๑. เทคโนโลยีสารสนเทศสมัยใหม่
๑.๑ ระบบบอกตำแหน่ง
ปัจจุบันมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้บอกตำแหน่งบนพื้นโลกได้
คือ จีพีเอส (Global Positioning System: GPS) ทำงานร่วมกับดาวเทียม
ในระดับความสูง 20,200 กิโลเมตร
สามารถบอกตำแหน่งได้ทุกแห่งบนโลก
โดยความแม่นยำขึ้นอยู่กับจำนวนดาวเทียมที่จีพีเอสทำงานร่วมและสภาพอากาศ
ปัจจุบันได้นำระบบนี้มาใช้งานด้านต่าง ๆ มากมาย เช่น การหาตำแหน่งบนพื้นโลก การนำมาสร้างเป็นระบบนำทาง (Navigator system) การใช้ติดตามบุคคลหรือติดตามยานพาหนะ นอกจากนี้ระบบจีพีเอสยังสามารถนำมาใช้อ้างอิงเพื่อปรับตั้งเวลาให้ถูกต้อง โดยใช้เวลาจากดาวเทียมทุกดวงซึ่งมีเวลาที่ตรงกัน
จีพีเอสนิยมใช้ในรถยนต์เพื่อเป็นระบบนำทาง โดยทำงานร่วมกับโปรแกรมแผนที่ที่บรรจุอยู่ในตัวเครื่อง ปัจจุบันมีการนำระบบจีพีเอสไปติดตั้งในเครื่องพีดีเอ กล้องดิจิทัล และโทรศัพท์เคลื่อนที่ การใช้งานจีพีเอสเพื่อระบุตำแหน่งบนพื้นโลกจำเป็นต้องติดต่อกับดาวเทียมอย่างน้อย ๓ ดวง ในกรณีที่ต้องการทราบความสูงของตำแหน่งจากพื้นโลกด้วย ต้องติดต่อกับดาวเทียมอย่างน้อย ๔ ดวง
๑.๒ อาร์เอฟไอดี
อาร์เอฟไอดี (Radio
Frequency Identification: RFID) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้คลื่นวิทยุในการอ่านข้อมูล
ใช้ในระบบป้องกันการขโมยสินค้า ระบบอ่านบัตรประจำตัวพนักงาน ระบบเก็บค่าผ่านทาง
โครงสร้างของระบบประกอบด้วย ๒ ส่วนย่อย คือ ทรานสปอนเดอร์ (Transponder) และเครื่องอ่าน (Reader)
ประโยชน์ของอาร์เอฟไอดี
๑)
สามารถอ่านทรานสปอนเดอร์พร้อมกันได้หลายชิ้นและใช้เวลารวดเร็ว
๒) ทนทานต่อความเปียนชื้น
๓) มีความปลอดภัยสูง
ยากต่อการปลอมแปลงและเลียนแบบ
๔)
ป้องกันการอ่านข้อมูลซ้ำของวัตถุชิ้นเดียวกัน
๕)
สามารถอ่านข้อมูลได้โดยไม่จำเป็นต้องมองเห็นตัวทรานสปอนเดอร์
๑.๓ เทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สาย
ปัจจุบันระบบไร้สายได้รับความนิยมอย่างมาก
เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบจีเอสเอ็ม (Global System for
Mobile Communication: GSM) เทคโนโลยีที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีตั้งแต่ยุคที่
๒ (2G) และยุคที่ ๓ (3G)
2G มีการบีบอัดสัญญาณเสียงในรูปแบบดิจิทัล
การรับ-ส่งข้อมูลยังไม่มีประสิทธิภาพมากนัก
2.5G นำระบบจีพีอาร์เอส (General
Packet Radio Service: GPRS) มาใช้ร่วมกับระบบจีเอสเอ็ม
ทำให้สามารถรับ ส่งข้อมูและเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้
เทคโนโลยีจีพีอาร์เอสนี้สามารถสื่อสารข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงสุด
171.2
กิโลบิตต่อวินาที ต่อมาได้มีการปรับปรุงระบบจีพีอาร์เอสให้มีความเร็วในการสื่อสารสูงขึ้นถึง
384 กิโลบิตต่อวินาที เทคโนโลยีนี้ชื่อว่า เอจ (Enhanced
Data Rates for Global Evolution: EDGE) ซึ่งจัดอยู่ในยุค 2.75G
4G ทำให้การส่งข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ตด้วยความเร็วสูงกว่า
3G มีการให้บริการที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น
อัตราในการส่งข้อมูลไม่ต่ำกว่า 100 เมกะบิตต่อวินาที
๑.๔ การประมวลผลภาพ
การประมวลผลภาพ (image
processing) เป็นการนำภาพมาเปลี่ยนเป็นข้อมูลดิจิทัล เช่น
– ระบบตรวจกระดาษคำตอบ
– ระบบตรวจจับใบหน้าในกล้องดิจิทัล
– ระบบอ่านบาร์โค้ด
– ระบบตรวจจับการเคลื่อนไหวเพื่อการรักษาความปลอดภัย
เทคโนโลยีการประมวลผลภาพ (Image processing)
การประมวลผลภาพ (Image Processing) หมายถึง การนำภาพมาประมวลผลหรือคิดคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่เราต้องการทั้งในเชิงคุณภาพและปริมาณ
โดยมีขั้นตอนต่าง ๆ ที่สำคัญ คือ การทำให้ภาพมีความคมชัดมากขึ้น การกำจัดสัญญาณรบกวนออกจากภาพ การแบ่งส่วนของวัตถุที่เราสนใจออกมาจากภาพ เพื่อนำภาพวัตถุที่ได้ไปวิเคราะห์หาข้อมูลเชิงปริมาณ เช่น ขนาด รูปร่าง และทิศทางการเคลื่อนของวัตถุในภาพ จากนั้นเราสามารถนำข้อมูลเชิงปริมาณเหล่านี้ไปวิเคราะห์ และสร้างเป็นระบบ เพื่อใช้ประโยชน์ในงานด้านต่างๆ เช่น ระบบรู้จำลายนิ้วมือเพื่อตรวจสอบว่าภาพลายนิ้วมือที่มีอยู่นั้นเป็นของผู้ใด ระบบตรวจสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม ระบบคัดแยกเกรดหรือคุณภาพของพืชผลทางการเกษตร ระบบอ่านรหัสไปรษณีย์อัตโนมัติ เพื่อคัดแยกปลายทางของจดหมายที่มีจำนวนมากในแต่ละวันโดยใช้ภาพถ่ายของรหัสไปรษณีย์ที่อยู่บนซอง ระบบเก็บข้อมูลรถที่เข้าและออกอาคารโดยใช้ภาพถ่ายของป้ายทะเบียนรถเพื่อประโยชน์ในด้านความปลอดภัย ระบบดูแลและตรวจสอบสภาพการจราจรบนท้องถนนโดยการนับจำนวนรถบนท้องถนนในภาพถ่ายด้วยกล้องวงจรปิดในแต่ละช่วงเวลา ระบบรู้จำใบหน้าเพื่อเฝ้าระวังผู้ก่อการร้ายในอาคารสถานที่สำคัญ ๆ หรือในเขตคนเข้าเมือง เป็นต้น จะเห็นได้ว่าระบบเหล่านี้จำเป็นต้องมีการประมวลผลภาพจำนวนมาก และเป็นกระบวนการที่ต้องทำซ้ำ ๆ กันในรูปแบบเดิมเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งงานในลักษณะเหล่านี้ หากให้มนุษย์วิเคราะห์เอง มักต้องใช้เวลามากและใช้แรงงานสูง อีกทั้งหากจำเป็นต้องวิเคราะห์ภาพเป็นจำนวนมาก ผู้วิเคราะห์ภาพเองอาจเกิดอาการล้า ส่งผลให้เกิดความผิดพลาดขึ้นได้ ดังนั้นคอมพิวเตอร์จึงมีบทบาทสำคัญในการทำหน้าที่เหล่านี้แทนมนุษย์ อีกทั้ง เป็นที่ทราบโดยทั่วกันว่า คอมพิวเตอร์มีความสามารถในการคำนวณและประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้ในเวลาอันสั้น จึงมีประโยชน์อย่างมากในการเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลภาพและวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากภาพในระบบต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้น
