História čipov ARTPEC

Čip ARTPEC je dôležitou súčasťou, pretože poskytuje základ pre základné schopnosti produktu, ako sú kvalita obrazu, analytické funkcie a výkonnosť kódovania.

Koncom jesene 1999 boli predstavené produkty AXIS s prvým čipom ARTPEC. Teraz, o dvadsať rokov neskôr, AXIS predstavil siedmu generáciu čipu ARTPEC. Je to produkt odzrkadľujúci dlhoročné skúsenosti, vedomosti a vášeň pre vysoko kvalitné technológie. Spolu so Stefanom Lundbergom, hlavným odborným inžinierom pre technológie v spoločnosti AXIS, sme sa pozreli na dlhú cestu ARTPEC čipov za posledných dvadsať rokov, pričom sme hovorili o kľúčových poznatkoch a vývoji.

Tajomstvo kamier AXIS

Čip ARTPEC je veľmi dôležitou súčasťou AXIS kamier, pretože je základným pilierom dôležitých vlastností, ako napr. – kvalita obrazu, analytické funkcie a výkonnosť kódovania. Je to „tajomstvo“, ktoré stojí za vysoko pokrokovými sieťovými kamerami AXIS. Počas procesu navrhovania každej generácie ARTPEC čipov existovala opakujúca sa úloha, s ktorou je potrebné sa vysporiadať, pretože existuje problém medzi výkonom a vlastnosťami oproti nákladom a spotrebe energie. Toto je dôležitý začiatok procesu navrhovania čipov, kde každá generácia čipu má nielen zvýšenú priepustnosť pixelov, ale tiež vylepšené kritické vlastnosti. S každou novou sadov čipov ARTPEC sa počet tranzistorov takmer zdvojnásobil, ale vďaka Mooreovmu zákonu sa veľkosť, spotreba energie a náklady takmer nezmenili.

„Naše čipy ARTPEC boli malou revolúciou – pre nás i náš priemysel. Aj keď sme koleso možno nevymysleli, urobili sme revolúciu v spôsobe prenosu videa a pridali sme veľa flexibility a príležitostí pre nové aplikácie. ARTPEC nám umožnil vyvinúť úplne nové technológie, ako napríklad Forenzný široký dynamický rozsah (WDR), výkonnú video analytiku a kompresnú technológiu Zipstream. “, Hovorí Stefan.

ARTPEC nám umožnil vyvíjať úplne nové technológie

Tieto technológie by sa nemohli uviesť na trh bez ARTPEC čipu, no nestalo sa to cez noc. Bol to výsledok mnohých úspechov v čase, ktoré sú základnými kameňmi cesty ARTPEC čipov – malé zlomové body, ktoré pomaly zmenili priemysel. Napríklad s ARTPEC-1 bolo možné vytvoriť prvý nákladovo efektívny produkt sieťovej kamery s plným výkonom videa. S ARTPEC-3 sa darí poskytovať vysoko kvalitné video s väčším rozlíšením ako ponúkajú existujúce analógové kamery. S ARTPEC-5 sme pokračovali v zdokonaľovaní riešenia WDR s dvojitou expozíciou a výsledok bol nazvaný – Forenzný široký dynamický rozsah, v skratke WDR. Riešenie, ktoré bolo veľmi odlišné od konkurencie, pretože vytvorilo obrázok, ktorý uprednostnil detaily a viditeľnosť pred pekne vyzerajúcim videom. Táto metóda sa v súčasnosti stala štandardom v priemysle a po prvý krát je možné kamery umiestniť kdekoľvek – aj v náročných svetelných podmienkach, ako sú napr. výklady s veľkými sklenenými plochami, ktoré sú vystavené priamemu slnečnému žiareniu. Avšak, skutočným rozdielom v porovnaní s ARTPEC-5 bol vynález inteligentnej kompresnej technológie s názvom Zipstream, ktorá znížila náklady na ukladanie dát v systéme.

Prvý čip a spôsob jeho inovácie

ARTPEC sa nepoužil v prvej sieťovej kamere na svete, Neteye 200, ale po jej dokončení sme si uvedomili, že aktuálne dostupné čipy nedokážu poskytnúť úroveň výkonnosti, ktorú kamery AXIS potrebovali. To odštartovalo vývoj prvého ARTPEC čipu. Začali sme na tom pracovať koncom jesene 1996 a prvý produkt AXIS 2100 sme uviedli na trh v Comdexe v novembri 1999.

