20105-2103-ระบบภาพ

ระบบการบันทึกสัญญาณภาพสมัยใหม่ (Modern Video Recording)

นที ศรีนะ

2.1 วิวัฒนาการสู่ยุคดิจิทัล

การเปลี่ยนผ่านจากยุคแอนะล็อกสู่ดิจิทัลไม่ได้เป็นเพียงการเปลี่ยนอุปกรณ์ แต่เป็นการ ปฏิวัติวิธีการจัดการข้อมูล ทั้งหมด

  • ยุคแอนะล็อก (The Analog Age):
    • การบันทึก: ในอดีต ภาพจากกล้องจะถูกบันทึกลงบน ม้วนเทปวิดีโอ (VCR – Video Cassette Recorder) สัญญาณภาพเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
    • ข้อจำกัด:
      • คุณภาพเสื่อมถอย: ทุกครั้งที่นำเทปมาเล่นซ้ำหรือบันทึกทับ ภาพจะเป็นเส้นและไม่ชัดเจน
      • การค้นหายากลำบาก: หากต้องการหาเหตุการณ์ตอนตี 2 คุณต้องกด “กรอเทป” (Rewind/Fast Forward) ซึ่งเสียเวลามาก
      • การเก็บรักษา: ม้วนเทปมีขนาดใหญ่ กินพื้นที่ และขึ้นราง่าย
  • ยุคดิจิทัล (The Digital Revolution):
    • การแปลงสัญญาณ: ปัจจุบันระบบจะใช้กระบวนการที่เรียกว่า Digitization คือการแปลงสัญญาณภาพให้กลายเป็น “รหัสภาษาคอมพิวเตอร์” (เลขฐานสอง 0 และ 1)
    • ข้อได้เปรียบที่เหนือกว่า:
      • Random Access (การเข้าถึงแบบสุ่ม): คุณสามารถระบุเวลาที่ต้องการ (เช่น 14:30:05 น.) แล้วระบบจะดึงภาพมาแสดงผลทันทีภายในเสี้ยววินาที ไม่ต้องรอกรอเทป
      • ความคมชัดคงทน: ไฟล์ดิจิทัลสามารถก๊อปปี้กี่ล้านครั้งก็ได้ โดยที่คุณภาพเท่ากับต้นฉบับ 100%
      • การวิเคราะห์ข้อมูล (Analytics): เมื่อภาพเป็นข้อมูลดิจิทัล เราจึงสามารถใช้ AI เข้ามาจับใบหน้า ทะเบียนรถ หรือการเคลื่อนไหวผิดปกติได้

2.2 สื่อบันทึกข้อมูล: ฮาร์ดดิสก์สำหรับงานกล้องวงจรปิด (Surveillance HDD)

หลายคนเข้าใจผิดว่าฮาร์ดดิสก์ (HDD) อะไรก็เหมือนกัน แต่ในความเป็นจริง “โครงสร้างภายใน” ของฮาร์ดดิสก์คอมพิวเตอร์ทั่วไปกับฮาร์ดดิสก์กล้องวงจรปิดนั้นถูกจูนมาต่างกันอย่างสิ้นเชิง