การประชุมทางไกลผ่านระบบเทเลคอนเฟอเรน ใช้เทคนิคการบีบอัดภาพ
การตรวจลายนิ้วมือโดยใช้ ระบบสแกนลายนิ้วมือ
ภาพถ่ายดาวเทียมใช้หลักการของการประมวลผลภาพ
งานทางหุ่นยนต์ ใช้ในการออกแบบหุ่นยนต์กู้ภัยค้นหาผู้บาดเจ็บหรือเสียชีวิตจากอุบัติเหตุ
นอกจากตัวอย่างระบบต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้นแล้ว งานที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับชีวิตและสุขภาพเราอย่างมาก คือ งานวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ ก็จำเป็นต้องนำศาสตร์ทางด้านการประมวลผลภาพมาประยุกต์ใช้เช่นกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ หรือตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายของผู้ป่วยได้รวดเร็วยิ่งขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นตัวอย่างการนำภาพถ่ายมาทำการวิเคราะห์ ใช้หลักการของการประมวลผลภาพให้ภาพคมชัดมากยิ่งขึ้นในการหาเชื้อแบตทีเรีย
ในปัจจุบัน เทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ ซึ่งทำให้แพทย์สามารถตรวจดูอวัยวะสำคัญ ๆ ต่าง ๆ ภายในร่างกายได้โดยไม่จำเป็นต้องผ่าตัด ได้พัฒนาไปไกลมาก เริ่มจากเครื่องเอ็กซเรย์ (X-Ray) ซึ่งสามารถถ่ายภาพโครงสร้างกระดูกและอวัยวะบางอย่างเช่น ปอด ภายในร่างกายได้ ต่อมาได้มีการพัฒนาสร้างเครื่อง CT (Computed Tomography) ซึ่งสามารถจับภาพอวัยวะต่าง ๆ ในแนวระนาบตัดขวางได้ ทำให้เราเห็นข้อมูลภาพได้มากขึ้น
ภาพถ่ายดาวเทียมใช้หลักการของการประมวลผลภาพ
งานทางหุ่นยนต์ ใช้ในการออกแบบหุ่นยนต์กู้ภัยค้นหาผู้บาดเจ็บหรือเสียชีวิตจากอุบัติเหตุ
นอกจากตัวอย่างระบบต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้นแล้ว งานที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับชีวิตและสุขภาพเราอย่างมาก คือ งานวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ ก็จำเป็นต้องนำศาสตร์ทางด้านการประมวลผลภาพมาประยุกต์ใช้เช่นกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ หรือตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายของผู้ป่วยได้รวดเร็วยิ่งขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นตัวอย่างการนำภาพถ่ายมาทำการวิเคราะห์ ใช้หลักการของการประมวลผลภาพให้ภาพคมชัดมากยิ่งขึ้นในการหาเชื้อแบตทีเรีย
ในปัจจุบัน เทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ ซึ่งทำให้แพทย์สามารถตรวจดูอวัยวะสำคัญ ๆ ต่าง ๆ ภายในร่างกายได้โดยไม่จำเป็นต้องผ่าตัด ได้พัฒนาไปไกลมาก เริ่มจากเครื่องเอ็กซเรย์ (X-Ray) ซึ่งสามารถถ่ายภาพโครงสร้างกระดูกและอวัยวะบางอย่างเช่น ปอด ภายในร่างกายได้ ต่อมาได้มีการพัฒนาสร้างเครื่อง CT (Computed Tomography) ซึ่งสามารถจับภาพอวัยวะต่าง ๆ ในแนวระนาบตัดขวางได้ ทำให้เราเห็นข้อมูลภาพได้มากขึ้น
การใช้เครื่อง CT สแกนเพื่อตรวจหาความผิดปกติของมะเร็งเต้านม
อีกทั้งยังมีเครื่อง MRI (Magnetic Resonance Imaging) ซึ่งใช้ถ่ายภาพส่วนที่เป็นเนื้อเยื้อที่ไม่ใช่กระดูก (soft tissues) ได้ดี ภาพ MRI นี้นอกจากจะให้ข้อมูลทางกายภาพแล้วยังให้ข้อมูลทางเคมีได้อีกด้วย เครื่อง MRI ยังสามารถถ่ายภาพอวัยวะที่ต้องการในระนาบต่าง ๆ ได้ด้วย โดยไม่จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายตำแหน่งของผู้ป่วย
หรือแม้กระทั่ง เทคนิคการถ่ายภาพด้วยอัลตราซาวด์ (Ultrasound) ซึ่งใช้ตรวจดูความสมบูรณ์ของทารกในครรภ์มารดา หรือตรวจดูขนาดของ ตับ ม้าม ถุงน้ำดี และ ไต เพื่อหาความผิดปกติของอวัยวะเหล่านี้ ในปัจจุบันก็ยังมีใช้กันอย่างแพร่หลาย ด้วยเทคนิคใหม่ ๆ ในการถ่ายภาพทางการแพทย์เหล่านี้ บวกกับเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าขึ้น ซึ่งเพิ่มความสะดวกรวดเร็วในการใช้งานเครื่องถ่ายภาพเหล่านี้ ทำให้มีการถ่ายภาพทางการแพทย์เพื่อเป็นแนวทางในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ กันอย่างแพร่หลาย นั้นหมายความว่า ปัจจุบันมีภาพทางการแพทย์ที่จำเป็นต้องนำมาประมวลผลเป็นจำนวนมหาศาล ซึ่งอาจจะเกินกำลังที่จะให้บุคลากรทางการแพทย์แต่ละคนมาวิเคราะห์ได้ในแต่ละวัน จึงมีความจำเป็นต้องนำเทคโนโลยีทางการประมวลผลภาพเข้าช่วย เนื่องจากภาพทางการแพทย์ต่าง ๆ เหล่านี้ ปัจจุบันได้ถูกพัฒนาให้สามารถเก็บอยู่ในรูปแบบดิจิทัลได้แล้ว ทำให้สะดวกในการจัดเก็บ รักษา และส่งข้อมูลภาพ และที่สำคัญเรายังสามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านี้ได้ด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคได้รวดเร็วยิ่งขึ้น อีกทั้งในการถ่ายภาพเพื่อตรวจดูการทำงาน หรือตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะหนึ่ง ๆ นั้นในแต่ละครั้งนั้น อาจต้องใช้ภาพจำนวนมากในการเปรียบเทียบวิเคราะห์ เช่น การถ่ายภาพหัวใจด้วยเครื่อง MRI จำเป็นต้องถ่ายภาพตลอดระยะเวลาการเต้นของหัวใจในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ซึ่งอาจได้ภาพออกมาเป็นจำนวนร้อย ๆ ภาพ เป็นต้น ดังนั้น ในการทำงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญกับภาพถ่ายจำนวนมากเหล่านี้ จึงทำให้ต้องเสียเวลาและใช้แรงงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญอย่างมากเกินจำเป็น อีกทั้งผู้เชี่ยวชาญเองอาจเกิดอาการล้าได้ หากจำเป็นต้องวิเคราะห์ภาพเป็นเวลาติดต่อกันเป็นเวลานาน ๆ ด้วยเหตุนี้เอง จึงได้มีการนำการประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ ซึ่งถือเป็นศาสตร์ใหม่ เรียกว่า การประมวลผลภาพทางการแพทย์ (Medical Image Processing) เพื่อให้แพทย์ผู้เชี่ยวชาญสามารถวิเคราะห์ภาพจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว และเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคได้ดีขึ้นด้วย
