O que é upscaling? Como funciona o recurso que aumenta a resolução de imagens

Upscaling de imagem é a técnica usada para aumentar a resolução de conteúdo (vídeo ou imagem). É a partir desse processo que uma smart TV com resolução nativa de 4K (3840 x 2160 pixels) consegue reproduzir um vídeo originalmente em HD (1280×720 pixels) sem maiores problemas, por exemplo.

O aumento da escala da imagem ocorre de duas formas: via interpolação ou com análise preditiva de IA. Em ambos os casos, os sistemas precisam criar novos pixels na imagem original para que a resolução dela aumente.

Smart TVs, televisores comuns e placas de vídeo estão entre os principais dispositivos que podem executar upscaling. Mas monitores e até smartphones também podem contar com suporte à técnica.

A seguir, entenda o que é e como funciona o upscaling, e confira vantagens e desvantagens desse processo.

O que é upscaling?

Upscaling de imagem é o processo de aumentar a resolução de uma imagem digital para que ela seja exibida em resoluções maiores. Em outras palavras, o upscaling é um método que amplia o número total de pixels de uma imagem, o que consequentemente aumenta a resolução do conteúdo.

O que significa upscaling?

“Upscaling” vem de “upscale”: uma junção dos termos “up” e “scale”, que podem ser traduzidos como “aumentar” e “escala”, respectivamente. Logo, a expressão “upscaling” refere-se ao aumento da escala ou tamanho de algo.

Nas áreas de computação e audiovisual, “upscaling” foi adotado para ilustrar a ampliação da resolução original de uma imagem para que ela possa ser reproduzida em telas com suporte a resoluções maiores.

Para que serve o upscaling?

O upscaling serve para que você consiga ver imagens com resoluções menores em dispositivos que suportam resoluções maiores. Isso é válido especialmente para quem gosta de uma experiência completa, em modo tela cheia (full screen).

Para ilustrar a função desse processo, imagine que você quer ver uma imagem HD (1280×720 pixels) em um dispositivo com suporte a resoluções Full HD (1920×1080 pixels): com o upscaling, a imagem vai se adaptar a essa nova tela para ocupar toda a área, sem bordas pretas para preenchimento nas laterais ou reprodução em uma janela menor.

Como funciona o upscaling

O upscaling tem funcionamento que se baseia em criar novos pixels de uma imagem para aumentar sua resolução. E isso pode ser feito de duas formas: via interpolação ou com auxílio de inteligência artificial (IA).

A interpolação é uma técnica matemática que estima valores desconhecidos a partir de dados existentes. No caso do upscaling, a interpolação calcula quais seriam as cores mais adequadas dos novos pixels que vão ser gerados, com base nas cores dos pixels vizinhos.

Nesse método, os pixels criados não adicionam nenhum dado novo que não esteja na imagem original.

Já no upscaling com uso de IA, o algoritmo — treinado com diversos pares de imagem — analisa a cena original e tenta recriar objetos, pessoas e cenários originais em uma resolução maior, adicionando bordas, texturas e detalhes aos novos pixels.

Trata-se de um método muito mais complexo do que o de interpolação, capaz de adicionar novos elementos que não estão presentes nas cenas originais.

A partir desses métodos, placas de vídeo ou processadores de sinais digitais de TVs e monitores conseguem aumentar a escala de imagem para otimizar a reprodução em dispositivos de saída com suporte a resoluções de imagem digital maiores.

É preciso ativar o upscaling?

Depende do tipo de upscaling e dos dispositivos. Smart TVs, monitores e placas de vídeo costumam aumentar a escala de imagem automaticamente ao usar o método de interpolação.

No entanto, o upscaling via inteligência artificial geralmente precisa ser ativado manualmente nas configurações do aparelho ou em softwares. Usando as placas de vídeo como exemplo, é preciso abrir os softwares das marcas correspondentes e ativar tecnologias como Nvidia DLSS ou AMD FidelityFX Super Resolution.

Quais dispositivos podem fazer upscaling?

Quase todos os dispositivos que conseguem reproduzir imagem também podem aplicar upscaling, incluindo:

Quais são as vantagens do upscaling?

O upscaling de imagem traz diversos benefícios, principalmente envolvendo adaptabilidade para diferentes conteúdos e melhorias no desempenho do sistema. Dentre as principais vantagens do processo tecnológico, estão:

• Adaptação a resoluções maiores: adaptar imagens para a resolução nativa dos aparelhos eletrônicos é essencial para uma experiência mais completa, tendo em vista que existem diversos tipos de resolução que variam de vídeo para vídeo.
• Aumento de desempenho: sistemas poupam energia e poder de processamento ao executar renderização de imagem em uma resolução menor e aumentar a escala via upscaling, o que pode resultar em mais taxa de quadros por segundo e mais autonomia de bateria.
• Melhorias na imagem: o upscaling com inteligência artificial tende a reduzir ruídos e aumentar o contraste de imagens de baixa resolução, além de adicionar detalhes que melhoram a visualização dos conteúdos.
• Solução mais prática: é mais fácil aplicar upscaling em um conteúdo, do que encontrar ou comprar um dispositivo que suporte a mesma resolução da imagem; se o seu aparelho já faz aumento de escala de imagem, não há custos envolvidos.

Quais são as desvantagens do upscaling?

A prática de upscaling também inclui desvantagens operacionais, incluindo:

• Qualidade variável: o nível de qualidade do upscaling vai depender da imagem de entrada, e do poder computacional do sistema que vai ampliar a escala.
• Perda na originalidade do conteúdo: o upscaling com IA recria objetos, pessoas e cenários com base nos dados de treinamento, e muitos conteúdos que não estão presentes na imagem original são gerados na reprodução final.
• Problemas com delay: há casos de atrasos (input lags) na reprodução de conteúdos que sofreram upscaling com IA, já que os processadores e algoritmos precisam analisar a imagem original e recriar cenários em um curto período de tempo.

Qual é a diferença entre upscaling e downscaling?

Upscaling é o processo para aumentar a resolução de uma determinada imagem. Essa técnica pode ocorrer via cálculos matemáticos (interpolação) ou por análise preditiva de inteligência artificial que recria elementos da cena.

Já downscaling consiste na técnica para diminuir a resolução de uma imagem, via subamostragem ou filtros matemáticos. Trata-se de um processo inverso ao do upscaling: se o upscaling cria novos pixels para a imagem, o downscaling reduz os pixels para diminuir a resolução do conteúdo.

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