Fue a finales de otoño de 1999 cuando se lanzaron los productos con nuestro primer sistema en chip (SoC) ARTPEC. Ahora, basándonos en años de experiencia, conocimientos y pasión por la tecnología de alta calidad, estamos en la novena versión del SoC. Junto con Stefan Lundberg, ingeniero experto sénior de tecnologías en Axis, echamos la vista atrás a los más de veinte años de nuestro viaje ARTPEC y hablamos sobre los conocimientos y desarrollos clave.
El secreto de las cámaras Axis
El SoC de ARTPEC es un componente vital de nuestros productos, ya que proporciona la base para capacidades esenciales como la calidad de imagen, las funciones de análisis y el rendimiento de la codificación. Es el “secreto” detrás de muchos de nuestros dispositivos de red avanzados. Durante el proceso de diseño de cada generación posterior de ARTPEC, hemos tenido que afrontar un reto recurrente y crucial: el equilibrio entre rendimiento y características frente al coste y el consumo de energía. Cada generación de ARTPEC añadió no solo rendimiento de píxeles, sino también características mejoradas o nuevas características críticas. El número de transistores casi se duplicó con cada nuevo estado de carga de ARTPEC, pero el tamaño, el consumo de energía y el coste han permanecido casi iguales.
Un SoC revolucionario
"Nuestros SoC ARTPEC fueron una pequeña revolución, tanto para nosotros como para nuestra industria. Aunque quizás no hayamos inventado la rueda, hemos revolucionado la forma en que se transfiere el vídeo, añadiendo mucha flexibilidad y oportunidades para nuevas aplicaciones. La invención de ARTPEC nos permitió desarrollar tecnologías completamente nuevas, como Axis Forensic Wide Dynamic Range (WDR), la tecnología de compresión de datos Axis Zipstream y potentes análisis que se ejecutan en el extremo y se basan en IA", afirma Lundberg.
La invención de ARTPEC nos permitió desarrollar tecnologías completamente nuevas
Estas tecnologías no podrían haberse lanzado al mercado sin el SoC, pero no ocurrió de la noche a la mañana. Fue el resultado de muchos logros a lo largo del tiempo que son las piedras angulares de nuestro viaje ARTPEC: pequeños puntos de inflexión que cambiaron lentamente la industria. Por ejemplo, ARTPEC-1 hizo posible crear la primera cámara de red rentable con rendimiento de vídeo completo. Con ARTPEC-3, pudimos ofrecer vídeo de máxima calidad con una resolución superior a la de las cámaras de vídeo analógicas del día. ARTPEC-5 nos permitió mejorar nuestra solución WDR, lo que dio como resultado lo que llamamos captura forense. Forensic Capture se destacó de las soluciones de la competencia de su época al priorizar la visibilidad y los detalles sobre la mera estética. Por primera vez, se pudieron utilizar videocámaras de forma eficaz en condiciones de iluminación difíciles, como en escaparates con grandes fachadas de cristal bajo la luz solar directa. Desde entonces, este método se ha convertido en un estándar de la industria. Otra innovación igualmente revolucionaria que hizo posible ARTPEC-5 fue nuestra tecnología de compresión Zipstream, que preserva los detalles forenses en resolución completa, a la vez que reduce significativamente los requisitos de ancho de banda y almacenamiento.
El primer SoC de ARTPEC y una nueva forma de innovar
Aunque no había ningún SoC ARTPEC en la primera cámara de red del mundo, nuestra cámara AXIS Neteye 200, pronto nos dimos cuenta de que los SoC disponibles no podían ofrecer el nivel de rendimiento que queríamos en el futuro. Esa realización marcó el inicio del desarrollo de nuestro primer SoC ARTPEC. Comenzamos a trabajar en él a finales de otoño de 1996 y lanzamos el primer producto basado en ARTPEC, AXIS 2100, en Comdex en noviembre de 1999.
“No lo sabíamos en ese momento, pero ARTPEC se convertiría en el elemento central que nos permitió ampliar nuestra oferta con recursos limitados, desde unos pocos productos hasta una cartera completa que más tarde revolucionaría la industria de la vigilancia”, afirma Lundberg.
Por supuesto, las revoluciones no ocurren de la noche a la mañana. Fue un proceso. Cada generación de SoC abordaba un nuevo objetivo principal y tuvimos que reinventar constantemente nuestra forma de trabajar a medida que aumentaba la complejidad.
"Un factor clave que nos ayudó a llegar a donde estamos hoy es cómo abordamos el proceso de innovación. El departamento de tecnologías principales está organizado en grupos independientes que se centran en problemas y mejoras en varios campos. Les dimos la libertad de explorar y centrarse en las áreas que creían que tendrían el mayor potencial en el futuro. La única responsabilidad que tenían los equipos era entregar algo para la próxima generación de ARTPEC. Encontrar inspiración en otros mercados y abordar juntos determinados problemas resolvió muchos problemas en nuestra industria", explica Lundberg.
Nuestros pilares ARTPEC
Gracias al hardware de imagen y compresión específico de ARTPEC-1, pudimos transmitir vídeo directamente desde la cámara a una ubicación remota utilizando Internet sin necesidad de una cantidad masiva de equipos. Simplemente exigimos a los usuarios que apuntaran el navegador web al servidor web integrado en la cámara y utilizamos protocolos informáticos estándar para transferir el vídeo. Esto fue revolucionario, ya que Internet era nuevo y otras soluciones de transferencia de vídeo utilizaban cables de vídeo específicos.
