Was ist eine UV-Kamera? Ein Anfängerführer

Im Bereich der eingebetteten Vision sind UVC-Kameras (USB-Video-Klasse) aufgrund ihrer hohen Bandbreite, Zuverlässigkeit und einfachen Integration zur Kamera der Wahl für viele eingebettete Bildverarbeitungseinrichtungen geworden.
UV-Kameras sindUSB-KamerasDie Kamera ist eine Standardprotokoll, das eine nahtlose Kompatibilität zwischen verschiedenen Geräten ermöglicht, ohne dass zusätzliche Programme installiert werden müssen. Infolgedessen werden diese Kameras in einer Vielzahl von Anwendungen wie Zugangskontrollsysteme, Augmented Reality und medizinische Bildgebung eingesetzt.
In diesem Artikel werden wir die Grundlagen und Vorteile von UVC und UVC-Kameras weiter untersuchen und die Unterschiede zwischen UVC und MIPI vergleichen.

Was ist das UVC-Protokoll?

Das USB Video Class (UVC) Protokoll ist ein Standard für die Übertragung von Videodaten über die USB-Schnittstelle. Es ist ein Protokoll, das vom USB Implementers Forum (USB-IF) entwickelt wurde und dessen Hauptzweck darin besteht, die Verbindung und Kommunikation zwischen Video-Digitalkamera-Geräten und Computern zu
Eine der Hauptmerkmale des UVC-Protokolls ist die Plug-and-Play- und breite Kompatibilität. Geräte wie Laptops und Smartphones unterstützen das UVC-Protokoll. UVC-protokollkonforme Videogeräte können direkt auf einer Vielzahl von Betriebssystemen und Hardwareplattformen verwendet werden und erfordern keine Inst

Die Geschichte des UVC-Protokolls und wie es funktioniert

Die Entwicklung des USB Video Class (UVC) Protokolls spiegelt die Entwicklung der Videotechnologie und der USB-Standards wider. Vom ursprünglichen UVC 1.0 bis zur neuesten Version hat sich das UVC-Protokoll kontinuierlich an neue Technologien und Marktanforderungen angepasst und bietet Menschen standardisierte, effiziente und kompatible

Der früheste USB Video Class (UVC) 1.0 Standard wurde 2003 vom USB Implementers Forum (USB-IF) veröffentlicht. Seit seiner Veröffentlichung wurde diese Version kontinuierlich aktualisiert, um eine Vielzahl von Videoformaten zu unterstützen, darunter Yuv und mjpeg, während eine Fülle von Steuerungsoberf

Danach erweiterte usb-if die Funktionalität und den Anwendungsbereich des Protokolls weiter und führte 2012 die uvc-Version 1.5 ein. Es erweiterte die Unterstützung für das H.264-Video-Komprimierungsformat, wodurch die Videoübertragung effizienter wurde, und führte die Unterstützung für Mul

Mit der Veröffentlichung von USB 3.x und USB 4.0 wurde das UVC-Protokoll verbessert, um höhere Bandbreite und geringere Latenzzeit zu unterstützen. Diese Verbesserungen umfassen Unterstützung für hohere Auflösungsvideos (z. B. 4k und 8k), höhere Bildrate und anspruchsvollere Bildverarbeit

Die Arbeit des UVC-Protokolls umfasst folgende Prozesse:
1. Anschluss des Geräts:Das Gerät ist mit dem Host verbunden und der Host erkennt das Gerät durch USB-Erzählung.
2. Beschreibungsantrag:Der Host fordert den Gerätedeskriptor, den Konfigurationsdeskriptor, den Schnittstellendeskriptor und den Endpunktdeskriptor an und analysiert ihn.
3. Steuerungstransmission:Der Host setzt Videoparameter und erhält den Gerätestatus über den Steuerendepunkt.
4. Datenübertragung:Der Host erhält Videorahmendaten über den Video-Streaming-Endpunkt und verarbeitet sie durch das Anwendungsprogramm.

Was ist eine UV-Kamera?

