تاریخچه ARTPEC: پایه‌گذار کیفیت محصولات ما

اکسیس: در فصل پاییز سال ۱۹۹۹، محصولات با اولین سیستم-روی-چیپ (SoC) ARTPEC ما به بازار عرضه شد. اکنون با تکیه بر سال‌ها تجربه، دانش و اشتیاق برای تکنولوژی با کیفیت بالا، ما به نسخه نهم این تراشه رسیدیم. به همراه استفان لوندبرگ، مهندس ارشد متخصص در فناوری‌ها در اکسیس، به بررسی بیش از دو دهه نوآوری ها در زمینه تراشه ARTPEC و درباره نکات کلیدی و تحولات این مسیر گفتگو کرده ایم.

System on Chip (SoC) به یک تراشه اشاره دارد که اجزای مختلف یک سیستم رایانه‌ای، از جمله پردازنده، حافظه، و مدارهای ورودی/خروجی را در یک واحد یکپارچه ترکیب می‌کند، که به کاهش اندازه و مصرف انرژی کمک می‌کند.

راز دوربین‌های اکسیس

تراشه ARTPEC بخش حیاتی محصولات ماست زیرا اساس قابلیت‌های اساسی مانند کیفیت تصویر، ویژگی‌های آنالیتیک ها و عملکرد کدگذاری تصویر (Encoding) را فراهم می‌کند. این “راز” بسیاری از دستگاه‌های پیشرفته تحت شبکه ما است. در فرآیند طراحی هر نسل بعدی ARTPEC، با چالشی دائمی و ضروری مواجه بوده‌ایم، تعادل بین عملکرد و قابلیت ها در برابر هزینه و مصرف انرژی. هر نسل از ARTPEC نه تنها به افزایش میزان پردازش پیکسل کمک کرده، بلکه با بهبود ویژگی‌های حیاتی جدید نیز  همراه بوده. تعداد ترانزیستورها با هر تراشه جدید تقریبا دو برابر می‌شد، اما اندازه، مصرف انرژی و هزینه تقریباً تغییری نمی‌کرد.

یک تراشه انقلابی

لوندبرگ می‌گوید “تراشه های ARTPEC ما یک انقلاب کوچک بودند – برای ما و صنعت ما. در حالی که شاید ما چرخ را اختراع نکرده باشیم، اما روشی که ویدیو انتقال می‌یابد را انقلابی کردیم و امکاناتی جدید برای کاربردهای نوآورانه ایجاد نمودیم. اختراع ARTPEC به ما امکان توسعه تکنولوژی‌های کاملاً جدیدی مانند قابلیت WDR پیشرفته و اختصاصی اکسیس Forensic WDR، تکنولوژی فشرده‌سازی Zipstream اکسیس، و آنالیتیک های قدرتمندی که هم داخل خود دوربین اجرا می‌شوند و هم بر اساس هوش مصنوعی هستند، را فراهم کرد.”

اختراع ARTPEC به ما این امکان را داد که تکنولوژی‌های کاملاً جدیدی را توسعه دهیم.

این تکنولوژی‌ها بدون تراشه نمی‌توانستند به بازار راه یابند، اما این فرآیند یک شبه اتفاق نیفتاد. این نتیجه دستاوردهای متعدد در طول زمان است که سنگ‌بنای مسیر طی شده توسط ARTPEC ما به شمار می‌آید – نقاط عطف کوچکی که به آرامی صنعت را تغییر دادند. به عنوان مثال،

• ARTPEC-1 ایجاد اولین دوربین تحت شبکه‌ با هزینه مناسب و عملکرد ویدئویی کامل را ممکن ساخت.
• ARTPEC-3  باعث شد قادر به ارائه ویدیو با کیفیت عالی با وضوح بالاتر از دوربین‌های آنالوگ زمان خود شویم.
• ARTPEC-5 به ما این اجازه را داد که راه‌حل WDR خود را بهبود دهیم که منجر به تولید Axis Forensic Capture شد که ترکیب دو نوع نوردهی و یک روش تقویت کنتراست است تا تصاویری با کیفیت بالا و مناسب برای استفاده در تحقیقات قانونی ایجاد کند. Axis Forensic Capture از نظر زیبایی شناختی در مقایسه با راه‌حل‌های رقیب خود در آن زمان بر اولویت دید و جزئیات تأکید می‌کرد. برای اولین بار، استفاده مؤثر از دوربین‌های ویدئویی تحت شرایط نوری دشوار، مانند ویترین فروشگاه‌ها با شیشه‌های بزرگ در زیر نور مستقیم خورشید، ممکن شد. این روش به استاندارد صنعتی تبدیل شده است. نوآوری انقلابی دیگری که توسط ARTPEC-5 ممکن شد، تکنولوژی فشرده‌سازی Zipstream ما بود که جزئیات مهم را در وضوح کامل حفظ می‌کند، در حالی که به طور قابل توجهی نیاز به پهنای باند و ذخیره‌سازی را کاهش می‌دهد.
  

