Hva er et UVC-kamera? En nybegynner guide

Innen innebygd syn har UVC-kameraer (USB-videoklasse) blitt det foretrukne kameraet for mange innebygde synsenheter, avhengig av deres høye båndbredde, pålitelighet og enkle integrering.
UVC-kameraer erUSB-kameraersom er i samsvar med UVC-standarden, som står for "USB video class", en standardprotokoll som muliggjør sømløs kompatibilitet mellom ulike enheter uten behov for å installere tilleggsprogrammer. Som et resultat brukes disse kameraene i et bredt spekter av applikasjoner som adgangskontrollsystemer, utvidet virkelighet og medisinsk bildebehandling.
I denne artikkelen vil vi utforske det grunnleggende og fordelene med uvc- og uvc-kameraer, samt sammenligne forskjellene mellom UVC og MIPI.

Hva er UVC-protokollen?

USB Video Class (UVC)-protokollen er en standard for overføring av videodata over USB-grensesnittet. Det er en protokoll utviklet av USB Implementers Forum (USB-IF), og hovedformålet er å standardisere og forenkle tilkoblingen og kommunikasjonen mellom videodigitalkameraenheter og datamaskiner.
En av hovedfunksjonene til UVC-protokollen er plug-and-play og bred kompatibilitet. Enheter som bærbare datamaskiner og smarttelefoner støtter UVC-protokollen. UVC-protokollkompatible videoenheter kan brukes direkte på en rekke operativsystemer og maskinvareplattformer, og krever ikke installasjon av spesialiserte drivere. Vanligvis brukt i videokonferanser, online kringkasting og andre applikasjoner.

Historien til UVC-protokollen og hvordan den fungerer

Utviklingen av USB Video Class (UVC)-protokollen gjenspeiler utviklingen av videoteknologi og USB-standarder. Fra den originale UVC 1.0 til den nyeste versjonen har UVC-protokollen kontinuerlig tilpasset seg nye teknologier og markedskrav, og gir folk standardiserte, effektive og kompatible videooverføringsløsninger.

Den tidligste USB Video Class (UVC) 1.0-standarden ble utgitt av USB Implementers Forum (USB-IF) i 2003. Siden utgivelsen har denne versjonen blitt kontinuerlig oppdatert for å støtte et bredt spekter av videoformater, inkludert YUV og MJPEG, samtidig som den gir et vell av kontrollgrensesnitt for å justere ulike parametere som lysstyrke og kontrast på enheter. Senere optimaliserte USB-IF på grunnlag av 1.0, la til støtte for HD-videooppløsning (HD) og innebygd prosessering for 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 protokollens funksjonalitet og applikasjonsomfang ytterligere, og introduserte UVC versjon 1.5 i 2012. Den la til støtte for H.264-videokomprimeringsformatet, noe som gjorde videooverføring mer effektiv, og introduserte støtte for multimediesynkronisering, noe som muliggjorde samtidig overføring av lyd- og videodata.

Med utgivelsen av USB 3.x og USB 4.0 har UVC-protokollen blitt forbedret for å støtte høyere båndbredde og lavere ventetid. Disse forbedringene inkluderer støtte for video med høyere oppløsning (f.eks. 4K og 8K), høyere bildefrekvenser og mer sofistikerte bildebehandlingsfunksjoner. Derfor er det også mye brukt i industrielle kameraer, medisinske bildebehandlingsenheter og virtual reality-enheter.

Og arbeidet med UVC-protokollen inneholder følgende prosesser:
1. Tilkobling av enhet:enheten er koblet til verten, og verten gjenkjenner enheten ved USB-oppregning.
2. Forespørsel om beskrivelse:Vertsmaskinen ber om og analyserer enhetsbeskrivelsen, konfigurasjonsbeskrivelsen, grensesnittbeskrivelsen og endepunktbeskrivelsen.
3. Kontroll overføring:Verten angir videoparametere og får enhetsstatus gjennom kontrollendepunktet.
4. Dataoverføring:Verten mottar videorammedata gjennom endepunktet for videostrømming og behandler dem av applikasjonsprogrammet.

