ما هي كاميرا UVC؟ دليل المبتدئين

في مجال الرؤية المدمجة ، أصبحت كاميرات UVC (فئة فيديو USB) الكاميرا المفضلة للعديد من أجهزة الرؤية المدمجة ، بالاعتماد على النطاق الترددي العالي والموثوقية وسهولة التكامل.
كاميرات UVC هيكاميرات يو إس بيالتي تتوافق مع معيار UVC ، والذي يرمز إلى "فئة فيديو USB" ، وهو بروتوكول قياسي يسمح بالتوافق السلس بين الأجهزة المختلفة دون الحاجة إلى تثبيت برامج إضافية. نتيجة لذلك ، يتم استخدام هذه الكاميرات في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل أنظمة التحكم في الوصول والواقع المعزز والتصوير الطبي.
في هذه المقالة ، سوف نستكشف بشكل أكبر أساسيات وفوائد كاميرات UVC و UVC ، بالإضافة إلى مقارنة الاختلافات بين UVC و MIPI.

ما هو بروتوكول UVC؟

يعد بروتوكول فئة فيديو USB (UVC) معيارا لنقل بيانات الفيديو عبر واجهة USB. إنه بروتوكول تم تطويره بواسطة منتدى منفذي USB (USB-IF) ، والغرض الرئيسي منه هو توحيد وتبسيط الاتصال والاتصال بين أجهزة كاميرا الفيديو الرقمية وأجهزة الكمبيوتر.
واحدة من الميزات الرئيسية لبروتوكول UVC هي التوصيل والتشغيل والتوافق الواسع. تدعم الأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية بروتوكول UVC. يمكن استخدام أجهزة الفيديو المتوافقة مع بروتوكول UVC مباشرة على مجموعة متنوعة من أنظمة التشغيل والأنظمة الأساسية للأجهزة ، ولا تتطلب تثبيت برامج تشغيل متخصصة. يشيع استخدامها في مؤتمرات الفيديو والبث عبر الإنترنت والتطبيقات الأخرى.

تاريخ بروتوكول UVC وكيف يعمل

يعكس تطوير بروتوكول فئة فيديو USB (UVC) تطور تقنية الفيديو ومعايير USB. من UVC 1.0 الأصلي إلى أحدث إصدار ، تكيف بروتوكول UVC باستمرار مع التقنيات الجديدة ومتطلبات السوق ، مما يوفر للأشخاص حلول نقل فيديو موحدة وفعالة ومتوافقة.

تم إصدار أول معيار USB Video Class (UVC) 1.0 بواسطة منتدى منفذي USB (USB-IF) في عام 2003. منذ إصداره ، تم تحديث هذا الإصدار باستمرار لدعم مجموعة واسعة من تنسيقات الفيديو ، بما في ذلك YUV و MJPEG ، مع توفير ثروة من واجهات التحكم لضبط المعلمات المختلفة مثل سطوع وتباين الأجهزة. في وقت لاحق ، تم تحسين USB-IF على أساس 1.0 ، وأضاف دعما لدقة الفيديو عالية الدقة (HD) والمعالجة المضمنة للأجهزة والتفاصيل الفنية الأخرى ، وقدم UVC1.1 ، وهو تكرار ل UVC1.0 ، في عام 2005 ، والذي كان تحديثا رئيسيا لبروتوكول UVC.

بعد ذلك ، قام USB-IF بتوسيع وظائف البروتوكول ونطاق التطبيق ، حيث قدم الإصدار 1.5 من UVC في عام 2012. أضاف دعما لتنسيق ضغط الفيديو H.264 ، مما يجعل نقل الفيديو أكثر كفاءة ، وقدم دعما لمزامنة الوسائط المتعددة ، مما يسمح بالنقل المتزامن لبيانات الصوت والفيديو.

