Шта је УВЦ камера? Правоводник за почетнике

U oblasti ugrađenog vida, UVC kamere (USB video klasa) postale su kamere po izboru za mnoge uređaje ugrađenog vida, oslanjajući se na svoju visoku propusnost, pouzdanost i lako integraciju.
UVC kamere su USB kamere koje odgovaraju standardu UVC, što znači "USB video klasa", standardni protokol koji omogućava neprekidnu saglasnost između različitih uređaja bez potrebe za instaliranjem dodatnih programa. Zbog toga se ove kamere koriste u širokom spektru primena, kao što su sistemi za kontrolu pristupa, proširena realnost i medicinska slikanje.
U ovom članku ćemo dalje istražiti osnove i prednosti UVC-a i UVC kameri, kao i poređenje razlika između UVC i MIPI.

Šta je UVC protokol?

USB Video Class (UVC) protokol je standard za prenos videopodataka preko USB sučelja. To je protokol razvijen od strane USB Implementers Forum (USB-IF), a njegova glavna svrha je standardizacija i pojednostavljanje veze i komunikacije između uređaja digitalne video kame i računara.
Jedna od glavnih karakteristika UVC protokola je rad bez dodatne konfiguracije i široka kompatibilnost. Uređaji kao što su laptopovi i pametni telefoni podržavaju UVC protokol. Video uređaji koji su u skladu sa UVC protokolom mogu se koristiti direktno na različitim operativnim sistemima i hardverskim platformama, a ne zahtevaju instalaciju posebnih drajvera. Često se koriste u video konferencijama, online emitovanju i drugim primenama.

Istorija UVC protokola i način njegovog rada

Razvoj protokola USB Video Class (UVC) odražava evoluciju video tehnologije i USB standarda. Od prvobitnog UVC 1.0 do najnovije verzije, UVC protokol je neprestano prilagođavao novim tehnologijama i tržišnim zahtevima, pružajući ljudima standardizovane, efikasne i kompatibilne rešenja za video prenos.

Najranija standardna USB Video Class (UVC) 1.0 je objavljena od strane USB Implementers Forum (USB-IF) 2003. godine. Od njene objave, ova verzija je neprestano ažurirana da bi podržala širok spektar video formata, uključujući YUV i MJPEG, dok istovremeno pruža bogatu paletu kontrolnih sučelja za podešavanje različitih parametara poput jasnoće i kontrasta uređaja. Kasnije, USB-IF je na osnovu verzije 1.0 optimizovao, dodao podršku za visoku rezoluciju (HD) video zapisa i ugrađenu obradu za uređaje i druge tehničke detalje, a uveo je 2005. godine UVC1.1, iteraciju nad UVC1.0, što je predstavljalo veliku ažuriranje UVC protokola.

Nakon ovoga, USB-IF dalje je proširio funkcionalnost i opseg primene protokola, uvozeći UVC verziju 1.5 u 2012. godini. Dodao je podršku za H.264 format kompresije videa, što je učinilo prijenos videa efikasnijim, a uveo je podršku za sinkronizaciju multimedija, omogućavajući istovremeni prijenos audio i video podataka.

Sa izlazom USB 3.x i USB 4.0, UVC protokol je poboljšan radi podrške višem propusnosti i nižim kašnjenjem. Ova poboljšanja uključuju podršku za video visokog razlučivosti (npr. 4K i 8K), veće frekvencije sličeve, i složenije funkcije obrade slike. Zbog toga se takođe široko koristi u industrijskim kamerama, medicinskim uređajima za snimanje i uređajima za virtualnu stvarnost.

A rad UVC protokola sadrži sledeće procese:
1. Povezivanje uređaja: uređaj se povezuje sa gazdom, a gazdino prepozna uređaj putem USB enumeracije.
2. Zahtev za deskriptorom: domaćin zahteva i parsira opisnik uređaja, opisnik konfiguracije, opisnik sučelja i opisnik kraju toka.
3. Upravljanje prijenosom: domaćin postavlja parametre videa i dobija status uređaja kroz upravljački kraj toka.
4. Prijenos podataka: Domaćin prima podatke o videu okvira kroz kraj toka videa i obrađuje ih putem aplikacijskog programa.

Šta je UVC kamera?