Hva er UVC-kamera?

UVC-kamera (dvs. USB Video Class Camera), for å si det enkelt, er et USB-kamera som støtter UVC-standarden, som integrerer standard videostreamingfunksjoner og kan kobles sømløst til vertsdatamaskinen. den nyeste versjonen av USB Video Class-spesifikasjonen er UVC 1.5.

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

Den tilbyr plug-and-play-funksjonaliteten og robuste kompatibiliteten til UVC-standarden. Totalt sett er det en praktisk og rimelig løsning for sanntids videooverføring, som er mye brukt i videokonferanser, live streaming og andre applikasjoner.

Noen viktige fordeler med UVC-kameraer

I innebygde synsapplikasjoner er UVC-kameraer utvilsomt en av de mest populære kameratypene sammenlignet med andre kameraer, her er noen fordeler med UVC-kameraer:

• Plug-and-play:UVC-enheter kan gjenkjennes og brukes automatisk når de er koblet til operativsystemer som støtter UVC-protokollen (f.eks. Windows, macOS, Linux, etc.) uten å måtte installere ekstra drivere.
• Bred kompatibilitet:UVC-protokollen er en åpen standard, og enhver enhet som er i samsvar med standarden kan fungere på systemer som støtter den, noe som sikrer bred kompatibilitet og brukbarhet.
• Støtte for standard videoformat:Støtter et bredt spekter av videoformater som YUV, MJPEG, H.264, etc.
• Fleksibilitet:Den robuste fleksibiliteten støtter et bredt spekter av videooppløsninger, formater og bildefrekvenser, noe som påvirker båndbreddeforhandling mellom enheter og verter.
• Lavpris:Sammenlignet med andre typer kameraer er UVC-kameraer utvilsomt rimeligere.

Operativsystemer som kan bruke UVC-kameraer

På grunn av den brede kompatibiliteten til UVC-protokollen, har den blitt førstevalget for mange videoopptaksenheter. UVC-kameraer kan kjøres på nesten alle større operativsystemer.

• 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 og med versjon 2.6.26. De fleste moderne Linux-distribusjoner inkluderer denne støtten.
• Chrome OS:Chromebook og andre enheter som kjører Chrome OS, støtter UVC-kameraer. Systemet gjenkjenner og konfigurerer kameraet automatisk når brukeren kobler det til enheten.
• Androide:Mange Android-enheter støtter tilkobling av UVC-kameraer via USB OTG (On-The-Go). Individuelle applikasjoner som krever UVC-støtte (for eksempel noen tredjeparts kameraapper) kreves for å bruke UVC-kameraer.

FreeBSD og andre innebygde systemer (f.eks. Raspberry Pi) støtter også UVC-enheter, men kan kreve at brukeren manuelt konfigurerer og laster inn de riktige driverne, eller kan kreve passende operativsystem og driverkonfigurasjon.

Noen populære applikasjoner for UVC-kameraer

Medisinsk utstyr
På det medisinske feltet er den høye følsomheten, nøyaktige fargegjengivelsen og høykvalitets bildebehandling av UVC-kameraer avgjørende for spesialisert medisinsk utstyr som krever høy oppløsning og hastighet.
For eksempel, i minimalt invasiv kirurgi, kan UVC-kameraer kobles til endoskoper og annet utstyr for å overvåke operasjonsområdet i sanntid, slik at kirurgen kan operere med presisjon og redusere traumer.

Intelligent adgangskontroll og biometri
UVC-kameraer gir pålitelige visuelle sammenligningsdata for identitetsverifisering ved å ta bilder av høy kvalitet. Det brukes ofte i biometri for ansiktsgjenkjenning, irisgjenkjenning og fingeravtrykkskanning for å sikre nøyaktig identitetsverifisering.
For sikkerhetsformål integrerer vi for eksempel fingeravtrykkgjenkjenningsteknologi i adgangskontrollsystemer, der UVC-kameraer tar fingeravtrykkbilder for å sikre at kun autorisert personell har tilgang til bestemte områder, noe som sikrer sikkerhet og personvern.

