História ARTPEC, základ našej kvality produktov
Bolo to neskoré leto 1999, keď boli na trh uvedené produkty s naším prvým systémom na čipe ARTPEC (SoC). Teraz, na základe rokov skúseností, znalostí a vášne pre kvalitnú technológiu, sme na deviatej verzii tohto SoC. Spolu so Stefanom Lundbergom, Senior Expert Engineer, Technologies v Axis, sme sa pozreli na viac než dvadsať rokov našej cesty s ARTPEC a hovorili o kľúčových poznatkoch a vývojoch.
Tajomstvo za kamerami Axis
SoC ARTPEC je kľúčová súčasť našich produktov, pretože poskytuje základ pre zásadné schopnosti, ako je kvalita obrazu, analytické funkcie a výkon kódovania. Je to „tajomstvo“ za mnohými našimi pokročilými sieťovými zariadeniami. Počas procesu navrhovania každej nasledujúcej generácie ARTPEC sme museli čeliť opakujúcim sa a rozhodujúcim výzvam: kompromisu medzi výkonom a funkciami na jednej strane a nákladmi a spotrebou energie na druhej strane. Každá generácia ARTPEC pridala nielen priepustnosť pixelov, ale aj zlepšila alebo priniesla nové kritické funkcie. Počet tranzistorov sa pri každom novom SoC ARTPEC takmer zdvojnásobil, ale veľkosť, spotreba energie a náklady zostali takmer rovnaké.
Revolučný SoC
„Naše SoC ARTPEC boli malou revolúciou – pre nás aj pre náš priemysel. Možno sme nevynalezli koleso, ale zrevolucionovali sme spôsob, akým sa video prenáša, pridali sme veľkú flexibilitu a príležitosti pre nové aplikácie. Vynález ARTPEC nám umožnil vyvinúť úplne nové technológie, ako je Axis Forensic Wide Dynamic Range (WDR), Axis Zipstream technológia kompresie dát a silné analytické nástroje, ktoré bežia na okraji a sú založené na AI,“ hovorí Lundberg.
Vynález ARTPEC nám umožnil vyvinúť úplne nové technológie.
Tieto technológie by nebolo možné uviesť na trh bez SoC, ale nestalo sa to zo dňa na deň. Bola to výsledok mnohých dosiahnutí v priebehu času, ktoré sú základnými kameňmi našej cesty s ARTPEC – malé zvraty, ktoré pomaly zmenili priemysel. Napríklad ARTPEC-1 umožnil vytvoriť prvú nákladovo efektívnu sieťovú kameru s plným video výkonom. S ARTPEC-3 sme boli schopní dodať video najvyššej kvality s vyšším rozlíšením ako analógové video kamery tej doby. ARTPEC-5 nám umožnil vylepšiť našu WDR riešenie, ktoré viedlo k tomu, čo nazývame Forensic Capture. Forensic Capture vyniklo oproti konkurenčným riešeniam tej doby tým, že kládlo dôraz na viditeľnosť a detaily pred samotnou estetikou. Po prvýkrát bolo možné efektívne využívať video kamery v náročných svetelných podmienkach, ako sú výklady s veľkými sklenenými fasádami na priamom slnečnom svetle. Táto metóda sa od tej doby stala priemyselným štandardom. Ďalšia rovnako revolučná inovácia, ktorú umožnil ARTPEC-5, bola naša kompresná technológia Zipstream, ktorá zachováva forenzné detaily v plnom rozlíšení, pričom výrazne znižuje požiadavky na šírku pásma a úložisko.
Prvý ARTPEC SoC a nový spôsob inovácií
Aj keď v prvej sieťovej kamere na svete, našej AXIS Neteye 200, nebol SoC ARTPEC, čoskoro sme si uvedomili, že dostupné komerčne dostupné SoC nemohli poskytnúť úroveň výkonu, ktorú sme chceli dosiahnuť v budúcnosti. Toto uvedomenie spustilo vývoj nášho prvého SoC ARTPEC. Začali sme na ňom pracovať koncom jesene 1996 a prvý produkt založený na ARTPEC, AXIS 2100, sme uviedli na trh na Comdex v novembri 1999.
