Устранение неполадок камер UVC

Документация Arducam · перевод arducam-russia.ru

1. Не удаётся изменить серийный номер или имя устройства

Описание проблемы

На ноутбуке со встроенной камерой серийный номер или имя устройства иногда не меняются. Программа для серийного номера автоматически находит встроенную камеру вместо внешнего модуля камеры UVC, и возникает конфликт. Обычно программа выдаёт такие ошибки:

1. Unknown device
2. Failded to write camera info!

Решение

Если вы столкнулись с такой проблемой на ноутбуке, отключите или удалите встроенную камеру в Диспетчере устройств (Device Manager), затем запустите программу для серийного номера по ссылке ниже:

• ArducamUVCSerialNumber

2. Камера определяется как USB 2.0 (UVC 2.0), а не USB 3.0 (UVC 3.0)

Описание проблемы

Камера распознаётся как устройство USB 2.0 (UVC 2.0), а не USB 3.0 (UVC 3.0). Из-за этого падает производительность или пропадают функции. Обычно это видно:

• в Диспетчере устройств Windows: камера находится в разделе «Контроллеры USB» (Universal Serial Bus controllers) или «Устройства обработки изображений» (Imaging devices) с пометкой «USB 2.0», либо в её свойствах указана более низкая скорость;
• в выводе lsusb (Linux/macOS): устройство подключено на скорости 2.0 или его дескрипторы показывают возможности UVC 2.0, хотя камера поддерживает UVC 3.0.

Как исправить

Чтобы камера подключилась по USB 3.0 (UVC 3.0), выполните следующие шаги.

1. Проверьте, что используется порт USB 3.0

• Убедитесь, что кабель подключён к порту USB 3.0 компьютера или хоста.
• Порт USB 3.0 обычно можно узнать по синей вставке внутри или по значку SS (SuperSpeed) рядом с ним.
• Важно: при подключении к порту USB 2.0 камера будет работать только на скорости USB 2.0, какой бы интерфейс она ни поддерживала.

2. Переподключите кабель в определённом порядке

Проблема часто связана с порядком подключения кабеля. Выполните шаги точно в этом порядке:

1. Отключите кабель от камеры: аккуратно выньте разъём USB Type-C из камеры.
2. Сначала подключите Type-A к хосту: убедитесь, что разъём USB Type-A надёжно вставлен в порт USB 3.0 компьютера или хоста.
3. Затем подключите Type-C к камере: аккуратно вставьте разъём USB Type-C в порт Type-C камеры.

Почему это помогает

Если сначала подключить сторону Type-A (хост), контроллер хоста успевает корректно инициализироваться до того, как камера начнёт согласовывать самый быстрый доступный стандарт USB. Такой порядок помогает камере и хосту установить стабильное соединение USB 3.0 (SuperSpeed): камера определяется как устройство UVC 3.0 и работает на полной скорости.

3. Как убрать мерцание и полосы на видео

Здесь описано, откуда берётся мерцание или горизонтальные полосы на видео с камеры UVC Arducam, особенно при искусственном освещении, и как от них избавиться.

1. Проблема: что такое мерцание и полосы

При съёмке в помещении на видео или снимках может появиться один из артефактов:

• Полосы: тёмные или светлые горизонтальные полосы, которые постоянно бегут по изображению.
• Мерцание: заметные быстрые изменения яркости всего кадра.

Оба артефакта вызваны одной причиной, и их обычно называют одним словом — «мерцание» (flicker).

Пример полос:

2. Причина: почему так происходит

Это не дефект камеры, а рассинхронизация между экспозицией камеры и частотой искусственного света (люминесцентных и светодиодных ламп и других источников с питанием от сети переменного тока).

Коротко о механизме:

• Искусственный свет непостоянен. Большинство ламп в помещениях питаются переменным током и поэтому очень быстро пульсируют. Глаз этого не замечает, а сенсор камеры замечает. Частота пульсаций зависит от частоты местной электросети: в регионах с сетью 50 Гц (например, Европа, Китай, Индия, Австралия) лампы пульсируют с частотой 100 Гц, в регионах с сетью 60 Гц (например, Северная Америка, Япония, Тайвань) — 120 Гц.
• Экспозиция камеры ловит пульсации. Сенсор собирает свет в течение определённого времени — выдержки (времени экспозиции). Если выдержка не согласована с циклом пульсаций, кадры получают разное количество света. У камер со скользящим затвором (у камер UVC он встречается чаще всего) разные части сенсора экспонируются в немного разное время: верх сенсора может поймать свет на максимуме, а низ — на спаде, отсюда горизонтальные полосы. У камер с глобальным затвором весь сенсор экспонируется одновременно, и рассогласование приводит к тому, что яркость меняется от кадра к кадру, — возникает заметное мерцание.

Проще говоря, мерцание и полосы возникают, когда «ритм затвора» камеры не совпадает с «ритмом света».

3. Решение: как это исправить

Нужно согласовать выдержку камеры с частотой местной электросети. Обычно для этого достаточно изменить параметр Power Line Frequency (или Anti-Flicker) в программе управления камерой.

Выполните шаги ниже.

Шаг 1. Узнайте частоту электросети в вашем регионе

Сначала определите частоту электросети там, где работает камера.

• 50 Гц: большая часть Европы, Азии, Африки и Австралия.
• 60 Гц: Северная Америка, часть Южной Америки, Япония, Южная Корея, Тайвань.

Если не уверены, поищите в интернете «частота электросети [ваша страна]».

Шаг 2. Откройте настройки камеры

Откройте программу, в которой смотрите видео с камеры (например, стандартное приложение «Камера» в Windows, OBS Studio, AMCap, VLC или собственное приложение на OpenCV), и перейдите к настройкам камеры.

• В Windows: обычно это меню Video Capture Filter, Device Properties или Configure Video.

• В Linux: используйте v4l2-ctl из командной строки.

Шаг 3. Настройте частоту сети (защиту от мерцания)

В панели управления камерой найдите параметр с одним из названий:

• Power Line Frequency
• Anti-Flicker
• Flicker Control

Обычно у него три значения:

• Disabled (выключено)
• 50 Гц
• 60 Гц

Выберите частоту, которая соответствует вашему региону:

• если в вашей стране сеть 50 Гц, выберите 50 Гц;
• если в вашей стране сеть 60 Гц, выберите 60 Гц.

После применения настройки мерцание или полосы на видео должны сразу исчезнуть. Камера сама подбирает выдержку, кратную циклу пульсаций света (например, 1/100 с для 50 Гц или 1/120 с для 60 Гц), и освещённость всех кадров становится одинаковой.

Ручная настройка (если параметра Anti-Flicker нет)

Если параметра Anti-Flicker нет, проблему можно решить, задав выдержку (Exposure Time) вручную.

1. Отключите автоматическую экспозицию (Auto-Exposure).
2. Задайте выдержку, кратную периоду пульсаций света. Для освещения 50 Гц — 1/100 с (10 мс), 1/50 с (20 мс) или 1/25 с (40 мс). Для освещения 60 Гц — 1/120 с (~8,33 мс), 1/60 с (~16,7 мс) или 1/30 с (~33,3 мс).

Начните с 1/100 с или 1/120 с — это самые распространённые и действенные значения.