USB 카메라 인터페이스의 분류 및 기초 지식
1USB 카메라의 작동 원리에 대한 소개
USB 카메라의 작동 원리는 광학 영상 및 센서 기술을 기반으로 합니다.그리고 전체적인 과정은 컴퓨터가 처리할 수 있는 디지털 이미지 신호로 광학적 이미지를 변환하는 것입니다.. 빛은 렌즈를 통해 카메라에 들어갑니다. 광적 이미지를 형성하기 위해 장면의 빛을 이미지 센서에 집중시킵니다. 광적 이미지는 이미지 센서의 표면에 투영됩니다.일반적으로 두 가지 유형을 포함합니다.: CCD (충전 결합 장치) 및 CMOS (보완 금속 산화 반도체). 센서 픽셀에 빛을 비하면 광 전기 효과에 기반한 전기 신호로 변환됩니다.그리고 이미지 프로세서는 전기 신호를 디지털 신호로 변환합니다..
2상세한 변환 과정
광전기 변환
이미지 센서는 반도체 칩으로 표면에 수십만에서 수백만 개의 광다이오드가 있습니다. 이 광다이오드가 빛에 노출되면 전하를 발생시킵니다.따라서 광 신호를 아날로그 전기 신호로 변환합니다.예를 들어 CMOS 센서에서는 픽셀별로 빛 신호를 전기 신호로 변환하며 CMOS 센서는 에너지 효율이 높고 저전력 애플리케이션에 적합합니다.
아날로그-디지털 변환
아날로그로 디지털 변환 (A/D) 은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정으로, 아날로그 신호를 분리된 부분으로 나누고, 그 다음 이 부분을 숫자로 표현하는 과정이다.아날로그-디지털 변환 후, 충전으로 생성되는 아날로그 신호는 디지털 이미지 신호가 됩니다.
3신호 처리 과정
DSP 칩 처리
디지털 신호 처리 칩 (DSP) 은 이미지 센서에서 디지털 이미지 신호를 수신하고 복잡한 수학적 알고리즘을 통해 최적화하는 카메라의 핵심 구성 요소입니다.그것의 구조적 프레임 워크는 일반적으로 이미지 신호 프로세서 (ISP) 와 같은 구성 요소를 포함합니다., JPEG 이미지 디코더 (JPEG 인코더) 및 USB 장치 컨트롤러. DSP는 이미지 품질을 향상시키기 위해 밝기, 대조, 색 포화 및 선도를 조정할 수 있습니다.시장의 주요 DSP 제조업체는 SONIX 및 VIMICRO입니다..
4컴퓨터 수신 및 디스플레이
마지막으로, 컴퓨터는 USB 인터페이스를 통해 이러한 처리 된 디지털 이미지 신호를 수신하고 화면에 표시하여 사용자가 볼 수 있고 사용할 수 있습니다.유니버설 비디오 클래스 (UVC) 사양은 USB 구현자 포럼 (USB-IF) 에 의해 정의 된 표준의 집합입니다.그것은 USB 카메라와 컴퓨터 사이의 데이터 전송을 위한 표준 인터페이스를 제공합니다.특정 드라이버를 설치할 필요 없이 운영 체제에서 USB 카메라를 인식하고 사용할 수 있도록, 장치 설정 및 설치 프로세스를 크게 단순화합니다.
