De geschiedenis van ARTPEC, het fundament van onze productkwaliteit

Artikel
27 november 2019
In de late herfst van 1999 brachten we producten met onze allereerste ARTPEC-chip uit. Nu, twintig jaar later, zitten we aan de zevende versie van de chip. Het is een product dat onze jarenlange ervaring, kennis en passie voor hoogwaardige technologie weerspiegelt en een prominente plaats heeft in de geschiedenis van ons bedrijf. Met Stefan Lundberg, Senior Expert Engineer bij Axis, blikken we terug op ons ARTPEC-avontuur van de afgelopen twintig jaar en bespreken we de belangrijkste inzichten en ontwikkelingen.

Het geheim achter Axis-camera's

De ARTPEC-chip is een cruciaal onderdeel van onze producten en maakt essentiële functionaliteiten mogelijk, gelet op bijvoorbeeld beeldkwaliteit, analytics en codeerprestaties. Deze chip is simpelweg het 'geheim' achter onze zeer geavanceerde netwerkcamera's. Tijdens het ontwerpproces van iedere ARTPEC-generatie moesten we telkens weer afwegingen maken tussen prestaties en functionaliteiten aan de ene kant en kosten en stroomverbruik aan de andere kant.

Dit is een belangrijk vertrekpunt van het ontwerpproces en zorgt ervoor dat iedere chipgeneratie verbeterde en extra mogelijkheden kan bieden. Iedere nieuwe reeks ARTPEC-chips zorgde voor bijna een verdubbeling van het aantal transistors, maar dankzij de wet van Moore zijn de grootte, het stroomverbruik en de kosten vrijwel gelijk gebleven.

Een revolutionaire chip

“Onze ARTPEC-chips ontketenden een kleine revolutie, zowel voor ons als voor de sector. Niet dat we het wiel hadden uitgevonden, maar we brachten wel een revolutie teweeg in de manier waarop video wordt overgedragen door heel wat flexibiliteit en mogelijkheden voor nieuwe toepassingen toe te voegen. De uitvinding van ARTPEC stelde ons in staat om geheel nieuwe technologieën te ontwikkelen, zoals Forensic Wide Dynamic Range (WDR), krachtige edge-analytics en de Zipstream-technologie voor gegevenscompressie”, aldus Stefan.

De uitvinding van ARTPEC stelde ons in staat om geheel nieuwe technologieën te ontwikkelen

Zonder deze chip waren deze technologieën nooit op de markt gekomen, maar het ging niet van vandaag op morgen. Het was het resultaat van vele succesvolle ontwikkelingen over een langere periode die de hoekstenen vormen van ons ARTPEC-avontuur, kleine keerpunten die de sector langzaam veranderden.

Zo maakte ARTPEC-1 het bijvoorbeeld mogelijk om de eerste kostenefficiënte netwerkcamera met maximale videoprestaties te creëren. Met ARTPEC-3 slaagden we erin om hoogwaardige video te leveren met een hogere resolutie dan de bestaande analoge videocamera's.

Met ARTPEC-5 bleven we onze WDR-oplossing verbeteren, resulterend in wat we nu Forensic Capture noemen - een oplossing die heel anders was dan die van concurrenten, want het gaf prioriteit aan goed zichtbare beelden met details boven een mooie video. Deze methode is nu een industriestandaard geworden en maakt het vrij plaatsen van camera's mogelijk, zelfs in lastige lichtomstandigheden. Denk hierbij bijvoorbeeld aan winkeletalages met grote glaspartijen waarop direct zonlicht valt. Maar wat met ARTPEC-5 echt het verschil maakte, was de uitvinding van de slimme video-encoder met de naam Zipstream, die de opslagbehoeften van het systeem verminderde.

De eerste chip en de hierop volgende innovatie

AXIS 200
De eerste netwerkcamera, Neteye 200.