UVC-Kamera (d.h. USB Video Class Camera), einfach ausgedrückt, ist eine USB-Kamera, die den UVC-Standard unterstützt, die Standard-Video-Streaming-Funktionen integriert und nahtlos mit dem Hostcomputer verbunden werden kann. Die neueste Version der USB-Video-Klasse-Spe

Nachstehend ist ein Diagramm einer USB-Video-Anwendung:

Es bietet die Plug-and-Play-Funktionalität und robuste Kompatibilität des UVC-Standards. Insgesamt ist es eine bequeme und erschwingliche Lösung für die Echtzeit-Videoübertragung, die in Videokonferenzen, Live-Streaming und anderen Anwendungen weit verbreitet ist.

Einige der wichtigsten Vorteile von UV-Kameras

Bei eingebetteten Visionanwendungen sind UVC-Kameras zweifellos eine der beliebtesten Kameraarten im Vergleich zu anderen Kameras. Hier sind einige Vorteile von UVC-Kameras:

• Plug-and-play:UVC-Geräte können automatisch erkannt und verwendet werden, wenn sie mit Betriebssystemen verbunden sind, die das UVC-Protokoll unterstützen (z. B. Windows, macOS, Linux usw.), ohne dass zusätzliche Treiber installiert werden müssen.
• breite Kompatibilität:Das UVC-Protokoll ist ein offener Standard, und jedes Gerät, das dem Standard entspricht, kann auf Systemen arbeiten, die es unterstützen, was eine breite Kompatibilität und Bedienbarkeit gewährleistet.
• Unterstützung des Standardvideoformat:unterstützt eine Vielzahl von Videoformaten wie yuv, mjpeg, h.264 usw.
• Flexibilität:Die robuste Flexibilität unterstützt eine Vielzahl von Videoauflösungen, -formaten und Bildraten, was sich auf die Bandbreitenverhandlung zwischen Geräten und Hosts auswirkt.
• niedrige Kosten:Im Vergleich zu anderen Arten von Kameras sind UV-Kameras zweifellos günstiger.

Betriebssysteme, die UV-Kameras verwenden können

Die UVC-Kameras können auf fast allen großen Betriebssystemen ausgeführt werden.

• Fenster:Windows 7 und höher verfügen über integrierte UVC-Treiber, die automatisch UVC-kompatible Kameras erkennen und konfigurieren.
• - Ich weiß.MacOS 10.4 Tiger und höher, einschließlich der neuesten MacOS-Versionen wie Big Sur, Monterey und Ventura, können UV-Kameras direkt verwenden.
• Linux:Der Linux-Kernel unterstützt UVC-Geräte ab Version 2.6.26. Die meisten modernen Linux-Distributionen enthalten diese Unterstützung.
• Chrom-Betriebssystem:Chromebooks und andere Geräte mit Chrome OS unterstützen UV-Kameras nativ. Das System erkennt und konfiguriert die Kamera automatisch, sobald der Benutzer sie mit dem Gerät verbindet.
• - Ich bin nicht sicher.Viele Android-Geräte unterstützen die Verbindung von UVC-Kameras über USB OTG (on-the-go). Einzelne Anwendungen, die UVC-Unterstützung benötigen (wie beispielsweise einige Kamera-Apps von Drittanbietern), müssen UVC-Kameras verwenden.

Freebsd und andere Embedded-Systeme (z. B. Raspberry Pi) unterstützen UVC-Geräte, erfordern jedoch möglicherweise die manuelle Konfiguration und das Laden der entsprechenden Treiber oder die entsprechende Konfiguration des Betriebssystems und der Treiber.