USB 카메라 인터페이스 분류
일반적인 유형은 USB2.0 타입-A,USB 3.0 타입-A,USB 타입-B,USB 미니-B,USB 마이크로-B,USB 3.0 마이크로-B,USB 타입-C
USB 카메라가 사용하는 인터페이스는 주로 USB 표준에 의해 정의된 물리적 커넥터입니다. USB 표준의 개발과 함께 물리적 인터페이스도 진화하고 있습니다:
1USB 타입-A (표준-A):컴퓨터의 호스트 끝 (HUB, 도킹 스테이션, 컴퓨터의 포트) 을 연결하는 데 사용되는 가장 일반적인 직사각형 인터페이스. 우수한 아래쪽으로 호환성.USB 3.0 타입 A (일반적으로 파란색 혀) 는 USB 2와 호환됩니다..0/1.1 A형 장치 및 포트 (하지만 속도 감소). USB 2.0 A형 (일반적으로 검은색 또는 흰색 혀) 는 USB 1과 호환됩니다.1. 전통적인 USB 카메라의 대다수는 컴퓨터에 연결하기 위해 이 인터페이스를 사용합니다. 케이블의 한쪽 끝은 타입 A (컴퓨터에 연결),그리고 다른 끝은 일반적으로 마이크로-B 또는 미니-B (카메라에 연결). 요즘, 점점 더 많은 케이블은 C 타입 (카메라에 연결된다). 긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있지만 반대 방향으로 삽입하면 들어가지 않을 것입니다.
2USB 타입 B (표준 B):사각형 인터페이스, 타입 A보다 크기가 크다. 프린터와 스캐너와 같은 더 큰 장치를 연결하는 데 주로 사용됩니다. 현대 소비자 USB 카메라에 거의 사용되지 않습니다.그것은 매우 오래된 또는 특수 산업 카메라 장비에 나타날 수 있습니다긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있습니다.
3USB 미니-B:B형보다 훨씬 작은 계단 인터페이스입니다.
디지털 카메라, 휴대용 하드 드라이브, 일부 구식 휴대 전화 및 오래된 USB 카메라 (2005-2015년경 인기) 의 일반적인 인터페이스였습니다.
마이크로-B와 타입-C로 대체되었고 새로운 기기에서 기본적으로 사라졌습니다. 긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있습니다.
4USB 마이크로-B:매우 평평한 트레페소이드 인터페이스, 현재 C형 이외의 모바일 기기에서 가장 일반적인 USB 인터페이스입니다.그리고 많은 USB 20.0 카메라
USB 3.0 마이크로-B: USB 3에 필요한 추가 핀을 제공하기 위해 표준 마이크로-B 인터페이스 옆에 추가 튀김이 추가되었습니다.0. 일부 최신 USB 3.0 카메라는 이 인터페이스를 사용할 수 있다. 그것은 여전히 많은 USB 2.0 카메라의 표준 인터페이스이지만, 빠르게 타입-C로 대체되고 있다. 긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있다.하지만 마이크로-B 플러그 디자인은 미니-B보다 플러그를 더 쉽게 만듭니다 (더 두드러진 트라페조이드).
5USB 타입 C:콤팩트하고 타원형, 대칭적인 디자인입니다.
앞뒤로 삽입: 방향성이 없습니다. 어떤 방식으로든 삽입할 수 있습니다.
다기능성: USB 데이터 전송뿐만 아니라 전원 공급 (PD), 디스플레이 포트 비디오 출력, 썬더볼트 3/4 (인증 요구) 등을 지원합니다.
높은 대역폭: USB 3.2 Gen 1/2 (5Gbps/10Gbps) 및 그 이상의 속도 (USB4) 에 대한 네이티브 지원.
미래 메인스트림: 현재와 미래의 거의 모든 새로운 장치 (전화, 노트북, 태블릿, 주변 장치) 의 통합 인터페이스 방향입니다.
사용: 점점 더 많은 고급 USB 카메라 (특히 USB 3.0/3.1/3.2 사양의 4K 카메라) 는 C형 인터페이스를 채택하고 있습니다.
많은 새로운 노트북은 C형 포트만 가지고 있으며 카메라를 Type-C 또는 어댑터로 연결해야 합니다.특히 초고속 전송 (고해상도/고프레임 레이트) 또는 새로운 컴퓨터에 연결해야 하는 경우, 타입 C 인터페이스 (카메라 끝) 가 강력히 권장됩니다.
일반적인 문제:
1어떻게 적절한 인터페이스를 선택합니까?