„Doteraz sme to nevedeli, ale ARTPEC bol kľúčovým technologickým prvkom, ktorý nám umožnil rozšíriť našu ponuku z niekoľkých produktov na kompletné portfólio, ktoré neskôr spôsobilo revolúciu v odvetví video dohľadu.“, Hovorí Stefan.

K revolúcii, samozrejme, nedochádza cez noc. Bol to dlhý proces. Každá generácia čipov mala svoj vlastný hlavný cieľ, ktorý sa riešil počas vývoja a my sme museli neustále objavovať spôsob práce, pretože s každou generáciou narastala zložitosť.

„Jedným z kľúčových faktorov, ktorý nám pomohol dostať sa tam, kde sme dnes, je náš spôsob riešenia inovačného procesu. Oddelenie základných technológií je rozdelené do nezávislých skupín, ktoré sa zameriavajú na problémy a zlepšenia v niekoľkých oblastiach. Poskytli sme im slobodu zamerať sa na oblasti, ktoré by podľa nich mali v budúcnosti najväčší potenciál. Jedinou zodpovednosťou tímov bolo doručiť niečo pre ďalšiu generáciu ARTPEC čipov. Nájsť inšpiráciu z iných trhov a priblížiť sa k určitým problémom vyriešilo veľa problémov v našom odvetví.“ ,vysvetľuje Stefan.

Základné kamene ARTPEC

Vďaka špecializovanému hardvéru a kompresii čipu ARTPEC-1 sme mohli streamovať video priamo z kamery na vzdialené miesto pomocou Internetu, bez potreby veľkého množstva vybavenia. Jednoducho sme od používateľov vyžadovali, aby nasmerovali webový prehliadač na zabudovaný webový server v kamere a na prenos videa použili štandardné protokoly z odvetvia IT – to bolo revolučné, pretože internet bol nový a iné riešenia prenosu videa namiesto toho používali špeciálne video káble.

AXIS 2100, teda prvá sieťová kamera, ktorá používala ARTPEC-1, bola tiež revolučná so svojím interným softvérom, ktorý bol založený na úplne novom zabudovanom operačnom systéme, ktorý je dnes známy ako Linux. Aby sme umožnili rýchly a efektívny vývoj portfólia produktov, rozhodli sme sa vyradiť patentovaný RTOS (Real-Time Operating System) a použiť μClinux, nakoľko sme verili, že je správny, aby AXIS rástol. Kamera AXIS 2100 bola v skutočnosti prvým sériovo vyrábaným produktom na svete, ktorý používal zabudovaný Linux. Keď sa obzrieme späť, tak sme nemohli urobiť lepšie rozhodnutie – hoci to vyžadovalo veľa práce navyše na implementáciu všetkých kúskov, ktoré sú dnes bežné a očakávané.

ARTPEC-2, ktorý bol uvedený na trh v roku 2003, priniesol omnoho vyšší výkon, ale tiež sme začali experimentovať s efektívnejším kódovaním videa s názvom MPEG. ARTPEC-3 bol predstavený o štyri roky neskôr. Bol to čip, ktorý skutočne „presťahoval“ priemysel do IP-videa s najlepšou priepustnosťou vo svojej triede a kompaktnou stopou. Prvýkrát sa podarilo vmestiť najlepší video kodér pre svoju dobu (H.264 / AVC) spolu so zvyškom systému do jedného SoC (System-on-chip), ktorý by mohol poskytovať vysoko kvalitný HDTV obraz/prenos.

V roku 2011 sme boli pripravení uviesť na trh ARTPEC-4, s ktorým sme sa v tom čase sústredili na vyriešenie dvoch zostávajúcich problémov s IP kamerami:
Obmedzený dynamický rozsah a citlivosť na svetlo. Toto riešenie sme nazvali – Lightfinder a vydali prvú progresívnu snímaciu kameru, ktorá v tom čase prekonala existujúce analógové prekladané sledovacie kamery. S ARTPEC-4 sa tiež podarilo vyvinúť nové riešenie širokého dynamického rozsahu (WDR), ktoré fungovalo dobre a bolo veľmi žiadané. V roku 2013 sme pokračovali v zdokonaľovaní tejto špecifickej funkcie pomocou ARTPEC-5 vo forme forenzného snímania. Šiesta generácia ARTPEC bola uvedená na trh v roku 2017. Pridaním novej úrovne bezpečnosti sa zároveň vydláždila cesta pre najnovšieho člena.

