모든 콘텐츠를 8K 화질로 본다! CES 2018에서 최초 공개한 ‘AI 레졸루션 테크놀로지’ 살펴보기

‘8K 시대’가 다가왔다. 국제 가전제품 박람회 CES 2018에서 삼성을 비롯한 여러 업체들은 8K 기술을 공개했다. 8K TV(7680×4320)는 기존 UHD TV(3840×2160)보다 4배 선명한 3300만 화소의 TV를 말한다. 삼성은 이번 CES에서 소비자가 더 큰 경험을 할 수 있도록 그보다 진화한 ‘AI 레졸루션 테크놀로지(AI Resolution Technology)’ 기술을 세계 최초로 선보였다. AI를 통해 낮은 해상도의 콘텐츠를 4K를 넘어 8K의 화질로 개선해주는 AI 기술, 그 원리를 살펴보자.

‘업스케일링’이란 UHD 콘텐츠 부족 현상을 보완하기 위해 부상하고 있는 화질 개선 기술이다. 영상 신호를 높은 사양의 디스플레이에 맞춰 크기와 해상도를 변환하는 것으로, 기존 저해상도 영상을 확대하는 과정에서 발생하는 빈 화소를 채우는 기술이 관건이다. 기존 HD(1280X720)•FHD(1920X1080)로 제작된 콘텐츠를 UHD(3840X2160)로 변환 시 해상도를 강제로 늘리면 화질이 저하되는데, 이때 레졸루션 기술이 노이즈•색상•명암 등을 개선해 깨끗하고 선명한 영상을 송출해주는 것이다.

삼성은 여기에 AI 기술을 더했다. TV가 수만 가지의 영상을 미리 학습하고 분석해 기존 콘텐츠의 낮은 해상도를 8K 해상도로 전환, 소비자들이 SD, HD, FHD, UHD 영상 콘텐츠를 모두 8K의 초고화질로 깨끗하게 시청할 수 있게 한 것. AI 레졸루션 기술은 ‘머신러닝’ 기반으로 저해상도 스트리밍 콘텐츠를 고해상도 영상으로 복원한다. 따라서 달 주변의 빛 퍼짐이나 파도의 질감 같은 세밀한 표현까지 가능해졌다. ‘머신러닝 기반 고효율 고해상도 복원’을 뜻하는 MLSR(Machine Learning Super Resolution)은 학습을 통해 고화질 영상과 저화질 영상 간의 상관관계를 추론해 디테일을 복원하는 것을 의미한다. 학습을 통한 최적의 필터를 도출해 업스케일링을 작업해 디테일, 선명도 저하가 없다. 복잡한 영역에서도 손실 없이 디테일을 유지한다.

머신러닝 기반 고효율 고해상도 복원 기술 중 ‘디테일 크리에이션(Detail Creation)’은 랜덤 신호와 입력 영상의 조합으로 새로운 질감을 생성하는 것이다. 영상 축소•압축에 의해 손실된 질감 영역에 새로운 질감을 생성해 세밀함을 향상한다.

머신러닝 기반 고효율 고해상도 복원 기술 중 ‘엣지 리스토레이션(Edge Restoration)’은 픽셀을 이동해 윤곽선의 폭을 가늘게 하는 것이다. 굵은 윤곽선과 글자의 손실 및 슛의 폭을 줄여 글자 가독성과 윤곽선의 선명도를 향상한다.

머신러닝 기반 고효율 고해상도 복원 기술 중 ‘노이즈 리덕션(Noise Reduction)’은 고압축 잡음 제거를 의미한다. 픽셀 기반의 기존 방식에 패치 기반의 신규 방식을 접목해 지역적 특성에 따라 픽셀의 불연속성을 검출, 제거하는 것이다.

AI 레졸루션 기술은 화질뿐 아니라 사운드까지 개선한다. 사용자가 별도의 기능을 설정하지 않아도 스포츠 경기에서는 현장감을 높이기 위해 배경의 관중 소리를 높여주거나, 콘서트 장면 등 음악이 나오는 영상에서는 저음역대 소리를 강조하는 등 풍부한 음질을 구현해낸다.

기존 스마트폰으로 촬영한 SD 영상부터 HD 수준의 영화까지 선명한 화질과 개선된 사운드로 즐길 수 있는 8K AI 레졸루션 기술. AI를 통해 보다 풍부한 UHD TV 생태계를 만들어가는 삼성 TV가 소비자의 눈과 귀를 즐겁게 할 것으로 기대된다.