사용자는 개인 요구에 가장 적합한 인터페이스를 평가해야합니다. 시장의 각 인터페이스는 자신의 장점을 가지고 있으며 특정 응용 프로그램에 따라 선택해야합니다. 예를 들어,고화질 또는 고프레임 레이트 카메라용, 더 높은 전송 속도와 더 나은 사용자 경험을 달성하기 위해 USB 3.0 인터페이스로 업그레이드하는 것이 고려 될 수 있습니다. 일반적인 사용 시나리오를 위해 USB 2.0 인터페이스는 요구 사항을 충족하기에 충분할 수 있습니다..
2인터페이스 안정성 및 신뢰성
USB 카메라를 선택할 때 인터페이스 유형 외에도 인터페이스 자체의 안정성과 신뢰성 또한 중요한 영향을 미치는 요소입니다.사용자는 안정적인 신호 전송과 좋은 이미지 품질을 보장하기 위해 카메라의 연결 방법과 케이블 품질에주의를 기울여야합니다.또한, 카메라와 컴퓨터 사이의 거리는 또한 고려해야합니다. 거리가 너무 멀다면 신호 전송이 문제가 발생할 수 있습니다. 이 경우,원격 문제를 해결하기 위해 유선 연장 케이블 또는 무선 신호 확장 장치가 고려 될 수 있습니다..
3어댑터와 어댑터 케이블이 필요해요?
일부 경우, 사용자는 USB 카메라를 연결하기 위해 특수 어댑터 및 어댑터 케이블을 사용할 필요가 있습니다. 예를 들어, 애플 컴퓨터에는 USB-A 인터페이스가 없습니다.그리고 사용자는 USB-C 어댑터를 사용하여 카메라를 컴퓨터에 연결할 수 있습니다카메라가 더 높은 위치에 설치되어야하지만 USB 케이블 길이가 충분하지 않으면 USB 확장 케이블 또는 USB 신호 확장자를 사용할 수 있습니다.,카메라의 USB 인터페이스 유형과 호환되고 신뢰할 수 있는 신호 전송과 안정적인 전원 공급을 보장하는 것이 중요합니다.
USB 카메라 인터페이스의 분류 및 기초 지식
1USB 카메라의 작동 원리에 대한 소개
USB 카메라의 작동 원리는 광학 영상 및 센서 기술을 기반으로 합니다.그리고 전체적인 과정은 컴퓨터가 처리할 수 있는 디지털 이미지 신호로 광학적 이미지를 변환하는 것입니다.. 빛은 렌즈를 통해 카메라에 들어갑니다. 광적 이미지를 형성하기 위해 장면의 빛을 이미지 센서에 집중시킵니다. 광적 이미지는 이미지 센서의 표면에 투영됩니다.일반적으로 두 가지 유형을 포함합니다.: CCD (충전 결합 장치) 및 CMOS (보완 금속 산화 반도체). 센서 픽셀에 빛을 비하면 광 전기 효과에 기반한 전기 신호로 변환됩니다.그리고 이미지 프로세서는 전기 신호를 디지털 신호로 변환합니다..
2상세한 변환 과정
광전기 변환
이미지 센서는 반도체 칩으로 표면에 수십만에서 수백만 개의 광다이오드가 있습니다. 이 광다이오드가 빛에 노출되면 전하를 발생시킵니다.따라서 광 신호를 아날로그 전기 신호로 변환합니다.예를 들어 CMOS 센서에서는 픽셀별로 빛 신호를 전기 신호로 변환하며 CMOS 센서는 에너지 효율이 높고 저전력 애플리케이션에 적합합니다.
아날로그-디지털 변환
아날로그로 디지털 변환 (A/D) 은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정으로, 아날로그 신호를 분리된 부분으로 나누고, 그 다음 이 부분을 숫자로 표현하는 과정이다.아날로그-디지털 변환 후, 충전으로 생성되는 아날로그 신호는 디지털 이미지 신호가 됩니다.