หรือแม้กระทั่ง เทคนิคการถ่ายภาพด้วยอัลตราซาวด์ (Ultrasound) ซึ่งใช้ตรวจดูความสมบูรณ์ของทารกในครรภ์มารดา หรือตรวจดูขนาดของ ตับ ม้าม ถุงน้ำดี และ ไต เพื่อหาความผิดปกติของอวัยวะเหล่านี้ ในปัจจุบันก็ยังมีใช้กันอย่างแพร่หลาย ด้วยเทคนิคใหม่ ๆ ในการถ่ายภาพทางการแพทย์เหล่านี้ บวกกับเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าขึ้น ซึ่งเพิ่มความสะดวกรวดเร็วในการใช้งานเครื่องถ่ายภาพเหล่านี้ ทำให้มีการถ่ายภาพทางการแพทย์เพื่อเป็นแนวทางในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ กันอย่างแพร่หลาย นั้นหมายความว่า ปัจจุบันมีภาพทางการแพทย์ที่จำเป็นต้องนำมาประมวลผลเป็นจำนวนมหาศาล ซึ่งอาจจะเกินกำลังที่จะให้บุคลากรทางการแพทย์แต่ละคนมาวิเคราะห์ได้ในแต่ละวัน จึงมีความจำเป็นต้องนำเทคโนโลยีทางการประมวลผลภาพเข้าช่วย เนื่องจากภาพทางการแพทย์ต่าง ๆ เหล่านี้ ปัจจุบันได้ถูกพัฒนาให้สามารถเก็บอยู่ในรูปแบบดิจิทัลได้แล้ว ทำให้สะดวกในการจัดเก็บ รักษา และส่งข้อมูลภาพ และที่สำคัญเรายังสามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านี้ได้ด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคได้รวดเร็วยิ่งขึ้น อีกทั้งในการถ่ายภาพเพื่อตรวจดูการทำงาน หรือตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะหนึ่ง ๆ นั้นในแต่ละครั้งนั้น อาจต้องใช้ภาพจำนวนมากในการเปรียบเทียบวิเคราะห์ เช่น การถ่ายภาพหัวใจด้วยเครื่อง MRI จำเป็นต้องถ่ายภาพตลอดระยะเวลาการเต้นของหัวใจในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ซึ่งอาจได้ภาพออกมาเป็นจำนวนร้อย ๆ ภาพ เป็นต้น ดังนั้น ในการทำงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญกับภาพถ่ายจำนวนมากเหล่านี้ จึงทำให้ต้องเสียเวลาและใช้แรงงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญอย่างมากเกินจำเป็น อีกทั้งผู้เชี่ยวชาญเองอาจเกิดอาการล้าได้ หากจำเป็นต้องวิเคราะห์ภาพเป็นเวลาติดต่อกันเป็นเวลานาน ๆ ด้วยเหตุนี้เอง จึงได้มีการนำการประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ ซึ่งถือเป็นศาสตร์ใหม่ เรียกว่า การประมวลผลภาพทางการแพทย์ (Medical Image Processing) เพื่อให้แพทย์ผู้เชี่ยวชาญสามารถวิเคราะห์ภาพจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว และเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคได้ดีขึ้นด้วย
การประมวลผลภาพทางการแพทย์ เป็นการนำเทคนิคหรือวิธีการต่าง ๆ ของการประมวลผลภาพ มาใช้กับภาพทางการแพทย์ โดยการเลือกใช้เทคนิคต่าง ๆ กับภาพทางการแพทย์นี้ จะขึ้นอยู่กับเป้าหมายหรือวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์นั้น ๆ เพื่อให้ได้ผลลัพท์ ที่ช่วยให้แพทย์สามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านั้นได้สะดวกและรวดเร็วมากขึ้น โดยเทคนิคของการประมวลผลภาพมีมากมายหลายวิธีการ ซึ่งส่วนใหญ่แล้ว ในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์มักจะใช้หลาย ๆ วิธีการร่วมกัน เพื่อให้ได้สิ่งที่ต้องการตามเป้าหมายหรือวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์นั้น ๆ เทคนิคของการประมวลผลภาพที่สำคัญ ๆ ในการจัดการกับภาพทางการแพทย์ มีดังตัวอย่างต่อไปนี้
การแบ่งส่วนภาพ (Image Segmentation) เป็นวิธีการแบ่งส่วนใดส่วนหนึ่งของภาพที่เราสนใจออกมาจากภาพที่เราต้องการ ซึ่งการแบ่งส่วนภาพนี้ โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นขั้นตอนเบื้องต้นและสำคัญอย่างมากของการประมวลผลภาพทางการแพทย์ เนื่องจากภาพทางการแพทย์ที่ได้จากเครื่องถ่ายภาพแบบต่าง ๆ นั้น โดยปกติมักจะมีองค์ประกอบอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียงกับอวัยวะที่ทำถ่ายภาพมา เช่น เนื้อเยื่อ กระดูก อวัยวะข้างเคียง หรือแม้กระทั่งสัญญาณรบกวน (Noise) ที่ขึ้นในขณะถ่ายภาพ ด้วยเหตุนี้ การวิเคราะห์เฉพาะอวัยวะที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องใช้การแบ่งส่วนภาพมาทำหน้าที่ตัดแยกส่วนที่เราต้องการออกมา ตัวอย่างเช่น การแบ่งส่วนเนื้อสมองจากภาพสมอง การแบ่งส่วนภาพหัวใจห้องล่างซ้ายจากภาพหัวใจ MRI การแบ่งส่วนเฉพาะเส้นโลหิต การแบ่งส่วนข้อกระดูกสันหลังจากภาพลำกระดูกสันหลัง หรือ การแบ่งส่วนของทารกจากภาพอัลตราซาวด์ เป็นต้น การแบ่งส่วนภาพทางการแพทย์มีทั้งการแบ่งส่วนภาพแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ ขึ้นอยู่ความจำเป็นและวัตถุประสงค์ของการนำไปวิเคราะห์ โดยวิธีการแบ่งส่วนภาพที่กำลังได้รับความนิยมในงานวิจัยเกี่ยวกับภาพทางการแพทย์ ได้แก่ แอ็กทิฟคอนทัวร์ (Active Contour) และ แอ็กทิฟเซอร์เฟส (Active Surface) เป็นต้น
การซ้อนทับภาพ (Image Registration)
