C’est à la fin de l’automne 1999 qu’on été commercialisés les produits dotés de notre tout premier système sur puce (SoC) ARTPEC. Aujourd’hui, forts de nos années d’expérience, de nos connaissances et de notre passion pour les technologies de qualité supérieure, nous en sommes à la neuvième version du système sur puce. Avec Stefan Lundberg, ingénieur expert principal en technologies chez Axis, nous avons passé en revue les plus de vingt ans de notre parcours ARTPEC et nous avons parlé des principales idées et évolutions.
Le secret des caméras Axis
Le système sur puce ARTPEC est un composant essentiel de nos produits car il fournit la base des capacités essentielles telles que la qualité de l’image, les fonctions d’analyse et les performances de codage. C’est le « secret » de bon nombre de nos dispositifs de réseau avancés. Au cours du processus de conception de chaque génération ultérieure d’ARTPEC, nous avons dû relever un défi récurrent et crucial : le compromis entre les performances et les fonctionnalités, d’une part, et le coût et la consommation d’énergie, d’autre part. Chaque génération d’ARTPEC a permis non seulement d’augmenter le débit des pixels, mais aussi d’améliorer ou de créer des fonctions essentielles. Le nombre de transistors a presque doublé avec chaque nouveau système sur puce ARTPEC, mais la taille, la consommation d’énergie et le coût sont restés presque identiques.
Un système sur puce révolutionnaire
« Nos systèmes sur puce ARTPEC ont été une petite révolution, pour nous et pour notre secteur. Bien que nous n’ayons peut-être pas inventé la roue, nous avons révolutionné la façon dont la vidéo est transférée, en ajoutant beaucoup de souplesse et de possibilités pour de nouvelles applications. L’invention d’ARTPEC nous a permis de développer de toutes nouvelles technologies, telles que la plage dynamique étendue judiciaire (WDR) d’Axis, la technologie de compression de données Zipstream d’Axis et des analyses puissantes qui fonctionnent à la périphérie et sont basées sur l’IA », explique M. Lundberg.
L’invention d’ARTPEC nous a permis de développer des technologies totalement nouvelles
Ces technologies n’auraient jamais pu être commercialisées sans le système sur puce, mais cela ne s’est pas produit du jour au lendemain. C’était le résultat de nombreuses réalisations au fil du temps qui sont les pierres angulaires de notre parcours ARTPEC, de petits tournants qui ont lentement changé l’industrie. Par exemple, ARTPEC-1 a permis de créer la première caméra réseau économique offrant des performances vidéo complètes. Avec ARTPEC-3, nous avons pu fournir une vidéo de qualité supérieure avec une résolution plus élevée que celle des caméras vidéo analogiques de l’époque. ARTPEC-5 nous a permis d’améliorer notre solution WDR, ce qui a abouti à ce que nous appelons Forensic Capture. Forensic Capture se démarquait des solutions concurrentes de son époque en donnant la priorité à la visibilité et aux détails plutôt qu’à l’esthétique. Pour la première fois, il a été possible d’utiliser efficacement des caméras vidéo dans des conditions d’éclairage difficiles, comme dans les vitrines avec de grandes façades en verre en plein soleil. La méthode est depuis devenue une norme industrielle. Une autre innovation tout aussi révolutionnaire rendue possible par ARTPEC-5 a été notre technologie de compression Zipstream, qui préserve les détails judiciaires en pleine résolution, tout en réduisant considérablement les besoins en bande passante et en stockage.
Le premier système sur puce ARTPEC et une nouvelle façon d’innover
Bien que la première caméra réseau au monde, notre caméra AXIS Neteye 200, ne soit pas équipée d’un système sur puce ARTPEC, nous nous sommes rapidement rendu compte que les systèmes sur puce standard ne pouvaient pas offrir le niveau de performance que nous souhaitions pour l’avenir. Cette réalisation a motivé le développement de notre premier système sur puce ARTPEC. Nous avons commencé à y travailler à la fin de l’automne 1996 et avons lancé le premier produit basé sur l’ARTPEC, l’AXIS 2100, au Comdex en novembre 1999.
« Nous ne le savions pas à l’époque, mais ARTPEC est devenu l’élément central qui nous a permis d’étendre notre offre avec des ressources limitées, allant de quelques produits à un portefeuille complet qui a révolutionné par la suite l’industrie de la surveillance », déclare M. Lundberg.
Bien entendu, les révolutions ne se produisent pas du jour au lendemain. Ce fût un processus. Chaque génération de système sur puce répondait à un nouvel objectif principal et nous devions constamment réinventer notre façon de travailler à mesure que la complexité augmentait.
« L’un des facteurs clés qui nous a permis d’atteindre notre position actuelle est la manière dont nous avons abordé le processus d’innovation. Le département des technologies fondamentales est organisé en groupes indépendants qui se concentrent tous sur les problèmes et les améliorations dans plusieurs domaines. Nous leur avons donné la liberté d’explorer et de se concentrer sur les domaines qui, selon eux, auraient le plus grand potentiel à l’avenir. La seule responsabilité des équipes a été de fournir quelque chose pour la prochaine génération d’ARTPEC. S’inspirer d’autres marchés et aborder ensemble certains problèmes a permis de résoudre de nombreux problèmes dans notre secteur », explique M. Lundberg.
