เรียนรู้การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (Digital Signal Processing)

ตอนที่ 2

เรียนรู้การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (Digital Signal Processing)
ตอน การประยุกต์ใช้งาน DSP
โดย
พีระพล ยุวภูษิตานนท์
ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
ด้านการประมวลผลภาพ: ภาพถ่ายดวงจันทร์กับโครงการ อพอลโล (Apollo)

ด้านการประมวลผลภาพ: ภาพถ่ายดวงจันทร์กับโครงการ อพอลโล (Apollo)

ในปัจจุบันระบบ DSP เริ่มคืบคลานเข้าสู่ ชีวิตประจำวันของผู้คนในยุคปัจจุบันมากขึ้นอย่างมาก แต่ในอดีตนั้น DSP ถูกจำกัดอยู่ในวงการวิจัยขั้นสูงของบรรดาประเทศมหาอำนาจทางเทคโนโลยี ในราวๆกลางทศวรรษ 1960 สหรัฐอเมริกา โครงการสำรวจอวกาศขนาดใหญ่ของ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ได้ใช้ทฤษฎีการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลใน โครงการพัฒนาการลงจอดของยาน Apollo บนดวงจันทร์
ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ใช้ ก็เป็นการเขียนโปรแกรมเพื่อขยายความชัดเจนของภาพถ่ายดวงจันทร์ ตัวอย่างภาพถ่ายดวงจันทร์จะแสดงในรูปที่ 1 โดยรูป a) จะแสดงภาพถ่ายที่ยังไม่ผ่านการประมวลผลใดๆ และรูป b) คือรูปที่ได้ผ่านการประมวลผล ซึ่งเป็นการขยายความชัดเจนของภาพ (image enhancement) แล้ว

รูปที่ 1 a) ภาพถ่ายดวงจันทร์แบบที่ยังไม่ผ่านการประมวลผล b) เมื่อผ่านการประมวลผลด้วยการใช้การ sharpening แล้ว ก็จะเห็นรายละเอียดของหลุม บนพื้นผิว (crator) ปรากฏอย่างเด่นชัด

รูปที่ 2 ภาพถ่ายสมองจากเครื่อง MRI ในงานด้านการแพทย์

ในเวลาต่อมาโปรแกรมขยายความชัดเจนของภาพนี้ ก็กลายเป็นโปรแกรมหลักสำหรับกระบวนการประมวลผลภาพในดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ Landsat และถัดจากนั้นก็ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้งานด้านการแพทย์ เพื่อวิเคราะห์ภาพของเนื่อเยื่อตับเพื่อแยกเนื้อเยื่อที่ดีออกจากเนื้อเยื่อเสีย ที่เรียกว่า โปรแกรม HICAP (HIstogram Cluster Analysis Procedure) ที่ใช้กับเครื่อง Computer Tomography (CT) และ เครื่อง Magnetic Resonace Imaging (MRI) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับถ่ายภาพอวัยวะภายในของมนุษย์โดยไม่ต้องอาศัยการผ่าตัดดังเช่นในรูปที่ 2 ซึ่งแสดงภาพตัดขวางของสมอง และต่อมาเมื่อมีการพัฒนาหาอัลกอริธึมที่ใช้เฉพาะด้านการประมวลผลภาพ ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องต่างๆเกี่ยวกับภาพจึงถูกรวบรวม จนกลายเป็นศาสตร์ที่เรียกว่า การประมวลผลสัญญาณภาพดิจิตอล (Digital Image Processing) ซึ่งปัจจุบันได้แตกแขนงแยกย่อยออก เป็น ด้านการรู้จำรูปแบบ (pattern recognition) รวมไปถึงด้านการประมวลผลสัญญาณวีดีโอ (video processing)

(โปรดติดตามตอนต่อไป)