The world’s first network camera, Neteye 200
„Vtedy sme to nevedeli, ale ARTPEC sa stal kľúčovým prvkom, ktorý nám umožnil rozšíriť našu ponuku s obmedzenými zdrojmi z niekoľkých produktov na kompletné portfólio, ktoré neskôr revolučne zmenilo priemysel dohľadu,“ uvádza Lundberg.
Samozrejme, revolúcie sa neudejú zo dňa na deň. Bol to proces. Každá generácia SoC sa zameriavala na nový hlavný cieľ a museli sme neustále vynachádzať náš spôsob práce, ako sa zložitosť zvyšovala.
„Jedným z kľúčových faktorov, ktorý nám pomohol dostať sa tam, kde sme dnes, je spôsob, akým sme pristupovali k inovačnému procesu. Oddelenie jadrových technológií je organizované do nezávislých skupín, ktoré sa všetky zameriavajú na problémy a vylepšenia v niekoľkých oblastiach. Dali sme im slobodu preskúmavať a sústrediť sa na oblasti, ktoré si mysleli, že budú mať najväčší potenciál v budúcnosti. Jedinou zodpovednosťou tímov bolo dodať niečo pre nasledujúcu generáciu ARTPEC. Hľadanie inšpirácie v iných trhoch a prístup k určitým problémom spoločne vyriešilo veľa problémov v našom priemysle,“ vysvetľuje Lundberg.
Naše základné kamene ARTPEC
Vďaka špecializovanému hardvéru pre obraz a kompresiu v ARTPEC-1 sme mohli priamo streamovať video z kamery na vzdialené miesto cez internet bez potreby masívneho množstva vybavenia. Stačilo, aby používatelia nasmerovali webový prehliadač na zabudovaný web server v kamere a použili sme štandardné IT protokoly na prenos videa. To bolo revolučné, pretože internet bol nový a iné riešenia prenosu videa používali špecializované video káble.
ARTPEC-1, čip prvej generácie.
AXIS 2100, prvá sieťová kamera využívajúca ARTPEC-1, bola tiež revolučná so svojím interným softvérom založeným na úplne novom zabudovanom operačnom systéme, ktorý je dnes známy ako embedded Linux. Aby sme umožnili rýchly a efektívny vývoj portfólia produktov, rozhodli sme sa zrušiť proprietárny RTOS (Real-Time Operating System) a používať μClinux, ktorý sme považovali za správny pre rast Axis. V skutočnosti bola AXIS 2100 prvým masovo vyrábaným produktom na svete, ktorý používal embedded Linux. Keď sa na to spätne pozrieme, nemohli sme urobiť lepšie rozhodnutie. Aj keď to vyžadovalo veľa extra práce na implementáciu všetkých druhov dnes už štandardných prvkov, ako je systém súborov na báze flash pamäte, rástli sme spolu s Linuxom.
ARTPEC-2, uvedený na trh v roku 2003, umožnil oveľa lepší výkon a začali sme experimentovať s efektívnejšou technológiou kódovania videa nazývanou MPEG.
ARTPEC-3 bol dokončený o štyri roky neskôr a otvoril dvere pre IP-video s najlepšou priepustnosťou vo svojej triede. Po prvýkrát sme spojili najlepší video enkóder svojej doby (H.264/AVC) s ostatnými časťami systému do jedného SoC, ktorý dokázal poskytovať vysokokvalitné HDTV rozlíšenie.
V roku 2011 sme uviedli ARTPEC-4, ktorý umožnil technológiu riešiacu dve zostávajúce problémy: obmedzený dynamický rozsah a svetelnú citlivosť. Túto technológiu sme nazvali Lightfinder a uviedli sme prvú kameru s progresívnym skenovaním. Táto kamera výrazne prekonala analógové kamery s prekladovým skenovaním tej doby. ARTPEC-4 tiež podoprel novú technológiu širokého dynamického rozsahu (WDR), ktorá dobre fungovala a bola široko žiadaná. V roku 2013, s vývojom ARTPEC-5, sme boli schopní ďalej vylepšiť našu WDR technológiu s riešením nazývaným Forensic Capture WDR.
