รู้จักกับวิดีโอคอนเฟอเรนซ์

สภาพบ้านเมืองในปัจจุบันมีปัญหาใหญ่หลายที่จะต้องแก้ไข คือ ปัญหาจราจรติดขัดในเมืองใหญ่ ปัญหาการเดินทางเป็นปัญหาใหญ่และเพิ่มขึ้นทุกวัน เมื่อพบปะหน้าตากันก็จะต้องถามว่าใช้เวลาในการเดินทางเป็นอย่างไรบ้าง การเสียเวลาไปในการเดินทางจึงทำให้ระบบสื่อสารโดยเฉพาะโทรศัพท์มือถือในเมืองไทยขายดิบขายดี

สำหรับงานที่สำคัญด้วยแล้วเวลาเป็นสิ่งมีค่า ผู้บริหารระดับสูงมีความจำเป็นต้องเร่งรีบประชุมตัดสินปัญหา การประชุมระยะไกลจึงเป็นสิ่งที่หลาย ๆ บริษัทให้ความสนใจที่อยากจะนำมาใช้

แม้แต่ในสถาบันการเรียนการสอน เช่นมหาวิทยาลัยก็ให้ความสำคัญของการเรียนการสอน หลายสถาบันมีปัญหาเรื่องอาจารย์ผู้เชี่ยวชาญขาดแคลนเทคโนโลยีจึงเข้ามามีส่วนช่วยแก้ปัญหาดังกล่าว

เทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลทำให้สามารถส่งภาพ เสียง ได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะเรื่องของวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญกลับได้รับการกล่าวขวัญถึง มีแนวโน้มที่จะนำมาแก้ปัญหาต่าง ๆ เหล่านี้ได้อย่างดี

การประมวลผลภาพวิดีโอค่อย ๆ พัฒนาเป็นสำคัญ

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 ทฤษฎีการประมาณค่าทำให้ภาพต่อเนื่องและดูสมจริงสมจังเหมือนของเดิ

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)

โครงสร้างระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์

วิดีโอคอนเฟอเรนซ์ที่ใช้กันอยู่ในขณะนี้มีหลายระดับหลายรูปแบบและหลายเทคนิค วิดีโอคอนเฟอเรนซ์ทั่วไปมีหลักการที่จะต้องลดขนาดภาพและเสียงลงให้เหลือเพียงไม่มากแล้วส่งในสายสัญญาณที่มีแถบกว้างไม่มากนัก ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ทั่วไปมีโครงสร้างดังรูปที่ 1

ช่องสื่อสารที่ใช้เป็นช่องสื่อสารแบบสองทิศทาง (ฟูลดูเพล็กซ์) ซึ่งมีความเร็วจำกัด โดยมีอุปกรณ์เข้ารหัสที่สำคัญเรียกว่าโคเด็ก เป็นตัวเข้ารหัสสัญญาณที่ส่งต่อ

อุปกรณ์ประกอบที่สำคัญของวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ในระบบประกอบด้วย
1. กล้องโทรทัศน์ปรับส่วนไปมาซูมกล้อง
2. จอมอนิเตอร์แบ่งจอภาพดูปลายทางด้านใดด้านหนึ่ง
3. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมระบบสื่อสารควบคุมเสียง ภาพ แหล่งจ่ายไฟและอินเตอร์เฟ
4. แป้นควบคุมเพื่อควบคุมระยะไกลไปยังอีกปลายทางด้านหนึ่งได้
กล้องโทรทัศน์ เป็นกล้องทีวีที่ใช้ในการจับภาพ มีระบบเซอร์โว เพื่อควบคุมมาจากระยะไกลให้ปรับมุมเงย มุมก้ม ส่วนซ้ายขวา และซูมภาพได้ กล้องทีวีที่ใช้นี้อาจตักแยกจากระบบเพื่อการกำหนดมุมภาพที่ชัดเจน
จอมอนิเตอร์ เป็นจอภาพที่ใช้กับระบบ PAL หรือ NTSC ภาพที่ปรากฎมีระบบรวมสัญญาณเพื่อแบ่งจอภาพเป็นจอเล็ก ๆ เพื่อดูปลายทางแต่ละด้านหรือดูภาพของตนเอง ระบบจอภาพอาจขยายเป็นจอใหญ่ขนาดหลายร้อยนิ้วก็ได้
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยวกับการจัดการเรื่องเสียง การจัดการภาพและระบบสื่อสาร รวมทั้งตัวโคเด็กที่ใช้ในการบีบอัดสัญญาณภาพตลอดจนแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้มักวางอยู่บนชั้น Rack ขนาด 19 นิ้ว
แป้นควบคุม แป้นควบคุมเป็นสิ่งที่ใช้สำหรับการควบคุมระบบ เช่น ควบคุมการปรับมุมกล้องที่ปลายทางระยะห่างไกลการเลือกการติดต่อปลายทาง การปรับเสียง ปรับระบบสื่อสารต่าง ๆ