ARTPEC werd niet gebruikt in 's werelds eerste netwerkcamera, de Neteye 200. Maar toen die klaar was, beseften we dat de destijds beschikbare chips niet het prestatieniveau konden leveren dat we met onze camera's beoogden. Dit was het startsein voor de ontwikkeling van onze eerste ARTPEC-chip. We begonnen eraan te werken in de herfst van 1996 en brachten het eerste product, de AXIS 2100, uit op de computerbeurs Comdex in november 1999.

“Toen wisten we het nog niet, maar ARTPEC bleek het kernelement dat ons in staat stelde ons aanbod mondjesmaat uit te breiden van enkele producten tot een compleet assortiment dat later een revolutie teweeg zou brengen in de beveiligingssector”, zegt Stefan.

Maar revoluties ontstaan niet van vandaag op morgen. Het was een proces. Iedere generatie chips had zijn eigen hoofddoel. Dit hielden we ons bij de ontwikkeling ervan constant voor ogen, maar we moesten ook regelmatig onze manier van werken evalueren. Bij elke generatie werd het werk immers complexer.

“Een van de voornaamste factoren die maken dat we vandaag staan waar we staan, is de manier waarop we het innovatieproces aanpakken", legt Stefan uit. "De technologie-afdeling bestaat uit onafhankelijke groepen die zich volledig focussen op problemen en verbeteringen in de diverse domeinen. We gaven hen de vrijheid om alle mogelijkheden te onderzoeken. Zo konden zij zich concentreren op de gebieden met de grootste toekomstpotentie. De enige verantwoordelijkheid die de teams hadden, was om iets nieuws af te leveren voor de volgende ARTPEC-generatie. Het opdoen van inspiratie in andere markten en een gezamenlijke aanpak van bepaalde problemen, heeft heel wat problemen in onze sector opgelost."

De hoekstenen van ARTPEC

Dankzij de speciale beeld- en compressiehardware van de ARTPEC-1 konden we direct video streamen van de camera naar een externe locatie via het internet, zonder enorm veel apparatuur te hoeven gebruiken. Het enige wat gebruikers moesten doen, was hun webbrowser naar de geïntegreerde webserver van de camera leiden. Voor de video-overdracht gebruikten we standaardprotocollen uit de IT-industrie. Dat was revolutionair want het internet was iets nieuws, andere systemen moesten toen nog gebruikmaken van speciale videokabels.

ARTPEC 1
ARTPEC-1, de eerste generatie chipset.

De AXIS 2100, de eerste netwerkcamera die de ARTPEC-1 gebruikte, was ook revolutionair dankzij zijn interne firmware gebaseerd op een geheel nieuw geïntegreerd besturingssysteem, dat we vandaag kennen als Linux. Met het oog op een snelle en efficiënte ontwikkeling van ons productportfolio besloten we om ons eigen RTOS (Real-Time Operating System) te vervangen door μClinux, dat volgens ons perfect geschikt was om Axis te laten groeien. De AXIS 2100 was in feite het eerste massaproduct ter wereld met een geïntegreerd Linux-systeem. Achteraf gezien hadden we geen betere beslissing kunnen nemen, hoewel het veel extra werk was om alle onderdelen (die nu standaard zijn en die iedereen verwacht) te implementeren. Denk bijvoorbeeld aan een op flash-gebaseerd bestandssysteem dat we konden laten meegroeien met Linux.

ARTPEC-2, uitgebracht in 2003, verhoogde de prestaties aanzienlijk, maar we begonnen ook te experimenteren met een efficiëntere videocodering, MPEG genaamd.

Vier jaar later was ARTPEC-3 een feit. Het was de chip die de sector echt de stap deed zetten naar IP‑video, vooral dankzij de hoge capaciteit en een lage ecologische voetafdruk. Voor het eerst waren we erin geslaagd om de beste video-encoder van deze tijd (H.264/AVC) met de rest van het systeem onder te brengen in één SoC (system-on-chip), die HDTV van hoge kwaliteit kon leveren.

