¿Qué es una cámara UVC? una guía para principiantes

En el campo de la visión integrada, las cámaras UVC (clase de vídeo USB) se han convertido en la cámara de elección para muchos dispositivos de visión integrada, basándose en su alto ancho de banda, fiabilidad y facilidad de integración.
Las cámaras UVC soncámaras usbque cumplen con el estándar UVC, que significa "classe de vídeo USB", un protocolo estándar que permite una compatibilidad perfecta entre varios dispositivos sin necesidad de instalar programas adicionales. Como resultado, estas cámaras se utilizan en una amplia gama de aplicaciones como sistemas de control de acceso, realidad aumentada e imágenes médicas.
En este artículo, exploraremos más los fundamentos y beneficios de las cámaras UVC y UVC, así como compararemos las diferencias entre UVC y MIPI.

¿Qué es el protocolo UVC?

El protocolo USB Video Class (UVC) es un estándar para transmitir datos de vídeo a través de la interfaz USB. Es un protocolo desarrollado por el foro de implementadores USB (USB-if), y su propósito principal es estandarizar y simplificar la conexión y comunicación entre dispositivos de cámara digital de vídeo y computadoras.
Una de las características principales del protocolo UVC es el plug-and-play y la amplia compatibilidad. dispositivos como ordenadores portátiles y teléfonos inteligentes soportan el protocolo UVC. Los dispositivos de video compatibles con el protocolo UVC se pueden usar directamente en una variedad de sistemas operativos y plataformas de hardware, y no re

La historia del protocolo UVC y cómo funciona

El desarrollo del protocolo de clase de vídeo USB (UVC) refleja la evolución de la tecnología de vídeo y los estándares USB. Desde el original UVC 1.0 hasta la última versión, el protocolo UVC se ha adaptado continuamente a las nuevas tecnologías y demandas del mercado, proporcionando a las personas soluciones de transmisión de vídeo estandari

El estándar USB Video Class (UVC) 1.0 fue lanzado por el foro de implementadores USB (USB-IF) en 2003. Desde su lanzamiento, esta versión ha sido actualizada continuamente para admitir una amplia gama de formatos de video, incluidos yuv y mjpeg, al tiempo que proporciona una gran cantidad de interfaces de control para ajustar

Después de esto, USB-IF amplió aún más la funcionalidad y el alcance de aplicación del protocolo, introduciendo la versión 1.5 de uvc en 2012. Añadió soporte para el formato de compresión de video h.264, haciendo la transmisión de video más eficiente, e introdujo soporte para la sincronización multimedia, permitiendo la transmisión

Con el lanzamiento de USB 3.x y USB 4.0, el protocolo UVC se ha mejorado para admitir un mayor ancho de banda y una menor latencia. Estas mejoras incluyen soporte para video de mayor resolución (por ejemplo, 4k y 8k), tasas de fotogramas más altas y funciones de procesamiento de imágenes más sofis

y el trabajo del protocolo UVC contiene los siguientes procesos:
1. conexión del dispositivo:el dispositivo está conectado al host y el host reconoce el dispositivo mediante el recuento por USB.
2. solicitud de descriptor:el host solicita y analiza el descriptor de dispositivo, el descriptor de configuración, el descriptor de interfaz y el descriptor de punto final.
3. transmisión de control:el host establece los parámetros de vídeo y obtiene el estado del dispositivo a través del punto final de control.
4. transmisión de datos:el host recibe datos de fotogramas de vídeo a través del punto final de transmisión de vídeo y los procesa por el programa de aplicación.

- ¿ Qué?

¿Qué es una cámara UV?

Una cámara UVC (es decir, cámara de clase de vídeo USB), para decirlo simplemente, es una cámara USB que admite el estándar UVC, que integra características de transmisión de video estándar y se puede conectar sin problemas al ordenador host. La última versión de la especificación de clase de vídeo USB es UVC 1.5.

A continuación se muestra un diagrama de una aplicación de clase de vídeo USB:

- ¿ Qué?

ofrece la funcionalidad de plug-and-play y la robusta compatibilidad del estándar UVC. En general, es una solución conveniente y asequible para la transmisión de video en tiempo real, que se utiliza ampliamente en videoconferencias, transmisión en vivo y otras aplicaciones.

- ¿ Qué?

Algunas ventajas clave de las cámaras UVC

En aplicaciones de visión integrada, las cámaras UVC son sin duda uno de los tipos de cámaras más populares en comparación con otras cámaras, aquí hay algunas ventajas de las cámaras UVC:

• el sistema de conexión:Los dispositivos UVC pueden ser reconocidos y utilizados automáticamente cuando se conectan a sistemas operativos que admiten el protocolo UVC (por ejemplo, Windows, macOS, Linux, etc.) sin necesidad de instalar controladores adicionales.
• compatibilidad general:El protocolo UVC es un estándar abierto, y cualquier dispositivo que cumpla con el estándar puede funcionar en sistemas que lo soporten, lo que garantiza una amplia compatibilidad y operabilidad.
• soporte para el formato de vídeo estándar:admite una amplia gama de formatos de video como yuv, mjpeg, h.264, etc.
• flexibilidad:Su robusta flexibilidad admite una amplia gama de resoluciones de vídeo, formatos y velocidades de fotogramas, lo que afecta la negociación de ancho de banda entre dispositivos y hosts.
• bajo coste:En comparación con otros tipos de cámaras, las cámaras UVC son sin duda más asequibles.

