Hva er en UVC-kamera? En begynnerguide

I feltet for innbygd visjon har UVC-kamerater (USB video klasse) blitt det valgte kameras for mange innbygde visjonsenheter, basert på deres høy båndbredde, pålitelighet og enkel integrasjon.
UVC-kamere er USB-kamere som oppfyller UVC-standarden, som står for "USB video klasse", et standardprotokoll som tillater smørt kompatibilitet mellom ulike enheter uten behov for å installere ytterliggende programmer. Derfor brukes disse kamerane i en bred vifte av anvendelser, slik som adgangskontrollsystemer, augmentert virkelighet og medisinsk avbildning.
I denne artikkelen vil vi dykke dyptere inn i grunnlaget og fordelsene ved uvc og uvc-kamere, samt sammenligne forskjellene mellom UVC og MIPI.

Hva er UVC-protokollen?

USB Video Class (UVC)-protokollen er en standard for å overføre videodata over USB-grensesnittet. Det er en protokoll utviklet av USB Implementers Forum (USB-IF), og hovedmålet med den er å standardisere og forenkle koblingen og kommunikasjonen mellom digitale videoapparater og datamaskiner.
En av de viktigste egenskapene ved UVC-protokollen er plug-and-play og bred kompatibilitet. Enheter som bærere og smarttelefoner støtter UVC-protokollen. UVC-konformele videoenheter kan brukes direkte på flere operativsystemer og hardvaraplattformer uten at det kreves installasjon av spesialdrivere. Den brukes vanligvis i videokonferanser, nettoversendelser og andre applikasjoner.

Historien om UVC-protokollen og hvordan den fungerer

Utviklingen av USB Video Class (UVC)-protokollen speiler utviklingen av videotechnologi og USB-standarder. Fra den opprinnelige UVC 1.0 til den nyeste versjonen har UVC-protokollen kontinuerlig tilpasset seg nye teknologier og markedsevner, og gitt folk standardiserte, effektive og kompatible videooverføringsløsninger.

Den tidligste USB Video Class (UVC) 1.0-standarden ble lansert av USB Implementers Forum (USB-IF) i 2003. Etter dens lansering ble denne versjonen kontinuerlig oppdatert for å støtte en bred vifte av videoformater, inkludert YUV og MJPEG, samtidig som den tilbydde en rik mengde kontrollgrensesnitt for å justere ulike parametre som lysstyrke og kontrast på enheter. Senere optimerte USB-IF på grunnlag av versjon 1.0, og lagt til støtte for høyoppløsnings (HD) videoupløsning og innbygd behandling av enheter og andre tekniske detaljer, og introduserte UVC1.1, en iterasjon av UVC1.0, i 2005, som var en stor oppdatering av UVC-protokollen.

Etter dette utvidet USB-IF ytterligere funksjonaliteten og anvendelsesområdet for protokollen, og introduserte UVC versjon 1.5 i 2012. Den lagde støtte for H.264-videokomprimeringsformatet, noe som gjorde videoutsending mer effektiv, og innførte støtte for multimediakonsistens, som tillot samtidig overføring av lyd- og bilde-data.

Med lanseringen av USB 3.x og USB 4.0 har UVC-protokollen blitt forbedret for å støtte høyere båndbredde og lavere forsinkelse. Disse forbedringene inkluderer støtte for høyere oppløsning video (f.eks. 4K og 8K), høyere bildehastighet, og mer avanserte bildebehandlingsfunksjoner. Derfor brukes det også mye i industrielle kammeraer, medisinsk bildediagnostikk og virtuelle virkelighetsenheter.

Og arbeidet med UVC-protokollen omfatter følgende prosesser:
1. Enhetstilkobling: enheten kobles til verten, og verten gjenkjenner enheten ved hjelp av USB-opptelling.
2. Beskrivelsesforespørsel: verten forespør og fortolker enhetsbeskrivelsen, konfigurasjonsbeskrivelsen, grensesnittbeskrivelsen og sluttpunktbeskrivelsen.
3. Kontrolltransmisjon: verten setter inn video-parametere og henter enhetsstatus gjennom kontrollslettet.
4. Datatransmisjon: Verten mottar videobilder gjennom videostrømsluttet og behandler dem ved hjelp av applikasjonsprogrammet.