Naša šiesta generácia ARTPEC bola uvedená na trh v roku 2017. Priniesla novú úroveň bezpečnosti a pripravila pôdu pre uvedenie ARTPEC-7 o dva roky neskôr.
ARTPEC-7 umožnil vylepšené bezpečnostné funkcie v kamerách Axis, vrátane podpísaného firmvéru a bezpečného spustenia (secure boot). Stal sa základom pre vylepšenia všetkých charakteristických technológií Axis pre náročné svetelné podmienky, vrátane Axis Lightfinder 2.0 a Forensic WDR, a predĺžil rozsah IR osvetlenia. Takisto umožnil výber medzi kodekmi H.264 a H.265 a obsahoval real-time detekčný motor pre analytiku klasifikácie objektov.
ARTPEC-8 bol navrhnutý predovšetkým na podporu výkonných analytických aplikácií založených na AI. Bol základom pre AXIS Object Analytics a otvoril dvere pre ďalšiu analytiku založenú na AI – vrátane aplikácií na mieru od našich partnerov.
Deviata generácia ARTPEC SoC.
ARTPEC-9 – najnovší vývoj
„Najlepší spôsob, ako ilustrovať pokrok medzi rokom 1999 a dneškom, je porovnať prvý ARTPEC SoC a náš najnovší SoC priamo,“ hovorí Lundberg. „Aj keď hlavný tok pixelov medzi snímačmi a sieťou je rovnaký pre oba typy, ARTPEC-1 podporoval len doručovanie obrazu a nenabídl žiadnu flexibilitu. V kontexte týchto rozdielov znamená, že ARTPEC-8 poskytol viac ako 100-násobný výkon v porovnaní s prvým SoC, pričom jeho veľkosť a cena boli podobné, a ARTPEC-9 pokračuje v rovnakom smerovaní.“
ARTPEC-9 vylepšuje pozoruhodné vlastnosti a schopnosti, ktoré charakterizovali predchádzajúce generácie našich in-house navrhnutých SoC: nízky bitrate, analytiku poháňanú AI, vynikajúce snímanie a vstavanú kybernetickú bezpečnosť. Takisto zavádza AV1, otvorený videoenkódovací štandard od Aliancie pre otvorená média. S podporou AV1 a vylepšeným spracovaním obrazu ARTPEC-9 poskytuje video vysoká kvality s nekompromisnými detailmi a jasnosťou a najlepším bitrateom vo svojej triede. Spolu s Axis Zipstream AV1 tiež zaisťuje bezproblémové video ako na mieste, tak v cloude. Okrem toho ARTPEC-9 podporuje pokročilé analytické aplikácie, ktoré detegujú objekty skôr a analyzujú udalosti presnejšie.
Budúcnosť ARTPEC
„Pozrúc sa na pokrok, ktorý sme dosiahli, môžem povedať, že to, čo sa najviac vyvinulo počas rokov, je kvalita obrazu a kapacita analytiky, vrátane analytiky založenej na AI. Obe tieto oblasti boli a naďalej budú prelomovými faktormi pre priemysel dohľadu,“ hovorí Lundberg.
Záver
SoC ARTPEC – a skutočnosť, že ho navrhujeme interne a kontrolujeme jeho výrobu – je naším základom pre tvorbu inovatívnych produktov, ktoré spĺňajú potreby našich zákazníkov dnes a v budúcnosti. Je ťažké predpovedať – alebo si dokonca predstaviť – aký vývoj prinesú nasledujúce 20 roky s ARTPEC, ale určite sme nadšení z jeho potenciálu.
Zistite viac o našej histórii a míľnikoch.