3신호 처리 과정
DSP 칩 처리
디지털 신호 처리 칩 (DSP) 은 이미지 센서에서 디지털 이미지 신호를 수신하고 복잡한 수학적 알고리즘을 통해 최적화하는 카메라의 핵심 구성 요소입니다.그것의 구조적 프레임 워크는 일반적으로 이미지 신호 프로세서 (ISP) 와 같은 구성 요소를 포함합니다., JPEG 이미지 디코더 (JPEG 인코더) 및 USB 장치 컨트롤러. DSP는 이미지 품질을 향상시키기 위해 밝기, 대조, 색 포화 및 선도를 조정할 수 있습니다.시장의 주요 DSP 제조업체는 SONIX 및 VIMICRO입니다..
4컴퓨터 수신 및 디스플레이
마지막으로, 컴퓨터는 USB 인터페이스를 통해 이러한 처리 된 디지털 이미지 신호를 수신하고 화면에 표시하여 사용자가 볼 수 있고 사용할 수 있습니다.유니버설 비디오 클래스 (UVC) 사양은 USB 구현자 포럼 (USB-IF) 에 의해 정의 된 표준의 집합입니다.그것은 USB 카메라와 컴퓨터 사이의 데이터 전송을 위한 표준 인터페이스를 제공합니다.특정 드라이버를 설치할 필요 없이 운영 체제에서 USB 카메라를 인식하고 사용할 수 있도록, 장치 설정 및 설치 프로세스를 크게 단순화합니다.
USB 카메라 인터페이스 분류
일반적인 유형은 USB2.0 타입-A,USB 3.0 타입-A,USB 타입-B,USB 미니-B,USB 마이크로-B,USB 3.0 마이크로-B,USB 타입-C
USB 카메라가 사용하는 인터페이스는 주로 USB 표준에 의해 정의된 물리적 커넥터입니다. USB 표준의 개발과 함께 물리적 인터페이스도 진화하고 있습니다:
1USB 타입-A (표준-A):컴퓨터의 호스트 끝 (HUB, 도킹 스테이션, 컴퓨터의 포트) 을 연결하는 데 사용되는 가장 일반적인 직사각형 인터페이스. 우수한 아래쪽으로 호환성.USB 3.0 타입 A (일반적으로 파란색 혀) 는 USB 2와 호환됩니다..0/1.1 A형 장치 및 포트 (하지만 속도 감소). USB 2.0 A형 (일반적으로 검은색 또는 흰색 혀) 는 USB 1과 호환됩니다.1. 전통적인 USB 카메라의 대다수는 컴퓨터에 연결하기 위해 이 인터페이스를 사용합니다. 케이블의 한쪽 끝은 타입 A (컴퓨터에 연결),그리고 다른 끝은 일반적으로 마이크로-B 또는 미니-B (카메라에 연결). 요즘, 점점 더 많은 케이블은 C 타입 (카메라에 연결된다). 긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있지만 반대 방향으로 삽입하면 들어가지 않을 것입니다.
2USB 타입 B (표준 B):사각형 인터페이스, 타입 A보다 크기가 크다. 프린터와 스캐너와 같은 더 큰 장치를 연결하는 데 주로 사용됩니다. 현대 소비자 USB 카메라에 거의 사용되지 않습니다.그것은 매우 오래된 또는 특수 산업 카메라 장비에 나타날 수 있습니다긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있습니다.
3USB 미니-B:B형보다 훨씬 작은 계단 인터페이스입니다.
디지털 카메라, 휴대용 하드 드라이브, 일부 구식 휴대 전화 및 오래된 USB 카메라 (2005-2015년경 인기) 의 일반적인 인터페이스였습니다.
마이크로-B와 타입-C로 대체되었고 새로운 기기에서 기본적으로 사라졌습니다. 긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있습니다.
