กล้อง UVC คืออะไร? คู่มือสําหรับผู้เริ่มต้น

ในด้านการมองเห็นแบบฝังตัว กล้อง UVC (คลาสวิดีโอ USB) ได้กลายเป็นกล้องที่เลือกใช้อุปกรณ์การมองเห็นแบบฝังตัวจํานวนมาก โดยอาศัยแบนด์วิดท์สูง ความน่าเชื่อถือ และความสะดวกในการผสานรวม
กล้อง UVC คือกล้อง USBที่สอดคล้องกับมาตรฐาน UVC ซึ่งย่อมาจาก "USB video class" ซึ่งเป็นโปรโตคอลมาตรฐานที่ช่วยให้เข้ากันได้อย่างราบรื่นระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ โดยไม่จําเป็นต้องติดตั้งโปรแกรมเพิ่มเติม ด้วยเหตุนี้ กล้องเหล่านี้จึงถูกนํามาใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย เช่น ระบบควบคุมการเข้าออก ความเป็นจริงเสริม และการถ่ายภาพทางการแพทย์
ในบทความนี้ เราจะสํารวจพื้นฐานและประโยชน์ของกล้อง uvc และ uvc เพิ่มเติม ตลอดจนเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่าง UVC และ MIPI

โปรโตคอล UVC คืออะไร?

โปรโตคอล USB Video Class (UVC) เป็นมาตรฐานสําหรับการส่งข้อมูลวิดีโอผ่านอินเทอร์เฟซ USB เป็นโปรโตคอลที่พัฒนาโดย USB Implementers Forum (USB-IF) และมีจุดประสงค์หลักคือการสร้างมาตรฐานและลดความซับซ้อนของการเชื่อมต่อและการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์กล้องวิดีโอดิจิตอลและคอมพิวเตอร์
คุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของโปรโตคอล UVC คือแบบพลักแอนด์เพลย์และความเข้ากันได้ในวงกว้าง อุปกรณ์ต่างๆ เช่น แล็ปท็อปและสมาร์ทโฟนรองรับโปรโตคอล UVC อุปกรณ์วิดีโอที่สอดคล้องกับโปรโตคอล UVC สามารถใช้ได้โดยตรงบนระบบปฏิบัติการและแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่หลากหลาย และไม่จําเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์เฉพาะ ใช้กันทั่วไปในการประชุมทางวิดีโอ การแพร่ภาพออนไลน์ และแอพพลิเคชั่นอื่นๆ

ประวัติของโปรโตคอล UVC และวิธีการทํางาน

การพัฒนาโปรโตคอล USB Video Class (UVC) สะท้อนให้เห็นถึงวิวัฒนาการของเทคโนโลยีวิดีโอและมาตรฐาน USB ตั้งแต่ UVC 1.0 ดั้งเดิมไปจนถึงเวอร์ชันล่าสุดโปรโตคอล UVC ได้ปรับให้เข้ากับเทคโนโลยีใหม่และความต้องการของตลาดอย่างต่อเนื่องทําให้ผู้คนได้รับโซลูชันการส่งสัญญาณวิดีโอที่ได้มาตรฐานมีประสิทธิภาพและเข้ากันได้

มาตรฐาน USB Video Class (UVC) 1.0 ที่เก่าแก่ที่สุดได้รับการเผยแพร่โดย USB Implementers Forum (USB-IF) ในปี 2003 เวอร์ชันนี้ได้รับการอัปเดตอย่างต่อเนื่องเพื่อรองรับรูปแบบวิดีโอที่หลากหลาย รวมถึง YUV และ MJPEG ในขณะที่มีอินเทอร์เฟซการควบคุมมากมายสําหรับการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความสว่างและความคมชัดของอุปกรณ์ ต่อมา USB-IF ได้รับการปรับให้เหมาะสมบนพื้นฐานของ 1.0 เพิ่มการรองรับความละเอียดวิดีโอความละเอียดสูง (HD) และการประมวลผลแบบฝังตัวสําหรับอุปกรณ์และรายละเอียดทางเทคนิคอื่นๆ และเปิดตัว UVC1.1 ซึ่งเป็นการทําซ้ําของ UVC1.0 ในปี 2005 ซึ่งเป็นการอัปเดตครั้งใหญ่ของโปรโตคอล UVC

หลังจากนี้ USB-IF ได้ขยายฟังก์ชันการทํางานของโปรโตคอลและขอบเขตการใช้งานเพิ่มเติม โดยแนะนํา UVC เวอร์ชัน 1.5 ในปี 2012 เพิ่มการรองรับรูปแบบการบีบอัดวิดีโอ H.264 ทําให้การส่งวิดีโอมีประสิทธิภาพมากขึ้น และแนะนําการรองรับการซิงโครไนซ์มัลติมีเดีย ทําให้สามารถส่งข้อมูลเสียงและวิดีโอได้พร้อมกัน

