C’est à la fin de l’automne 1999 qu’ont été commercialisés les produits accueillant notre tout premier processeur ARTPEC. Vingt ans plus tard, ce processeur en est à sa septième version. Fruit de nombreuses années d’expérience, de connaissances et de passion pour les technologies de haute qualité, il constitue un pilier de l’histoire de notre entreprise. Accompagnés de Stefan Lundberg, ingénieur expert spécialiste des technologies chez Axis, nous revenons sur les vingt années de progrès de notre processeur ARTPEC.
L’arme secrète des caméras Axis
Le processeur ARTPEC est un composant essentiel à la base des principales fonctionnalités des produits, comme la qualité d’image, les fonctions d’analyse et les performances de codage. Il constitue le véritable « secret » de nos caméras réseau les plus évoluées. À chaque génération, le processus de conception d’ARTPEC passe par une tâche délicate : établir le juste équilibre entre performances et fonctionnalités d’une part, et coût et consommation électrique d’autre part. Cette étape initiale de conception du processeur est cruciale, du fait que chaque génération offre un débit de pixels supérieur et nombre de fonctionnalités modernisées ou nouvelles. À chaque nouvelle génération ARTPEC, le nombre de transistors est pratiquement multiplié par deux. Mais grâce à la loi de Moore, ses dimensions, sa consommation et son coût restent quasiment constants.
Un processeur révolutionnaire
« Nos premiers processeurs ARTPEC représentaient une petite révolution, pour nous-mêmes et notre secteur d’activité. Certes, nous n’avions pas inventé la roue, mais nous avons radicalement changé les méthodes de transfert vidéo, en offrant davantage de flexibilité et de possibilités d’innovation dans les applications. L’invention d’ARTPEC nous a permis de mettre au point des technologies novatrices, telles que la plage dynamique étendue Forensic WDR, les puissantes fonctions d’analyse en périphérie de réseau et la technique de compression des données Zipstream », énumère Stefan.
L'invention d'ARTPEC a permis de développer des technologies de rupture
Toutes ces technologies n’auraient pas pu exister sans le processeur, mais elles ne sont pas apparues du jour au lendemain. Elles résultent d’une multitude d’évolutions au fil du temps, qui jalonnent la progression d’ARTPEC : de petits changements de cap qui ont progressivement façonné tout le secteur. Par exemple, ARTPEC-1 a permis de créer la première caméra réseau abordable aux performances vidéo intégrales. Avec la génération ARTPEC-3, nous avons réussi à produire de la vidéo de haute qualité à une résolution supérieure à celles des caméras analogiques de l’époque. Avec ARTPEC-5, nous avons continué à perfectionner notre solution WDR à double exposition, dont l’aboutissement a été baptisé Forensic Capture. Cette solution nous démarquait de la concurrence, car elle créait une image qui accordait la priorité au détails et à la visibilité plutôt qu’à l’esthétique de la vidéo. Cette méthode est aujourd’hui la norme dans le secteur et pour la première fois, il est possible de placer les caméras en toute liberté, même dans les conditions de luminosité délicates, telles que les grandes vitrines recevant directement la lumière du jour. Mais avec ARTPEC-5, l’évolution la plus marquante a été l’invention de l’encodeur vidéo intelligent nommé Zipstream, qui réduisait le coût du stockage nécessaire au système.
Le premier processeur trace la voie de l’innovation
ARTPEC ne faisait pas partie de la première caméra réseau au monde, Neteye 200, mais nous avons réalisé après coup que les processeurs du marché ne pouvaient pas nous fournir le niveau de performance nécessaire à nos caméras. C’est ce qui a déclenché le développement de notre premier processeur ARTPEC. Nous avons commencé à y travailler à la fin de l’automne 1996. Nous avons commercialisé le premier produit, AXIS 2100, au Comdex de novembre 1999.
« Nous n’en avions pas pris la mesure à l’époque, mais ARTPEC a formé le socle à partir duquel nous avons pu développer notre offre de quelques produits, pour aboutir à une gamme complète qui révolutionnerait le secteur de la surveillance », résume Stefan.
Bien sûr, une révolution ne se produit pas en un jour. Ce fut tout un processus. Chaque génération de processeurs est associée à un objectif principal visé pendant le développement. Il nous fallait constamment réinventer nos méthodes de travail, car la complexité augmentait avec chaque génération.
« Un facteur essentiel nous a aidés à arriver là où nous sommes aujourd’hui : notre manière d’aborder le processus d’innovation. Le département des technologies fondamentales est organisé en groupes indépendants, qui se consacrent tous aux problèmes à résoudre et aux améliorations à apporter dans une variété de domaines. Nous leur avons laissé la liberté d’étudier et de retenir les domaines qui d’après eux présentent le meilleur potentiel. Les équipes avaient pour unique responsabilité de livrer quelque chose de nouveau pour la génération ARTPEC suivante. La recherche d’inspiration sur d’autres marchés et l’approche collective face à certaines questions ont résolu beaucoup de problèmes dans notre secteur », explique Stefan.
