had to be minimized.
“Users should be able to focus solely on watching and listening when enjoying content on their TV,” stressed Jang-ho Kim. “To achieve this, we implemented a design that reduces the bezel count and black matrix into a near-imperceptible level. After numerous tests that involved reducing the black matrix each time by 0.1mm, we discovered the optimal values for this display, these being 0.8mm for the bezel and 0.9mm for the black matrix.”
After many twists and turns, the ideal design was settled upon. But there were still challenges ahead when realizing this design into a product for the market. Given the number of parts that make up a screen’s black matrix, the team needed to come up with a streamlined way to include them all into the limited space allotted by the 0.9mm total area. “Considering that the average thickness of a human fingernail is between 0.6 and 0.7mm, the space we had to negotiate fitting all of the necessary components into was barely thicker than a fingernail,” said Hyun-joong Chae. “We had to raise the degree of precision implemented at the product assembly stage, which we achieved by producing specialized instruments and equipment, as well as cells that had adequately thin boundaries.”
The team provided a differentiated bezel for this unique display by changing the materials used in production. Previously, the main material for such products had been aluminum, but for this product, stainless steel was spread in the thinnest layer possible using a special method to increase its durability. “By reducing the bezel count and black matrix, the resulting screen we created occupies 99% of the front side of the product,” noted Jae-wook Yoo. “The TV’s Ambient Mode feature, which displays a user’s photographs and videos when the TV is switched off, also contributes to breaking down the boundary between the TV’s display and the space it is placed in.”

A Flat Back Design for Seamless Adhesion

As well as innovating on the front side of the device, the team also eliminated unnecessary elements from its back side. Unlike the back of a conventional display which is thin at both ends but becomes thicker towards the device’s center, the 2020 QLED 8K TV implements a flat back design that has a consistent thickness of 15mm. “When a product is wall-mounted, a differentiated back side design can cast a big shadow if there is a lot of space between the wall and the TV,” explained Yoo. “The flat back design allowed us to reduce this space and any resulting shadows considerably.”
Of course, this slimmer back side design resulted in a reduction of space wherein to fit all the TV’s parts and components. Accordingly, these components, including the output port, the processor, the circuit board, the speaker and the cover, had to be reduced in size in order to fit naturally into this reduced space. “The cover was 2.7mm in width previously, but using a special method, we managed to reduce its thickness down to 0.8mm for the 2020 QLED 8K TV,” noted Hokwon Peter Song. “In order to do so, we spent a lot of time working with external factories and other experts in various fields in order to develop this specialized method.”

A Stand That is Strong in its Simplicity

Conventional TV stands often implement designs that stand out. However, the stand for the 2020 QLED 8K TV is small and simplistic in order to place more emphasis on the screen. Moreover, understanding that every user has consoles of different styles on which to place their TVs, the team decided that a simplistic design would best suit everyone’s TV environment.
“The display stand we designed tilts the TV’s screen backwards around 3.5 degrees,” explained Kim. “We calculated this specific angle to ensure that users would be able to enjoy a fully immersive, comfortable TV experience and the angle also boast the TV’s slim design at 15mm.”
Samsung’s 2020 QLED 8K TVs have been receiving favorable reviews from across the media and industry landscape not just for their advanced screen quality and sound technologies, but also for the concerted efforts the team have put in to overcome the limits of conventional design.
“In the future, TV screens are set to grow in size and provide users with ever-better screen quality experiences,” noted Yoo. “Our job is to make sure the product design fully backs up and complements the features and performances of these future products. We will continue to work hard to create products that provide the highest quality TV-watching experiences to users.”