ด้วยการเปิดตัว USB 3.x และ USB 4.0 โปรโตคอล UVC ได้รับการปรับปรุงเพื่อรองรับแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นและเวลาแฝงที่ต่ําลง การปรับปรุงเหล่านี้รวมถึงการรองรับวิดีโอที่มีความละเอียดสูงขึ้น (เช่น 4K และ 8K) อัตราเฟรมที่สูงขึ้น และฟังก์ชันการประมวลผลภาพที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในกล้องอุตสาหกรรมอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์และอุปกรณ์เสมือนจริง

และการทํางานของโปรโตคอล UVC มีกระบวนการดังต่อไปนี้:
1. การเชื่อมต่ออุปกรณ์:อุปกรณ์เชื่อมต่อกับโฮสต์ และโฮสต์จดจําอุปกรณ์โดยการแจงนับ USB
2. คําขอคําอธิบาย:โฮสต์ร้องขอและแยกวิเคราะห์ตัวอธิบายอุปกรณ์ ตัวอธิบายการกําหนดค่า ตัวอธิบายอินเทอร์เฟซ และตัวอธิบายปลายทาง
3. ควบคุมการส่งผ่าน:โฮสต์ตั้งค่าพารามิเตอร์วิดีโอและรับสถานะอุปกรณ์ผ่านปลายทางการควบคุม
4. การส่งข้อมูล:โฮสต์รับข้อมูลเฟรมวิดีโอผ่านปลายทางการสตรีมวิดีโอและประมวลผลโดยโปรแกรมแอปพลิเคชัน

กล้อง UVC คืออะไร?

กล้อง UVC (เช่น USB Video Class Camera) พูดง่ายๆ ก็คือ กล้อง USB ที่รองรับมาตรฐาน UVC ซึ่งรวมคุณสมบัติการสตรีมวิดีโอมาตรฐานและสามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์โฮสต์ได้อย่างราบรื่น ข้อมูลจําเพาะ USB Video Class เวอร์ชันล่าสุดคือ UVC 1.5

ด้านล่างนี้คือไดอะแกรมของแอปพลิเคชัน USB Video Class:

มีฟังก์ชัน Plug-and-play และความเข้ากันได้ที่แข็งแกร่งของมาตรฐาน UVC โดยรวมแล้ว เป็นโซลูชันที่สะดวกและราคาไม่แพงสําหรับการส่งสัญญาณวิดีโอแบบเรียลไทม์ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการประชุมทางวิดีโอ การสตรีมสด และแอปพลิเคชันอื่นๆ

ข้อดีที่สําคัญบางประการของกล้อง UVC

ในการใช้งานการมองเห็นแบบฝังตัว กล้อง UVC เป็นหนึ่งในประเภทกล้องที่ได้รับความนิยมมากที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัยเมื่อเทียบกับกล้องอื่นๆ

• พลักแอนด์เพลย์:อุปกรณ์ UVC สามารถรับรู้และใช้งานได้โดยอัตโนมัติเมื่อเชื่อมต่อกับระบบปฏิบัติการที่รองรับโปรโตคอล UVC (เช่น Windows, macOS, Linux เป็นต้น) โดยไม่จําเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์เพิ่มเติม
• ความเข้ากันได้กว้าง:โปรโตคอล UVC เป็นมาตรฐานแบบเปิด และอุปกรณ์ใดๆ ที่สอดคล้องกับมาตรฐานสามารถทํางานบนระบบที่รองรับได้ เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้และการใช้งานที่หลากหลาย
• รองรับรูปแบบวิดีโอมาตรฐาน:รองรับรูปแบบวิดีโอที่หลากหลาย เช่น YUV, MJPEG, H.264 เป็นต้น
• ความยืดหยุ่น:ความยืดหยุ่นที่แข็งแกร่งรองรับความละเอียด รูปแบบ และอัตราเฟรมวิดีโอที่หลากหลาย ซึ่งส่งผลต่อการเจรจาแบนด์วิดท์ระหว่างอุปกรณ์และโฮสต์
• ราคาถูก:เมื่อเทียบกับกล้องประเภทอื่นๆ กล้อง UVC มีราคาไม่แพงอย่างไม่ต้องสงสัย

ระบบปฏิบัติการที่สามารถใช้กล้อง UVC ได้

เนื่องจากความเข้ากันได้อย่างกว้างขวางของโปรโตคอล UVC จึงกลายเป็นตัวเลือกแรกสําหรับอุปกรณ์จับภาพวิดีโอจํานวนมาก กล้อง UVC สามารถทํางานได้บนระบบปฏิบัติการหลักเกือบทั้งหมด