UVC kamera (to jest USB Video Klasa Kamera), jednostavno rečeno, jeste USB kamera koja podržava UVC standard, koja integrira standardne značajke video strujanja i može se bez prekida povezati sa domaćinskim računalom. najnovija verzija specifikacije USB Video Klase je UVC 1.5.

Ispod je dijagram primjene USB Video Klase:

Nudi mogućnosti plug-and-play funkcionalnosti i čvrstu kompatibilnost UVC standarda. Ukupno gledano, radi se o praktičnoj i dostupnoj rješenju za stvarno vremenski prijenos videa, što se široko koristi u video konferencijama, direktnim izlaganjima i drugim primjenama.

Neke ključne prednosti UVC kamerica

U aplikacijama za ugrađeno videonabлюдаnje, UVC kamere su bez sumnje jedan od najpopularnijih tipova kamera u poređenju sa drugim kamerama, a ovde su neke prednosti UVC kamera:

• Poveži i koristi: UVC uređaji mogu da se automatski prepoznaju i koriste kada su povezani sa operativnim sistemima koji podržavaju UVC protokol (npr. Windows, macOS, Linux itd.) bez potrebe za instaliranjem dodatnih drajvera.
• Široka kompatibilnost: UVC protokol je otvoren standard, i bilo koji uređaj koji odgovara standardu može da radi na sistemima koji ga podržavaju, osiguravajući široku kompatibilnost i operabilnost.
• Podrška za standardne video formate: Podržava širok spektar video formata kao što su YUV, MJPEG, H.264 itd.
• Fleksibilnost: Njegova čvrsta fleksibilnost podržava širok raspon video rezolucija, formata i frekvencija snimanja, što utiče na pregovore o propusnoći između uređaja i host-a.
• Niska cena: U poređenju sa drugim vrstama kamera, UVC kamere su bez sumnje značajno ekonomičnije.

Operativni sistemi koji mogu da koriste UVC kamere

Zbog široke kompatibilnosti UVC protokola, postao je prva izbor za mnoge uređaje za snimanje videa. Kamere UVC mogu da rade na gotovo svim glavnim operativnim sistemima.

• Windows: Windows 7 i novije imaju ugrađene UVC drajvere koji automatski prepoznaju i konfigurišu kamere sa UVC podrškom.
• macOS: macOS 10.4 Tiger i novije, uključujući poslednje verzije kao što su Big Sur, Monterey i Ventura, mogu direktno koristiti UVC kamere.
• Linux: Jezgra Linux počev od verzije 2.6.26 prirodno podržava UVC uređaje. Većina savremenih Linux distribucija uključuje ovu podršku.
• Chrome OS: Chromebook-ovi i drugi uređaji sa Chrome OS-om prirodno podržavaju UVC kamere. Sistem automatski prepoznaje i podešava kameru kada je korisnik spoji na uređaj.
• Android: Mnogi uređaji s Androidom podržavaju povezivanje UVC kamera putem USB OTG (On-The-Go). Individualne aplikacije koje zahtevaju UVC podršku (kao neke trećih strana aplikacije za kameru) su potrebne za korišćenje UVC kamera.

Takođe, FreeBSD i drugi ugrađeni sistemi (npr. Raspberry Pi) podržavaju UVC uređaje, ali mogu zahtevati od korisnika da ručno konfiguriše i učita odgovarajuće drajvere, ili mogu zahtevati odgovarajuću konfiguraciju operativnog sistema i drajvera.

Neke popularne aplikacije za UVC kamere

медицинске уређаје
U medicinskoj oblasti, visoka osetljivost, tačna reprodukcija boja i visokokvalitetno snimanje UVC kamera su ključni za specijalizovane medicinske aparate koji zahtevaju visoku rezoluciju i brzinu.
Na primer, u minimalu invazivnoj hirurškoj operaciji, UVC kamerama se mogu povezati na endoskope i druge opreme kako bi se hirurški područje praćilo u stvarnom vremenu, omogućujući hirurgu da radi sa preciznošću i smanjuje traumu.

Inteligentno upravljanje pristupom i biometrija
Kamere UVC pružaju pouzdan podatak za vizuelnu komparaciju pri proveri identiteta, snimajući visokokvalitetne slike. Često se koriste u biometriji za prepoznavanje lica, prepoznavanje žlice i skeniranje odbitaka prsta radi tačne provere identiteta.
Na primer, iz bezbednosnih razloga integriramo tehnologiju prepoznavanja odbitaka prsta u sisteme kontrolisanog pristupa, gde kamere UVC snimaju slike odbitaka prsta kako bi se osiguralo da samo ovlašćeno osoblje ima pristup određenim prostorijama, čuvši time bezbednost i privatnost.

