دوربین UVC چیست؟ راهنمای مبتدی

در زمینه دید جاسازی شده، دوربین های UVC (طبقه USB Video) به دلیل پهنای باند بالا، قابلیت اطمینان و سهولت ادغام، به دوربین مورد نظر بسیاری از دستگاه های دید جاسازی شده تبدیل شده اند.
دوربین های UVCدوربین های usbکه با استاندارد UVC مطابقت دارند، که برای "USB Video Class" است، یک پروتکل استاندارد که امکان سازگاری بی نقص بین دستگاه های مختلف را بدون نیاز به نصب برنامه های اضافی فراهم می کند. در نتیجه، این دوربین ها در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی مانند سیستم های کنترل دسترسی، واقعیت افزوده و تصویربرداری پزشکی استفاده می شود.
در این مقاله، ما اصول و مزایای دوربین های UVC و UVC را بیشتر بررسی خواهیم کرد، و همچنین تفاوت های بین UVC و MIPI را مقایسه خواهیم کرد.

پروتکل UVC چيست؟

پروتکل USB Video Class (UVC) یک استاندارد برای انتقال داده های ویدیویی از طریق رابط USB است. این پروتکل توسط انجمن پیاده سازی USB (USB-if) توسعه یافته است و هدف اصلی آن استاندارد سازی و ساده سازی اتصال و ارتباطات بین دستگاه های دوربین دیجیتال ویدیویی و رایانه ها است.
یکی از ویژگی های اصلی پروتکل uvc پلاگ و پلی و سازگاری گسترده است. دستگاه هایی مانند لپ تاپ ها و تلفن های هوشمند از پروتکل uvc پشتیبانی می کنند. دستگاه های ویدیویی سازگار با پروتکل uvc می توانند به طور مستقیم در انواع سیستم عامل ها و سیستم عامل های سخت افزاری استفاده شوند و نیازی به نصب درایورهای تخصصی ندارند

تاریخچه پروتکل UVC و نحوه کار آن

توسعه پروتکل USB Video Class (UVC) نشان دهنده تکامل تکنولوژی ویدیو و استانداردهای USB است. از uvc اصلی 1.0 تا آخرین نسخه، پروتکل uvc به طور مداوم با فناوری های جدید و خواسته های بازار سازگار شده است و راه حل های انتقال ویدیو استاندارد، کارآمد و سازگار را برای مردم فراهم می کند.

اولین استاندارد USB Video Class (UVC) 1.0 توسط انجمن پیاده سازان USB (USB-IF) در سال 2003 منتشر شد. از زمان انتشار آن، این نسخه به طور مداوم برای پشتیبانی از طیف گسترده ای از فرمت های ویدیویی از جمله yuv و mjpeg به روز شده است، در حالی که رابط های کنترل زیادی را برای تنظیم پارامترهای مختلف مانند

پس از این، USB-IF قابلیت ها و دامنه کاربرد این پروتکل را گسترش داد و نسخه 1.5 uvc را در سال 2012 معرفی کرد. پشتیبانی از فرمت فشرده سازی ویدئویی h.264 را اضافه کرد و انتقال ویدئویی را کارآمدتر کرد و پشتیبانی از همگام سازی چند رسانه ای را معرفی کرد که انتقال همزمان داده های صوتی و

با انتشار USB 3.x و USB 4.0 ، پروتکل UVC برای پشتیبانی از پهنای باند بالاتر و تاخیر کمتر بهبود یافته است. این پیشرفت ها شامل پشتیبانی از ویدئو با وضوح بالاتر (به عنوان مثال 4k و 8k) ، نرخ فریم بالاتر و توابع پردازش تصویر پیچیده تر است. بنابراین ، همچنین به طور گسترده ای در دوربین های صنعتی ،

و کار پروتکل UVC شامل فرآیندهای زیر است:
اتصال دستگاه:دستگاه به میزبان متصل شده و میزبان دستگاه را با شمارش USB تشخیص می دهد.
درخواست توصیف کننده:میزبان درخواست می کند و توصیف کننده دستگاه، توصیف کننده پیکربندی، توصیف کننده رابط و توصیف کننده نقطه پایان را تجزیه می کند.
انتقال کنترل:میزبان پارامترهای ویدیو را تنظیم می کند و وضعیت دستگاه را از طریق نقطه پایانی کنترل دریافت می کند.
انتقال داده ها:میزبان داده های فریم ویدئویی را از طریق نقطه پایانی پخش ویدئو دریافت می کند و توسط برنامه برنامه پردازش می کند.

دوربین UV چیست؟

دوربین UVC (یعنی دوربین کلاس ویدیو USB) ، به سادگی، یک دوربین USB است که از استاندارد UVC پشتیبانی می کند، که ویژگی های پخش ویدیو استاندارد را ادغام می کند و می تواند به راحتی به کامپیوتر میزبان متصل شود. آخرین نسخه مشخصات کلاس ویدیو USB UVC 1.5 است.