• หน้าต่าง:Windows 7 ขึ้นไปมีไดรเวอร์ UVC ในตัวที่จดจําและกําหนดค่ากล้องที่สอดคล้องกับ UVC โดยอัตโนมัติ
• แมคเซ็ปส์:macOS 10.4 Tiger ขึ้นไป รวมถึง macOS เวอร์ชันล่าสุด เช่น Big Sur, Monterey และ Ventura สามารถใช้กล้อง UVC ได้โดยตรง
• ลินุกซ์:เคอร์เนล Linux รองรับอุปกรณ์ UVC โดยกําเนิดโดยกําเนิดโดยกําเนิดโดยกําเนิดตั้งแต่เวอร์ชัน 2.6.26 การแจกจ่าย Linux ที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีการสนับสนุนนี้
• Chrome OS:Chromebook และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้ Chrome OS รองรับกล้อง UVC โดยกําเนิด ระบบจะจดจําและกําหนดค่ากล้องโดยอัตโนมัติเมื่อผู้ใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์
• แอนดรอยด์:อุปกรณ์ Android จํานวนมากรองรับการเชื่อมต่อกล้อง UVC ผ่าน USB OTG (On-The-Go) แอปพลิเคชันแต่ละตัวที่ต้องการการสนับสนุน UVC (เช่น แอปกล้องของบุคคลที่สามบางแอป) จําเป็นต้องใช้กล้อง UVC

นอกจากนี้ FreeBSD และระบบฝังตัวอื่นๆ (เช่น Raspberry Pi) รองรับอุปกรณ์ UVC แต่อาจกําหนดให้ผู้ใช้กําหนดค่าและโหลดไดรเวอร์ที่เหมาะสมด้วยตนเอง หรืออาจต้องใช้ระบบปฏิบัติการและการกําหนดค่าไดรเวอร์ที่เหมาะสม

แอปพลิเคชั่นยอดนิยมสําหรับกล้อง UVC

อุปกรณ์ทางการแพทย์
ในด้านการแพทย์ ความไวสูง การสร้างสีที่แม่นยํา และการถ่ายภาพคุณภาพสูงของกล้อง UVC มีความสําคัญอย่างยิ่งสําหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์เฉพาะทางที่ต้องการความละเอียดและความเร็วสูง
ตัวอย่างเช่น ในการผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด กล้อง UVC สามารถเชื่อมต่อกับกล้องเอนโดสโคปและอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อตรวจสอบพื้นที่ผ่าตัดแบบเรียลไทม์ ทําให้ศัลยแพทย์สามารถผ่าตัดได้อย่างแม่นยําและลดการบาดเจ็บ

การควบคุมการเข้าถึงอัจฉริยะและไบโอเมตริกซ์
กล้อง UVC ให้ข้อมูลการเปรียบเทียบด้วยภาพที่เชื่อถือได้สําหรับการยืนยันตัวตนโดยการจับภาพคุณภาพสูง มักใช้ในไบโอเมตริกซ์สําหรับการจดจําใบหน้า การจดจําม่านตา และการสแกนลายนิ้วมือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการยืนยันตัวตนที่ถูกต้อง
ตัวอย่างเช่น เพื่อความปลอดภัย เรารวมเทคโนโลยีการจดจําลายนิ้วมือเข้ากับระบบควบคุมการเข้าออก โดยที่กล้อง UVC จะจับภาพลายนิ้วมือเพื่อให้แน่ใจว่าเฉพาะบุคลากรที่ได้รับอนุญาตเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงพื้นที่เฉพาะได้

การเฝ้าระวังวิดีโอ
กล้อง UVC ยังสามารถใช้สําหรับการเฝ้าระวังและตรวจสอบวิดีโอ ไม่ว่าคุณจะต้องการตรวจสอบสํานักงานหรือพื้นที่อื่นๆ กล้อง UVC ให้ภาพสดที่เชื่อถือได้
ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในสภาวะแสงน้อยช่วยให้คุณมีการเฝ้าระวังแบบสดตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน คุณจึงสามารถเฝ้าดูสภาพแวดล้อมและพักผ่อนได้อย่างสบายใจ

