อ . ชนดิา เร ืองศ ิร ิว ัฒนกุลสาขาว ิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ

คณะวิทยาศาสตร ์และเทคโนโลยีมหาว ิทยาล ัยราชภัฏอ ุตรด ิตถ ์

บทที่ 11เทคโนโลยีการบ ีบเทคโนโลยีการบ ีบ

อ ัดข ้อม ูลอ ัดข ้อม ูลData

Compression

การบบีอดัข ้อมลู (data compression)

การนำาเสนอข้อมูลในรูปแบบมัลติมีเดียผา่น เครือข่ายอินเทอร์เน็ตประกอบด้วยสื่อต่างๆ เชน่

ภาพ เสียง หรือวีดีโอ ทำาให้ข้อมูลมีขนาดใหญ่ และใช้พื้นที่ในการจัดเก็บข้อมูลจำานวนมาก สง่

ผลให้การนำาเสนอมัลติมีเดียบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตมีมีประสทิธิภาพและมีข้อจำากัด

หลายประการ เช่น การเล่นไฟล์วีดีโอขนาด ใหญ่อาจทำาให้การแสดงผลช้า และใช้เวลาใน

การโหลดข้อมูลนาน ดังนัน้การนำาเสนอข้อมูลมัลติมีเดียที่มีประสทิธิภาพจำาเปน็ต้องอาศัยการบบีอัดข้อมูล

การบบีอดัข ้อมลู (data compression)

การบบีอ ัดข ้อม ูล (data compression) เป็นกระบวนการเข้ารหัสข้อมูลที่เลือกเฉพาะ

ข้อมูลจำาเปน็สำาหรับการเข้ารหัสเท่านั้น เพื่อให้ใช้จำานวนบติในการเก็บข้อมูลน้อยลงกว่าเดิม เพื่อลดขนาดไฟล์และทำาการแสดงผลผ่านเครือข่ายมีประสทิธิภาพมากขึ้น

สื่อหรือข้อมูลดิจิตอลจะถูกนำามาบบีอัดและลด ขนาดด้วย “CODEC” ย่อมาจาก

Compressor-Decompressor หมายถึงกลไกทางฮาร์ดแวร์หรือซอฟแวร์ที่ใชส้ำาหรับ

เข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลหรือสัญญาณดิจิตอล โดยข้อมูลที่ถูกบบีอัดด้วย CODEC อาจอยู่ใน

รูปแบบต่างกัน เชน่ AVI , Ogg , ASF หรือMP4

แสดงตัวอย ่างของโปรแกรม ประเภท CODEC

การบบีอดัขอ้มลู (data compression)

การบบีอัดข้อมลูมีประโยชน์ในการลด ปริมาณการใช้ทรัพยากร เช่น ประหยดั

พื้นที่ของฮาร์ดดิสก์เมื่อเก็บข้อมูล หรือใช้แบนด์วิดธข์องระบบเครือขา่ยน้อยลงเพื่อ

สง่ขอ้มูลที่บีบอัดแล้ว ในทางตรงข้ามข้อมูลที่ถูกบบีอัด

(compress) มาแล้วก็ต้องนำามาคลาย(decompress) หรือถอดรหัสเพื่อให้ได้ข้อมูลเดิมกลับมาก่อนทีจ่ะสามารถนำาไปใช้งานได้

ประเภทของการบีบอ ัดข ้อมลู

Lossless Compression เป็นการบีบอัดข้อมูลที่ไมท่ำาให้ข้อมูลเกิดการสูญหายระหว่าง

การบบีอัด ผลลัพธ์ที่ได้จึงมีความสมบรูณ์เหมือน กับต้นฉบับ ตัวอย่างของ lossless

compression ได้แก่ การทำางานของ โปรแกรมจำาพวก ZIP หรือ RAR โดยทั่วไปใช้

สำาหรับบบีอัดไฟล์ภาพชนดิต่าง ๆ เช่น PNG , TIFF , GIF,AVI, WMA

ข้อด ี ของการบบีอัดไฟล์แบบ Lossless คือผลลัพธข์องการบีบอัดจะมีคุณภาพดีเหมือนกับข้อมูลต้นฉบับและสามารถคลายข้อมูลกลับมา

ใช้ใหม่ได้ ส่วนข้อเสียคอื ข้อมูลจะมีความซับ ซ้อนจำานวนมาก ทำาให้ไฟล์มีขนาดใหญ่ ดังนั้น