  • ทำไมต้องใช้ Surveillance HDD? (เจาะลึกทางเทคนิค):
    1. ความทนทานต่อความร้อน (Heat Tolerance):
      • เครื่องบันทึกภาพมักถูกเก็บในตู้ Rack หรือห้องปิดทึบที่มีอุณหภูมิสูง ฮาร์ดดิสก์รุ่น Surveillance ถูกออกแบบวัสดุและตลับลูกปืนให้ทนความร้อนสะสมได้ดีกว่ารุ่น Desktop มาก
    2. พฤติกรรมการทำงาน (Workload Profile):
      • Desktop HDD (คอมพิวเตอร์): ออกแบบมาเพื่อทำงาน 8-10 ชั่วโมง/วัน เน้นการอ่านและเขียนสลับกันไปมาแบบสุ่ม (Random Read/Write) เพื่อเปิดโปรแกรมต่างๆ
      • Surveillance HDD (กล้องวงจรปิด): ต้องตื่นตัวตลอด 24 ชั่วโมง 365 วัน พฤติกรรมคือ “เขียนแช่ยาวๆ” (Sequential Write) คือรับข้อมูลวิดีโอที่ไหลเข้ามาต่อเนื่องเหมือนน้ำก๊อก หากหัวอ่านสะดุดเพียงนิดเดียว ภาพจะขาดหาย (Frame Drop) ซึ่งวินาทีที่หายไปอาจเป็นวินาทีที่คนร้ายลงมือ
      • Firmware พิเศษ: เช่น AllFrame (ของ WD) หรือ ImagePerfect (ของ Seagate) เป็นซอฟต์แวร์สั่งการภายในฮาร์ดดิสก์ที่ช่วยจัดเรียงข้อมูลวิดีโอให้ไหลลื่น ลดการกระตุก
    3. ระบบป้องกันแรงสั่นสะเทือน (RV Sensors):
      • ในเครื่องบันทึกที่มีฮาร์ดดิสก์หลายลูก การหมุนของจานแม่เหล็กจะสร้างแรงสั่นสะเทือน Surveillance HDD รุ่นสูงๆ จะมีเซนเซอร์ตรวจจับและปรับสมดุลหัวอ่านเพื่อไม่ให้ข้อมูลเสียหาย

2.3 เครื่องบันทึกภาพ (Recorder Types): DVR vs NVR

การเลือกเครื่องบันทึกต้องสอดคล้องกับชนิดของกล้อง โดยมีความแตกต่างในเชิง “สถาปัตยกรรมระบบ” ดังนี้:

1. DVR (Digital Video Recorder)

เป็นระบบที่พัฒนาต่อยอดมาจากยุคแอนะล็อกเดิม เพื่อให้ลูกค้าเก่าอัปเกรดได้ง่าย

  • กระบวนการทำงาน: กล้องทำหน้าที่แค่ “รับภาพ” แล้วส่งสัญญาณดิบ (Raw Signal) ผ่านสาย Coaxial มาที่เครื่อง DVR ตัวเครื่อง DVR จะรับภาระหนักในการ แปลงสัญญาณ (Digitize) -> บีบอัด (Compress) -> บันทึก (Store)
  • สายสัญญาณ: สาย RG6 (สายอากาศทีวี) หัวต่อแบบ BNC
  • ข้อจำกัด: การเดินสายต้องลากจากกล้องทุกตัวมาจบที่หลังเครื่อง DVR โดยตรง ทำให้สายเยอะและรก และมีข้อจำกัดเรื่องระยะทางหากไม่ใช้อุปกรณ์เสริม
  • เหมาะสำหรับ: การอัปเกรดระบบเก่าที่มีสายเดิมอยู่แล้ว หรือต้องการระบบราคาประหยัด

2. NVR (Network Video Recorder)

เป็นระบบดิจิทัลเต็มรูปแบบที่ทันสมัยที่สุด

  • กระบวนการทำงาน: กล้อง IP Camera เปรียบเสมือนคอมพิวเตอร์จิ๋ว มันจะทำการ แปลงสัญญาณและบีบอัดภาพที่ตัวกล้องเลย แล้วส่งข้อมูลเป็นก้อน “Data” ผ่านสาย LAN มาเก็บที่ NVR ตัวเครื่อง NVR ทำหน้าที่แค่ “รับฝากไฟล์” และ “จัดการการดูภาพ” เท่านั้น
  • สายสัญญาณ: สาย LAN (UTP Cat5e/Cat6) หัวต่อแบบ RJ45
  • ฟีเจอร์เด็ด (PoE – Power over Ethernet): ระบบ NVR ส่วนใหญ่รองรับ PoE คือสามารถส่ง “ไฟเลี้ยง” ไปพร้อมกับ “ข้อมูล” ในสายแลนเส้นเดียว ทำให้ไม่ต้องเดินสายไฟแยกไปหากล้อง
  • ความยืดหยุ่น: กล้องไม่จำเป็นต้องเสียบหลังเครื่อง NVR โดยตรง ขอแค่อยู่ในวง Network (Router/Switch) เดียวกัน ก็บันทึกภาพได้ ทำให้การเดินสายยืดหยุ่นมาก

