Upscaling

L'upscaling, ou conversion ascendante, est la mise à l'échelle d'une image ou d'une vidéo, pour l'adapter à une résolution plus grande que sa résolution native.

Il est principalement question d'upscaling dans le domaine de la vidéonumérique. Notamment dans les options des téléviseurs HD et des lecteurs DVD et Blu-ray qui consistent à adapter une image de définition standard (SDTV) sur un écran haute définition.

Principe de base et upscaling « artificiel »

Le principe de base de l'upscaling est la duplication des pixels qui constituent l'image. Ils sont dupliqués afin d'obtenir la résolution — plus grande — demandée, le nombre de duplications dépend de la différence entre la résolution native de l'image et la résolution d'affichage voulue.

Le problème dans ce principe de base est que si chaque pixel dupliqué est un clone parfait du pixel d'origine avec les mêmes valeurs de luminosité et de couleur, le résultat obtenu est celui d'un zoom numérique : chaque pixel paraîtra de plus en plus gros et le résultat sera une image moins détaillée, moins nette et parfois une image un peu « pixelisée » quand l'upscaling sera trop élevé. Dans le cas d'un « petit upscaling », l'effet ne se voit pas trop mais quand la différence de résolution est trop importante entre l'image d'origine et la résolution d'affichage, l'image obtenue n'est pas très belle sauf si elle est regardée de loin.

C'est là qu'interviennent les algorithmes d'upscaling effectués par les TV HD et les lecteurs DVD et Blu-ray. Ces algorithmes consistent à recréer des nuances de lumières et de couleurs entre les pixels dupliqués pour ne plus avoir cet effet de gros pixels. La difficulté de ces algorithmes est de savoir quels pixels on doit garder brut et quels sont ceux qu'il faut nuancer et dans quelle proportion. On peut alors parler d'upscaling « artificiel »^{[réf. souhaitée]}.

Actuellement, l'upscaling « artificiel » effectué par les télévisions ou lecteurs multimédias haut de gamme donne parfois de bons résultats, mais en général le résultat est moyen, cela parvient juste à rendre une image simple définition plus agréable à regarder sur un écran haute définition, mais cela n'arrive pas au même résultat qu'une image en haute définition native.

Évolution, expérimentation : la super-résolution

La technique de la "super-résolution" consiste à analyser plusieurs images d'un même plan vidéo mais ayant un angle de vue légèrement différent, le logiciel qui analyse va alors enregistrer et comparer toutes ces données pour essayer de reconstituer une image de résolution supérieur fidèle à la réalité. Ce système est encore expérimental. De plus, lorsqu'il s'agit d'images ou de vidéos qui ont été compressées avec pertes (JPEG, MPEG), ce qui est le cas de beaucoup d'archives, plus la compression a été forte sur ces images, plus ce système aura du mal d'être efficace.

Autre expérimentation : l'upscaling par l'intelligence artificielle

Des nouvelles expérimentations d'upscaling artificiel sont testées par des procédés d'intelligence artificielle. Un des principes de cette technique consiste à utiliser une base de données d'images de référence, hautes résolutions, classées par thème, par exemple : texture bâtiment, eau, ... Et le programme va analyser les images basses résolutions de la vidéo en cours, il va essayer de détecter quel type d'élément est présent sur l'image et il va utiliser les images de références stockées dans la base de données pour ajouter, recréer les nouveaux pixels, pour arriver à une résolution supérieure. Le système se base sur l'apprentissage, pour « s'entrainer » il reçoit par exemple des images haute résolution volontairement diminuée en résolution ou dégradée et des algorithmes vont faire des tests complexes statistiques pour recréer les pixels manquants et arriver à l'image originale haute résolution, le système va alors "retenir" les moyens qu'il a utilisé pour revenir à l'image originale et va s'en inspirer pour upscaler d'autres nouvelles images, contenant notamment le même type d'élément .