ARTPEC 7 dnes

Dnes je čip ARTPEC vo svojej siedmej generácii oveľa sofistikovanejší, čo zaručuje ostrejší obraz a presnejšie farby. So siedmou generáciou čipov bolo možné zaviesť aj niektoré významné vylepšenia. Jedným z nich bola technológia Lightfinder 2.0, ktorá vyšla začiatkom tohto roka. S novým čipom dokáže Lightfinder 2.0 poskytovať realistickejšie a sýtejšie farby aj pri extrémne slabom osvetlení. Dokonca aj pri pohyblivých objektoch sú obrázky ostrejšie aj pri slabom osvetlení. Okrem zlepšenej citlivosti na svetlo ARTPEC-7 vylepšil aj WDR, aby zachytil pohyby lepšie a s jasnejšími + detailnejšími obrázkami a zároveň znížil riziko artefaktov WDR. V prípade kamier s infračerveným prisvietením najnovší čip rozšíri rozsah osvetlenia vďaka zvýšenej citlivosti na svetlo.

„Najlepším spôsobom, ako ilustrovať 20 rokov pokroku je priame porovnanie vývoja medzi úplne prvým čipom ARTPEC a našimi najnovšími procesormi ARTPEC-7.“, Hovorí Stefan, „Zatiaľ čo hlavný tok pixelov medzi senzormi a sieťou je rovnaký pre oba typy, ARTPEC-1 podporoval iba dodávku obrázkov a neponúkal žiadnu flexibilitu. Keď to uvedieme do kontextu svojich rozdielov, znamená to, že ARTPEC-7 má viac ako 50-násobok výkonu prvých čipov, pričom si stále zachováva rovnakú veľkosť a cenu. “

„Najlepším spôsobom, ako ilustrovať 20 rokov pokroku, je priame porovnanie vývoja medzi úplne prvým čipom ARTPEC a našimi najnovšími procesormi ARTPEC-7.“, Hovorí Stefan, „Zatiaľ čo hlavný tok pixelov medzi senzormi a sieťou je rovnaký pre obe typy, ARTPEC-1 podporoval iba dodávku obrázkov a neponúkal žiadnu flexibilitu. Keď to uvedieme do kontextu svojich rozdielov, znamená to, že ARTPEC-7 má viac ako 50-násobok výkonu prvých čipov, pričom si stále zachováva rovnakú veľkosť a cenu. “

Budúcnosť ARTPEC

„Pri pohľade na vývoj, ktorý sme doposiaľ urobili, môžem povedať, že medzi vlastnosti, ktoré sa v priebehu tohto procesu vyvinuli najviac, patrí kvalita obrazu, ktorá rozširuje použiteľnosť videa. Je to zásadná vlastnosť pre odvetvie video monitorovania, pretože umožňuje použitie tejto technológie v rôznych typoch situácií bez akýchkoľvek problémov. “, Hovorí Stefan.

A zatiaľ čo sa v spoločnosti AXIS tieto faktory naďalej zlepšujú, nie je žiadnym tajomstvom, že s každým novým vývojom v technológii video monitorovania je tiež potrebné čeliť novým výzvam. Preto pokračujeme v úsilí o kvalitu neustáleho vývoja čipu, pridávame ďalšie funkcie a vylepšujeme tie existujúce. Je to jeden zo sľubov, ktoré sme dali zákazníkom/partnerom a chceme ich dodržať.

Čip ARTPEC a skutočnosť, že ho navrhujeme a vyrábame interne je základom pre výrobu produktov, ktoré zodpovedajú potrebám zákazníkov dnes a aj v budúcnosti. Vývoj a pokrok, ktorý prinesie nasledujúcich 20 rokoch je ťažké si predstaviť, ale sme potešení potenciálom.