مع إصدار USB 3.x و USB 4.0 ، تم تحسين بروتوكول UVC لدعم عرض نطاق ترددي أعلى وزمن انتقال أقل. تتضمن هذه التحسينات دعم الفيديو عالي الدقة (مثل 4K و 8K) ، ومعدلات إطارات أعلى ، ووظائف معالجة صور أكثر تطورا. لذلك ، يتم استخدامه أيضا على نطاق واسع في الكاميرات الصناعية وأجهزة التصوير الطبي وأجهزة الواقع الافتراضي.

ويحتوي عمل بروتوكول UVC على العمليات التالية:
1. اتصال الجهاز:الجهاز متصل بالمضيف ، ويتعرف المضيف على الجهاز عن طريق تعداد USB.
2. طلب واصف:يطلب المضيف ويوزع واصف الجهاز وواصف التكوين وواصف الواجهة وواصف نقطة النهاية.
3. التحكم في الانتقال:يقوم المضيف بتعيين معلمات الفيديو والحصول على حالة الجهاز من خلال نقطة نهاية التحكم.
4. نقل البيانات:يتلقى المضيف بيانات إطار الفيديو من خلال نقطة نهاية دفق الفيديو ويعالجها بواسطة برنامج التطبيق.

ما هي كاميرا UVC؟

كاميرا UVC (أي كاميرا فئة فيديو USB) ، ببساطة ، هي كاميرا USB تدعم معيار UVC ، والذي يدمج ميزات دفق الفيديو القياسية ويمكن توصيله بسلاسة بالكمبيوتر المضيف. أحدث إصدار من مواصفات فئة فيديو USB هو UVC 1.5.

يوجد أدناه رسم تخطيطي لتطبيق فئة فيديو USB:

إنه يوفر وظيفة التوصيل والتشغيل والتوافق القوي لمعيار UVC. بشكل عام ، إنه حل مناسب وبأسعار معقولة لنقل الفيديو في الوقت الفعلي ، والذي يستخدم على نطاق واسع في مؤتمرات الفيديو والبث المباشر والتطبيقات الأخرى.

بعض المزايا الرئيسية لكاميرات UVC

في تطبيقات الرؤية المدمجة ، تعد كاميرات UVC بلا شك واحدة من أكثر أنواع الكاميرات شيوعا مقارنة بالكاميرات الأخرى ، وإليك بعض مزايا كاميرات UVC:

• التوصيل والتشغيل:يمكن التعرف على أجهزة UVC واستخدامها تلقائيا عند الاتصال بأنظمة التشغيل التي تدعم بروتوكول UVC (مثل Windows و macOS و Linux وما إلى ذلك) دون الحاجة إلى تثبيت برامج تشغيل إضافية.
• توافق واسع:يعد بروتوكول UVC معيارا مفتوحا ، ويمكن لأي جهاز يتوافق مع المعيار العمل على الأنظمة التي تدعمه ، مما يضمن التوافق وقابلية التشغيل على نطاق واسع.
• دعم تنسيق الفيديو القياسي:يدعم مجموعة واسعة من تنسيقات الفيديو مثل YUV و MJPEG و H.264 وما إلى ذلك.
• المرونه:تدعم مرونته القوية مجموعة واسعة من دقة الفيديو والتنسيقات ومعدلات الإطارات ، مما يؤثر على التفاوض على النطاق الترددي بين الأجهزة والمضيفين.
• تكلفة منخفضة:بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الكاميرات ، فإن كاميرات UVC ميسورة التكلفة بلا شك.

أنظمة التشغيل التي يمكنها استخدام كاميرات UVC

نظرا للتوافق الواسع لبروتوكول UVC ، فقد أصبح الخيار الأول للعديد من أجهزة التقاط الفيديو. يمكن تشغيل كاميرات UVC على جميع أنظمة التشغيل الرئيسية تقريبا.