เป็นวิธีการนำข้อมูลของสองภาพหรือมากกว่า มารวมกันเพื่อให้เกิดภาพใหม่ที่มีข้อมูลภาพสมบูรณ์มากขึ้น โดยภาพใหม่ที่ได้นี้ จะเป็นการรวมตัวกันของข้อมูลหรือรายละเอียดในแต่ละภาพที่นำมาผสานกัน มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดและข้อมูลที่เพียงพอสำหรับการนำไปใช้งาน หรือการนำภาพไปวิเคราะห์ โดยส่วนใหญ่แล้วภาพที่จะนำมาซ้อนทับกันนั้น อาจเป็นภาพถ่ายของอวัยวะเดียวกัน ที่ถ่ายต่างเวลากัน ต่างมุมมองกัน หรือ ใช้เทคนิคในการถ่ายภาพที่แตกต่างกัน เป็นต้น และการนำวิธีการซ้อนทับภาพมาใช้กับภาพทางการแพทย์ มีประโยชน์ในหลาย ๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น การตรวจ ติดตาม หรือหาความผิดปกติของอวัยวะต่าง ๆ ทำได้โดยการนำภาพถ่ายของอวัยวะที่ต้องการตรวจ ที่ได้ถ่ายไว้ในอดีต มาทำการซ้อนทับกับภาพถ่ายของอวัยวะเดียวกันที่ถ่ายไว้ในปัจจุบัน โดยทำให้ตำแหน่งของอวัยวะต่าง ๆ ของทั้งสองภาพตรงกัน ซึ่งการทำในลักษณะนี้ จะทำให้เห็นถึงความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นของอวัยวะนั้น ว่ามีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรบ้างในช่วงเวลานั้น มีแนวโน้มที่จะเป็นอย่างไรต่อไป มีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นหรือไม่ มีอวัยวะที่โตขึ้นผิดปกติหรือไม่ เป็นต้น การนำภาพทางการแพทย์ที่ใช้เทคนิคในการถ่ายภาพแตกต่างกัน มาทำการซ้อนทับภาพ เป็นอีกหนึ่งประโยชน์ของวิธีการนี้ เนื่องจากภาพทางการแพทย์ที่ถ่ายโดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพเพียงแบบเดียว อาจจะทำให้ได้ข้อมูลไม่ครบถ้วนตามที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคการถ่ายภาพหลาย ๆ แบบ เพื่อให้ได้ข้อมูล รายละเอียดของอวัยวะ หรือองค์ประกอบรอบข้างอื่น ๆ ของอวัยวะนั้น ๆ เพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากในการนำภาพไปวิเคราะห์ ตัวอย่างเช่น การนำภาพสมองที่ถ่ายด้วยเครื่อง CT ซึ่งมีรายละเอียดที่ชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เป็นกระดูก มาซ้อนทับกับภาพสมองที่ถ่ายด้วยเครื่อง MRI ซึ่งให้รายละเอียดของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ภายในสมองได้ดีกว่าภาพที่ถ่ายด้วยเครื่อง CT และเห็นได้ว่า ภาพใหม่ที่ได้จากการซ้อนทับของข้อมูลจากภาพทั้งสองนี้ จะมีรายละเอียดขององค์ประกอบต่าง ๆ เพิ่มมากขึ้น คือ มีทั้งส่วนที่เป็นกะโหลกศีรษะและรายละเอียดของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ในสมอง จึงทำให้สามารถวิเคราะห์ภาพใหม่นี้เพียงภาพเดียวได้ โดยไม่ต้องพิจารณาภาพทั้งสองแยกกัน
การสร้างภาพ 3 มิติ (3D Image Reconstruction)
การวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์โดยใช้ภาพ 3 มิติ กำลังได้รับความต้องการอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากภาพ 3 มิติ สามารถแสดงให้เห็นถึงภาพรวมหรือรายละเอียดในมุมมองต่าง ๆ ของอวัยวะได้ จึงมีประโยชน์อย่างมากในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ โดยอวัยวะหรือส่วนของร่างกายที่ได้มีการวิเคราะห์ในรูปแบบ 3 มิติ ตัวอย่างเช่น สมอง หัวใจ กระดูก ฟัน และขากรรไกร เป็นต้น
ภาพ 3 มิติสำหรับภาพทางการแพทย์นั้น มักสร้างมาจากภาพ 2 มิติหลาย ๆ ภาพ ทำได้โดยการนำภาพเหล่านั้น มาผ่านกระบวนการประมวลผลภาพ เช่น การแบ่งส่วนภาพ เป็นต้น เพื่อให้ได้รายละเอียด ส่วนประกอบต่าง ๆ หรือข้อมูลที่จำเป็นของอวัยวะที่ต้องการ จากนั้น นำมาประกอบกันเพื่อขึ้นรูปเป็นภาพ 3 มิติ ซึ่งภาพ 3 มิติที่ได้นี้ จะมีลักษณะหรือรูปร่างที่เหมือนกับอวัยวะจริงเพียงใด ขึ้นอยู่กับข้อมูลของภาพ 2 มิติที่นำมาประมวลผล ถ้าภาพ 2 มิติที่ได้จากเครื่องถ่ายภาพมีภาพจำนวนมากเพียงพอ ถ่ายในทุกส่วนสัดอย่างละเอียด หรือ ได้ถ่ายไว้ในหลายมุมมอง ก็ยิ่งทำให้ภาพ 3 มิติที่ได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้น
ข้อดีของภาพ 3 มิติ คือ สามารถพิจารณาในลักษณะของปริมาตรหรือขนาดได้ ทำให้สามารถตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะได้ โดยดูจากขนาดที่เห็น หรือดูจากค่าที่คำนวณออกมาเป็นตัวเลข เช่น ปริมาตร หรือค่าความบ่งชี้ต่าง ๆ ทางการแพทย์ เป็นต้น เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการวิเคราะห์ว่าอวัยวะนั้น ๆ มีขนาดที่ใหญ่หรือเล็กผิดปกติหรือไม่ ตัวอย่างการนำภาพ 3 มิติมาช่วยงานในด้านการวางแผนการรักษา เช่น การวางแผนการฝังรากฟันเทียม ทำได้โดยการจัดการวางแผนกับภาพฟัน 3 มิติในคอมพิวเตอร์ ที่สร้างมาจากภาพฟันและขากรรไกร 2 มิติของผู้ป่วย หรือการวางแผนการจัดฟัน ที่ทำให้ผู้ป่วยสามารถเห็นลักษณะฟันของตนเอง ก่อนและหลังการจัดฟันได้ เพื่อเป็นตัวช่วยในการตัดสินใจว่าจะเข้ารับการรักษาหรือไม่ และ ในด้านการวางแผนการผ่าตัดฝังวัสดุในส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย จะช่วยให้แพทย์สามารถวางแผนและจัดการฝังวัสดุได้อย่างมีความถูกต้อง แม่นยำ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทั้งนี้ การประมวลผลภาพทางการแพทย์ ไม่ได้มีจุดประสงค์เพื่อเข้ามาทำหน้าที่หลักแทนแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ แต่เข้ามาทำหน้าที่เป็นเครื่องมืออำนวยความสะดวกหรือเป็นผู้ช่วยในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ต่าง ๆ เพื่อให้แพทย์สามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านั้นได้สะดวกและ รวดเร็วขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพในวิเคราะห์ให้ดีขึ้น ปัจจุบันยังมีความจำเป็นและต้องการผู้รู้ ผู้เชี่ยวชาญในการพัฒนาเทคนิคการประมวลผลภาพทางการแพทย์อีกมาก ทั้งนี้ ผู้ที่พัฒนากระบวนการประมวลผลภาพทางการแพทย์นี้ นอกจากจะต้องรู้วิธีการสั่งงานคอมพิวเตอร์ได้แล้ว ยังต้องเข้าใจความสามารถในการวิเคราะห์ภาพของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญในงานนั้น ๆ อีกด้วย เพื่อจะสามารถผสมผสานศาสตร์ทั้งสองนั้น และนำมาพัฒนาศักยภาพในการประมวลผลภาพได้สูงขึ้น
