Foi no final do outono de 1999 que os produtos com nosso primeiro sistema em chip (SoC) ARTPEC foram lançados. Agora, com base em anos de experiência, conhecimento e paixão por tecnologia de alta qualidade, estamos na nona versão do SoC. Junto com Stefan Lundberg, Engenheiro Especialista Sênior de Tecnologias na Axis, olhamos para os mais de vinte anos de nossa jornada com o ARTPEC e falamos sobre os principais insights e desenvolvimentos.
O segredo por trás das câmeras Axis
O SoC ARTPEC é um componente vital de nossos produtos, pois fornece a base para recursos essenciais como qualidade da imagem, recursos analíticos e desempenho de codificação. É o "segredo" por trás de muitos de nossos dispositivos de rede avançados. Durante o processo de design para cada geração subsequente de ARTPEC, tivemos que lidar com um desafio recorrente e crucial: o compromisso entre desempenho e recursos, versus custo e consumo de energia. Cada geração de ARTPEC adicionou, não apenas o desempenho de pixels, mas também recursos críticos melhorados ou novos. O número de transistores quase duplicou com cada novo SoC ARTPEC, mas o tamanho, o consumo de energia e o custo permaneceram quase iguais.
Um SoC revolucionário
"Nossos SoCs ARTPEC foram uma pequena revolução, para nós e para nossa indústria. Embora não tenhamos inventado a roda, revolucionamos a forma como o vídeo é transferido, adicionando muita flexibilidade e oportunidades para aplicações inovadoras. A invenção do ARTPEC nos permitiu desenvolver tecnologias completamente novas, como a Axis Forensic, amplo alcance dinâmico (WDR, wide dynamic range), a tecnologia de compactação de dados Axis Zipstream e potentes analíticos que funcionam na borda e são baseados em IA", diz Lundberg.
A invenção do ARTPEC nos permitiu desenvolver tecnologias completamente novas
Essas tecnologias não poderiam ter sido lançadas no mercado sem o SoC, mas isso não aconteceu da noite para o dia. Foi o resultado de muitas conquistas ao longo do tempo que são os pilares de nossa jornada do ARTPEC, pequenos momentos decisivos que lentamente mudaram o setor. Por exemplo, o ARTPEC-1 tornou possível criar a primeira câmera de rede econômica com desempenho de vídeo total. Com o ARTPEC-3, fomos capazes de fornecer vídeo de alta qualidade com resolução superior à das câmeras de vídeo analógicas do momento. O ARTPEC-5 nos permitiu melhorar nossa solução WDR, o que resultou no que chamamos de Forensic Capture. A Forensic Capture se destacou das soluções concorrentes de hoje, dando prioridade à visibilidade e aos detalhes em vez da mera estética. Pela primeira vez, foi possível usar eficazmente câmeras de vídeo em condições de iluminação difíceis, como em frentes de lojas com grandes fachadas de vidro sob luz solar direta. Desde então, o método tornou-se um padrão da indústria. Outra inovação igualmente revolucionária possibilitada pelo ARTPEC-5 foi nossa tecnologia de compactação Zipstream, que preserva detalhes forenses em resolução total, reduzindo significativamente os requisitos de largura de banda e de armazenamento.
O primeiro SoC ARTPEC e uma nova maneira de inovar
Embora não houvesse um SoC ARTPEC na primeira câmera de rede do mundo, a nossa câmera AXIS Neteye 200, rapidamente percebemos que os SoCs disponíveis não poderiam oferecer o nível de desempenho que queríamos para o futuro. Essa realização deu início ao desenvolvimento de nosso primeiro SoC ARTPEC. Começamos a trabalhar nele no final do outono de 1996 e lançamos o primeiro produto baseado em ARTPEC, o AXIS 2100, na Comdex em novembro de 1999.
"Nós não sabíamos na época, mas o ARTPEC se tornaria o elemento essencial que nos permitiu expandir nossa oferta com recursos limitados, desde alguns produtos até um portfólio completo que, mais tarde, revolucionaria o setor de monitoramento", afirma Lundberg.
É claro que as revoluções não acontecem da noite para o dia. Foi um processo. Cada geração de SoC abordou um novo objetivo principal e tivemos que reinventar constantemente nossa maneira de trabalhar à medida que a complexidade aumentava.
"Um fator chave que nos ajudou a chegar onde estamos hoje é como abordamos o processo de inovação. O departamento de tecnologias de núcleo é organizado em grupos independentes que focaliza em problemas e melhorias em várias áreas. Oferecemos a eles a liberdade de explorar e se concentrar nas áreas que eles achavam que teriam o maior potencial no futuro. A única responsabilidade das equipes era entregar algo para a próxima geração de ARTPEC. Encontrar inspiração em outros mercados e abordar determinados problemas juntos resolveu muitos problemas em nosso setor", explica Lundberg.
Nossos pilares do ARTPEC
Graças ao hardware dedicado de imagem e de compactação do ARTPEC-1, foi possível transmitir vídeo diretamente da câmera para um local remoto usando a internet, sem a necessidade de uma quantidade enorme de equipamentos. Simplesmente solicitamos que os usuários apontassem o navegador da web para o servidor da web incorporado na câmera e usamos protocolos de TI padrão para transferir o vídeo. Isso foi revolucionário, pois a internet era nova e outras soluções de transferência de vídeo usavam cabos de vídeo dedicados.
