人們對畫質(zhì)的追求永無止境
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展、帶寬的提升、移動網(wǎng)絡(luò)的提速，以圖文為主的內(nèi)容展示方式已經(jīng)不足以滿足人們的需求，而以視頻為主的新的內(nèi)容展示方式憑借著更加直觀、生動的優(yōu)勢得到了人們的青睞。因此，近年來人們對視頻的需求呈現(xiàn)了爆發(fā)式增長。隨著5G時代的到來，視頻在人們的生活中將扮演更加重要的角色，同時也導(dǎo)致人們對超高清畫質(zhì)的需求越來越強(qiáng)烈。
4K作為當(dāng)前的視頻質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，能給人們帶來良好的視覺體驗(yàn)，但是隨著畫質(zhì)和分辨率的提高，高水平視頻內(nèi)容的制作變得更加困難。因此利用技術(shù)來將現(xiàn)有的視頻內(nèi)容進(jìn)行重塑，使之匹配新的標(biāo)準(zhǔn)，讓觀眾在重溫舊時的美好的同時體會到現(xiàn)代的觀看體驗(yàn)，便成為了一種好的解決方案。
隨著算力的增長，AI在視頻圖像領(lǐng)域體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，能夠?qū)ⅰ霸碑嬞|(zhì)修復(fù)為4K 超高清畫質(zhì)，讓我們以更低的成本，享受更好的視覺體驗(yàn)。
為了滿足不斷增長的創(chuàng)新步伐，深圳會想智能技術(shù)有限公司和杭州當(dāng)虹科技股份有限公司開發(fā)了基于 AI 的超高清內(nèi)容制作解決方案（主要包括超分辨率和HDR轉(zhuǎn)換），以更低的成本生成超越視覺預(yù)期的4K+HDR內(nèi)容。
1.超分辨率
超分辨率 (Super-Resolution) 是一種通過硬件或軟件的方法提高原有圖像的分辨率的技術(shù)。會想科技開發(fā)的超分辨技術(shù)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測缺失的像素，從而將低分辨率視頻轉(zhuǎn)換到高分辨率，且有更高的視覺保真度。
超分辨技術(shù)使用了目前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)思想進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計，結(jié)合生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN），在百萬量級的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練，得到目前業(yè)內(nèi)優(yōu)秀研究團(tuán)隊(duì)的一致認(rèn)可。
為了最大化滿足用戶的需求，超分辨技術(shù)提供了基于單幀和多幀的版本，且有不同的速度選項(xiàng)，在保持視頻主觀質(zhì)量不受損的情況下，最快能達(dá)到實(shí)時超分辨率。
如下所示，該超分辨技術(shù)對各種視頻場景均有良好的表現(xiàn)。
2.HDR轉(zhuǎn)換
什么是HDR
HDR代表高動態(tài)范圍，與現(xiàn)有SDR（標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)范圍）相比，可顯示更大的亮度范圍（動態(tài)范圍） ― 從最暗到最亮。
如下圖所示，在SDR中顯示內(nèi)容時，陰影中的黑色好像被壓碎，而明亮區(qū)域中的白色有一種沖淡的感覺；而HDR允許更自然、更真實(shí)的顯示，不會減弱明亮或黑暗區(qū)域的色調(diào)。
光線和暗色調(diào)方面存在很大差異的場景在不同顯示器上的顯示效果（圖片僅用于說明）
為什么需要HDR轉(zhuǎn)換
隨著HDR顯示技術(shù)的成熟，越來越多的顯示設(shè)備開始支持HDR視頻的顯示，但是目前HDR視頻內(nèi)容仍然很少，絕大多數(shù)的片源的亮度還是標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)范圍，還有一部分宣稱的HDR視頻實(shí)際上只是簡單的從SDR視頻轉(zhuǎn)換甚至誤標(biāo)，從動態(tài)范圍、色域上都無法達(dá)到HDR的效果。
HDR轉(zhuǎn)換技術(shù)
公司基于多年HDR的轉(zhuǎn)換經(jīng)驗(yàn)，針對不同的視頻內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)換曲線，在提高動態(tài)范圍的同時，還通過色域的轉(zhuǎn)換增加色彩的豐富度。
HDR轉(zhuǎn)換效果對比（左為SDR，右為轉(zhuǎn)換后的HDR）
星空圖對比，SDR暗處不夠黑，星星亮度不夠亮
放大后對比更加明顯
花朵不僅對比度提升，色彩也更鮮艷
日食照片中太陽亮度大大提升，暗部細(xì)節(jié)也沒有丟失
背景更接近純黑，小球光澤處更加明亮
風(fēng)景中對比度提升，色彩更艷麗
夜景下燈光亮度提升，建筑物更加清晰，暗部細(xì)節(jié)沒有丟失
對比度的提升，使得墻面浮雕更加立體、逼真
教堂頂部油畫亮度提升，色彩更真實(shí)
結(jié)束語
超分辨率+HDR→還原“歷史”的色彩
重溫經(jīng)典，讓記憶與現(xiàn)實(shí)交匯，歷史與今日重合。
(以上組合圖左圖均來源于網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)截圖)