Hva er en UVC-kamera?

UVC-kamera (dvs. USB Video Class Camera) er, kort sagt, et USB-kamera som støtter UVC-standarden, som integrerer standardiserte videostrømfunksjoner og kan kobles opp mot vertedatamaskinen uten problemer. den nyeste versjonen av USB Video Class-spesifikasjonen er UVC 1.5.

Herunder er et diagram over en USB Video Class-applikasjon:

Den tilbyr plug-and-play-funksjonalitet og robust kompatibilitet med UVC-standarden. I alt er det en praktisk og kostnadseffektiv løsning for reeltidsvideotransmisjon, som brukes mye i videooppkoblinger, live-streaming og andre applikasjoner.

Noen av de viktigste fordelsene ved UVC-kameraer

I innsatte visjonsapplikasjoner er UVC-kameraer uten tvil en av de mest populære kameratypene i forhold til andre kameraer, her er noen fordeler ved UVC-kameraer:

• Plug-and-play: UVC-enheter kan bli automatisk kjent og brukt når de er koblet til operativsystemer som støtter UVC-protokollen (f.eks. Windows, macOS, Linux osv.) uten at det er nødvendig å installere ytterligere drivere.
• Bred Kompatibilitet: UVC-protokollen er en åpen standard, og enhver enhet som oppfyller standarden kan fungere på systemer som støtter den, noe som sikrer bred kompatibilitet og operasjonalitet.
• Støtte for standard videoformat: Støtter en bred vifte av videoformater som YUV, MJPEG, H.264 osv.
• Fleksjeevne: Dets robuste fleksibilitet støtter en bred vifte av videooppløsninger, formater og bildehastigheter, noe som påvirker båndbreddeforhandlinger mellom enheter og vertssystemer.
• Lav kost: I forhold til andre typer kameraer er UVC-kameraer uten tvil mer prisverdige.

Operativsystemer som kan bruke UVC-kameraer

På grunn av den brede kompatibiliteten til UVC-protokollen, har det blitt den første valget for mange videofangst-enheter. UVC-kameraer kan kjøre på nesten alle hovedoperativsystemer.

• Windows: Windows 7 og nyere har innebygde UVC-drivere som automatisk gjenkjenner og konfigurerer UVC-kompatible kameraer.
• macOS: macOS 10.4 Tiger og nyere, inkludert de nyeste macOS-versjonene som Big Sur, Monterey og Ventura, kan bruke UVC-kameraer direkte.
• Linux: Linux-kjernen støtter UVC-enheter fra versjon 2.6.26. De fleste moderne Linux-distribusjoner inkluderer denne støtten.
• Chrome OS: Chromebooks og andre enheter som kjører Chrome OS støtter UVC-kameraer natively. Systemet gjenkjenner og konfigurerer kameraet automatisk når brukeren kobler det til enheten.
• Android: Mange Android-enheter støtter å koble UVC-kameraer via USB OTG (On-The-Go). Enkelte applikasjoner som krever UVC-støtte (som noen tredjeparts kameraapplikasjoner) må brukes for å kunne bruke UVC-kameraer.

Også FreeBSD og andre inbyggede systemer (f.eks. Raspberry Pi) støtter UVC-enhetene, men kan kræve at brukeren manuelt konfigurerer og laster inn de riktige drivrutinene, eller kan kreve riktig operativsystem- og drivrutinkonfigurasjon.

Noen populære applikasjoner for UVC-kamere

Medisinsk utstyr
I den medisinske sektoren er den høy oppløsning, nøyaktig fargegjengsel og høy kvalitet på bilde fra UVC-kamere avgjørende for spesialtilpassede medisinske apparater som krever høy oppløsning og hastighet.
For eksempel i mininvaziv kirurgi kan UVC-kamere kobles til endoskoper og annet utstyr for å overvåke operasjonsområdet i sanntid, noe som lar legen operere nøyaktig og redusere traumer.