การแบ่งส่วนภาพ (Image Segmentation) เป็นวิธีการแบ่งส่วนใดส่วนหนึ่งของภาพที่เราสนใจออกมาจากภาพที่เราต้องการ ซึ่งการแบ่งส่วนภาพนี้ โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นขั้นตอนเบื้องต้นและสำคัญอย่างมากของการประมวลผลภาพทางการแพทย์ เนื่องจากภาพทางการแพทย์ที่ได้จากเครื่องถ่ายภาพแบบต่าง ๆ นั้น โดยปกติมักจะมีองค์ประกอบอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียงกับอวัยวะที่ทำถ่ายภาพมา เช่น เนื้อเยื่อ กระดูก อวัยวะข้างเคียง หรือแม้กระทั่งสัญญาณรบกวน (Noise) ที่ขึ้นในขณะถ่ายภาพ ด้วยเหตุนี้ การวิเคราะห์เฉพาะอวัยวะที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องใช้การแบ่งส่วนภาพมาทำหน้าที่ตัดแยกส่วนที่เราต้องการออกมา ตัวอย่างเช่น การแบ่งส่วนเนื้อสมองจากภาพสมอง การแบ่งส่วนภาพหัวใจห้องล่างซ้ายจากภาพหัวใจ MRI การแบ่งส่วนเฉพาะเส้นโลหิต การแบ่งส่วนข้อกระดูกสันหลังจากภาพลำกระดูกสันหลัง หรือ การแบ่งส่วนของทารกจากภาพอัลตราซาวด์ เป็นต้น การแบ่งส่วนภาพทางการแพทย์มีทั้งการแบ่งส่วนภาพแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ ขึ้นอยู่ความจำเป็นและวัตถุประสงค์ของการนำไปวิเคราะห์ โดยวิธีการแบ่งส่วนภาพที่กำลังได้รับความนิยมในงานวิจัยเกี่ยวกับภาพทางการแพทย์ ได้แก่ แอ็กทิฟคอนทัวร์ (Active Contour) และ แอ็กทิฟเซอร์เฟส (Active Surface) เป็นต้น
การซ้อนทับภาพ (Image Registration)
เป็นวิธีการนำข้อมูลของสองภาพหรือมากกว่า มารวมกันเพื่อให้เกิดภาพใหม่ที่มีข้อมูลภาพสมบูรณ์มากขึ้น โดยภาพใหม่ที่ได้นี้ จะเป็นการรวมตัวกันของข้อมูลหรือรายละเอียดในแต่ละภาพที่นำมาผสานกัน มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดและข้อมูลที่เพียงพอสำหรับการนำไปใช้งาน หรือการนำภาพไปวิเคราะห์ โดยส่วนใหญ่แล้วภาพที่จะนำมาซ้อนทับกันนั้น อาจเป็นภาพถ่ายของอวัยวะเดียวกัน ที่ถ่ายต่างเวลากัน ต่างมุมมองกัน หรือ ใช้เทคนิคในการถ่ายภาพที่แตกต่างกัน เป็นต้น และการนำวิธีการซ้อนทับภาพมาใช้กับภาพทางการแพทย์ มีประโยชน์ในหลาย ๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น การตรวจ ติดตาม หรือหาความผิดปกติของอวัยวะต่าง ๆ ทำได้โดยการนำภาพถ่ายของอวัยวะที่ต้องการตรวจ ที่ได้ถ่ายไว้ในอดีต มาทำการซ้อนทับกับภาพถ่ายของอวัยวะเดียวกันที่ถ่ายไว้ในปัจจุบัน โดยทำให้ตำแหน่งของอวัยวะต่าง ๆ ของทั้งสองภาพตรงกัน ซึ่งการทำในลักษณะนี้ จะทำให้เห็นถึงความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นของอวัยวะนั้น ว่ามีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรบ้างในช่วงเวลานั้น มีแนวโน้มที่จะเป็นอย่างไรต่อไป มีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นหรือไม่ มีอวัยวะที่โตขึ้นผิดปกติหรือไม่ เป็นต้น การนำภาพทางการแพทย์ที่ใช้เทคนิคในการถ่ายภาพแตกต่างกัน มาทำการซ้อนทับภาพ เป็นอีกหนึ่งประโยชน์ของวิธีการนี้ เนื่องจากภาพทางการแพทย์ที่ถ่ายโดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพเพียงแบบเดียว อาจจะทำให้ได้ข้อมูลไม่ครบถ้วนตามที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคการถ่ายภาพหลาย ๆ แบบ เพื่อให้ได้ข้อมูล รายละเอียดของอวัยวะ หรือองค์ประกอบรอบข้างอื่น ๆ ของอวัยวะนั้น ๆ เพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากในการนำภาพไปวิเคราะห์ ตัวอย่างเช่น การนำภาพสมองที่ถ่ายด้วยเครื่อง CT ซึ่งมีรายละเอียดที่ชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เป็นกระดูก มาซ้อนทับกับภาพสมองที่ถ่ายด้วยเครื่อง MRI ซึ่งให้รายละเอียดของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ภายในสมองได้ดีกว่าภาพที่ถ่ายด้วยเครื่อง CT และเห็นได้ว่า ภาพใหม่ที่ได้จากการซ้อนทับของข้อมูลจากภาพทั้งสองนี้ จะมีรายละเอียดขององค์ประกอบต่าง ๆ เพิ่มมากขึ้น คือ มีทั้งส่วนที่เป็นกะโหลกศีรษะและรายละเอียดของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ในสมอง จึงทำให้สามารถวิเคราะห์ภาพใหม่นี้เพียงภาพเดียวได้ โดยไม่ต้องพิจารณาภาพทั้งสองแยกกัน
การสร้างภาพ 3 มิติ (3D Image Reconstruction)
การวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์โดยใช้ภาพ 3 มิติ กำลังได้รับความต้องการอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากภาพ 3 มิติ สามารถแสดงให้เห็นถึงภาพรวมหรือรายละเอียดในมุมมองต่าง ๆ ของอวัยวะได้ จึงมีประโยชน์อย่างมากในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ โดยอวัยวะหรือส่วนของร่างกายที่ได้มีการวิเคราะห์ในรูปแบบ 3 มิติ ตัวอย่างเช่น สมอง หัวใจ กระดูก ฟัน และขากรรไกร เป็นต้น