มาตรฐานเป็นสิ่งที่จำเป็น

ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ เป็นระบบสื่อสารเชื่อมโยงกันเป็นระบบ ดังนั้นเรื่องมาตรฐานเป็นสิ่งที่จำเป็นมิฉะนั้นแล้วการใช้ผลิตภัณฑ์ต่างยี่ห้อจะไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้เลย

ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ในยุคแรก และระบบที่มีอยู่บนเครื่องคอมพิวเตอร์ ส่วนใหญ่เป็นระบบเฉพาะบริษัท (proprictary) เช่น เมื่อใช้บนเครื่องซันเวอร์กสเตชันก็จะใช้กับกลุ่มเครื่องซัน หรือถ้าใช้กับเครื่องลักษณะกราฟิกส์ก็จะใช้ได้ในกลุ่มเครื่องนั้นเท่านั้น

มาตรฐานที่สำคัญเป็นมาตรฐานในกลุ่ม CCITT ซึ่งแบ่งกลุ่มมาตรฐานที่สำคัญได้แก่

H.261 เป็นมาตรฐานโคเด็กที่ใช้กับความเร็วของสื่อสารขนาด Nx64 กิโลบิต และถ้าเต็ม E1 (2048) จะได้ภาพเคลื่อนไหวเต็มที่ H.261 เป็นมาตรฐานการบีบอัดการประมวลผลบนโคเด็กที่ทำให้การเชื่อมโยงผลิตภัณฑ์ระหว่างยี่ห้อเกิดขึ้นได้

H.221 เป็นมาตรฐานเกี่ยวกับการกำหนดเฟรม เพื่อให้รายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างภาพแต่ละเฟรม

H.230 เป็นระบบสัญญาณที่ใช้ในการควบคุมการส่งสัญญาณและรับสัญญาณระหว่างโคเด็ก

H.242 เป็นโปรโตคอลการสื่อสารระหว่างโคเด็ก เพื่อการเชื่อมโยงและสื่อสารระหว่างกัน

H.230 เป็นมาตรฐานเพื่อกำหนดรายละเอียดของอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ในระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ

H.233 เป็นมาตรฐานการเข้ารหัสเพื่อการเอ็นคริปชันและดีคริปชัน เพื่อความปลอดภัยเกี่ยวกับการส่งสัญญาณภาพและเสียงในเครือข่าย

H.231 และ H.243 เป็นมาตรฐานเพื่อการกำหนดการทำงานแบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์หลาย ๆ ชุด โดยมีการสวิตชิ่งและกำหนดช่องเวลาในระบบมัลติเพล็กซ์สัญญาณหลายช่อง

H.261 เป็นระบบที่เพิ่มเติมเข้าไปโดยที่เทคโนโลยีอาจพัฒนาให้ดีขึ้นจนสามารถส่งภาพรายละเอียดสูงได้

มาตรฐานเหล่านี้ยังเป็นของใหม่ ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาและปรับใช้ นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานที่เกี่ยวกับภาพที่มีการใช้งานกันมากทางคอมพิวเตอร์คือ JPEG และ MPEG ที่จะลดขนาดของภาพให้เล็กลงเพื่อเก็บลงไฟล์