- ¿ Qué?

sistemas operativos que pueden utilizar cámaras UVC

Debido a la amplia compatibilidad del protocolo UVC, se ha convertido en la primera opción para muchos dispositivos de captura de video. Las cámaras UVC pueden ejecutarse en casi todos los principales sistemas operativos.

• ventanas:Windows 7 y versiones posteriores tienen controladores UVC integrados que reconocen y configuran automáticamente cámaras compatibles con UVC.
• ¿ Qué pasa?MacOS 10.4 Tiger y anteriores, incluyendo las últimas versiones de MacOS como Big Sur, Monterey y Ventura, son capaces de usar cámaras UVC directamente.
• ¿ Qué es?El kernel de Linux admite de forma nativa dispositivos UVC a partir de la versión 2.6.26. La mayoría de las distribuciones modernas de Linux incluyen este soporte.
• el sistema operativo de cromo:Chromebooks y otros dispositivos que ejecutan Chrome OS admiten de forma nativa cámaras UVC. El sistema reconoce y configura automáticamente la cámara una vez que el usuario la conecta al dispositivo.
• ¿ Qué es eso?Muchos dispositivos Android admiten la conexión de cámaras UVC a través de USB OTG (en movimiento). Se requieren aplicaciones individuales que requieren soporte UVC (como algunas aplicaciones de cámaras de terceros) para usar cámaras UVC.

También freebsd y otros sistemas integrados (por ejemplo, Raspberry Pi) admiten dispositivos UVC, pero pueden requerir que el usuario configure y cargue manualmente los controladores apropiados, o pueden requerir un sistema operativo y una configuración de controladores apropiados.

algunas aplicaciones populares para cámaras UVC

Dispositivos médicos
En el campo médico, la alta sensibilidad, reproducción precisa de color y imágenes de alta calidad de las cámaras UVC son fundamentales para dispositivos médicos especializados que requieren alta resolución y velocidad.
Por ejemplo, en cirugía mínimamente invasiva, las cámaras UVC pueden conectarse a endoscopios y otros equipos para monitorear el área quirúrgica en tiempo real, lo que permite al cirujano operar con precisión y reducir el trauma.

Control de acceso inteligente y biometría
Las cámaras UVC proporcionan datos de comparación visual confiables para la verificación de identidad mediante la captura de imágenes de alta calidad. A menudo se utiliza en biométrica para reconocimiento facial, reconocimiento del iris y escaneo de huellas dactilares para garantizar una verificación de identidad precisa.
Por ejemplo, por razones de seguridad, integramos tecnología de reconocimiento de huellas dactilares en sistemas de control de acceso, donde las cámaras UVC capturan imágenes de huellas dactilares para garantizar que solo el personal autorizado tenga acceso a áreas específicas, garantizando la seguridad y la privacidad.

vigilancia por video
Las cámaras UVC también se pueden utilizar para la vigilancia y monitoreo de video. Si desea monitorear su oficina o cualquier otro área, las cámaras UVC proporcionan imágenes en vivo confiables.
Su rendimiento superior en condiciones de poca luz le proporciona vigilancia en vivo las 24 horas del día, los 7 días de la semana, para que pueda seguir observando su entorno y descansar tranquilo.

consejos para optimizar el rendimiento de la cámara UVC

El rendimiento de una cámara UVC puede ser maximizado por algunos ajustes específicos, o factores ambientales, tales como:
lente:una lente de alta calidad puede mejorar significativamente la claridad de la imagen y la reproducción del color.
Puertos USB:priorizar el uso de puertos USB 3.0, asegurándose al mismo tiempo de que no se compartan con otros dispositivos de alto ancho de banda para evitar limitaciones de ancho de banda.
Iluminación:garantizar que el entorno en el que se utilice dispone de una iluminación suficiente y uniforme para reducir el ruido y mejorar la calidad de la imagen, así como para evitar la sobreexposición y el deslumbramiento.
formato de vídeo:elegir el formato de vídeo adecuado. mjpeg y h.264 suelen proporcionar una mejor eficiencia de compresión en altas resoluciones.

Comparar cámaras UVC y MIPI

Las cámaras UVC y MIPI son ampliamente utilizadas en aplicaciones de visión integrada hoy en día. Ambas son tipos de interfaz de cámara digital, pero hay algunas diferencias fundamentales.
En primer lugar, en términos de interfaz, las cámaras UVC utilizan la interfaz USB para transmitir datos, mientras que las cámaras MiPI utilizan la interfaz MiPI (interfaz de procesador de la industria móvil) para transmitir datos. En comparación, la interfaz MiPI se centra más en alta velocidad
En segundo lugar, las cámaras UVC y las cámaras MIPI no transmiten principalmente el mismo tipo de datos; las cámaras UVC se centran más en transmitir datos de vídeo, mientras que las cámaras MIPI pueden utilizarse para transmitir datos de imagen y video; las cámaras MIPI se centran en capturar imágenes fijas de alta
Al final, la elección entre cámaras UVC y cámaras MIPI depende de las necesidades reales de la aplicación; las cámaras UVC son ideales para transmitir datos de vídeo debido a su facilidad de uso y configuración, y su amplia compatibilidad, mientras que las cámaras MIPI son la primera opción para transmitir imágenes y datos de vídeo en muchos

Conclusión

En la era actual de las redes sociales, las cámaras UVC se han convertido en un componente indispensable de todo tipo de dispositivos inteligentes, y las cámaras UVC ofrecen funcionalidad de plug-and-play, calidad de video de alta definición y amplia compatibilidad en una amplia gama de dispositivos. ya sea para uso profesional en videoconferencias y telemedicina

Recomendaciones para cámaras UVC y cámaras MIPI

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