Videoovervåking
UVC-kameraer kan også brukes til videoovervåking og overvåking. Enten du vil overvåke kontoret ditt eller et annet område, gir UVC-kameraer pålitelige levende bilder.
Deres overlegne ytelse i lite lys gir deg 24/7 live overvåking, slik at du kan fortsette å se på omgivelsene dine og slappe av.

Tips for å optimalisere UVC-kameraets ytelse

Ytelsen til et UVC-kamera kan maksimeres av noen få spesifikke innstillinger, eller miljøfaktorer, for eksempel:
Linse:Et objektiv av høy kvalitet kan forbedre bildeklarheten og fargegjengivelsen betydelig.
USB-porter:Prioriter bruken av USB 3.0-porter, samtidig som du sørger for at de ikke deles med andre enheter med høy båndbredde for å unngå båndbreddebegrensninger.
Belysning:Sørg for at miljøet den brukes i har tilstrekkelig og jevn belysning for å redusere støy og forbedre bildekvaliteten, og forhindre overeksponering og gjenskinn.
Videoformat:Velg riktig videoformat. MJPEG og H.264 gir vanligvis bedre komprimeringseffektivitet ved høye oppløsninger.

Sammenlign UVC- og MIPI-kameraer

UVC- og MIPI-kameraer er begge mye brukt i innebygde synsapplikasjoner i dag. Begge er digitale kameragrensesnitttyper, men det er noen grunnleggende forskjeller.
Først av alt, når det gjelder grensesnitt, bruker UVC-kameraer USB-grensesnittet til å overføre data, mens MIPI-kameraer bruker MIPI-grensesnittet (Mobile Industry Processor Interface) for å overføre data. Til sammenligning fokuserer MIPI-grensesnittet mer på høy hastighet og lavt strømforbruk, og brukes ofte i mobile enheter som mobiltelefoner og droner, hvor strømforbruket er begrenset.
For det andre overfører ikke UVC-kameraer og MIPI-kameraer hovedsakelig samme type data; UVC-kameraer er mer fokusert på overføring av videodata, mens MIPI-kameraer kan brukes til å overføre både bilde- og videodata; MIPI-kameraer er fokusert på å ta stillbilder av høy kvalitet.
Til syvende og sist avhenger valget mellom UVC-kameraer og MIPI-kameraer av de faktiske behovene til applikasjonen; UVC-kameraer er ideelle for overføring av videodata på grunn av deres brukervennlighet og oppsett, og deres brede kompatibilitet, mens MIPI-kameraer er førstevalget for overføring av bilder og videodata på mange mobile enheter som mobiltelefoner på grunn av deres utmerkede lavstrømsytelse.

Konklusjon

I dagens tidsalder med sosiale medier har kameraer blitt en uunnværlig komponent i alle typer smartenheter, og UVC-kameraer tilbyr plug-and-play-funksjonalitet, høyoppløselig videokvalitet og bred kompatibilitet på tvers av et bredt spekter av enheter. Enten for profesjonell bruk i videokonferanser og telemedisin, eller for personlig bruk i direktestrømming og nettbasert utdanning, tilbyr UVC-kameraer en allsidig og kostnadseffektiv løsning. Ved å forstå funksjonene, fordelene og applikasjonene, kan du ta informerte beslutninger for å effektivt bruke UVC-teknologi.

Anbefalinger for UVC-kameraer og MIPI-kameraer

Med mange års erfaring med å designe, utvikle og produsere OEM-kameraløsninger, er Sinoseen den fremste kameramodulprodusenten i Kina. Gjennom årene har vi levert førsteklasses kameramodulløsninger til mange nasjonale og internasjonale produsenter og bedrifter.
Kameraene våre kan tilpasses for å møte alle dine bildebehov uten at det går på bekostning av ytelse og kvalitet. Hvis du trenger en ekspert til å tilby den riktige UVC-kameraløsningen for prosjektet ditt,vennligst kontakt oss.