4USB 마이크로-B:매우 평평한 트레페소이드 인터페이스, 현재 C형 이외의 모바일 기기에서 가장 일반적인 USB 인터페이스입니다.그리고 많은 USB 20.0 카메라
USB 3.0 마이크로-B: USB 3에 필요한 추가 핀을 제공하기 위해 표준 마이크로-B 인터페이스 옆에 추가 튀김이 추가되었습니다.0. 일부 최신 USB 3.0 카메라는 이 인터페이스를 사용할 수 있다. 그것은 여전히 많은 USB 2.0 카메라의 표준 인터페이스이지만, 빠르게 타입-C로 대체되고 있다. 긍정적인 방향과 부정적인 방향이 있다.하지만 마이크로-B 플러그 디자인은 미니-B보다 플러그를 더 쉽게 만듭니다 (더 두드러진 트라페조이드).
5USB 타입 C:콤팩트하고 타원형, 대칭적인 디자인입니다.
앞뒤로 삽입: 방향성이 없습니다. 어떤 방식으로든 삽입할 수 있습니다.
다기능성: USB 데이터 전송뿐만 아니라 전원 공급 (PD), 디스플레이 포트 비디오 출력, 썬더볼트 3/4 (인증 요구) 등을 지원합니다.
높은 대역폭: USB 3.2 Gen 1/2 (5Gbps/10Gbps) 및 그 이상의 속도 (USB4) 에 대한 네이티브 지원.
미래 메인스트림: 현재와 미래의 거의 모든 새로운 장치 (전화, 노트북, 태블릿, 주변 장치) 의 통합 인터페이스 방향입니다.
사용: 점점 더 많은 고급 USB 카메라 (특히 USB 3.0/3.1/3.2 사양의 4K 카메라) 는 C형 인터페이스를 채택하고 있습니다.
많은 새로운 노트북은 C형 포트만 가지고 있으며 카메라를 Type-C 또는 어댑터로 연결해야 합니다.특히 초고속 전송 (고해상도/고프레임 레이트) 또는 새로운 컴퓨터에 연결해야 하는 경우, 타입 C 인터페이스 (카메라 끝) 가 강력히 권장됩니다.
일반적인 문제:
1어떻게 적절한 인터페이스를 선택합니까?
사용자는 개인 요구에 가장 적합한 인터페이스를 평가해야합니다. 시장의 각 인터페이스는 자신의 장점을 가지고 있으며 특정 응용 프로그램에 따라 선택해야합니다. 예를 들어,고화질 또는 고프레임 레이트 카메라용, 더 높은 전송 속도와 더 나은 사용자 경험을 달성하기 위해 USB 3.0 인터페이스로 업그레이드하는 것이 고려 될 수 있습니다. 일반적인 사용 시나리오를 위해 USB 2.0 인터페이스는 요구 사항을 충족하기에 충분할 수 있습니다..
2인터페이스 안정성 및 신뢰성
USB 카메라를 선택할 때 인터페이스 유형 외에도 인터페이스 자체의 안정성과 신뢰성 또한 중요한 영향을 미치는 요소입니다.사용자는 안정적인 신호 전송과 좋은 이미지 품질을 보장하기 위해 카메라의 연결 방법과 케이블 품질에주의를 기울여야합니다.또한, 카메라와 컴퓨터 사이의 거리는 또한 고려해야합니다. 거리가 너무 멀다면 신호 전송이 문제가 발생할 수 있습니다. 이 경우,원격 문제를 해결하기 위해 유선 연장 케이블 또는 무선 신호 확장 장치가 고려 될 수 있습니다..
3어댑터와 어댑터 케이블이 필요해요?
일부 경우, 사용자는 USB 카메라를 연결하기 위해 특수 어댑터 및 어댑터 케이블을 사용할 필요가 있습니다. 예를 들어, 애플 컴퓨터에는 USB-A 인터페이스가 없습니다.그리고 사용자는 USB-C 어댑터를 사용하여 카메라를 컴퓨터에 연결할 수 있습니다카메라가 더 높은 위치에 설치되어야하지만 USB 케이블 길이가 충분하지 않으면 USB 확장 케이블 또는 USB 신호 확장자를 사용할 수 있습니다.,카메라의 USB 인터페이스 유형과 호환되고 신뢰할 수 있는 신호 전송과 안정적인 전원 공급을 보장하는 것이 중요합니다.