เคล็ดลับในการเพิ่มประสิทธิภาพกล้อง UVC

ประสิทธิภาพของกล้อง UVC สามารถเพิ่มได้สูงสุดด้วยการตั้งค่าเฉพาะบางประการหรือปัจจัยแวดล้อม เช่น:
เลนส์:เลนส์คุณภาพสูงสามารถปรับปรุงความคมชัดของภาพและการสร้างสีได้อย่างมาก
พอร์ต USB:จัดลําดับความสําคัญของการใช้พอร์ต USB 3.0 ในขณะที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ได้ใช้ร่วมกับอุปกรณ์แบนด์วิดท์สูงอื่นๆ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อจํากัดของแบนด์วิดท์
การจุดไฟ:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมที่ใช้มีแสงสว่างเพียงพอและสม่ําเสมอเพื่อลดสัญญาณรบกวนและปรับปรุงคุณภาพของภาพ และป้องกันการเปิดรับแสงมากเกินไปและแสงสะท้อน
รูปแบบวิดีโอ:เลือกรูปแบบวิดีโอที่เหมาะสม โดยทั่วไปแล้ว MJPEG และ H.264 จะให้ประสิทธิภาพการบีบอัดที่ดีขึ้นที่ความละเอียดสูง

เปรียบเทียบกล้อง UVC และ MIPI

กล้อง UVC และ MIPI ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานการมองเห็นแบบฝังตัวในปัจจุบัน ทั้งสองเป็นประเภทอินเทอร์เฟซของกล้องดิจิตอล แต่มีความแตกต่างพื้นฐานบางประการ
ประการแรกในแง่ของอินเทอร์เฟซกล้อง UVC ใช้อินเทอร์เฟซ USB เพื่อส่งข้อมูลในขณะที่กล้อง MIPI ใช้อินเทอร์เฟซ MIPI (Mobile Industry Processor Interface) เพื่อส่งข้อมูล ในการเปรียบเทียบอินเทอร์เฟซ MIPI มุ่งเน้นไปที่ความเร็วสูงและการใช้พลังงานต่ําและมักใช้ในอุปกรณ์พกพาเช่นโทรศัพท์มือถือและโดรนซึ่งการใช้พลังงานมีจํากัด
ประการที่สอง กล้อง UVC และกล้อง MIPI ไม่ได้ส่งข้อมูลประเภทเดียวกันเป็นหลัก กล้อง UVC มุ่งเน้นไปที่การส่งข้อมูลวิดีโอมากกว่า ในขณะที่กล้อง MIPI สามารถใช้เพื่อส่งข้อมูลทั้งภาพและวิดีโอ กล้อง MIPI มุ่งเน้นไปที่การถ่ายภาพนิ่งคุณภาพสูง
ในท้ายที่สุด ทางเลือกระหว่างกล้อง UVC และกล้อง MIPI ขึ้นอยู่กับความต้องการที่แท้จริงของแอปพลิเคชัน กล้อง UVC เหมาะอย่างยิ่งสําหรับการส่งข้อมูลวิดีโอเนื่องจากใช้งานง่ายและติดตั้ง และความเข้ากันได้ที่กว้าง ในขณะที่กล้อง MIPI เป็นตัวเลือกแรกสําหรับการส่งภาพและข้อมูลวิดีโอบนอุปกรณ์มือถือจํานวนมาก เช่น โทรศัพท์มือถือ เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ําที่ยอดเยี่ยม

บทสรุป

ในยุคของโซเชียลมีเดียในปัจจุบัน กล้องได้กลายเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของอุปกรณ์อัจฉริยะทุกประเภท และกล้อง UVC มีฟังก์ชัน Plug-and-play คุณภาพวิดีโอความละเอียดสูง และความเข้ากันได้ในวงกว้างในอุปกรณ์ที่หลากหลาย ไม่ว่าจะสําหรับการใช้งานระดับมืออาชีพในการประชุมทางวิดีโอและการแพทย์ทางไกล หรือสําหรับการใช้งานส่วนตัวในการสตรีมสดและการศึกษาออนไลน์ กล้อง UVC นําเสนอโซลูชันที่หลากหลายและคุ้มค่า เมื่อเข้าใจคุณสมบัติ ประโยชน์ และการใช้งาน คุณจะสามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดเพื่อใช้เทคโนโลยี UVC อย่างมีประสิทธิภาพ

คําแนะนําสําหรับกล้อง UVC และกล้อง MIPI

ด้วยประสบการณ์หลายปีในการออกแบบ พัฒนา และผลิตโซลูชันกล้อง OEM Sinoseen เป็นผู้ผลิตโมดูลกล้องชั้นนําในประเทศจีน ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเราได้ให้บริการโซลูชั่นโมดูลกล้องชั้นหนึ่งแก่ผู้ผลิตและองค์กรในประเทศและต่างประเทศจํานวนมาก
กล้องของเราสามารถปรับแต่งให้ตรงกับทุกความต้องการในการถ่ายภาพของคุณโดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพและคุณภาพ หากคุณต้องการผู้เชี่ยวชาญเพื่อจัดหาโซลูชันกล้อง UVC ที่เหมาะสมสําหรับโครงการของคุณกรุณาติดต่อเรา.