Video nadzor
Kamere UVC mogu se takođe koristiti za video nadzor i praćenje. Bez obzira da li želite da pratite vaš ured ili bilo koji drugi prostor, kamere UVC pružaju pouzdane live snimke.
Njihova odlična performans u šumovitim uslovima vam omogućava 24/7 live nadzor, tako da možete spokojno pratiti svoje okruženje.

Saveti za optimizaciju performansi kamera UVC

Performanse kamere UVC mogu se maksimizovati nekoliko specifičnim podešavanjima ili faktorima iz okoline, kao što su:
Leća: Visokokvalitetna sočiva može značajno poboljšati čistoću slike i reprodukciju boja.
USB priključci: Dajte prioritet korišćenju USB 3.0 priključaka, istovremeno osiguravajući da ne dele propusnost sa drugim uređajima visoke propusnosti kako bi se izbegle ograničenja propusnosti.
Osvetljenje: Osigurajte da okruženje u kom se koristi ima dovoljno i ravnomernog osvetljenja kako biste smanjili šum i poboljšali kvalitet slike, a takođe spreventovali preopterećenje i odbijanje svetlosti.
Видео формат: Izaberite odgovarajući video format. MJPEG i H.264 obično nude bolju efikasnost kompresije na visokim rezolucijama.

Poređenje UVC i MIPI kamera

UVC i MIPI kamere su oba široko korišćena u današnjim aplikacijama za ugrađeno videonabлюдаnje. Obje su vrste digitalnih interfejsa za kameru, ali postoje neke osnovne razlike.
Prvo, u pogledu sučelja, UVC kamerice koriste USB sučelje za prijenos podataka, dok MIPI kamerice koriste MIPI sučelje (Mobile Industry Processor Interface) za prijenos podataka. U usporedbi, MIPI sučelje se više fokusira na visoku brzinu i nisku potrošnju energije, i često se koristi u mobilnim uređajima poput mobitela i drona, gdje je potrošnja energije ograničena.
Drugo, UVC kamerice i MIPI kamerice ne prijenose isti tip podataka; UVC kamerice su više usmjerenje na prijenos videopodataka, dok se MIPI kamerice mogu koristiti za prijenos i slika i videa; MIPI kamerice su usmjerenje na snimanje visokokvalitetnih starih slika.
Na kraju, izbor između UVC kameri i MIPI kamera zavisi od stvarnih potreba aplikacije; UVC kamere su idealne za slanje videopodataka zbog lakoće u upotrebi i podešavanju, kao i šire kompatibilnosti, dok su MIPI kamere prva izbora za slanje slika i videopodataka na mnoge mobilne uređaje, kao što su telefoni, zbog njihove odlične performanse sa niskim potrošnjom energije.

Закључак

U danasnjem dobu društvenih mreža, kamere su postale neophodan deo svih vrsta pametnih uređaja, a UVC kamere nude funkcionalnost 'plug-and-play', visoku definiciju videa i široku kompatibilnost sa širokim spektrom uređaja. Bez obzira da li se koriste profesionalno u video konferencijama i telemedicini, ili lično za direktnu emisiju i online obrazovanje, UVC kamere nude fleksibilno i ekonomično rešenje. Razumevanjem njihovih karakteristika, prednosti i primena, možete doneti informisana odluka kako biste učinkovito iskoristili UVC tehnologiju.

Preporuke za UVC kamerice i MIPI kamerice

Sa godinama iskustva u projektovanju, razvoju i proizvodnji OEM rešenja za kamere, Sinoseen je vodeći proizvođač modula kamera u Kini. Tokom godina, pružili smo prve klase rešenja za module kamera mnogim domaćim i međunarodnim proizvođačima i poduzećima.
Naše kamere mogu biti prilagojene da ispunjavaju sve vaše potrebe vezane za snimanje bez kompromisa u performansama i kvalitetu. Ako trebate stručnjaka koji će pružiti odgovarajuće UVC kameričko rešenje za vaš projekat, molimo kontaktirajte nas .