Einige beliebte Anwendungen für UV-Kameras

Medizinprodukte
Im medizinischen Bereich sind die hohe Empfindlichkeit, die genaue Farbwiedergabe und die hohe Bildqualität von UVC-Kameras für spezielle medizinische Geräte von entscheidender Bedeutung, die eine hohe Auflösung und Geschwindigkeit erfordern.
Zum Beispiel können bei minimalinvasiver Chirurgie UVC-Kameras mit Endoskopen und anderen Geräten verbunden werden, um den Operationsbereich in Echtzeit zu überwachen, so dass der Chirurg präzise operieren und Traumata reduzieren kann.

intelligente Zugangskontrolle und Biometrie
UV-Kameras liefern zuverlässige visuelle Vergleichsdaten zur Identitätsprüfung, indem sie qualitativ hochwertige Bilder erfassen. Sie werden häufig in der Biometrie für Gesichtserkennung, Iriserkennung und Fingerabdruck-Scannen verwendet, um eine genaue Identitätsprüfung zu gewährleisten.
Zum Beispiel integrieren wir aus Sicherheitsgründen die Fingerabdruckerkennungstechnologie in Zugangskontrollsysteme, bei denen UVC-Kameras Fingerabdruckbilder aufnehmen, um sicherzustellen, dass nur autorisiertes Personal Zugang zu bestimmten Bereichen hat, um Sicherheit und Privatsphäre zu gewährleisten.

Überwachung durch Video
UV-Kameras können auch für Videoüberwachung und Überwachung verwendet werden. Ob Sie Ihr Büro oder einen anderen Bereich überwachen möchten, UV-Kameras liefern zuverlässige Live-Bilder.
Ihre überlegene Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen bietet Ihnen 24/7 Live-Überwachung, so dass Sie Ihre Umgebung beobachten und sich entspannen können.

Tipps zur Optimierung der Leistung von UV-Kameras

Die Leistung einer UV-Kamera kann durch einige spezifische Einstellungen oder Umweltfaktoren maximiert werden, wie z. B.:
Linse:Eine hochwertige Linse kann die Bildklarheit und Farbwiedergabe erheblich verbessern.
USB-Anschlüsse:Die Verwendung von USB 3.0-Ports ist vorrangig zu gewährleisten, wobei sichergestellt wird, dass sie nicht mit anderen Geräten mit hoher Bandbreite geteilt werden, um Bandbreitenbeschränkungen zu vermeiden.
Beleuchtung:sicherstellen, dass die Umgebung, in der sie verwendet wird, ausreichend und gleichmäßig beleuchtet ist, um Lärm zu reduzieren und die Bildqualität zu verbessern sowie Überbelichtung und Blendung zu vermeiden.
Videoformat:Wählen Sie das passende Videoformat. mjpeg und h.264 bieten in der Regel eine bessere Komprimierungseffizienz bei hohen Auflösungen.

Vergleichen Sie UVC- und MIPI-Kameras

UVC- und MIPI-Kameras werden heute in eingebetteten Visionanwendungen weit verbreitet. Beide sind Schnittstellenarten für digitale Kameras, aber es gibt einige grundlegende Unterschiede.
Zunächst einmal, was die Schnittstelle betrifft, verwenden UVC-Kameras die USB-Schnittstelle zur Datenübertragung, während MiPI-Kameras die MiPI-Schnittstelle (Mobilindustrieprozessor-Schnittstelle) zur Datenübertragung verwenden. Im Vergleich dazu konzentriert sich die MiPI-Schnitt
Zweitens übertragen UVC-Kameras und MIPI-Kameras nicht hauptsächlich die gleiche Art von Daten; UVC-Kameras konzentrieren sich eher auf die Übertragung von Videodaten, während MIPI-Kameras sowohl für die Übertragung von Bilddaten als auch für die Übertragung von Vide
letztendlich hängt die Wahl zwischen UV-Kameras und MIPI-Kameras von den tatsächlichen Anforderungen der Anwendung ab. UV-Kameras sind aufgrund ihrer Benutzerfreundlichkeit und -einrichtung sowie ihrer großen Kompatibilität ideal für die Übertragung von Videodaten geeignet, während MIPI-Kameras aufgrund ihrer hervorragenden Leist

Schlussfolgerung

In der heutigen Zeit der sozialen Medien sind UVC-Kameras zu einem unverzichtbaren Bestandteil aller Arten von intelligenten Geräten geworden. UVC-Kameras bieten Plug-and-Play-Funktionalität, hochauflösende Videokualität und eine breite Kompatibilität mit einer Vielzahl von Ger

Empfehlungen für UV- und MIPI-Kameras

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