• نوافذ:يحتوي Windows 7 والإصدارات الأحدث على برامج تشغيل UVC مدمجة تتعرف تلقائيا على الكاميرات المتوافقة مع UVC وتتكوينها.
• ماك:macOS 10.4 Tiger والإصدارات الأحدث ، بما في ذلك أحدث إصدارات macOS مثل Big Sur و Monterey و Ventura ، يمكنهم استخدام كاميرات UVC مباشرة.
• لينكس:تدعم نواة Linux أصلا أجهزة UVC بدءا من الإصدار 2.6.26. تتضمن معظم توزيعات Linux الحديثة هذا الدعم.
• نظام التشغيل كروم:تتوافق أجهزة Chromebook والأجهزة الأخرى التي تعمل بنظام التشغيل Chrome بشكل أصلي مع كاميرات UVC. يتعرف النظام تلقائيا على الكاميرا ويقوم بتكوينها بمجرد أن يقوم المستخدم بتوصيلها بالجهاز.
• الروبوت:تدعم العديد من أجهزة Android توصيل كاميرات UVC عبر USB OTG (أثناء التنقل). التطبيقات الفردية التي تتطلب دعم UVC (مثل بعض تطبيقات الكاميرا التابعة لجهات خارجية) مطلوبة لاستخدام كاميرات UVC.

كما يدعم FreeBSD والأنظمة المضمنة الأخرى (مثل Raspberry Pi) أجهزة UVC ، ولكنها قد تتطلب من المستخدم تكوين برامج التشغيل المناسبة وتحميلها يدويا ، أو قد تتطلب نظام تشغيل مناسبا وتكوين برنامج التشغيل.

بعض التطبيقات الشعبية لكاميرات UVC

الأجهزة الطبية
في المجال الطبي ، تعد الحساسية العالية واستنساخ الألوان الدقيق والتصوير عالي الجودة لكاميرات UVC أمرا بالغ الأهمية للأجهزة الطبية المتخصصة التي تتطلب دقة وسرعة عالية.
على سبيل المثال ، في الجراحة طفيفة التوغل ، يمكن توصيل كاميرات UVC بالمناظير الداخلية وغيرها من المعدات لمراقبة المنطقة الجراحية في الوقت الفعلي ، مما يمكن الجراح من العمل بدقة وتقليل الصدمات.

التحكم الذكي في الوصول والقياسات الحيوية
توفر كاميرات UVC بيانات مقارنة مرئية موثوقة للتحقق من الهوية من خلال التقاط صور عالية الجودة. غالبا ما يستخدم في القياسات الحيوية للتعرف على الوجه والتعرف على قزحية العين ومسح بصمات الأصابع لضمان التحقق الدقيق من الهوية.
على سبيل المثال ، لأغراض أمنية ، نقوم بدمج تقنية التعرف على بصمات الأصابع في أنظمة التحكم في الوصول ، حيث تلتقط كاميرات UVC صور بصمات الأصابع لضمان وصول الأفراد المصرح لهم فقط إلى مناطق محددة ، مما يضمن الأمان والخصوصية.

المراقبة بالفيديو
يمكن أيضا استخدام كاميرات UVC للمراقبة بالفيديو والمراقبة. سواء كنت ترغب في مراقبة مكتبك أو أي منطقة أخرى ، توفر كاميرات UVC صورا حية موثوقة.
يوفر لك أدائها المتفوق في الإضاءة المنخفضة مراقبة حية 24/7 ، حتى تتمكن من الاستمرار في مشاهدة محيطك والراحة بسهولة.