การบบีอัดไฟล์ประเภทนี้เหมาะกับงานที่ต้องการความละเอียดสูง

ประเภทของการบีบอ ัดข ้อมลู

Lossy Compression จะเปน็การบบีอัดโดยตัดข้อมูลต้นฉบับบางส่วนออกไปเพื่อลดขนาด

ไฟล์ โดยข้อมูลที่ซำ้าซ้อนจะถูกตัดทิ้งอย่างถาวรทำาให้ผลลัพธ์ที่ได้จากการบบีอัดไม่สมบรูณ์เหมือนกับข้อมูลต้นฉบบัและคุณภาพของข้อมูล

ลดลงด้วย มักใช้ในการบบีอัด รูปภาพ เสยีง หรือ video เชน่ ไฟล์ MP3

การบีบอัดไฟล์แบบ Lossy นิยมนำาไปใช้กับแอปพลิเคชัน่ของการส่งขอมูลแบบสตรีมมิ่งและ

สนทนาผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ข้อดี คือ ข้อมูลจะมีขนาดเล็กลงมา แต่จะเกิดการสูญหาย

ของข้อมูลบางส่วน ทำาให้ไม่สามารถแสดงผลข้อมูลได้อย่างต้นฉบบั

มาตรฐานการบีบอ ัดข ้อม ูล แบบ JPEG

JPEG (Joint Photographers Expert Group) เปน็มาตรฐานสำาหรับการบบีอัดภาพที่

ใช้เทคนิคการบีบอัดข้อมูลแบบต่างๆ โดย สามารถรองรับการบีบอัดข้อมูลแบบ Lossless

Compression และ Lossy Compression ได้ ประสทิธิภาพการบบีอัดขึ้นอยู่กับความซำ้า

ซ้อนและความละเอียดของภาพนั้นๆ การบีบอัดข้อมูลแบบ JPEG สามารถกำาหนด

คณุภาพการบีบอัดข้อมูลได้หลายขนาด ซึ่งแต่ละแบบใช้เวลาและทรัพยากรในการประมวล

ผลไม่เท่ากัน เชน่ อาจใชว้ิธกีารสแกนภาพ อย่างง่าย โดยสแกนภาพจากซ้ายไปขวา และ

จากบนลงล่างตามลำาดับ วิธีนี้เรียกว่า“Sequential Encoding”

มาตรฐานการบีบอ ัดข ้อม ูล แบบ MPEG

MPEG (Motion Pictures Expert Group) เป็นมาตรฐานสำาหรับการบีบอัดข้อมูลเสียงและวีดีโอที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ใน

อุตสาหกรรมภาพยนต์ และแอพลิเคชนั มัลติมีเดียที่ประกอบด้วยข้อมูลภาพและเสียง

โดยจะทำาการคน้หาข้อมูลที่ซำ้ากันเพื่อนำามา คำานวณและแทนคา่จุดสีต่างๆ ในระหว่างการ

บบีอัด ทำาให้ข้อมูลการจัดเก็บมีขนาดเล็กลง โดยข้อมูลที่ถูกบีบอัดอาจอยู่ในรูปแบบต่างๆ

เชน่ MGEG-1, MPEG-2 และ MPEG-4 เปน็ต้น

MPEG : Motion Picture Expert Group

มาตรฐานการบบีอ ัดเสยีง MPEG-1 : เปน็เทคโนโลยีการบีบอัดข้อมูล

เสียง โดยข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็น 3 ระดับ ได้แก่ MP1(MPEG-1 Audio Layer 1),

MP1(MPEG-1 Audio Layer 2), และ รูป แบบที่นิยมนำามาใช้คอื Mp3(MPEG 1

Audio Layer 3) โดยทั่วไปใชกั้บสือ่หลาย ชนิด เชน่ ซีดีเพลง วีดีโอเกมส์ เป็นต้น

MPEG-2 : เปน็เทคโนโลยีสามารถส่งข้อมูล ได้ถึง 5 ชอ่งสญัญาณเสียง และเป็น

มาตรฐานที่นิยมนำาไปใช้สำาหรับเผยแพร่สัญญาณ โทรทัศน์ระบบ HDTV ซึ่งทำาให้ได้เสียงที่มีคณุภาพสงูและรองรับการเล่นเสยีงในระบบสเตอริโอ

MPEG : Motion Picture Expert Group

มาตรฐานการบบีอ ัดเสยีง MACE : เปน็เทคโนโลยีที่มีจุดเด่นคอืสามารถบบีอัดและขยายข้อมูลให้มขีนาดเท่า

เดิม ซึ่งใชไ้ด้เฉพาะข้อมูลเสียง 8 บติ อัตรา การบบีอัดประมาณ 3:1 และ 6:1 สำาหรับ

เครื่อง MAC U-Law, A-Law : เป็นมาตรฐานที่กำาหนด

โดย CCITT สามารถบีบอัดข้อมูลเสยีง 16 บติ ได้ในอัตราการบีบอัดประมาณ 2:1 เท่า

สตรมีม ิง่มเีด ีย(Streaming Media)