In 2011 waren we klaar om ARTPEC-4 te introduceren, waarmee we focusten op het oplossen van twee resterende problemen met digitale camera's die toen bestonden: een beperkt dynamisch bereik en beperkte lichtgevoeligheid. We noemden de oplossing Lightfinder en brachten de eerste progressieve scan-camera uit die beter presteerde dan de bestaande analoge (interlaced) bewakingscamera's van die tijd. Met ARTPEC-4 slaagden we er ook in om een nieuwe oplossing voor een breed dynamisch bereik (WDR) te ontwikkelen die goed werkte en waar veel vraag naar was.

In 2013 verbeterden we met ARTPEC-5 deze specifieke functionaliteit nog verder onder de noemer Forensic Capture. Onze zesde generatie ARTPEC kwam uit in 2017. We voegden nieuwe beveiligingslagen toe en baanden ook de weg voor onze nieuwste telg in de ARTPEC-familie, die twee jaar later werd ontwikkeld: ARTPEC-7.

ARTPEC vandaag de dag

ARTPEC 7 chips
De zevende generatie ARTPEC.

Vandaag is de ARTPEC-chip aan zijn zevende generatie toe en veel geavanceerder, met scherpere beelden en duidelijkere kleuren als resultaat. Met deze zevende generatie konden we enkele aanzienlijke verbeteringen introduceren. Eén ervan was Lightfinder 2.0, dat eerder dit jaar uitkwam.

Met de nieuwe chip kan Lightfinder 2.0 meer realistische en verzadigde kleuren produceren, ook bij zeer weinig licht. Bovendien zijn de beelden bij lastige lichtomstandigheden scherper, ook in het geval van bewegende objecten. Naast een betere lichtgevoeligheid biedt ARTPEC-7 ook een verbeterde WDR om bewegingen meer helder en gedetailleerd op beeld vast te leggen. Tegelijk wordt ook het risico op WDR‑artefacten beperkt. Voor camera's met infraroodverlichting breidt de nieuwste chip het verlichtingsbereik uit dankzij een hogere lichtgevoeligheid.

“Je kunt 20 jaar vooruitgang het beste illustreren door de ontwikkeling van de allereerste ARTPEC-chip direct te vergelijken met onze nieuwste ARTPEC-7”, aldus Stefan. “De belangrijkste pixelflow tussen sensoren en netwerk is bij beide typen identiek, maar ARTPEC-1 ondersteunde alleen de levering van beelden en bood geen flexibiliteit. Plaatsen we de verschillen tussen beide in de juiste context, dan betekent dit dat de ARTPEC-7 ruim 50 keer beter presteert dan de eerste chip, terwijl grootte en prijs ongewijzigd zijn gebleven.”

De toekomst van ARTPEC

“Als ik de ontwikkeling bekijk die we hebben doorgemaakt, dan is de beeldkwaliteit in de loop van dit proces het meest geëvolueerd", zegt Stefan. "Hierdoor is de bruikbaarheid van beelden veel groter geworden. Dit is een gamechanger voor de bewakingsindustrie, omdat deze technologie in allerlei verschillende situaties te gebruiken is zonder dat het beeldproblemen oplevert."

Bij Axis proberen we dit alles nog verder te verbeteren, maar het is geen geheim dat er voor iedere nieuwe ontwikkeling in de bewakingstechnologie ook weer een nieuwe uitdaging te vinden is. In onze constante zoektocht naar kwaliteit zullen we de chip dus verder blijven ontwikkelen door meer functionaliteiten toe te voegen en de bestaande te perfectioneren. Het is één van de beloften die we onze klanten en partners hebben gedaan en die we van plan zijn na te komen.

De ARTPEC-chip en het feit dat we die intern ontwerpen en produceren, is de basis voor het ontwikkelen van producten die aan de huidige en toekomstige behoeften van onze klanten voldoen. Het is moeilijk te voorspellen welke ontwikkelingen de komende 20 jaar zullen brengen, maar we zijn enthousiast over het potentieel.

Kom meer te weten over
De geschiedenis van Axis
Axis Communications, Andreas Reimann, PR and Social Media Specialist
Neem voor meer informatie contact op met Andreas Reimann, PR and Social Media Specialist, Axis Communications
Telefoon +49 89 35 88 17 221