Full HD zu Ultra HD

So funktioniert 4K-Upscaling

Wenn Videos und Bilder auf 4K-Fernsehern nur in Full HD vorliegen, muss das Upscaling ran. Wir zeigen, wie das Hochrechnen der Bilder funktioniert.

4K-Upscaling

© Patryk Kosmider - Fotolia.com

4K-Upscaling

Am Anfang der 4K-Revolution werden im Wohnzimmer sicherlich noch viele Full-HD-Filme und -Serien laufen. Die Auflösung von 1.920 x 1.020 Bildpunkten lässt jedoch unbearbeitet 75 Prozent des Bildschirms schwarz. Um nicht auszusehen wie ein kleiner, von schwarzen Balken umrahmter Kasten, müssen die Inhalte auf den neuen TVs hochskaliert werden. Dabei passiert im Prinzip dasselbe wie beim alten HD-Gerät beim Anschauen von DVDs. Die geringere Auflösung wird vom TV oder vom Receiver auf die des Ausgabegeräts "aufgeblasen". Dabei müssen jedoch Bildpunkte dazu erfunden werden.

Die einfachste Methode hierfür ist die Pixelwiederholung. Dabei wird den fehlenden Bildpunkten der Wert des nächstgelegenen Punkts zugewiesen. Das Problem dabei ist, dass schräge Linien dadurch zu Treppen werden - das Bild sieht "pixelig" aus.

In der video 12/2013
Großes 4K-Special und 6 Ultra-HD-TVs im Test

Durch verschiedene Verfahren lässt sich dieser Effekt jedoch vermeiden. Bei der bilinearen Intrapolation etwa werden die fehlenden Bildpunkte als Mittelwerte aller umgebenden Pixel errechnet, was für deutlich weichere Linien sorgt. Mit diesem und einigen weiteren Verfahren kann die 4K-Auflösung bereits sehr wahrheitsgetreu simuliert werden. Trotzdem können keine Daten erfunden werden, wenn es keine gibt. Die Auflösung des hochskalierten Bildes kommt also nie an die eines natives 4K-Bildes heran.

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4K-Upscaling
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Liegt das Bild nur in Full HD vor, muss es für den 4K-Fernseher hochskaliert werden.

Technik und Verfahren

Sony benutzt zum Beispiel den Chip X-Reality PRO. Dabei wird dank des Verfahrens zur Mustererkennung das Optimum aus den vorhandenen Bildinformationen herausgeholt. Der eigentliche Clou ist aber die "Reality Creation". Dafür wurden schon vorab in den Sony-Labors viele 4K-Bilder runter- und wieder hochskaliert. Die Art und Weise, wie die verschiedenen Bilder sich durch diesen Prozess verändern, wurde in eine Datenbank eingespeist. Diese verbessert laut Sony dank eines statistischen Lernprozesses das Upscaling-Ergebnis, je mehr Bilder damit umgewandelt werden.

Ultra HD - Die neue Generation des Fernsehens

Ein anderer Hersteller für die Chips zur Hochkonvertierung ist das Start-up-Unternehmen Marseille Networks. Sein Chip erkennt automatisch, ob Videos oder Bilder hochskaliert werden und passt den Prozess dementsprechend an. Objektkanten, die durch das Hochskalieren gezackt erscheinen, werden geglättet und Rauschen wird reduziert. Weil Marseille dabei großen Wert auf die getreue Farbwiedergabe legt, erhielt er als erster Chip-Hersteller das "4K Image Certified"-Siegel von Technicolor.