ภาพ 3 มิติสำหรับภาพทางการแพทย์นั้น มักสร้างมาจากภาพ 2 มิติหลาย ๆ ภาพ ทำได้โดยการนำภาพเหล่านั้น มาผ่านกระบวนการประมวลผลภาพ เช่น การแบ่งส่วนภาพ เป็นต้น เพื่อให้ได้รายละเอียด ส่วนประกอบต่าง ๆ หรือข้อมูลที่จำเป็นของอวัยวะที่ต้องการ จากนั้น นำมาประกอบกันเพื่อขึ้นรูปเป็นภาพ 3 มิติ ซึ่งภาพ 3 มิติที่ได้นี้ จะมีลักษณะหรือรูปร่างที่เหมือนกับอวัยวะจริงเพียงใด ขึ้นอยู่กับข้อมูลของภาพ 2 มิติที่นำมาประมวลผล ถ้าภาพ 2 มิติที่ได้จากเครื่องถ่ายภาพมีภาพจำนวนมากเพียงพอ ถ่ายในทุกส่วนสัดอย่างละเอียด หรือ ได้ถ่ายไว้ในหลายมุมมอง ก็ยิ่งทำให้ภาพ 3 มิติที่ได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้น
ข้อดีของภาพ 3 มิติ คือ สามารถพิจารณาในลักษณะของปริมาตรหรือขนาดได้ ทำให้สามารถตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะได้ โดยดูจากขนาดที่เห็น หรือดูจากค่าที่คำนวณออกมาเป็นตัวเลข เช่น ปริมาตร หรือค่าความบ่งชี้ต่าง ๆ ทางการแพทย์ เป็นต้น เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการวิเคราะห์ว่าอวัยวะนั้น ๆ มีขนาดที่ใหญ่หรือเล็กผิดปกติหรือไม่ ตัวอย่างการนำภาพ 3 มิติมาช่วยงานในด้านการวางแผนการรักษา เช่น การวางแผนการฝังรากฟันเทียม ทำได้โดยการจัดการวางแผนกับภาพฟัน 3 มิติในคอมพิวเตอร์ ที่สร้างมาจากภาพฟันและขากรรไกร 2 มิติของผู้ป่วย หรือการวางแผนการจัดฟัน ที่ทำให้ผู้ป่วยสามารถเห็นลักษณะฟันของตนเอง ก่อนและหลังการจัดฟันได้ เพื่อเป็นตัวช่วยในการตัดสินใจว่าจะเข้ารับการรักษาหรือไม่ และ ในด้านการวางแผนการผ่าตัดฝังวัสดุในส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย จะช่วยให้แพทย์สามารถวางแผนและจัดการฝังวัสดุได้อย่างมีความถูกต้อง แม่นยำ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทั้งนี้ การประมวลผลภาพทางการแพทย์ ไม่ได้มีจุดประสงค์เพื่อเข้ามาทำหน้าที่หลักแทนแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ แต่เข้ามาทำหน้าที่เป็นเครื่องมืออำนวยความสะดวกหรือเป็นผู้ช่วยในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ต่าง ๆ เพื่อให้แพทย์สามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านั้นได้สะดวกและ รวดเร็วขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพในวิเคราะห์ให้ดีขึ้น ปัจจุบันยังมีความจำเป็นและต้องการผู้รู้ ผู้เชี่ยวชาญในการพัฒนาเทคนิคการประมวลผลภาพทางการแพทย์อีกมาก ทั้งนี้ ผู้ที่พัฒนากระบวนการประมวลผลภาพทางการแพทย์นี้ นอกจากจะต้องรู้วิธีการสั่งงานคอมพิวเตอร์ได้แล้ว ยังต้องเข้าใจความสามารถในการวิเคราะห์ภาพของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญในงานนั้น ๆ อีกด้วย เพื่อจะสามารถผสมผสานศาสตร์ทั้งสองนั้น และนำมาพัฒนาศักยภาพในการประมวลผลภาพได้สูงขึ้น
ตัวอย่างการนำการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลไปใช้งานด้านต่างๆ
ข้อดี-ข้อเสียของการประมวลผลดิจิตอล
จากที่ ได้ยกตัวอย่างการใช้งานของ การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล มาทั้งหมดนั้น ก็คงพอจะทำให้ได้ทราบถึง แนวทางการประยุกต์ใช้งาน การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล ในงานด้านต่างๆ เช่น ทางการทหาร การแพทย์ บันเทิง หรือ การสื่อสารโทรคมนาคม และ อื่นๆ ความนิยมในการใช้ การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล ที่เพิ่มมากขึ้น ก็เนื่องมาจากการ ข้อได้เปรียบเมื่อเปรียบเทียบกับการสร้างวงจรด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่สิ่งที่สำคัญกว่านั้นก็คือ ทฤษฎีการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยตัวของมันเอง มิใช่เพื่อเป็นการประมาณค่าการประมวลผลสัญญาณทางอนาลอก และนี่เป็นสิ่งที่ทำให้การประยุกต์ใช้งาน การประมวลผลสามารถทำได้ในรูปแบบที่หลากหลายและ มีประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูงขึ้นเรื่อยๆ
จากที่ ได้ยกตัวอย่างการใช้งานของ การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล มาทั้งหมดนั้น ก็คงพอจะทำให้ได้ทราบถึง แนวทางการประยุกต์ใช้งาน การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล ในงานด้านต่างๆ เช่น ทางการทหาร การแพทย์ บันเทิง หรือ การสื่อสารโทรคมนาคม และ อื่นๆ ความนิยมในการใช้ การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล ที่เพิ่มมากขึ้น ก็เนื่องมาจากการ ข้อได้เปรียบเมื่อเปรียบเทียบกับการสร้างวงจรด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่สิ่งที่สำคัญกว่านั้นก็คือ ทฤษฎีการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยตัวของมันเอง มิใช่เพื่อเป็นการประมาณค่าการประมวลผลสัญญาณทางอนาลอก และนี่เป็นสิ่งที่ทำให้การประยุกต์ใช้งาน การประมวลผลสามารถทำได้ในรูปแบบที่หลากหลายและ มีประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูงขึ้นเรื่อยๆ
๑.๕ การแสดงภาพ ๓ มิติ
เทคนิคการแสดงภาพ ๓ มิติ เป็นการนำภาพ
๒ มิติมาแสดงผล โดยมีเทคนิคการแสดงภาพที่ทำให้ตาข้างซ้ายและตาข้างขวามองเห็นภาพของวัตถุเดียวกันในมุมมองที่แตกต่างกัน
ส่งผลให้สมองตีความเป็นภาพที่มีความลึก ตัวอย่างเทคนิคการแสดงภาพ ๓ มิติ มีดังนี้
– การแสดงภาพแบบโพลาไรซ์ ๓ มิติ (polarized 3-D) มีการทำงานคล้ายกับแอนะกลิฟ
โดยฉายภาพลงที่ฉากรับภาพเดียวกัน มุมมองของภาพที่แตกต่างกันแต่เปลี่ยนจากการใช้สี
ไปใช้วิธีการวางตัวของช่องมองภาพแต่ละภาพที่ซ้อนกันแทน เช่น
แว่นตาข้างซ้ายจะมองภาพผ่านช่องในแนวตั้ง ส่วนแว่นตาข้างขวาจะมองภาพผ่านช่องในแนวนอน
ทำให้ตาแต่ละข้างมองเห็นภาพไม่เหมือนกัน เมื่อสมองรวมภาพจากตาข้างซ้ายและขวา
จะมองเห็นภาพเป็น ๓มิติ