A AXIS 2100, a primeira câmera de rede usando ARTPEC-1, também foi revolucionária com seu software interno baseado em um sistema operacional incorporado completamente novo, conhecido hoje como Linux incorporado. Para permitir o desenvolvimento rápido e eficiente de um portfólio de produtos, escolhemos descartar o RTOS (Real-Time Operating System) proprietário e usar o μClinux, que acreditávamos ser o ideal para a Axis crescer com ele. Na verdade, a AXIS 2100 foi o primeiro produto produzido em massa do mundo que usou Linux incorporado. Olhando atrás, não poderíamos ter tomado uma decisão melhor. Embora tenha sido necessário muito trabalho extra para implementar todos os tipos de elementos, agora padrão, como um sistema de arquivos baseado em flash, poderíamos crescer juntos com o Linux.
O ARTPEC-2, lançado em 2003, possibilitou um desempenho muito melhor e também começamos a experimentar uma tecnologia de codificação de vídeo mais eficiente chamada MPEG.
O ARTPEC-3 foi concluído quatro anos mais tarde e abriu as portas para o vídeo sobre IP com a melhor produtividade da categoria. Pela primeira vez, combinamos o melhor codificador de vídeo de seu tempo (H.264/AVC) com o resto do sistema em um único SoC que poderia oferecer resolução HDTV de alta qualidade.
Em 2011, lançamos o ARTPEC-4, que ativou uma tecnologia que resolveu dois problemas remanescentes: faixa dinâmica limitada e sensibilidade à luz. Chamando a solução de Lightfinder, lançamos a primeira câmera de varredura progressiva. Ela superou significativamente as câmeras analógicas de varredura entrelaçada da época. O ARTPEC-4 também respaldou um novo sistema de amplo alcance dinâmico (WDR, wide dynamic range) que funcionou bem e foi amplamente solicitado. Em 2013, com o desenvolvimento do ARTPEC-5, conseguimos melhorar ainda mais nossa tecnologia WDR com uma solução chamada Forensic Capture WDR.
Nossa sexta geração de ARTPEC foi lançada em 2017. Ela adicionou um novo nível de segurança e abriu o caminho para o lançamento do ARTPEC-7 dois anos depois.
O ARTPEC-7 permitiu recursos de segurança aprimorados nas câmeras Axis, incluindo firmware assinado e inicialização segura. Tornou-se a base para melhorias em todas as tecnologias exclusivas da Axis para condições de luz difíceis, incluindo o Axis Lightfinder 2.0 e Forensic WDR, e estendeu a faixa de iluminação IR. Ele também facilitou a escolha dos codecs H.264 e H.265 e apresentava um mecanismo de detecção em tempo real para análises de classificação de objetos analíticos.
O ARTPEC-8 foi projetado, em primeiro lugar, para dar suporte a aplicações analíticas poderosas baseadas em IA. Foi a base para o AXIS Object Analytics e abriu a porta para outros sistemas analíticos baseados em IA — incluindo aplicações personalizadas de nossos parceiros.
ARTPEC-9 — os desenvolvimentos mais recentes
"A melhor maneira de ilustrar o progresso entre 1999 e agora é comparar diretamente o primeiro SoC ARTPEC e o nosso SoC mais recente", diz Lundberg, "Embora o fluxo principal de pixels entre os sensores e a rede seja o mesmo para ambos os tipos, o ARTPEC-1 suportava apenas a entrega de imagens e não oferecia flexibilidade. Colocando suas diferenças em contexto, o desempenho do ARTPEC-8 era 100 vezes superior ao do primeiro SOC, enquanto seu tamanho e preço eram semelhantes, e o ARTPEC-9 continua na mesma direção."
O ARTPEC-9 aperfeiçoa os recursos e capacidades notáveis que caracterizaram as gerações anteriores de nosso SoC projetado internamente: baixa taxa de bits, dados analíticos baseados em IA, imagens superiores e segurança cibernética integrada. Também introduz o AV1, um padrão de codificação de vídeo de fonte aberta da Alliance for Open Media. Com suporte para AV1 e processamento de imagens aprimorado, o ARTPEC-9 oferece vídeo de alta qualidade com detalhamento e clareza sem comprometimento e a melhor taxa de bits da categoria. Em conjunto com o Axis Zipstream, o AV1 também garante vídeo descomplicado, tanto no local quanto na nuvem. Além disso, o ARTPEC-9 alimenta aplicativos analíticos avançados que detectam objetos mais cedo e analisam o evento com mais precisão.
O futuro do ARTPEC
"Olhando para o progresso que fizemos, posso dizer que o que mais evoluiu ao longo dos anos é a qualidade da imagem e a capacidade para análises, incluindo dados analíticos baseados em IA. Ambos foram e continuarão sendo revolucionários para a indústria de monitoramento", diz Lundberg.
O SoC ARTPEC — e o fato de que o projetamos internamente e controlamos sua fabricação — é a nossa base para criar produtos inovadores que atendam às necessidades de nossos clientes hoje e no futuro. É difícil prever, ou mesmo imaginar, o que os próximos 20 anos com o ARTPEC trarão, mas estamos certamente entusiasmados com o potencial.