ตารางสรุป: การเปรียบเทียบระบบ DVR vs NVR

ตารางนี้จะช่วยให้เห็นความแตกต่างระหว่างระบบกล้องวงจรปิดสองประเภทหลักได้อย่างชัดเจน

หัวข้อเปรียบเทียบDVR (Digital Video Recorder)NVR (Network Video Recorder)
ระบบสัญญาณAnalog (แอนะล็อก) ใช้สาย CoaxialIP (ดิจิทัล) ใช้สาย LAN / Fiber Optic
สายสัญญาณหลักสาย RG6 (สายอากาศทีวี)สาย LAN (CAT5e / CAT6)
การจ่ายไฟกล้องต้องเดินสายไฟแยก หรือใช้สาย RG6 แบบมีไฟเลี้ยงจ่ายไฟผ่านสาย LAN เส้นเดียวได้เลย (ระบบ PoE)
ความยากง่ายในการติดตั้งยากกว่า ต้องเดินสายจากกล้องทุกตัวกลับมาที่เครื่องบันทึกง่าย/ยืดหยุ่น ฝากสัญญาณผ่าน Switch Hub ตามจุดต่างๆ ได้
ฟีเจอร์อัจฉริยะ (AI)น้อยกว่า มักทำได้แค่ตรวจจับการเคลื่อนไหวทั่วไปสูง รองรับการนับคน, จดจำใบหน้า, ตรวจจับผู้บุกรุกได้แม่นยำ
ระยะทางเดินสายจำกัด (ประมาณ 300-500 เมตร สัญญาณจะดรอป)ไม่จำกัด (หากใช้ Fiber Optic เชื่อมต่อข้ามตึก/จังหวัดได้)
ราคาเริ่มต้นประหยัดกว่าสูงกว่าเล็กน้อย แต่คุ้มค่าในระยะยาว

2.4 การบีบอัดไฟล์วิดีโอ (Video Compression Standards)

หัวข้อนี้คือ “เวทมนตร์” ที่ทำให้เราบันทึกภาพคมชัดได้นานเป็นเดือนๆ

  • หลักการพื้นฐาน: วิดีโอคือการนำภาพนิ่งมาเรียงต่อกัน (เช่น 25 ภาพต่อวินาที) หากเก็บทุกเม็ดสี ข้อมูลจะมหาศาล หลักการบีบอัดคือ “ตัดส่วนที่ซ้ำกันทิ้งไป”
  • H.264 (AVC – Advanced Video Coding):
    • มาตรฐานยอดนิยมในยุค 2003-2015
    • ใช้หลักการเปรียบเทียบภาพ ถ้าฉากหลัง (เช่น กำแพง) ไม่ขยับ ก็จะไม่บันทึกซ้ำ จะบันทึกเฉพาะส่วนที่ขยับ (เช่น คนเดิน)
    • สถานะปัจจุบัน: ยังใช้งานได้ดี แต่เริ่มไม่เพียงพอกับกล้องความละเอียดสูง (4K)
  • H.265 (HEVC – High Efficiency Video Coding):
    • ฉลาดกว่า: แบ่งพื้นที่ภาพเป็นบล็อกขนาดต่างๆ กัน (Coding Tree Units) เพื่อวิเคราะห์ความละเอียดได้แม่นยำกว่า
    • ประหยัดกว่า: ที่คุณภาพภาพ เท่ากัน H.265 ใช้พื้นที่ฮาร์ดดิสก์น้อยลงถึง 40-50% เมื่อเทียบกับ H.264
    • ตัวอย่าง:
      • กล้อง 2MP บันทึกแบบ H.264 อาจใช้ที่ 40GB/วัน
      • กล้อง 2MP บันทึกแบบ H.265 จะใช้ที่เหลือเพียง 20GB/วัน (โดยประมาณ)
    • ผลลัพธ์: ประหยัดงบประมาณค่าฮาร์ดดิสก์ หรือใช้ฮาร์ดดิสก์ลูกเดิมแต่บันทึกย้อนหลังได้นานขึ้น 2 เท่า
  • เทคโนโลยีเสริม (Smart Codec / H.265+):
    • ผู้ผลิตบางราย (เช่น Hikvision, Dahua) พัฒนาต่อยอดเป็น H.265+ ซึ่งจะลดบิตเรตลงต่ำมากเมื่อไม่มีการเคลื่อนไหวในภาพ ทำให้ประหยัดพื้นที่ได้สูงสุด

