Video Conference (วิดีโอ คอนเฟอเรนซ์)

สภาพบ้านเมืองในปัจจุบันมีปัญหาใหญ่หลายที่จะต้องแก้ไข คือ ปัญหาจราจรติดขัดในเมืองใหญ่ ปัญหาการเดินทางเป็นปัญหาใหญ่และเพิ่มขึ้นทุกวัน เมื่อพบปะหน้าตากันก็จะต้องถามว่าใช้เวลาในการเดินทางเป็นอย่างไรบ้าง การเสียเวลาไปในการเดินทางจึงทำให้ระบบสื่อสารโดยเฉพาะโทรศัพท์มือถือในเมืองไทยขายดิบขายดี

สำหรับงานที่สำคัญด้วยแล้วเวลาเป็นสิ่งมีค่า ผู้บริหารระดับสูงมีความจำเป็นต้องเร่งรีบประชุมตัดสินปัญหา การประชุมระยะไกลจึงเป็นสิ่งที่หลาย ๆ บริษัทให้ความสนใจที่อยากจะนำมาใช้

แม้แต่ในสถาบันการเรียนการสอน เช่นมหาวิทยาลัยก็ให้ความสำคัญของการเรียนการสอน หลายสถาบันมีปัญหาเรื่องอาจารย์ผู้เชี่ยวชาญขาดแคลนเทคโนโลยีจึงเข้ามามีส่วนช่วยแก้ปัญหาดังกล่าว

เทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลทำให้สามารถส่งภาพ เสียง ได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะเรื่องของวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญกลับได้รับการกล่าวขวัญถึง มีแนวโน้มที่จะนำมาแก้ปัญหาต่าง ๆ เหล่านี้ได้อย่างดี

การประมวลผลภาพวิดีโอ

การแพร่ภาพวิดีโอหรือการส่งสัญญาณโทรทัศน์มีมากกว่าห้าสิบปีแล้ว พัฒนาการของการแพร่ภาพเริ่มต้นจากการส่งภาพขาวดำ ต่อมานำสัญญาณสีมาใช้ร่วมแต่เมื่องคอมพิวเตอร์เจริญก้าวหน้าขึ้น การประมวลผลสัญญาณก็เริ่มเปลี่ยนจากอานาล็อกมาเป็นดิจิตอล ภาพวิดีโอที่เห็นเป็นภาพขนาด 625 เส้น ที่จะต้องส่งให้ได้ไม่น้อยกว่า 25 เฟรมในหนึ่งวินาที และถ้าต้องการเปลี่ยนสัญญาณภาพแบบอานาล็อกให้เป็นดิจิตอลจะต้องใช้แถบสัญญาณดิจิตอลถึง 90 ล้านบิตต่อวินาที การที่จะส่งสัญญาณดิจิตอลที่เป็นข้อมูลขนาด 90 เมกะบิตต่อวินาทีจึงไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะข่ายสื่อสารส่วนใหญ่เป็นข่ายสัญญาณข้อมูลความเร็วต่ำ

วิชาการทางด้านการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล และการสื่อสารข้อมูลจึงต้องนำมาใช้ในสหรัฐอเมริกามีการทำโครงร่างการสื่อสารแบบ T1 ซึ่งเริ่มจากกลุ่มเล็กสุดคือ 56 กิโลบิตต่อวินาที แต่ทางยุโรปมีมาตรฐาน CCITT ที่ทางโครงร่างแบบ E1 คือเริ่มกลุ่มเล็กสุดคือ 64 กิโลบิต และ 1E1 มีความเร็วของสัญญาณเท่ากับ 32 ช่องของ 64 Kbit คือ 2048 กิโลบิตต่อวินาที

ขณะเดียวกันมาตรฐานระบบ ISDN-Integrated Service Data Network ซึ่งวางฐานของระบบบริการรวมไปบนเครือข่ายสวิตชิ่ง เช่น โทรศัพท์ โทรสาร โทรวิดีโอ หรือแม้แต่การส่งข้อมูลความเร็วสูง ก็ได้พัฒนาบนพื้นฐานของมาตรฐาน 2B+D คือมีช่องเสียงขนาด 64 กิโลบิต 2 ช่อง และ 16 กิโลบิต สำหรับข้อมูลหนึ่งของแถบกว้างที่เล็กสุดของ ISDN คือ 128 กิโลบิต + 16 กิโลบิต ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์จะต้องมีเป้าหมายที่จะลดแถบกว้างของสัญญาณให้ลงมาเหลือขนาดที่จะส่งใน ISDN ได้ ลองนึกดูว่าจะต้องลดแถบกว้างของสัญญาณภาพทีวีขนาด 90 ล้านบิตต่อวินาทีให้เหลือ 128 กิโลบิตต่อวินาที นับว่าเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก

การประมวลผลสัญญาณดิจิตอลและเทคนิคทางคณิตศาสตร์ ผนวกกับความก้าวหน้าในการผลิตชิพหรือ ULSI ที่ทำงานความเร็วสูง มีพัฒนาการที่รวดเร็วและก้าวหน้าจนในปัจจุบันสามารถผลิตชิพที่ทำงานตามอัลกอริทึมได้ซับซ้อนยิ่งจนระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์เป็นจริงขึ้นได้

หัวใจสำคัญของวิดีโอคอนเฟอเรนต์อยู่ที่โคเด็ก (Codec)