ไฟล์เสยีงและไฟล์วีดีโอที่มขีนาดใหญ่หากต้องการเรียกชมไฟล์ดังกล่าวผ่าน

อินเทอร์เน็ต จะต้องใช้เวลาในการ ดาวน์โหลดไฟล์เปน็ระยะเวลานาน ทำาให้

เกิดการพัฒนา “Streaming Media” ขึ้น โดยการเปลี่ยนรูปแบบการดาวน์โหลด

ข้อมูลที่ต้องรอให้การโหลดข้อมลูเสร็จสิน้ ก่อนจึงจะแสดงผล ให้สามารถแสดง

ผลลัพธไ์ปพร้อมๆกับการโหลดข้อมลู

คำำว่ำ Streaming มำจำกกำรไหลของกระแสนำ้ำ กล่ำวคือ มีลักษณะกำรสง่ขอ้มลูผ่ำนระบบเครือข่ำยอยำ่งต่อเนื่องเหมอืน

กำรไหลของกระแสนำ้ำ ซึ่งพัฒนำขึน้มำเพื่อใชใ้นกำรส่งข้อมูลขำ่วสำรเพือ่เผย

แพร่ แพร่ภำพ หรือแสดงผลผ่ำนทำงระบบ เครือข่ำยต่ำงๆ และอนิเตอร์เน็ต เรียกสื่อที่

มีลักษณะกำรส่งข้อมลูดังกล่ำวว่ำ “สตร ีมม ิง่ม ีเดยี” (Streaming Media) หรือ“สือ่ประสมสำยธำร”

สตรมีม ิง่มเีด ีย(Streaming Media)

สตร ีมม ิ่ง ก ับ กำรดำวน์โหลด แตกตำ่งก ันอย่ำงไร

กำรดำวน์โหลดไฟล์ มีลักษณะกำรสง่ ที่ไมเ่ปน็แบบ Real Time เมื่อผู้ชมคลิก

ลิงคเ์พือ่ดำวน์โหลดไฟล์ จะต้องรอจนกว่ำ ขอ้มูล ทัง้หมดถูกส่งไปเก็บยงัเครื่องของผู้

ชมเรียบร้อยก่อน จึงจะสำมำรถแสดงผลได้โดยในขณะที่ทำำกำรดำวน์โหลดอยูน่ั้นจะไม่สำมำรถทำำอะไรได้เลยนอกจำกกำร

ยกเลิกกำรดำวน์โหลดเท่ำนั้น

สตร ีมม ิง่ ก ับ กำรดำวน์โหลดแตกต่ำงก ันอยำ่งไร(ต่อ)

สตร ีมม ิ่งม ีเด ีย มีลักษณะกำรสง่ที่เปน็ แบบ Real Time โดยเมื่อผู้ชมเข้ำไปเยีย่ม

ชมหรือฟงัสตรีมมิ่งมีเดีย จะใช้เวลำไม่นำน ก็สำมำรถแสดงผลลัพธไ์ด้ทันที โดยข้อมลู

ที่ถูกสง่ไปยงัผู้ชมจะไม่ถูกบันทึกลงฮำร์ด ดิส ทั้งนี้เนื่องจำกข้อมูลที่ถูกสง่ไปยังเครื่อง

คอมพิวเตอร์ของผูช้มแบบสตรีมมิ่งจะถูก ลบทิ้งไปหลังจำกแสดงผล ดังนี้ จึงไม่มีกำร

จัดเก็บขอ้มูลลงบนฮำร์ดดิสก์ ทำำให้ป้องกันกำรนำำขอ้มูลซำ้ำได้

สตร ีมม ิง่ ก ับ กำรดำวน์โหลดแตกต่ำงก ันอยำ่งไร(ต่อ)

เซิร์ฟเวอร์ที่ให้บริกำรสตรีมมิ่งมีเดียยังอนุญำตให้ผู้ชมสำมำรถควบคมุกำรแสดงผล

ผ่ำนสตรีมมิ่งได้ เชน่ หยุดเล่นชั่วครำว หรือปรับ ระดับเสยีง แต่ไฟล์ที่ได้จำกกำรดำวน์โหลดจะ

ควบคมุกำรแสดงผลได้ต่อเมื่อดำวน์โหลดไฟล์เสร็จสิน้แล้ว

ลักษณะกำรส ่งสตร ีมม ิ่งมเีด ีย

1. Progressive Download เป็นเทคโนโลยีที่ผสมกำรส่งข้อมูลแบบสตรีมและกำร

ดำวน์โหลดเข้ำด้วยกัน ซึ่งเปน็กำรดำวน์โหลด ข้อมูลลงบนเครื่องคอมพิวเตอร์ของผู้ชม ซึ่งใน