2.5 ความละเอียดภาพ (Image Resolution)

ความละเอียดคือสิ่งที่บ่งบอกว่าภาพนั้น “ชัด” แค่ไหน โดยวัดเป็น ล้านพิกเซล (Megapixels – MP) ยิ่งตัวเลขเยอะ ภาพยิ่งมีรายละเอียดสูง ซึ่งมีผลอย่างมากเมื่อเราต้องการ “ซูมดูรายละเอียด” ภายหลัง

  • HD (1MP / 720p): ความคมชัดระดับเริ่มต้น ปัจจุบันเริ่มไม่เป็นที่นิยม
  • Full HD (2MP / 1080p): มาตรฐานปัจจุบัน ให้ความคมชัดเพียงพอสำหรับการระบุตัวบุคคลในระยะใกล้-กลาง
  • 4MP / 5MP (2K): ความละเอียดสูงกว่ามาตรฐาน เห็นรายละเอียดใบหน้าหรือป้ายทะเบียนได้ไกลขึ้น
  • 8MP (4K Ultra HD): ความละเอียดสูงสุด คมชัดมาก สามารถซูมภาพดิจิทัล (Digital Zoom) ได้โดยภาพไม่แตกเบลอ เหมาะสำหรับพื้นที่กว้าง เช่น ลานจอดรถ หรือทางเข้าออกหลัก

ข้อควรจำ: ยิ่งความละเอียดสูง -> ไฟล์ยิ่งใหญ่ -> ยิ่งเปลืองพื้นที่ฮาร์ดดิสก์

รูปภาพCCTV resolution comparison 2MP vs 4K

2.6 เฟรมเรต (Frame Rate – FPS)

FPS (Frames Per Second) คือ จำนวนภาพนิ่งที่นำมาฉายต่อเนื่องกันใน 1 วินาที ส่งผลต่อ “ความลื่นไหล” ของวิดีโอ

  • Real-time (25-30 FPS): ภาพเคลื่อนไหวลื่นไหลเหมือนดูทีวี ดูเป็นธรรมชาติที่สุด แต่ใช้พื้นที่เก็บข้อมูลเยอะที่สุด
  • Motion Recording (15-20 FPS): นิยมใช้มากที่สุดในงานวงจรปิด ภาพอาจจะดูไม่ลื่นเท่าตาเห็นนิดหน่อย (คนเดินอาจจะดูขัดๆ นิดๆ) แต่เพียงพอต่อการจับผิดและเป็นหลักฐานทางกฎหมาย ข้อดีคือ ประหยัดฮาร์ดดิสก์ได้ถึง 20-30%
  • Low FPS (1-10 FPS): ภาพจะดูเป็นหุ่นยนต์ กระตุกเป็นจังหวะ มักใช้ในจุดที่ไม่สำคัญ หรือต้องการประหยัดพื้นที่สูงสุด

หลักการเลือก: สำหรับกล้องวงจรปิดทั่วไป การตั้งค่าที่ 15-20 FPS ถือเป็นจุดสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความลื่นไหลและการประหยัดพื้นที่ครับ

เนื้อหาภาคทฤษฎีตอนนี้น่าจะครอบคลุมพื้นฐานสำคัญครบถ้วนแล้วครับ (ระบบ -> ฮาร์ดดิสก์ -> เครื่องบันทึก -> การบีบอัด -> ความละเอียด -> เฟรมเรต)

Related Posts