– การแสดงภาพแบบแอ็กทิฟชัตเตอร์ (active shutter) อาศัยการฉายภาพที่มีความถี่ในการแสดงภาพอย่างน้อย
120 เฮิร์ต
เนื่องจากต้องแสดงภาพสำหรับตาซ้ายและตาขวาสลับกันไปจนครบ 120 ภาพ ใน 1 วินาที ตาข้างซ้ายและขวาจึงเห็นข้างละ 60
ภาพใน 1 วินาที ซึ่งเป็นความถี่ขั้นต่ำที่ทำให้ไม่รู้สึกว่าภาพสั่น
การฉายภาพลักษณะนี้ต้องใช้แว่นตาแอ็กทิฟชัตเตอร์ช่วยในการมองเห็นภาพ
โดยแว่นตาจะสื่อสารกับเครื่องฉายว่าจะบังตาข้างไหนในขณะฉายภาพ เช่นภาพสำหรับตาซ้าย
เครื่องฉายจะส่งสัญญาณให้แว่นบังตาขวา ดังนั้นแว่นนี้ต้องใช้สัญญาณไฟฟ้าในการทำงาน
ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีนี้ เช่น โทรทัศน์ 3 มิติ
– การแสดงภาพแบบพาราแลกซ์บาร์เรีย (paralax barrier) จะไม่ใช่แว่นตา
วิธีนี้จะแบ่งภาพที่มีมุมมองต่างกันออกเป็นแท่งแล้วนำไปวางสลับกัน
โดยมีชั้นกรองพิเศษ ทีเรียกว่า พาราแลกซ์บาร์เรีย
ในการแบ่งภาพให้ตาแต่ละข้างที่มองผ่านชั้นกรองนี้เห็นภาพที่แตกต่างกัน
แล้วสมองจะรวมภาพจากตาซ้ายและตาขวาที่มีมุมมองต่างกันนี้ให้เป็นภาพเดียวกัน
ทำให้เรามองเห็นเป็นภาพ ๓ มิติ เช่น กล้องดิจิทัล ๓ มิติ
ที่เราสามารถมองเห็นภาพถ่ายบนจอแอลซีดีเป็นภาพ ๓ มิติ
๑.๖ มัลติทัช
รับข้อมูลโดยใช้นิ้วสัมผัสที่จอภาพโดยตรง
เรียกว่า จอสัมผัส (touch screen) ทำให้การใช้งานมีปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้โดยตรง
เช่น จอสัมผัสตู้เอทีเอ็ม จอสัมผัสแสดงข้อมูลร้านค้าในห้างสรรพสินค้า
จอสัมผัสเครื่องจีพีเอส จอสัมผัสเครื่องพีดีเอ จอสัมผัสสมาร์ทโฟน
จอสัมผัสเหล่านี้สั่งการโดยใช้สไตลัส (Stylus) หรือนิ้วสัมผัสบนจอ
การสั่งการที่สัมผัสจอภาพทีละจุด เรียกว่าซิงเกิลทัช (Single touch)
ปัจจุบันสามารถรองรับคำสั่งผ่านหน้าจอสัมผัสได้หลายจุดพร้อมกัน
เรียกว่า มัลติทัช (multi touch) ทำให้มีการปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์
พีดีเอ และสมาร์โฟนแตกต่างออกไป แทนที่จะให้อุปกรณ์นั้นรับรู้การเลือกได้เพียงจุดเดียวในเวลาหนึ่ง
ทำให้อุปกรณ์รับรู้สิ่งที่เกิดขึ้นจากการเลือกหลายจุดพร้อมกันในเวลาเดียวกัน
การรับรู้เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากรูปแบบการเคลื่อนไหวของนิ้วมือหลายนิ้วของผู้ใช้สัมผัสไปบนจอภาพโดยตรง
หรือในเครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก ผู้ใช้สามารถสัมผัสแผงแป้นสัมผัสหรือเรียกว่า
ทัชแพด (touchpad) เพื่อเลือก เลื่อน
หรือขยายวัตถุที่แสดงผลอยู่
มัลติทัช
มัลติทัช (Multi touch)
ในการติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์ โดยทั่วไปจะใช้คีบอร์ด เมาส์ และแป้นสัมผัสเป็นอุปกรณ์รับข้อมูล นอกจากนั้นยังมีอุปกรณ์ที่ออกแบบพิเศษที่ติดเข้ากับจอภาพหรือจอภาพชนิดพิเศษที่สามารถรับข้อมูลโดยใช้นิ้วสัมผัสที่จอภาพโดยตรงเรียกว่า จอสัมผัส (touch screen) ทำให้การใช้งานมีปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้โดยตรง ตัวอย่างเช่นจอสัมผัสตู้เอทีเอ็ม จอสัมผัสแสดงข้อมูลร้านค้าในห้างสรรพสินค้า จอสัมผัสเครื่องจีพีเอส จอสัมผัสเครื่องพีดีเอ จอสัมผัสสมาร์ทโฟน จอสัมผัสเหล่านี้สั่งการโดยใช้สไตลัส(stylus)หรือ นิ้วสัมผัสบนจอ การสั่งการที่สัมผัสจอภาพทีละจุด เรียกว่า ซิงเกิลทัช(single tonch)
ในปัจจุบันมีเทคโนโลยีที่สามารถรองรับคำสั่งผ่านหน้าจอสัมผัสได้หลายจุดพร้อมกัน เรียกว่า มัลติทัช (multi touch)เทคโนโลยีนี้ทำให้การมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ พีดีเอ และสมาร์ทโฟนแตกต่างกันออกไปแทนที่จะให้อุปกรณ์นั้นรับรู้การเลือกเพียงจุดเดียวในเวลาหนึ่ง ก็ทำให้อุปกรณ์รับรู้สิ่งที่สิ่งที่เกิดขึ้นจากการเลือกหลายจุดพร้อมกันในเวลาเดียวกัน การรับรู้เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากรูปแบบการเคลื่อนไหวของนิ้วมือลายนิ้วของผู้ใช้สัมผัสไปที่จอภาพโดยตรงหรือในเครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก ผู้ใช้สามารถสัมผัสที่แผงแป้นสัมผัสหรือที่เรียกว่าทัชแพด (tonchpad) เพื่อเลือกเลื่อนหรือขยายวัตที่แสดงผลอยู่
ตัวอย่างอุปกรณ์ที่มีการนำเทคโนโลยีมัลติทัชมาใช้ เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ อุปกรณ์แสดงภาพกล้องดิจิทัล แท็บเล็ต จอภาพคอมพิวเตอร์ การใช้งานเทคโนโลยีมัลติทัชจำเป็นต้องอาศัยการออกแบบโปรแกรมให้เหมาะสมกับรูปแบบของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นด้วย อาจแยกได้เป็นสองลักษณะ คือ จุดที่เกิดเหตุการณ์และทิศทางการเคลื่อนไหวของจุดที่เกิดเหตุการณ์เช่น จุดที่วางนิ้ว การเลื่อนนิ้วไปทางทิศเดียวกันจากซ้ายไปขวาการเลื่อนนิ้วไปคนละทิศห่างออกจากกันหรือเข้าหากัน รูปแบบเหตุการณ์อาจจะมีตั้งแต่1จุด ที่ใช้นิ้วเดียวในการทำงานจนกระทั่งหลายจุดที่ใช้หลายนิ้วในการทำงาน
โปรแกรมที่ใช้งานแบบมัลติทัชจำเป็นต้องอาศัยฮาร์ดแวร์ที่รองรับการทำงานแบบ มัลติทัชด้วย เช่น จอแสดงภาพแบบมัลติทัชแป้นสัมผัสแบบมัลติทัช
ประโยชน์ของระบบมัลติทัช
1. ช่วยในการใช้งานบางโปรแกรมให้ใช้สะดวกขึ้น เช่นโปรแกรมดูรูป หากมีระบบ Multi Touchคุณสามารถใช้นิ้วสองนิ้วในการหมุนรูป ซูมเข้า-ซูมออก,ปรับแต่งแก้ไขรูปภาพได้ง่ายขึ้น
2. ช่วยให้การใช้งานระบบหน้าจอสัมผัสง่ายขึ้นและช่วยลดขั้นตอนการใช้งานโปรแกรมต่างๆ เช่นโปรแกรมดูหนัง,ฟังเพลง
3. ช่วยลดปุ่มกดต่างๆ บนอุปกรณ์เหล่านี้ลงไปได้ด้วยครับ โดยคุณลองสังเกตดูว่า อุปกรณ์คอมพิวเตอร์สมัยนี้จะไม่ค่อยมีปุ่มต่างๆ อยู่บนตัวเครื่องและด้านข้างเลย ทุกอย่างสามารถสั่งงานได้ผ่านหน้าจอหมดแล้วครับ