نصائح لتحسين أداء كاميرا UVC

يمكن زيادة أداء كاميرا UVC إلى أقصى حد من خلال بعض الإعدادات المحددة ، أو العوامل البيئية ، مثل:
عدسة:يمكن للعدسة عالية الجودة تحسين وضوح الصورة واستنساخ الألوان بشكل كبير.
منافذ يو اس بي:إعطاء الأولوية لاستخدام منافذ USB 3.0 ، مع ضمان عدم مشاركتها مع الأجهزة الأخرى ذات النطاق الترددي العالي لتجنب قيود النطاق الترددي.
إضاءة:تأكد من أن البيئة التي يتم استخدامها فيها بها إضاءة كافية ومتساوية لتقليل الضوضاء وتحسين جودة الصورة ، ومنع التعرض المفرط والوهج.
تنسيق الفيديو:اختر تنسيق الفيديو المناسب. يوفر MJPEG و H.264 عادة كفاءة ضغط أفضل بدقة عالية.

قارن بين كاميرات UVC و MIPI

تستخدم كاميرات UVC و MIPI على نطاق واسع في تطبيقات الرؤية المدمجة اليوم. كلاهما من أنواع واجهة الكاميرا الرقمية ، ولكن هناك بعض الاختلافات الأساسية.
بادئ ذي بدء ، من حيث الواجهة ، تستخدم كاميرات UVC واجهة USB لنقل البيانات ، بينما تستخدم كاميرات MIPI واجهة MIPI (واجهة معالج صناعة الهاتف المحمول) لنقل البيانات. بالمقارنة ، تركز واجهة MIPI بشكل أكبر على السرعة العالية والاستهلاك المنخفض للطاقة ، وتستخدم بشكل شائع في الأجهزة المحمولة مثل الهواتف المحمولة والطائرات بدون طيار ، حيث يكون استهلاك الطاقة محدودا.
ثانيا ، لا تنقل كاميرات UVC وكاميرات MIPI بشكل أساسي نفس النوع من البيانات ؛ تركز كاميرات UVC بشكل أكبر على نقل بيانات الفيديو ، بينما يمكن استخدام كاميرات MIPI لنقل بيانات الصور والفيديو ؛ تركز كاميرات MIPI على التقاط صور ثابتة عالية الجودة.
في النهاية ، يعتمد الاختيار بين كاميرات UVC وكاميرات MIPI على الاحتياجات الفعلية للتطبيق ؛ تعد كاميرات UVC مثالية لنقل بيانات الفيديو نظرا لسهولة استخدامها وإعدادها ، وتوافقها الواسع ، في حين أن كاميرات MIPI هي الخيار الأول لنقل الصور وبيانات الفيديو على العديد من الأجهزة المحمولة مثل الهواتف المحمولة نظرا لأدائها الممتاز منخفض الطاقة.

استنتاج

في عصر وسائل التواصل الاجتماعي اليوم ، أصبحت الكاميرات مكونا لا غنى عنه في جميع أنواع الأجهزة الذكية ، وتوفر كاميرات UVC وظائف التوصيل والتشغيل وجودة الفيديو عالية الدقة والتوافق الواسع عبر مجموعة واسعة من الأجهزة. سواء للاستخدام المهني في مؤتمرات الفيديو والتطبيب عن بعد ، أو للاستخدام الشخصي في البث المباشر والتعليم عبر الإنترنت ، توفر كاميرات UVC حلا متعدد الاستخدامات وفعالا من حيث التكلفة. من خلال فهم الميزات والفوائد والتطبيقات ، يمكنك اتخاذ قرارات مستنيرة للاستفادة الفعالة من تقنية UVC.

توصيات لكاميرات UVC وكاميرات MIPI

مع سنوات من الخبرة في تصميم وتطوير وتصنيع حلول كاميرات OEM ، Sinoseen هي الشركة المصنعة لوحدات الكاميرا الأولى في الصين. على مر السنين ، قدمنا حلول وحدة الكاميرا من الدرجة الأولى للعديد من الشركات المصنعة والشركات المحلية والدولية.
يمكن تخصيص كاميراتنا لتلبية جميع احتياجات التصوير الخاصة بك دون المساومة على الأداء والجودة. إذا كنت بحاجة إلى خبير لتوفير حل كاميرا UVC المناسب لمشروعك ،يرجى الاتصال بنا.