การประยุกต์วิดีโอคอนเฟอเรนซ์

บริษัททีมชาติ เป็นบริษัทที่มีสำนักงานกระจายอยู่หลายประเทศหรือบริษัทที่มีผู้บริหารกระจายการทำงานอยู่ทั่วไป เมื่อต้องการประชุมก็จะต้องเดินทางมาร่วมกันเสียเวลาการเดินทาง เสียค่าใช้จ่าย ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ช่วยทำให้การประชุมร่วมกันเกิดขึ้นได้ โดยกำหนดวันเวลาการประชุมร่วมกันโดยไม่ต้องเสียเวลาการเดินทา

ผู้เขียนได้มีโอกาสวางระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ เพื่อการเรียนการสอน โดยได้เชื่อมโยงห้องเรียนขนาด 300 คน สามห้องจากวิทยาเขตบางเขนและกำแพงแสนผ่านระบบไมโครเวฟ การบรรยายต่าง ๆ ที่ใดที่หนึ่งก็มีผู้เรียนที่อยู่ที่ห่างไกลร่วมเรียนด้วยได้ ทำให้การเรียนการสอนมีประสิทธิภาพได้ ทำให้การเรียนการสอนมีประสิทธิภาพและผู้สอนไม่จำเป็นต้องเดินทางไปมาระหว่างวิทยาเขต ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์จึงเป็นระบบที่เหมาะกับการประยุกต์ในเรื่องการเรียนการสอนทางไกล เป็นการประหยัดงบประมาณ เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

อนาคตของวิดีโอคอนเฟอเรนซ์

วิดีโอคอนเฟอเรนซ์ยังเป็นอุปกรณ์ที่มีราคาแพง ประจวบกับช่องสื่อสารความเร็วสูงที่ใช้ในประเทศไทย เช่น ใช้สัญญาณดาวเทียม ใช้สายเช่าล้วนแล้วแต่มีราคาแพง ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์จึงต้องใช้งานที่มีความสำคัญสูงเพื่อประโยชน์ที่คุ้มค่า

อย่างไรก็ดี การพัฒนาของระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ในปัจจุบันสามารถสร้างชิพ โคเด็กที่ลดสัญญาณลงเหลือขนาด 64 กิโลบิตได้ แต่ราคาโคเด็กมาตรฐาน H.261 ยังมีราคาแพง จึงทำให้ระบบวิดีโอคอนเฟนเรนซ์มีราคาสูง

สิ่งที่น่าจับตายิ่งคือ ปัจจุบันมีการสร้างชิพ VCSI ที่ทำงานทางวิดีโอและโคเด็กได้ดี มีแนวโน้มที่ถูกลง ดังนั้นเชื่อแน่ว่าระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์จะมีราคาลดลงอีกมาก

ในพีซีมีการ์ดโคเด็กตามมาตรฐาน H.261 ออกจำหน่ายแล้ว โดยใช้ช่องสื่อสารบนแลน ด้วยภาพเชื่อมโยงหนึ่งช่องจาก 64 กิโลบิตขึ้นไปการ์ดวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ตามมาตรฐาน H.261 จึงเป็นสิ่งที่น่าสนใจที่จะทำให้พีซีเป็นวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ที่ราคาถูกลง ปัจจุบันการ์ดโคเด็กบนพีซี ถ้าสั่งซื้อเข้ามาใช้จะตกราคาประมาณ 2 แสนบาทต่อการ์ด ในอนาคตอันใกล้นี้การ์ดโคเด็กบนพีซีจะต้องลดราคาลงอีกมาก และเชื่อว่าระบบวิดีโอคอนเฟอซ์เรนซ์บนพีซีที่อยู่บนแลนจะมีราคาถูกลงจนมีผู้ใช้ได้อย่างแพร่หลาย

การคาดหวังทั้งหมดมีแนวโน้มที่เป็นจริงอย่างยิ่ง เชื่อแน่ว่าในไม่ช้าเราจะเริ่มเห็นวิดีโอโฟน วิดีโอคอนเฟอเรนซ์ แม้กระทั่งในบ้านเรือน เพราะเป้าหมายของการบริการ ISDN ก็เป็นเป้าหมายหนึ่งที่วางไว้ให้ระบบสื่อสารเชื่อมโยงในระบบมัลติมีเดีย


เขียนโดย : รศ.ยืน ภู่วรวรรณ
วารสาร COMPUTER USER ปีที่ 2 ฉบับที่ 21 สิงหาคม 2538
Last update : 02/07/1999