4. ช่วยในการเล่มเกมส์ให้มีความสนุกยิ่งขึ้น เกมส์บางเกมส์จะเล่นได้สนุกยิ่งขึ้น เมื่อมีระบบ Multi Touch เพิ่มเข้ามาด้วย (จะเห็นตัวอย่างได้จากเกมส์บนโทรศัพท์มือถือ iPhone หรือ iPad)
5. ช่วยในการใช้อินเทอร์เน็ตได้ง่ายขึ้น โดยช่วยในการย่อขยายรูปภาพหรือตัวอักษรบนหน้าเว็บเพจ เพื่อให้อ่านได้ง่ายขึ้น
ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้ระบบมัลติทัช
เทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สาย
บรอดแบนด์ไร้สาย (Wireless Broadband)
เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตไร้สายความเร็วสูงหรือการเข้าถึงระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในพื้นที่กว้างการเข้าถึงบริการอินเตอร์เนตได้ทุกที่ทุกเวลาต้องอาศัยเทคโนโลยีบรอดแบนด์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่มีการพัฒนาเพื่อตอบสนองการขยายตัวของผู้ใช้อินเตอร์เนตทั่วโลก หลายประเทศได้กำหนดเป็นนโยบาย (Broadband policy) เพื่อให้สามารถใช้บริการอินเตอร์เนตได้อย่างทั่วถึงโดยอาศัยเทคโนโลยีบรอดแบนด์
ลักษณะการให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท
คือบริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่ (Fixed Wireless Broadband) และบริการบรอดแบนด์คลื่อนที่ (Mobile Broadband) การให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่เป็นการให้บริการในลักษณะเช่นเดียวกับ การให้บริการบรอดแบนด์ตามสาย เพียงแต่ใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อในการรับส่งข้อมูล ผู้ใช้ต้องมีสายอากาศและอยู่ประจำที่ หรือผู้ใช้อาจเคลื่อนย้ายตำแหน่งอย่างช้าๆ (normadic) ขณะรับส่งข้อมูล เนื่องจากข้อจำกัดของสมรรถนะทางเทคโนโลยีของของบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่จึง ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้บริการบรอดแบนด์ขณะเคลื่อนที่ ซึ่งในปัจจุบันมีเทคโนโลยีหลายแบบที่สามารถให้บริการบรอดแบนด์เคลื่อนที่ และยังมีการพัฒนาต่อไปไม่หยุดยั้งในอนาคต
คำว่า G ย่อมาจากคำว่า Generation ที่แปลว่า ยุค, สมัย, รุ่น ซึ่งเมื่อเอาไปใช้รวมกับตัวเลข ในภาษาอังกฤษจะออกเสียงว่า First Generation, Second Generation, Third Generation เป็นต้น และถูกย่อเป็นคำว่า 1G, 2G, 3G ซึ่งเป็นชื่อเรียกในแต่ละยุคของเทคโนโลยีการสื่อสารทางไกลผ่านโทรศัพท์มือถือ
การใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค 1G
-โทรออก / รับสาย
-โทรออก / รับสาย
-ไม่รองรับผู้ใช้งานในจำนวนมาก
-เกิดการดักฟังโทรศัพท์ได้ง่ายและไม่ปลอดภัย
การใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค 2G
-โทรออก รับสาย
-โทรออก รับสาย
-ส่ง SMS
การใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค 2.5G
-โทรออก รับสาย
-โทรออก รับสาย
-ส่ง SMS
-ส่ง MMS
-เสียงเรียกเข้าแบบ Polyphonic
-เล่นอินเทอร์เน็ตบนมือถือได้ด้วยความเร็ว 115 kbps
การใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค 2.75G
-โทรออก รับสาย
-โทรออก รับสาย
-ส่ง SMS
-ส่ง MMS
-รองรับเสียงเรียกเข้าแบบไฟล์ MP3
-เล่นอินเทอร์เน็ตบนมือถือได้ด้วยความเร็ว 70 - 180 kbps
การใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค 3G
-โทรศัพท์ทางไกลผ่านอินเทอร์เน็ต (Voice Over IP)
-คุยแบบเห็นหน้า (Video Call)
-ประชุมทางไกล (Video Conference)
-ดูทีวีและดูวีดีโอออนไลน์ (Streaming)
-เล่นเกมออนไลน์ (Online Gaming)
-ดาวน์โหลดเพลงหรือโปรแกรมต่างๆ ได้เร็วกว่าในยุค 2G มาก
-คุณสมบัติในการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตตลอดเวลา (Always On)
การเข้ามาสู่ยุค 4G นี้ได้รับการพัฒนามาจากประเทศสวีเดนและนอร์เวย์ ก่อนจะนำมาใช้จริงที่สหรัฐอเมริกา เป็นการพัฒนาต่อยอดมาจากระบบไร้สายในอดีตทั้งหมด ทั้ง 1G, 2G และ 3G มารวมกันเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพขึ้น อย่างเช่น การพัฒนาในเรื่องความเร็วในการรับส่งข้อมูล
บทบาทของเทคโนโลยี 3G และ 4G ในด้านต่างๆ
1. ด้านการศึกษา
2. ด้านการสนทนา
3. ด้านการโฆษณา
4. ด้านธุรกิจ
5. ด้านการแพทย์
บริการบรอดแบนด์ไร้สายไม่ว่าจะอยู่ในรูปแบบใดก็ตาม ก็ยังประโยชน์ให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงการใช้อินเทอร์เน็ตได้ง่ายขึ้น กว้างขวางขึ้น และสามารถรับส่งข้อมูลจากโครงข่ายอินเทอร์เน็ตได้หลากหลายประเภท จึงทำให้เกิดประโยชน์ทั้งในด้านเศรษฐกิจ เพิ่มผลผลิตในด้านต่างๆ ของชาติ พัฒนาคุณภาพการศึกษา คุณภาพชีวิต และเป็นการเปิดโอกาสทางการศึกษาให้กับประชาชนทุกระดับ อีกทั้งยังทำให้การรักษาพยาบาลทางไกลสามารถเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด อันยังประโยชน์แก่การพัฒนาประเทศชาติในท่ามกลางการแข่งขันอย่างรุนแรงในระดับสากลต่อไป
๑) ภาระงาน
๑. แบ่งกลุ่ม ๆ ละ ๓ คน จับสลาก เลือกหัวเรื่อง
๒. ค้นคว้าเรื่อง
ระบบบอกตำแหน่ง, อาร์เอฟไอดี, เทคโนโลยีบรอดแบรนด์ไร้สาย,
การประมวลผลภาพ, การแสดงภาพ ๓ มิติ
และมัลติทัช
๓. จัดทำเป็นสไลด์ด้วยโปรแกรมเพาเวอร์พอยต์ แปลงไฟล์เป็น PDF แล้วอัพขึ้นสไลด์แชร์ (slideshare.net) แล้วนำลิงค์มาส่งใต้ความเห็นด้านล่าง
๔. นำเสนอผลงานหน้าชั้น
๒) ทำActivity
๓) Posttest
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น