ระหว่ำงดำวนโ์หลดผูช้มสำมำรถแสดงผลไฟล์ ได้ เหมำะสำำหรับมัลติมีเดียที่มีขนำดไม่ใหญ่

มำกนัก 2. ไฟล์ออนดีมำน (On-Demand) เปน็ไฟล์

ที่สำมำรถใชง้ำนได้ทันทีตำมต้องกำร โดยไฟล์ เหล่ำนี้จะเก็บไว้บนเซิร์ฟเวอร์ เพื่อให้ผู้ใช้

สำมำรถเรียกใชง้ำนได้พร้อมกัน และสำมำรถ ควบคมุกำรใชง้ำนได้ โดยวิธนีี้นิยมนำำไปใช้กับ

ระบบกำรศึกษำทำงไกลผ่ำนเว็บ โดยผู้เรียนสำมำรถเข้ำถึงบทเรียนผำ่นเครือข่ำย

อินเทอร์เน็ตได้ตลอดเวลำ

ลักษณะกำรส ่งสตร ีมม ิ่งม ีเด ีย

3. กำรถ่ำยทอดสด (Live Broadcasting) เป็นกำรนำำเสนอแบบ Real Time ผู้ชมจะ

สำมำรถรับชมเหตุกำรณ์ต่ำงๆ ได้ทันที โดยแปลงสัญญำณจำกกล้องวีดีโอไปเปน็ข้อมูล

ดิจิตอล และสง่ผ่ำนไปยังเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งจะ ทำำกำรถ่ำยทอดสด ไปยังเครื่องผูช้มปลำยทำง

ได้จำำนวนมำก

องคป์ระกอบพืน้ฐานของระบบสตร ีมม ิ่งม ีเด ีย

องคป์ระกอบพื้นฐานของระบบสตร ีมม ิง่ มเีด ีย ประกอบไปด้วย 3 สว่น คอื

1) เคร ื่องเข ้ารห ัส (Encoder)

2) เคร ื่องเซริ ์ฟเวอร ์ (Server)

3) เคร ื่องผ ูช้ม (Player)

ระบบการทำางานสตร ีมม ิ่งม ีเด ีย(ต่อ)

ซึ่งทั้ง 3 สว่น จะมีการติดตั้งซอฟต์แวร์สำาหรับใช้ทำางานร่วมกัน

และแสดงผลสตรีมมิ่งมีเดีย เพื่อให้ผู้ชมได้รับชม หรือรับฟังสื่อต่างๆ ได้

ตามความต้องการโดยมีหลักการทำางาน เร ิ่มจากไฟล์สตร ีมม ิ่งมเีด ียท ี่สง่มา

จากกล้องว ิด ีโอ แล ้วน ำามาเข ้ารห ัสด ้วย ต ัว เอ ็นโคด้เดอร ์ (Encoder)

จากนัน้ ก ็จะสง่ไฟลส์ตร ีมม ิง่มเีด ียท ี่ได ้ ทำาการเข ้ารห ัสไว ้แล ้ว สง่ผา่นตอ่ไป

ยังพ ื้นท ี่ส ำาหร ับจ ัดเก ็บขอ้ม ูลไว ้บนเซ ิร ์ฟเวอร ์ เพ ื่อให ้เซ ิร ์ฟเวอร ์บร ิหาร

จ ัดการขอ้ม ูลเหล ่าน ี้ ก่อนที่จะทำาการถ่ายทอด หรือเผยแพร่ ไปยังเครือข่าย

อินเตอร์เนต็ เมื่อได้มีการร้องขอจากเคร ื่องของผ ู้ชม

แบนด์ว ิดทม์ ีความส ำาค ัญต่อ สตร ีมม ิ่งอย ่างไร

แบนด์ว ิดท ์ (Bandwidth) คือ ชอ่งสญัญาณ ที่ใช้ในการส่งผา่นข้อมูลระหว่างผู้ให้บริการ ซึ่ง

ระบบสตรีมมิ่งมีเดียจะต้องมีระบบบริหาร จัดการกับปัญหาที่เกิดขึ้นจากขนาดของช่องสัญญาณ

ที่ไม่เหมาะสมกับการใช้งานบน เครือข่าย อินเตอร์เน็ต ทั้งนี้เพื่อให้ผูช้ม สามารถใช้บริการ

ด้วยอัตราเร็วในการส่งผา่นข้อมูลในระดับคงที่ และเปน็ไปอย่างต่อเนื่อง ความกว้างของช่อง

แบนด์วิดท์จึงเปน็ข้อจำากัดอย่างหนึง่ของสตรีม มิ่งมีเดีย เนื่องจากเป็นการส่งข้อมูลลักษณะ

RealTime