در زیر یک نمودار از یک برنامه کلاس ویدیویی USB است:

این سیستم قابلیت پلاگ و پلی و سازگاری قوی استاندارد UVC را ارائه می دهد. به طور کلی، این یک راه حل مناسب و مقرون به صرفه برای انتقال ویدئویی در زمان واقعی است که به طور گسترده در کنفرانس ویدئویی، پخش زنده و سایر برنامه ها استفاده می شود.

برخی از مزایای اصلی دوربین های UVC

در برنامه های کاربردی دید جاسازی شده، دوربین های UVC بدون شک یکی از محبوب ترین انواع دوربین ها در مقایسه با دوربین های دیگر هستند، در اینجا برخی از مزایای دوربین های UVC وجود دارد:

• پلاگ و پلی:دستگاه های uvc می توانند به طور خودکار تشخیص داده و استفاده شوند وقتی به سیستم عامل هایی که از پروتکل uvc پشتیبانی می کنند متصل شوند (به عنوان مثال ویندوز، macOS، لینوکس و غیره) بدون نیاز به نصب درایور های اضافی.
• سازگاری گسترده:پروتکل UVC یک استاندارد باز است و هر دستگاهی که با استاندارد مطابقت داشته باشد می تواند روی سیستم هایی که از آن پشتیبانی می کنند کار کند، اطمینان از سازگاری و قابلیت کار گسترده ای.
• پشتیبانی از فرمت ویدیویی استاندارد:از طیف گسترده ای از فرمت های ویدیویی مانند yuv، mjpeg، h.264 و غیره پشتیبانی می کند.
• انعطاف پذیری:انعطاف پذیری قوی آن از طیف گسترده ای از رزولوشن های ویدیویی، فرمت ها و نرخ فریم پشتیبانی می کند، که بر مذاکره پهنای باند بین دستگاه ها و میزبان ها تأثیر می گذارد.
• هزینه کم:در مقایسه با انواع دیگر دوربین ها، دوربین های UVC بدون شک ارزان تر هستند.

سیستم عامل هایی که می توانند از دوربین های UVC استفاده کنند

به دلیل سازگاری گسترده پروتکل UVC، این اولین انتخاب برای بسیاری از دستگاه های ضبط ویدیو شده است. دوربین های UVC می توانند تقریباً در تمام سیستم عامل های اصلی اجرا شوند.

• پنجره ها:ویندوز 7 و بالاتر درایورهای UVC داخلی دارند که به طور خودکار دوربین های سازگار با UVC را تشخیص می دهند و پیکربندی می کنند.
• ماکوس:macOS 10.4 Tiger و بالاتر، از جمله آخرین نسخه های macOS مانند Big Sur، Monterey و Ventura، قادر به استفاده مستقیم از دوربین های UVC هستند.
• لينکس:هسته لینوکس به طور بومی از دستگاه های UVC از نسخه 2.6.26 پشتیبانی می کند. اکثر توزیع های مدرن لینوکس این پشتیبانی را شامل می شوند.
• کروم OS:Chromebook ها و سایر دستگاه هایی که از سیستم عامل Chrome استفاده می کنند از دوربین های UVC پشتیبانی می کنند. سیستم به طور خودکار دوربین را تشخیص می دهد و تنظیم می کند هنگامی که کاربر آن را به دستگاه متصل می کند.
• اندروید:بسیاری از دستگاه های اندرویدی از اتصال دوربین های UVC از طریق USB OTG (در حال حرکت) پشتیبانی می کنند. برنامه های فردی که نیاز به پشتیبانی UVC دارند (مانند برخی از برنامه های دوربین شخص ثالث) برای استفاده از دوربین های UVC مورد نیاز هستند.

همچنین فریبسد و سایر سیستم های جاسازی شده (به عنوان مثال Raspberry Pi) از دستگاه های UVC پشتیبانی می کنند، اما ممکن است نیاز به تنظیم و بارگذاری درایورهای مناسب به صورت دستی از طرف کاربر داشته باشند، یا ممکن است نیاز به تنظیم سیستم عامل و درایور مناسب داشته باشند.

برخی از کاربردهای محبوب دوربین های UVC

دستگاه های پزشکی
در زمینه پزشکی، حساسیت بالا، بازتولید دقیق رنگ و تصویربرداری با کیفیت بالا از دوربین های UVC برای دستگاه های پزشکی تخصصی که نیاز به وضوح و سرعت بالا دارند، بسیار مهم است.
برای مثال، در جراحی های حداقل تهاجمی، دوربین های UVC می توانند به اندوسکوپ ها و سایر تجهیزات متصل شوند تا منطقه جراحی را در زمان واقعی نظارت کنند، که به جراح امکان می دهد با دقت عمل کند و آسیب را کاهش دهد.