The Future of Viewing:

Part 1
Part 2

Секрет детализации высокого разрешения на телевизорах QLED 8K: всё о стандарте HDR10+

Для создания максимально качественного изображения с эффектом полного погружения в телевизорах Samsung QLED 8K 2020 года используется сразу несколько различных технологий. Модели QLED 8K 2020 года обладают 100% цветовым охватом, что позволяет воспроизводить на экране около 1-го миллиарда различных цветов, обеспечивая максимально естественное восприятие изображения. Антибликовая технология anti-reflection 2.0 позволяет избавиться от бликов при просмотре телевизора в условиях высокой яркости, а технология апскейлинга с применением искусственного интеллекта повышает качество изображения для контента с низким исходным разрешением до уровня 8К.
Кроме того, в телевизорах Samsung QLED 8K 2020 года также поддерживается технология HDR (High Dynamic Range) 10+, расширенная версия HDR10, которая использует динамические метаданные для достижения максимальной контрастности между всеми тёмными и яркими участками в каждой отображаемой сцене. Технология HDR10+ играет ключевую роль в создании максимально качественного изображения и позволяет добиться оптимального уровня яркости и контрастности для каждой сцены. Наряду с инновационным качеством изображения, телевизоры Samsung HDR10+ также устанавливают новые стандарты в индустрии домашних развлечений в целом.
Разработчики лаборатории Picture Quality Solution Lab при подразделении Visual Display Business в Samsung Electronics рассказали, как именно работает революционная технология HDR10+ и каким образом она позволяет увидеть скрытые детали при просмотре контента на TIZEN-телевизорах QLED 8K.

Улучшая эффект погружения за счёт ярких деталей

В 2017-м году Samsung представил технологию HDR10+, которая была призвана дать зрителям больше ярких впечатлений от просмотра. Причина, по которой HDR10+ стала ключевым элементом в видео со сверхвысоким разрешением, заключается в том, что она обеспечивает отличный диапазон контрастности и широкий цветовой охват. «Ранее мы следовали стандарту SDR (стандартный динамический диапазон), который характеризуется низким уровнем яркости в 100 нит и узким цветовым диапазоном, – отметил Сонсоок Ким. – Но, когда появилась технология HDR10 с высокими уровнями яркости более 1000 нит и широкой цветовой гаммой, мы смогли предложить пользователям недостижимый ранее уровень яркости и цветовые диапазоны».
Каждый производитель контента использует разные методы кодирования, настройки яркости и цветности. Результирующее качество изображения, которое видят зрители, может отличаться, в зависимости от тех методов анализа, которые используются технологиями HDR. Технология HDR10+ уникальна тем, что при обработке файла разбивает видео на «сцены». «В предыдущей технологии, HDR10, использовалась единая кривая диапазона контрастности для всего видео. В отличие от неё, HDR10+ анализирует среднюю яркость, максимальную яркость и распределение накопленных данных для каждой сцены, что позволяет, при необходимости, применять различные кривые диапазона контрастности», – подчеркнул Бомджун Ким (Beomjoon Kim).
Например, при отображении самолёта, летящего по хорошо освещённому солнцем небу, разумеется, важен диапазон контрастности, но не менее важна и градация сцены (gradation). Под градацией понимаются участки, где происходит изменение изображения при трансформации кадра от светлого к тёмному. Когда градация осуществляется недостаточно качественно, сигнала, отвечающего за отображение объекта на сцене, может оказаться мало, в результате чего детали будут размыты или вовсе исчезнут. «Хорошая градация в подобной сцене обеспечит зрителям точное отображение неба, облаков и самолёта, – отметил Гивон Сео. – Чтобы добиться этого, необходимо выполнить анализ всех характеристик видео. Наша технология автоматически регулирует кривую HDR в сценах с большим количеством градаций, причём эти сигналы не смешиваются с другими специфическими градациями».

Разработка универсальных алгоритмов для любых условий просмотра

Зрители могут по-разному воспринимать качество изображения при просмотре одного и того же видео, в зависимости от яркости их телевизоров. На вопрос, что же является самой сложной задачей при разработке технологий HDR, Мартин Джунсоб Ким ответил, что наиболее трудным было обеспечить пользователям одинаково высокое качество изображения на различных телевизорах с различными настройками яркости.
Добиться максимально качественного изображения при воспроизведении видео с одинаковыми характеристиками на телевизорах с различными настройками яркости – задача не из лёгких. Тем не менее, разработчики из лаборатории Picture Quality Solution Lab смогли представить запатентованный адаптируемый алгоритм обработки HDR. За этой разработкой стоит много работы, проб и ошибок.