Intelligente adgangskontroll og biometri
UVC-kameraer gir pålitelig visuell sammenligningsdata for identitetsverifisering ved å fange høykvalitetsbilder. De brukes ofte i biometri for ansiktsgjenkjenning, irisgjenkjenning og fingeraftrykksscanning for å sikre nøyaktig identitetsverifisering.
For eksempel, til sikkerhetsformål integrerer vi fingeraftrykksgjenkjenningsteknologi i adgangskontrollsystemer, hvor UVC-kameraer fanger bilder av fingeraftrykk for å sikre at bare autorisert personell har tilgang til spesifikke områder, og dermed sikrer sikkerhet og privatliv.

Videovarsling
UVC-kameraer kan også brukes til videovarsling og overvåking. Uansett om du vil overvåke kontoret ditt eller et annet område, gir UVC-kameraer pålitelige livebilder.
Deres fremragende ytelse i lavlys gir deg 24/7 liveovervåking, så du kan holde øye med omgivelsene dine og være trygg.

Tips for å optimere UVC-kameraytelsen

Ytelsen til et UVC-kamera kan maksimeres ved noen spesifikke innstillinger eller miljøfaktorer, som for eksempel:
Linse: Et høykvalitets objektiv kan forbedre bildeklarheten og fargegjengitt betydelig.
USB-porter: Prioritert bruk av USB 3.0-porter, samtidig som du sørger for at de ikke deler med andre båndbreddekravende enheter for å unngå båndbreddebegrensninger.
Belysning: Sørg for at miljøet det brukes i har tilstrekkelig og jevnt lys for å redusere støy og forbedre bildekvalitet, og forhindre overbelysthet og blanding.
Videoformat: Velg den riktige videoformatet. MJPEG og H.264 gir typisk bedre komprimerings-effektivitet ved høy oppløsning.

Sammenlign UVC- og MIPI-kameraer

UVC- og MIPI-kameraer brukes begge utvidet i innsatte visjonapplikasjoner i dag. Begge er digitale kamera grensesnittstyper, men det finnes noen grunnleggende forskjeller.
For det første, når det gjelder grensesnitt, bruker UVC-kameraer USB-grensesnittet for å overføre data, mens MIPI-kameraer bruker MIPI-grensesnittet (Mobile Industry Processor Interface) for å overføre data. I sammenligning fokuserer MIPI-grensesnittet mer på høy hastighet og lav strømforbruk og brukes vanligvis i mobile enheter som mobiltelefoner og droner, der strømforbruk er begrenset.
For det andre, overfører ikke UVC-kameraer og MIPI-kameraer hovedsakelig samme type data; UVC-kameraer fokuserer mer på å overføre videodata, mens MIPI-kameraer kan brukes til å overføre både bilde- og videodata; MIPI-kameraer fokuserer på å ta høykvalitetsstille bilder.
I slutten av dagen avhenger valget mellom UVC-kameraer og MIPI-kameraer de faktiske behovene til applikasjonen; UVC-kameraer er ideelle for å overføre videodata på grunn av sin enkel bruk og oppsett, og deres brede kompatibilitet, mens MIPI-kameraer er den naturlige valget for å overføre bilder og videodata på mange mobile enheter som mobiltelefoner på grunn av deres fremragende lave energiforbruk.

Konklusjon

I dagens tidsalder med sosiale medier har kameraer blitt en uoppfordrlig komponent i alle typer smarte enheter, og UVC-kameraer tilbyr plug-and-play-funksjonalitet, høyoppløsnings videoqualitet og bred kompatibilitet over et stort utvalg av enheter. Uansett om det er for faglig bruk i videoekskonferanser og telemedisin, eller for privat bruk i live-streaming og online-undervisning, tilbyr UVC-kameraer en fleksibel og kostnadseffektiv løsning. Ved å forstå egenskapene, fordelsene og anvendelsesområdene kan du ta informerte beslutninger for å effektivt utnytte UVC-teknologien.

Anbefalinger for UVC-kameraer og MIPI-kameraer

Med flere år av erfaring i design, utvikling og produksjon av OEM-kameraløsninger, er Sinoseen den førende kamramodulprodusenten i Kina. Gjennom årene har vi levert fremragende kamramodulløsninger til mange nasjonale og internasjonale produsenter og bedrifter.
Våre kameraer kan tilpasses for å oppfylle alle dine bildebehov uten å kompromittere med ytelse og kvalitet. Hvis du trenger en ekspert som kan tilby den riktige UVC-kameraløsningen for prosjektet ditt, vennligst kontakt oss .