Codec เป็นคำย่อมาจาก Code และ Decode คือ การเข้ารหัสและการถอดรหัสจากข้อมูลภาพที่มีจำนวนเส้น 625 เส้น 25 เฟรมต่อวินาที (กรณีสัญญาณ PAL) เมื่อแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอลแล้วจะต้องเปลี่ยนกลับเป็นพิกเซลหรือจุดสี ปัญหามีอยู่ว่าจะใช้พิกเซลเท่าไรดี ตามมาตรฐาน CCITT H.261 ซึ่งเป็นมาตรฐานสำคัญที่กำหนดในเรื่องการเข้ารหัส กำหนดจำนวนเส้นใช้เพียง 288 เส้น แต่ละเส้นมีความละเอียด 352 พิกเซล นั่นหมายถึงได้ความละเอียดเท่ากับ 352x288 พิกเซล เรียกฟอร์แมตการแสดงผลนี้ว่า Common Intermediate format และยังยอมให้ใช้ความละเอียดแบบหนึ่งในสี่ คือลดจำนวนเส้นเหลือ 144 เส้น และพิกเซลหรือ 176 พิกเซล ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของจอภาพ ถ้าใช้จอภาพขนาดเล็กจำนวนพิกเซลก็ลดลงไปได้

เมื่อจำนวนพิกเซลลดลงความละเอียดของภาพก็ลดลงโดยยังลดอัตราการแสดงภาพไว้เพียง 10-15 ภาพต่อวินาทีด้วยอัตราเหล่านี้จะทำให้ภาพเกิดการสั่นกระพริบ จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ ช่วยในการใช้หลักการประมาณค่าและสร้างภาพเสริมเพื่อให้ภาพนิ่ง ทฤษฎีการประมาณค่าทำให้ภาพต่อเนื่องและดูสมจริงสมจังเหมือนของเดิม

ที่สำคัญอยู่ที่หลักการการบีบอัดข้อมูลภาพ การบีบอัดข้อมูลภาพทำให้ลดขนาดข้อมูลภาพได้มาก แต่ต้องทำอย่างรวดเร็วเพื่อภาพที่ส่งจะไม่มีการหน่วงเวลา การประมวลผลภาพนี้จึงมีวิธีการทั้งทางด้านการประมวลผลขั้นต้น และการประมวลผลชดเชยไปยังด้านรับ ที่สำคัญคือใช้หลักการเปรียบเทียบภาพสองเฟรมติดกัน แยกส่วนแตกต่างแล้วจึงนำส่วนแตกต่างเข้ารหัสแล้วส่งไป การแยกส่วนแตกต่างของสองเฟรมติดกันนี้ ทำให้ลดขนาดข้อมูลภาพลงไปได้มาก เพราะภาพวิดีโอที่เป็นภาพเคลื่อนไหว จะมีส่วนต่างของข้อมูลภาพในสองเฟรมติดกันไม่มาก และวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ก็เป็นภาพที่ไม่ตัดต่อจากหลายกล้องนัก จึงทำให้วิธีการประมวลผลโดยแยกความแตกต่าง จึงเป็นสิ่งที่เหมาะสม มีการสร้างชิพเพื่อกระทำในเรื่องการเข้ารหัสเฉพาะเพื่อความรวดเร็ว

การประมวลผลสัญญาณภาพด้วยเทคนิคทางคณิตศาสตร์มีหลักการมากมาย เช่น การหาค่าของความเข้มเฉลี่ยของหลายพิกเซล การหาค่าประมาณเพื่อการชดเชยภาพเคลื่อนไหวที่อาจดูเป็นชิ้นให้มีการเคลื่อนไหวที่ต่อเนื่องดีขึ้น

นอกจากนี้ในเรื่องของเสียงก็มีการบีบอัดสัญญาณ ปกติเสียงที่ส่งในสัญญาณโทรศัพท์หนึ่งช่องเสียง ใช้อัตราสุ่ม 2 เท่าของแถบกว้างสัญญาณเสียงแถบกว้างสัญญาณเสียง 4 กิโลเฮิร์ตช์ จึงใช้อัตราสุ่ม 8 กิโลเฮิร์ตช์ใช้การแปลงอานาล็อกเป็นดิจิตอลแบบ 8 บิต ดังนั้นช่องเสียงหนึ่งช่วงใช้แถบกว้าง 64 กิโลบิต การบีบอัดสัญญาณเสียงมีหลายเทคนิค เช่น ADPCM (Adaptive Pulse Code Modulation) การบีบอัดบางแบบเช่น ที่ใช้ในโทรศัพท์มือถือสามารถลดแถบกว้างสัญญาณเสียงลดลงได้ถึงประมาณ 8 เท่า

การส่งสัญญาณวิดีโอคอนเฟอเรนซ์เป็นการโต้ตอบกันสองทิศทาง ดังนั้นจะมีเสียงสะท้อนเกิดขึ้นอย่างมากมาย การสะท้อนเกิดจากการป้อนกลับของสัญญาณไปมา เช่น เสียงจากลำโพงป้อนกลับเข้าไมโครโฟนกลับไปมา คำที่เราได้ยินเสียงหอนในห้องประชุม ดังนั้นการประมวลผลสัญญาณจะมีเทคนิคพิเศษที่เรียกว่า การกำจัดเสียงสะท้อน (Echo Concellation)

ที่มา รศ.ยืน ภู่วรวรรณ
วารสาร COMPUTER USER ปีที่ 2 ฉบับที่ 21