Nos pierres angulaires ARTPEC
Grâce au matériel d’imagerie et de compression dédié d’ARTPEC-1, nous avons pu diffuser de la vidéo directement depuis la caméra vers une localisation distante en utilisant internet sans avoir besoin d’une quantité massive de matériel. Nous avons simplement demandé aux utilisateurs de diriger leur navigateur web vers le serveur web intégré à la caméra et nous avons utilisé des protocoles informatiques standard pour transférer la vidéo. C’était révolutionnaire puisque l’Internet était nouveau et que d’autres solutions de transfert vidéo utilisaient des câbles vidéo dédiés.
AXIS 2100, la première caméra réseau utilisant ARTPEC-1, a également été révolutionnaire avec son logiciel interne basé sur un tout nouveau système d’exploitation embarqué, connu aujourd’hui sous le nom de Linux embarqué. Pour permettre un développement rapide et efficace d’un portefeuille de produits, nous avons décidé d’abandonner le système d’exploitation en temps réel (RTOS) propriétaire et d’utiliser μClinux, ce qui nous semblait approprié pour Axis. En fait, AXIS 2100 a été le premier produit de série au monde à utiliser Linux intégré. Avec le recul, nous n’aurions pas pu prendre une meilleure décision. Même si la mise en œuvre de toutes sortes d’éléments désormais standard, tels qu’un système de fichiers basé sur la technologie flash, a demandé beaucoup de travail supplémentaire, nous avons pu évoluer ensemble avec Linux.
ARTPEC-2, lancé en 2003, a permis d’améliorer considérablement les performances, et nous avons également commencé à expérimenter une technologie d’encodage vidéo plus efficace appelée MPEG.
ARTPEC-3 a été achevé quatre ans plus tard et a ouvert la voie à la vidéo IP avec un débit inégalé. Pour la première fois, nous avons combiné le meilleur encodeur vidéo de son époque (H.264/AVC) avec le reste du système en un seul système sur puce capable de fournir une résolution HDTV de qualité supérieure.
En 2011, nous avons lancé ARTPEC-4, une technologie qui a permis de résoudre deux problèmes restants : plage dynamique et sensibilité à la lumière limitées. Nous avons lancé la première caméra à balayage progressif appelée Lightfinder. Elle a largement surpassé les caméras analogiques à balayage entrelacé de l’époque. ARTPEC-4 a également été à l’origine d’une nouvelle solution à plage dynamique étendue (WDR) qui a bien fonctionné et a été largement plébiscitée. En 2013, avec le développement d’ARTPEC-5, nous avons pu améliorer encore notre technologie WDR avec une solution appelée Forensic Capture WDR.
Notre sixième génération d’ARTPEC a été commercialisée en 2017. Elle a ajouté un nouveau niveau de sécurité et ouvert la voie à la sortie d’ARTPEC-7 deux ans plus tard.
ARTPEC-7 a activé des fonctionnalités de sécurité améliorées dans les caméras Axis, y compris le firmware signé et le démarrage sécurisé. Il a servi de base à l’amélioration de toutes les technologies Axis caractéristiques des conditions d’éclairage difficiles, notamment Axis Lightfinder 2.0 et Forensic WDR, et a étendu la portée de l’éclairage infrarouge. Il a également permis de choisir entre les codecs H.264 et H.265 et fût doté d’un moteur de détection en temps réel pour l’analyse de la classification des objets.
ARTPEC-8 a été conçu en premier lieu pour prendre en charge des applications d’analyse puissantes basées sur l’IA. Il fût la base d’AXIS Object Analytics et a ouvert la porte à d’autres analyses basées sur l’IA, y compris des applications sur mesure de nos partenaires.
ARTPEC-9 – les dernières évolutions
« La meilleure façon d’illustrer les progrès entre 1999 et aujourd’hui est de comparer directement notre tout premier système sur ARTPEC et notre tout dernier », explique M. Lundberg. « Bien que le flux principal de pixels entre les capteurs et le réseau soit le même pour les deux types, ARTPEC-1 ne prenait en charge que la diffusion d’images et n’offrait aucune flexibilité. En contextualisant leurs différences, ARTPEC-8 a fourni plus de 100 fois la performance du premier système sur puce alors que sa taille et son prix étaient similaires, et ARTPEC-9 continue dans la même direction. »
ARTPEC-9 affine les caractéristiques et les capacités remarquables qui ont caractérisé les générations précédentes de notre système sur puce conçu en interne : faible débit binaire, analyses basées sur l’IA, imagerie supérieure et cybersécurité intégrée. Il introduit également AV1, une norme d’encodage vidéo open source de l’Alliance for Open Media. Avec la prise en charge d’AV1 et un traitement d’image amélioré, ARTPEC-9 offre une vidéo de qualité supérieure avec des détails et une clarté sans compromis et un débit binaire inégalé. Avec Axis Zipstream, AV1 garantit également une vidéo sans problème, tant sur site que sur le cloud. De plus, ARTPEC-9 alimente des applications d’analyse avancées qui détectent les objets plus tôt et analysent les événements avec plus de précision.
L’avenir d’ARTPEC
« En regardant les progrès que nous avons réalisés, je peux affirmer que ce qui a le plus évolué au fil des ans est la qualité d’image et la capacité d’analyse, y compris l’analyse basée sur l’IA. Les deux ont été et continueront d’être révolutionnaires pour l’industrie de la surveillance », explique M. Lundberg.
Le système sur puce ARTPEC ; et le fait que nous le concevions en interne et que nous contrôlions sa fabrication ; est notre base pour créer des produits innovants qui répondent aux besoins de nos clients aujourd’hui et à l’avenir. Il est difficile de prédire, ou même d’imaginer, ce que les 20 prochaines années apporteront à ARTPEC, mais nous sommes certainement enthousiasmés par le potentiel qu’elles représentent.