La AXIS 2100, la primera cámara de red que utilizaba ARTPEC-1, también fue revolucionaria con su software interno basado en un sistema operativo integrado completamente nuevo, conocido actualmente como Linux integrado. Para permitir un desarrollo rápido y eficiente de una cartera de productos, elegimos deshacernos del RTOS (Real-Time Operating System, sistema operativo en tiempo real) patentado y utilizar μClinux, con el que creíamos que era adecuado para que Axis creciera. De hecho, la AXIS 2100 fue el primer producto de producción en masa del mundo que utilizó Linux integrado. En retrospectiva, no podríamos haber tomado una mejor decisión. Aunque se requirió mucho trabajo adicional para implementar todo tipo de elementos estándar, como un sistema de archivos basado en flash, pudimos crecer junto con Linux.
ARTPEC-2, lanzado en 2003, permitió un rendimiento mucho mejor, y también empezamos a experimentar con una tecnología de codificación de vídeo más eficiente llamada MPEG.
ARTPEC-3 se completó cuatro años después y abrió la puerta al vídeo IP con el mejor rendimiento de su clase. Por primera vez, combinamos el mejor codificador de vídeo de su tiempo (H.264/AVC) con el resto del sistema en un único SoC que podía ofrecer una resolución HDTV de alta calidad.
En 2011 lanzamos ARTPEC-4, que permitió una tecnología que solucionó dos problemas restantes: rango dinámico limitado y sensibilidad a la luz. Llamando a la solución Lightfinder, lanzamos la primera cámara de escaneo progresivo. Superó significativamente a las cámaras analógicas de escaneo entrelazado de la época. ARTPEC-4 también respaldaba una nueva solución de amplio rango dinámico (WDR) que funcionó bien y fue ampliamente solicitada. En 2013, con el desarrollo de ARTPEC-5, pudimos mejorar aún más nuestra tecnología WDR con una solución llamada Forensic Capture WDR.
Nuestra sexta generación de ARTPEC se lanzó en 2017. Añadió un nuevo nivel de seguridad y allanó el camino para el lanzamiento de ARTPEC-7 dos años después.
ARTPEC-7 permitió funciones de seguridad mejoradas en las cámaras Axis, incluido el firmware firmado y el arranque seguro. Se convirtió en la base para las mejoras de todas las tecnologías exclusivas de Axis para condiciones de iluminación difíciles, incluidos Axis Lightfinder 2,0 y Forensic WDR, y amplió la gama de iluminación IR. También facilitó la elección del códec H.264 y H.265 y incluyó un motor de detección en tiempo real para el análisis de clasificación de objetos.
ARTPEC-8 se diseñó en primer lugar para admitir potentes aplicaciones analíticas basadas en IA. Fue la base de AXIS Object Analytics y abrió la puerta a otros análisis basados en IA, incluidas aplicaciones personalizadas de nuestros socios.
ARTPEC-9: los últimos desarrollos
“La mejor manera de ilustrar el progreso entre 1999 y ahora es comparar directamente el primer SoC de ARTPEC y nuestro último SoC”, afirma Lundberg, "Aunque el flujo principal de píxeles entre los sensores y la red es el mismo para ambos tipos, ARTPEC-1 solo admitía la entrega de imágenes y no ofrecía flexibilidad. Si ponemos sus diferencias en contexto, ARTPEC-8 proporcionó más de 100 veces el rendimiento del primer SoC, mientras que su tamaño y precio eran similares, y ARTPEC-9 continúa en la misma dirección."
ARTPEC-9 perfecciona las características y capacidades notables que caracterizaban a las generaciones anteriores de nuestro SoC diseñado internamente: baja velocidad de bits, análisis basados en IA, imágenes superiores y ciberseguridad integrada. También introduce AV1, un estándar de codificación de vídeo de código abierto de la Alliance for Open Media. Con soporte para AV1 y procesamiento de imágenes mejorado, ARTPEC-9 ofrece vídeo de alta calidad con detalles y claridad sin concesiones y la mejor velocidad de bits de su clase. Junto con Axis Zipstream, AV1 también garantiza un vídeo sin problemas tanto en las instalaciones como en la nube. Además, ARTPEC-9 impulsa aplicaciones analíticas avanzadas que detectan objetos antes y analizan eventos con más precisión.
El futuro de ARTPEC
"Si echamos un vistazo al progreso que hemos logrado, puedo decir que lo que más ha evolucionado a lo largo de los años es la calidad de la imagen y la capacidad de análisis, incluidos los análisis basados en IA. Ambos han sido y seguirán siendo revolucionarios para la industria de la vigilancia", afirma Lundberg.
El SoC de ARTPEC, y el hecho de que lo diseñamos internamente y controlamos su fabricación, es nuestra base para crear productos innovadores que satisfagan las necesidades de nuestros clientes hoy y en el futuro. Es difícil predecir, o incluso imaginar, qué desarrollos traerán los próximos 20 años con ARTPEC, pero sin duda estamos entusiasmados con el potencial.