Сотрудничество в масштабах всей индустрии

Зрителям нужно нечто большее, чем просто телевизор с хорошим качеством изображения, позволяющий в полной мере насладиться просмотром контента с высоким уровнем детализации. В Samsung понимают, что для создания максимального эффекта погружения при просмотре необходимо взаимодействовать со всеми участниками рынка домашних развлечений, в том числе с создателями контента и с потоковыми сервисами. Именно поэтому техногигант сосредотачивает свои усилия на разработке стандарта отраслевых спецификаций для HDR10+.
«Samsung вместе с кинокомпанией 20th Century Fox и корпорацией Panasonic учредила партнёрство HDR10+ Technologies, LLC, и по состоянию на январь 2020 года к нему присоединились ещё 94 компании, – отметил Янгвук Сон. – В HDR10 + Technologies, LLC мы бесплатно предоставляем подробные спецификации технологии и проводим соответствующие тесты. Это позволяет нам предложить более реалистичное и насыщенное видеоизображение для ещё большего числа пользователей. В будущем мы намерены работать над улучшением спецификаций HDR10+, опираясь на отзывы каждой из наших компаний-участниц».
Разработчики Samsung Picture Quality Solution Lab активно работают над созданием высококачественных телевизионных дисплеев и стремятся обеспечить пользователям максимально реалистичное видео. Сегодня они внедряют инновации, которые позволят улучшить уже существующие технологии. «Наша цель состоит в том, чтобы предложить пользователям невообразимые ранее впечатления от просмотра, добившись максимально возможного качества HDR в телевизорах следующего поколения», – подытожил Сон.

HDR10+, The Secret Behind the High Resolution Detailing on QLED 8K

To create the fully immersive picture quality of Samsung’s 2020 QLED 8K TVs, a variety of technologies came together. The TIZEN-powered 2020 QLED 8K TVs provides users with the best resolution in the industry thanks to 100% color volume, which can recreate around 1 billion different colors on-screen for a natural screen experience, anti-reflection 2.0 technology, which eliminates the effect of bright light conditions on the screen quality, and AI upscaling technology that enhances lower-resolution content into 8K picture quality.
Samsung’s 2020 QLED 8K TVs also feature HDR (High Dynamic Range) 10+, an enhanced version of HDR10 that leverages dynamic metadata to maximize the contrast between each and every scene’s black level and peak brightness on a display. HDR10+ performs a key role in delivering users their best display experiences yet by optimizing brightness and contrast for each scene. Along with innovating users’ viewing experience, Samsung’s HDR10+ has also been setting new standards across the home entertainment industry at large.
Samsung Newsroom interviewed the developers at the Picture Quality Solution Lab of Samsung Electronics’ Visual Display Business to learn more about the game-changing HDR10+ technology and how it brings out hidden details on QLED 8K.

Enhancing Display Immersion with Vivid Details

In 2017, Samsung introduced its HDR10+ technology to bring more vivid TV watching experiences to viewers. The reason why HDR10+ has become a key element in ultra-high-resolution video is because of its rich contrast range and wide color gamut. “Previously, we followed the SDR (Standard Dynamic Range) standard that is characterized by a low brightness level of 100 nits and a narrow color gamut,” noted Seonseok Kim. “But when HDR10 was introduced, with its high brightness levels and wide color gamut of over 1,000 nits, we were able to offer brightness and color ranges to users that previously unimagined.”
Each content producer offers content with differing encoding methods, brightness and color settings. The resulting picture quality that viewers see can be different depending on the analysis methods done by HDR technologies. HDR10+ is unique as it breaks down the video into ‘scenes’ while processing the file. “The previous technology, HDR10, applied a singular contrast range curve to an entire video, but HDR10+ analyzes the average brightness, maximum brightness and accumulated data distribution by scene to apply different contrast range curves where appropriate,” highlighted Beomjoon Kim.
For example, when portraying a scene including an airplane flying across a heavily sunlit sky, contrast range is, of course, important but so is the gradation of the scene – gradation being the stages of change as a shot moves between light and dark. When gradation is poorly executed, the signal around the object in a scene can end up bound, meaning that details are blurred or excluded. “A good gradation of such a scene would present viewers with accurate representations of the sky and clouds as well as the airplane,” noted Guiwon Seo. “All characteristics in a video need to be analyzed to successfully achieve this. Our technology will automatically adjust the HDR curve when there is a high amount of gradation signal distribution to ensure these signals are not mixing with other specific gradation features.”