Dates marquantes de l’évolution d’ARTPEC
Grâce aux composants matériels réservés au traitement d’image et à la compression de la génération ARTPEC-1, nous pouvions transmettre directement par Internet la vidéo de la caméra à un emplacement de stockage distant, sans besoin d’une quantité d’équipements intermédiaires. Il suffisait aux utilisateurs de faire pointer le navigateur Web vers le serveur Web intégré à la caméra. Nous avons utilisé les protocoles informatiques standard pour transférer la vidéo, un choix révolutionnaire pour l’époque, car l’Internet en était à ses balbutiements et les autres solutions de transfert vidéo employaient des câbles vidéo dédiés.
AXIS 2100, première caméra réseau pilotée par ARTPEC-1, était tout aussi révolutionnaire : son firmware reposait sur un système d’exploitation léger totalement nouveau, aujourd’hui connu sous le nom d’embedded Linux (ou Linux embarqué). Pour permettre le développement rapide et efficace d’une gamme de produits, nous avons choisi de nous débarrasser de notre système d’exploitation propriétaire RTOS (Real-Time Operating System) pour le remplacer par μClinux, qui nous paraissait idéal pour accompagner la croissance d’Axis. En fait, la caméra AXIS 2100 fut le premier produit de masse au monde géré par embedded Linux. En y repensant, nous n’aurions pas pu prendre meilleure décision. Mais elle a demandé beaucoup de travail pour mettre en place toutes les pièces qui nous paraissent aujourd’hui aussi courantes qu’évidentes, telles qu’un système de fichiers sur mémoire flash que nous pourrions faire évoluer avec Linux.
Sorti en 2003, ARTPEC-2 était beaucoup plus performant. Nous avons également commencé à expérimenter un encodage vidéo plus efficace nommé MPEG.
ARTPEC-3 a été inventé quatre ans plus tard. Ce processeur a véritablement fait passer le secteur de la surveillance à l’ère de la vidéo sur IP grâce à son débit inégalé et sa compacité. Pour la première fois, nous avons réussi à associer le meilleur encodeur vidéo de son temps(H.264/AVC) au reste du système, pour former un seul processeur capable de produire une résolution HDTV de haute qualité.
En 2011, nous étions prêts à lancer ARTPEC-4, axé sur les deux problèmes que connaissaient encore les caméras numériques à cette époque : la faible plage dynamique et la sensibilité à la lumière. Nous avons nommé la solution Lightfinder et commercialisé la première caméra à balayage progressif surpassant les caméras analogiques à balayage entrelacé de l’époque. Avec ARTPEC-4, nous avons également développé une nouvelle solution de plage dynamique étendue(WDR) performante, qui a connu un franc succès. Nous avons continué d’améliorer cette fonctionnalité pour la sortie d’ARTPEC-5 en 2013, avec Forensic Capture. Notre sixième génération de processeurs ARTPEC a vu le jour en 2017. Doté de nouveaux mécanismes de sécurité, il a ouvert la voie au dernier-né de la famille ARTPEC mis au point seulement deux ans plus tard : ARTPEC-7.
ARTPEC aujourd’hui
Le processeur ARTPEC actuel, septième génération du nom, est beaucoup plus sophistiqué, avec des images plus nettes et des couleurs plus précises. Cette septième génération a permis d’introduire quelques améliorations radicales. L’une d’entre elle est Lightfinder 2.0, sorti cette année. Avec le nouveau processeur, Lightfinder 2.0 peut produire des couleurs plus réalistes et plus saturées, même par très faible luminosité. Par ailleurs, les images, y compris mobiles, sont plus nettes même dans les scènes peu éclairées. Outre cette plus forte sensibilité à la lumière, ARTPEC-7 améliore WDR pour capturer les mouvements plus précisément et obtenir des images plus nettes et plus détaillées, tout en réduisant le risque d’artefacts WDR. Pour les caméras dotées d’un éclairage IR, ce processeur de dernière génération étend encore la plage d’illumination grâce à une meilleure sensibilité à la lumière.
« Le meilleur moyen d’illustrer 20 ans de progrès consiste à comparer directement l’évolution entre le tout premier processeur ARTPEC et notre dernière génération ARTPEC-7 », estime Stefan. « Bien que le flux de pixels entre les capteurs et le réseau soit le même pour ces deux types, ARTPEC-1 ne s’occupait que de la restitution des images et n’offrait aucune flexibilité. Si l’on met leurs différences en perspective, ARTPEC-7 multiplie par plus de 50 les performances des premiers processeurs, tout en conservant la même taille et le même prix. »
Le futur d’ARTPEC
« En examinant les progrès réalisés, je peux affirmer que les fonctionnalités qui ont le plus progressé sont la qualité d’image, qui élargit les possibilités d’exploitation des images. C’est un changement radical pour le secteur de la surveillance, car il est possible d’utiliser ces technologies dans une variété de situations sans rencontrer de problèmes vidéo », constate Stefan.
Et même si Axis s’attachera à perfectionner encore ces caractéristiques, il va sans dire que toute évolution dans les technologies de surveillance s’accompagne de nouveaux défis à relever. Nous allons donc poursuivre le développement du processeur, en y ajoutant encore des fonctionnalités et en améliorant l’existant dans notre quête permanente de qualité. Cette promesse que nous avons faite à nos clients et partenaires doit être tenue.
Le processeur ARTPEC – et le fait que sa conception et sa fabrication soient réalisées en interne – forme l’ossature permettant de créer des produits qui répondent aux besoins actuels et futurs de nos clients. Les progrès des 20 prochaines années sont difficiles à imaginer, mais le potentiel est enthousiasmant.