USB2.03.0摄像头区分UVC相机在linux中的常用命令
这里是引用
一. USB2.0 & 3.0接口支持区分
1.1. 颜色判断
USB接口的颜色并不是判断版本的可靠标准，但根据行业常见规范分析如下：
USB接口颜色与版本对照表：
| 接口颜色 | 常见版本 | 内部触点数量 | 传输速度 |
|---|---|---|---|
| 黑色 | USB2.0 | 4触点 | 480 Mbps (60 MB/s) |
| 白色 | USB2.0(多见于旧设备) | 4触点 | 480 Mbps (60 MB/s) |
| 蓝色 | USB 3.0/3.1 Gen1 | 9触点 | 5 Gbps (625 MB/s) |
| 蓝绿色 | USB 3.1 Gen2 | 9触点 | 10 Gbps (1.25 GB/s) |
1.2. 关键判断步骤
1.2.1. 物理触点检查
- 观察USB接口内部金属片：
USB 2.0：4个平行触点（2对）
USB 3.0+：前端4个触点（兼容2.0） + 后端5个额外触点（共9个） - USB接口触点对比图:
1.2.2. 系统级验证
# 查看设备总线速度（需摄像头已连接）
lsusb -t | grep "Dev 7" # 替换实际设备编号
输出关键字段：
- 5000M → USB 3.0
- 480M → USB 2.0
1.2.3. 内核日志确认
dmesg | grep "USB.*connected"
# 示例输出：usb 1-6: New USB device found, idVendor=0bda, idProduct=3035, speed=480M
speed=480M明确表示运行在USB 2.0模式。
1.3 带宽需求对比验证
| 分辨率 | 格式 | 所需带宽 (USB 2.0极限: 480 Mbps) | 可行性 |
|---|---|---|---|
| 1920x1080@30 | YUYV | 1.2 Gbps | ❌ 严重超限 |
| 1920x1080@30 | MJPG | 240 Mbps | ✔️ 安全范围 |
| 1280x720@60 | YUYV | 530 Mbps | ⚠️ 临界波动 |
二. USB摄像头常采用的MJPG（Motion-JPEG） 和 YUYV（YUV 4:2:2） 格式的对比分析
2.1 核心区别对比表
| 特性 | MJPG | YUYV |
|---|---|---|
| 编码方式 | 每帧独立JPEG压缩 | 未压缩，YUV 4:2:2 色彩空间 |
| 带宽占用 | 低（压缩率10:1 ~ 20:1） | 高（原始数据） |
| 图像质量 | 有损（可能出现块效应） | 无损（保留原始细节） |
| 延迟 | 较高（需压缩/解压） | 低（直接传输） |
| 硬件要求 | 需摄像头内置JPEG编码器 | 无需专用硬件 |
| 典型分辨率支持 | 更高（如4K@30fps） | 较低（受USB带宽限制） |
2.2 技术细节解析
2.2.1 MJPG (Motion-JPEG)
数据流结构：
- 每帧图像独立压缩为JPEG，形成视频流。
- 示例帧头：FF D8 FF E0 … (JPEG Start Of Image)。
带宽计算：
1920×1080 × 1.5字节（YUV420） × 压缩率(1/15) ≈ 2.5 MB/帧
2.5 MB/帧 × 30 fps = 75 MB/s → 实际USB传输约 600 Mbps（包含协议开销）
优点：
- 适合高分辨率（如1080p/4K）实时传输
- 节省USB带宽，兼容USB 2.0环境
缺点：
- 动态场景可能产生压缩伪影
- 处理时需要CPU/GPU解码（增加延迟）
2.2.2. YUYV (YUV 4:2:2)
像素排列：
- 每两个像素共享一组UV分量，格式为：
Y0 U0 Y1 V0 Y2 U1 Y3 V1...
带宽计算：
640×480 × 2字节/像素 × 30 fps = 18.4 MB/s → 147.2 Mbps
USB 2.0极限带宽约480 Mbps，实际可用约400 Mbps → 仅支持到720p@15fps。
优点：
- 无压缩，适合图像处理（如边缘检测、OCR）
- 低延迟，适合实时控制（机器人视觉）
缺点：
- 高分辨率下易超出USB带宽
- 存储需求大（1分钟1080p视频约3.5GB）
三. Linux下操作示例
3.1. 查看摄像头list
v4l2-ctl --list-devices
输出关键字段:
HBVCAM Camera: HBVCAM Camera (usb-0000:12:00.0-5):
/dev/video1
/dev/video2
/dev/media0
HP Full-HD Camera: HP Full-HD C (usb-0000:14:00.0-3.4):
/dev/video3
/dev/video4
/dev/video5
/dev/video6
/dev/media1
/dev/media2
3.2. 查看指定id摄像头支持的格式
v4l2-ctl -d /dev/video1 --list-formats-ext
输出关键字段：
MJPG (Motion-JPEG) # 压缩格式
YUYV (YUYV 4:2:2) # 未压缩格式
# 还会附上各种分辨率参数
3.3. 查看指定id摄像头的详细参数信息
v4l2-ctl -d /dev/video1 --get-fmt-video
输出关键字段：
Format Video Capture:
Width/Height : 1920/1080
Pixel Format : 'MJPG' (Motion-JPEG)
Field : None
Bytes per Line : 0
Size Image : 4147200
Colorspace : sRGB
Transfer Function : Rec. 709
YCbCr/HSV Encoding: ITU-R 601
Quantization : Default (maps to Full Range)
Flags :
3.4. 手动切换格式
# 设置为MJPG格式
v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=pixelformat=MJPG
# 设置为YUYV格式
v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=pixelformat=YUYV
3.5 FFmpeg采集测试
# 采集MJPG流并转码为H264
ffmpeg -f v4l2 -input_format mjpeg -i /dev/video0 -c:v libx264 output.mp4
# 直接采集YUYV流（需要更高带宽）
ffmpeg -f v4l2 -input_format yuyv422 -video_size 1280x720 -i /dev/video0 raw.yuv
3.6 性能优化技巧
- MJPG：
使用硬件加速解码（如VAAPI/VDPAU）降低CPU负载：ffmpeg -hwaccel vaapi -f v4l2 -input_format mjpeg -i /dev/video0 ... - YUYV：
降低分辨率或帧率以适配USB 2.0带宽：v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=640,height=480,pixelformat=YUYV\
四. usbtop工具使用
4.1 usbtop工具安装
sudo apt install usbtop
sudo apt update
sudo apt install libpcap-dev wireshark cmake git libboost-dev libpcap-dev libboost-thread-dev libboost-system-dev
# 将当前用户加入wireshark组（允许抓包）
sudo usermod -aG wireshark $USER
newgrp wireshark # 立即生效组权限
4.2 usbtop工具使用
sudo usbtop