Developing Algorithms for All Kinds of Display

Viewers can experience different picture qualities when watching the same video, depending on how bright their displays are. When posed the question of ‘what is the most difficult task in developing HDR technologies’, Martin Junseob Kim responded saying that it was ensuring that different TV products, with different brightness settings, could provide the same display experiences.
It is no small task to maximize the display effects of a video with the same analyzed video characteristics on TVs with various brightness settings. Nevertheless, the Picture Quality Solution Lab’s developers were able to overcome this challenge by developing a proprietary adaptable HDR processing algorithm, a process that took numerous discussions and much trial-and-error.

Development Fueled by Collaboration

Viewers need more than just a good quality TV to fully enjoy a piece of content with high quality detailing. To provide the most immersive TV watching experience possible, Samsung understands that collaboration with the home entertainment market at large, including content creators and streaming services, is necessary. This is why Samsung has been focusing on establishing the industry-wide standard specification for HDR10+.
“Samsung established HDR10+ Technologies, LLC, along with 20th Century Fox and the Panasonic Corporation, and as of January 2020, 94 companies had joined,” explained Youngwook Sohn. “We at HDR10+ Technologies, LLC, provide free specification details on the technology and the relevant tests, along with the verification logo and user guide. This allows us to bring more realistic and richly colored video images to more users. We are set to improve our HDR10+ specification based on feedback from each of our member companies.”
To produce high-quality TV displays, Samsung’s Picture Quality Solution Lab developers are constantly working hard to bring realistic video experiences to users; they are already on their way to realizing technologies that improve on existing ones. “Our goal is to bring about previously unimagined viewing experiences by creating the best possible HDR quality for next-generation displays,” affirmed Sohn.

QLED 8K: как искусственный интеллект и глубокое обучение помогают повысить качество изображения

В последнее время качество изображения на экранах телевизоров уже превосходит стандарт высокой чёткости (high definition, HD) – появились модели сверхвысокого разрешения (ultra-high definition, UHD), видео можно производить не только в формате 4K, но и в 8K. Однако, возможность снимать профессиональный контент в разрешении 8К появилась относительно недавно, а пользовательский контент 8К ещё только начинает появляться с выпуском мобильных трубок типа Galaxy S20, позволяющих создавать записи в таком разрешении. Отображать видео со сверхвысокой чёткостью позволяет существующая у Samsung технология масштабирования.
8K QLED-телевизоры 2020 года, использующие передовую операционную систему TIZEN, постоянно получают высокие оценки за инновационное качество изображения, отличный звук, современный дизайн и многое другое. В числе прочего, на примере этой линейки можно увидеть впечатляющую трансформацию технологий масштабирования видео, которые реализованы на базе интеллектуального процессора Quantum 8K, использующего алгоритмы искусственного интеллекта.
Команда разработчиков из лаборатории Picture Quality Solution Lab при подразделении Visual Display Business корпорации Samsung Electronics рассказала подробности об этой революционной технологии.