کنترل دسترسی هوشمند و بیومتریک
دوربین های UVC با گرفتن تصاویر با کیفیت بالا، داده های قابل اطمینان مقایسه بصری را برای تأیید هویت فراهم می کنند. این دوربین اغلب در بیومتریک برای تشخیص چهره، تشخیص آیریس و اسکن اثر انگشت برای اطمینان از تأیید هویت دقیق استفاده می شود.
برای مثال، به منظور امنیت، ما تکنولوژی تشخیص اثر انگشت را در سیستم های کنترل دسترسی، که در آن دوربین های UVC تصاویر اثر انگشت را ضبط می کنند، برای اطمینان از دسترسی فقط افراد مجاز به مناطق خاص، برای اطمینان از امنیت و حریم خصوصی، ادغام می کنیم.

نظارت تصویری
دوربین های UVC همچنین می توانند برای نظارت و نظارت ویدیویی استفاده شوند. چه شما می خواهید دفتر خود را نظارت کنید یا هر منطقه دیگری، دوربین های UVC تصاویر زنده قابل اعتماد را ارائه می دهند.
عملکرد فوق العاده ی آنها در شرایط کم نور، شما را با نظارت زنده 24 ساعته و 7 روز در روز، به شما امکان می دهد که محیط اطراف خود را تماشا کنید و راحت استراحت کنید.

نکات بهینه سازی عملکرد دوربین UVC

عملکرد یک دوربین UVC می تواند با چند تنظیمات خاص یا عوامل محیطی مانند:
عدسه:یک لنز با کیفیت بالا می تواند به طور قابل توجهی وضوح تصویر و بازتولید رنگ را بهبود بخشد.
پورت های usb:استفاده از پورت های USB 3.0 را اولویت بندی کنید، در حالی که اطمینان حاصل کنید که آنها با سایر دستگاه های پهنای باند بالا به اشتراک گذاشته نمی شوند تا از محدودیت های پهنای باند جلوگیری شود.
روشنایی:اطمینان حاصل شود که محیط مورد استفاده آن دارای نور کافی و یکسانی برای کاهش سر و صدا و بهبود کیفیت تصویر و جلوگیری از نور بیش از حد و درخشش است.
فرمت ویدیو:انتخاب فرمت ویدئویی مناسب. mjpeg و h.264 به طور معمول کارایی فشرده سازی بهتری را در وضوح بالا ارائه می دهند.

دوربین های UVC و MIPI را مقایسه کنید

دوربین های UVC و MiPI هم اکنون به طور گسترده ای در برنامه های کاربردی بینایی جاسازی شده استفاده می شوند. هر دو نوع رابط دوربین دیجیتال هستند، اما برخی از تفاوت های اساسی وجود دارد.
در ابتدا از نظر رابط، دوربین های UVC از رابط USB برای انتقال داده ها استفاده می کنند، در حالی که دوربین های MiPI از رابط MiPI (مواصفات پردازنده صنعت تلفن همراه) برای انتقال داده ها استفاده می کنند. در مقایسه، رابط MiPI بیشتر بر سرعت بالا و مصرف انرژی پایین تمرکز دارد و معمولا در دستگاه های تلفن همراه مانند تلفن های همراه
دوم، دوربین های UVC و دوربین های MiPI عمدتاً همان نوع داده را انتقال نمی دهند؛ دوربین های UVC بیشتر بر انتقال داده های ویدیویی متمرکز هستند، در حالی که دوربین های MiPI می توانند برای انتقال داده های تصویر و ویدیو استفاده شوند؛ دوربین های MiPI بر گرفتن تصاویر با کیفیت بالا متمرکز هستند.
در نهایت، انتخاب بین دوربین های UVC و دوربین های MiPI به نیازهای واقعی برنامه بستگی دارد؛ دوربین های UVC به دلیل سهولت استفاده و تنظیم و سازگاری گسترده آنها برای انتقال داده های ویدیویی ایده آل هستند، در حالی که دوربین های MiPI به دلیل عملکرد عالی کم مصرف خود، اولین انتخاب برای انتقال تصاویر و داده های ویدیویی در بسیاری از دستگاه های تلفن

نتیجه گیری

در عصر امروز رسانه های اجتماعی، دوربین های UVC به یک جزء ضروری از انواع دستگاه های هوشمند تبدیل شده اند و دوربین های UVC قابلیت پلاگ و پلی، کیفیت ویدیوی با وضوح بالا و سازگاری گسترده ای را در طیف وسیعی از دستگاه ها ارائه می دهند. چه برای استفاده حرفه ای در کنفرانس های ویدئویی و پزشکی از راه دور، و چه برای

توصیه هایی برای دوربین های UVC و دوربین های MiPI

با سالها تجربه در طراحی، توسعه و تولید راه حل های دوربین OEM، سینوسن تولید کننده اصلی ماژول دوربین در چین است. طی سال ها، ما راه حل های ماژول دوربین درجه یک را برای بسیاری از تولید کنندگان و شرکت های داخلی و بین المللی ارائه داده ایم.
دوربین های ما می توانند برای پاسخگویی به تمام نیازهای تصویربرداری شما بدون به خطر انداختن عملکرد و کیفیت سفارشی شوند. اگر به یک متخصص برای ارائه راه حل مناسب دوربین UVC برای پروژه خود نیاز دارید،لطفا با ما تماس بگیرید.