Улучшение алгоритмов глубокого обучения для оптимизации апскейлинга

При воспроизведении видео, записанного в низком разрешении, на дисплеях, работающих с высоким разрешением, качество изображения может оказаться ниже зрительских ожиданий. Технология масштабирования на базе искусственного интеллекта позволяет преобразовать видеоконтент с низким разрешением в видео более высокого качества, анализируя видеоданные и интеллектуально адаптируя их.
В 2018 году Samsung Electronics впервые внедрил технологию масштабирования на базе искусственного интеллекта для преобразования видеоконтента в формат 8K. Эта технология использует методы машинного обучения. При этом разработанный алгоритм анализирует различные параметры видео, в том числе количество линий, яркость и цвет, и улучшает изображение по каждому из этих аспектов, что позволяет повысить его разрешение. Подобные возможности глубинного обучения позволяют телевизору анализировать и обрабатывать детали видео, и одновременно с этим обучаться с помощью искусственной нейронной сети, принцип действия которой напоминает работу человеческого мозга.
Сотрудники Samsung Picture Quality Solution Lab сосредоточились на разработке алгоритмов глубокого обучения, благодаря которым телевизоры смогут всегда обеспечивать оптимальное качество видео без вмешательства человека. «Глубокое обучение позволяет добиться более точного и эффективного улучшения качества изображения, чем это возможно в ручном режиме», – отметил Хёнджун Лим (Hyungjun Lim), занимавшийся разработкой методов генерации текстур в технологии апскейлинга.
Именно это преимущество и привело команду к разработке технологии масштабирования на базе искусственного интеллекта, которая сочетает в себе машинное обучение с глубоким обучением. В основе этой технологии лежит Samsung AI Quantum Processor 8K. «Если прежняя технология на базе машинного обучения обеспечивала повышенную чёткость изображения, то теперь созданная нами технология способна предложить более точную проработку текстур, – отметил Хёнсунг Ли (Hyunseung Lee), который занимался разработкой алгоритмов для повышения резкости контуров объектов в AI Quantum Processor 8K. – Теперь процессор позволяет увеличить качество изображений со сложными текстурами, такими как горные пейзажи или изображения травы, до формата 8К, и сделать картинку ещё более естественной».

Решение проблем, связанных с глубинным обучением

Хотя технологии глубокого обучения имеют практически безграничный потенциал, тем не менее, существует целый ряд сложностей, которые необходимо преодолеть. В частности, команде лаборатории Picture Quality Solution Lab пришлось проиграть множество сценариев и провести огромное число экспериментов, прежде чем их технология была готова к выпуску на рынок. «Сначала нам было трудно детально отследить и понять принцип работы алгоритма, разрабатываемого искусственной нейронной сетью процессора, – говорит Чон Ли (Cheon Lee), разработчик структуры нейронной сети и метода обучения AI Quantum Processor 8K. – Кроме того, нам нужно было решить проблему высокого энергопотребления процессора, на котором была запущена нейронная сеть».
После длительного процесса разработки инженерам Samsung удалось решить возникшие проблемы, для чего им пришлось определённым образом адаптировать свои технологии. «Мы смогли добиться улучшения качества отображения в нашем процессоре благодаря внедрению функционально сложной гибридной технологии, которая сочетает в себе различные аспекты глубокого обучения и машинного обучения», – пояснил Чон Ли.

Мыслить шире, ярче и реалистичнее с помощью технологий искусственного интеллекта

Ещё совсем недавно повседневное применение технологий на базе искусственного интеллекта было несбыточной мечтой. Сегодня технологии быстро совершенствуются, что приводит к улучшению качества жизни людей во многих областях жизни.
«Теперь мы можем более детально классифицировать видео с различными уровнями качества, более того, мы можем вывести эти технологии категоризации на базе искусственного интеллекта на коммерческий рынок, – отметил Сунгхо Парк (Seungho Park), который работал над устранением шумов и улучшением диапазона контрастности в AI Quantum Processor 8K. – Благодаря подобным технологиям дисплеи нового поколения, такие как The Wall, способны отображать любой видеоконтент с максимальной реалистичностью и качеством, которые доступны сегодня».
Возможности этих инноваций, в основе которых лежит искусственный интеллект, не ограничиваются одними лишь технологиями масштабирования. Существует множество способов использования искусственного интеллекта для повышения качества изображения на дисплеях. К их числу относятся категоризация качества видео, устранение шумов, устранение искажений, обусловленных сжатием данных, восстановление пространственного или временного разрешения, – и это лишь только некоторые из них. «Наша цель заключается в том, чтобы сохранить наследие Samsung и продолжить обеспечивать наилучшие впечатления от просмотра за счёт объединения преимуществ наших дисплеев следующего поколения и технологий искусственного интеллекта, которые позволяют получить реалистичное и высококачественное изображение независимо от качества и разрешения исходного контента», – подытожил Пак. Будущее технологий QLED 8K выглядит весьма привлекательно.

QLED 8K: Where AI Upscaling Meets Deep Learning

In recent times, screen picture quality has transcended high definition – these days, it’s all about ultra-high definition. Although today’s hardware has been developed to support not just 4K content but 8K content as well, only recently has content begun to actually be produced to 8K quality standards. Therefore, in order to improve the video display quality of content made before 8K existed, upscaling technology exists to keep up with today’s ultra-high definition standard.
Samsung Electronics’ TIZEN-powered 2020 QLED 8K TV lineup continuously receives praise for its devices’ innovative display quality, sound, design and many other areas. In particular, the range showcases an impressive evolution with regards to its video upscaling technology, at the core of which is Samsung’s AI Quantum Processor 8K.
Samsung Newsroom interviewed the team from the Picture Quality Solution Lab of Samsung Electronics’ Visual Display Business to learn more about this revolutionary technology.

Leveling Up Deep Learning for Optimized Upscaling

When a low-resolution video plays on a high-resolution display, the resulting image quality can be below a viewer’s expectations. AI (artificial intelligence) upscaling is a technology that converts low-resolution videos into ones of more vivid and natural resolutions by analyzing the video data and adapting it intelligently.
In 2018, Samsung Electronics implemented its machine learning-based AI 8K upscaling technology for the first time. This technology harnesses machine learning wherein a human-designed algorithm intelligently analyzes the various video qualities, including line, light and color, and improves each of these for an improved display resolution. Such deep learning capabilities permit a TV to analyze and process video features whilst simultaneously learning thanks to an artificial neural network that acts in the same way as the human brain.
The members of Samsung’s Picture Quality Solution Lab focused on developing deep learning algorithms that enable displays to always showcase optimum video qualities without human intervention. “Deep learning enables more precise and efficient image quality improvements than can be achieved by humans alone,” noted Hyungjun Lim, who developed the AI upscaling technology’s texture generation method.
This operational advantage is what led the team to develop an AI upscaling technology that combines machine learning with deep learning – Samsung’s AI Quantum Processor 8K. “Previous machine learning technology brought about enhanced sharpness to display picture quality, but now our technology can also offer more delicate texturing,” noted Hyunseung Lee, who developed enhanced edge sharpness for the AI Quantum Processor 8K. “Images with complicated textures, like mountain or grass landscapes, can now be upscaled into 8K quality more naturally.”

Solving the Conundrum of Deep Learning

Although deep learning has limitless potential, there are still obstacles to be overcome. The Picture Quality Solution Lab team had to go through countless trial-and-error scenarios in order to make their technology market-ready. “It was difficult for us, at first, to clearly follow and comprehend the algorithm being developed by the artificial neural network of the processor,” highlighted Cheon Lee, the developer of the AI Quantum Processor 8K’s network structure and learning method. “The artificial neural network’s high hardware chip power consumption was an issue we had to solve, too.”
After a lengthy development process, Samsung was eventually able to solve the problems that had arisen thanks to its range of differentiated technologies. “We achieved the highly efficient display quality performance of our processor by making it a hybrid technology that combines complexity along with different aspects of deep learning and machine learning,” explained Lee.

Dreaming Bigger, Better and More Realistic with AI
       
It wasn’t that long ago that the day-to-day application of AI-powered technologies was but a distant dream to us. Nowadays, technology has improved rapidly to the end of improving the lives of people across many different areas of everyday life.
“We are now able to categorize videos of differing quality levels in a more detailed way while also bringing these AI categorization technologies to the commercial market,” noted Seungho Park, who worked the AI Quantum Processor 8K’s noise elimination and improving the detail contrast range. “Such technologies permit next-generation displays, such as The Wall, to be able to showcase all kinds of videos at the most realistic qualities possible today.”
This AI-powered innovation is not just limited to upscaling technologies. There exist a variety of ways to harness AI to improve the screen qualities of displays, including video quality categorization, noise elimination, data-compression-caused distortion restoration and spatial or time-based resolution restoration, to name just a few. “Our goal is to continue Samsung’s legacy of providing leading TV viewing experiences by combining the advantages of our next-generation displays with AI technologies that can restore videos to realistic-level qualities, regardless of their original qualities and resolutions,” affirmed Park. The future of QLED 8K is looking bright.