اولین تراشه ARTPEC و رویکرد جدید به نوآوری

گرچه تراشه ARTPEC در اولین دوربین تحت شبکه‌ جهان، یعنی Axis NetEye 200، که ما عرضه کردیم، وجود نداشت، ولی ما خیلی زود متوجه شدیم که تراشه‌های موجود در بازار نمی‌توانند سطح عملکرد مورد نظر ما را برای آینده تأمین کنند. به همین دلیل، در پاییز سال ۱۹۹۶، شروع به توسعه اولین تراشه ARTPEC کردیم و در نهایت، اولین محصول مبتنی بر ARTPEC، یعنی AXIS 210، را در نمایشگاه کامدکس در نوامبر ۱۹۹۹ عرضه کردیم.

لوندبرگ اظهار می‌دارد: “ما در آن زمان نمی‌دانستیم، اما ARTPEC به عنصر اصلی تبدیل شد که به ما این امکان را داد تا با منابع محدود، از چند محصول به یک کاتالوگ کامل از محصولات نظارت تصویری تحت شبکه گسترش پیدا کنیم و سپس انقلابی در صنعت نظارت تصویری به وجود آوریم. البته، انقلاب‌ها یک شبه اتفاق نمی‌افتند و این یک فرآیند بود. هر نسل از تراشه‌های ما هدف جدیدی را دنبال می‌کرد و ما بایستی به‌طور مداوم راهکارهایی برای بهبود عملکرد خود ابداع کنیم، زیرا با پیشرفت، پیچیدگی نیز افزایش می‌یافت.”

لوندبرگ توضیح می‌دهد: “یکی از عوامل کلیدی که به ما کمک کرد تا به جایی که امروز هستیم برسیم، نحوه مواجهه ما با فرآیند نوآوری بود. دپارتمان تکنولوژی‌های اصلی به گروه‌های مستقل تقسیم شد که همگی بر روی مشکلات و بهبودها در چندین زمینه متمرکز شدند. ما به این گروه‌ها آزادی دادیم تا نقاط قوت را کشف کرده و بر روی حوزه‌هایی که فکر می‌کردند بزرگ‌ترین پتانسیل را در آینده دارند، تمرکز کنند. تنها مسئولیت تیم‌ها این بود که چیزی برای نسل بعدی ARTPEC ارائه دهند. هم الهام گرفتن از بازارهای دیگر و هم نزدیک شدن به مسائل و موانع اصلی، هر دو به‌طور همزمان بسیاری از مشکلات صنعت ما را حل کردند.”

سنگ بنای ARTPEC ما

با تشکر از سخت‌افزار اختصاصی تصویر و فشرده‌سازی ARTPEC-1، ما توانستیم ویدیو را به‌طور مستقیم از دوربین به یک مکان دیگر از طریق اینترنت ارسال کنیم، بدون نیاز به تجهیزات سنگین وگران قیمت. ما فقط از کاربران خواستیم که مرورگر وب را به وب سرور درون سازی شده (Embedded Web Server) در دوربین هدایت کنند و از پروتکل‌های استاندارد IT برای انتقال ویدیو استفاده کردیم. این یک انقلاب بود زیرا اینترنت در آن زمان چیز جدیدی بود و سایر راه‌حل‌های انتقال ویدیو از کابل‌های ویدئویی اختصاصی استفاده می‌کردند.

دوربین AXIS 210، اولین دوربین شبکه‌ای که از ARTPEC-1 استفاده می‌کند، نیز انقلابی بود، با نرم‌افزار داخلی آن که بر اساس یک سیستم‌عامل درون‌سازی‌شده (Embedded OS) کاملاً جدید بود که امروزه به عنوان لینوکس درون‌سازی‌شده (Embedded Linux) شناخته می‌شود. برای توسعه سریع و کارآمد یک کاتالوگ کامل محصولات، ما تصمیم گرفتیم
سیستم عامل بی درنگ (Real Time Operating System) را کنار بگذاریم و از μClinux استفاده کنیم، که به اعتقاد ما برای رشد اکسیس مناسب بود. در واقع، AXIS 210 اولین محصول تولید انبوه در جهان بود که از لینوکس درون سازی شده استفاده می‌کرد. با نگاه به گذشته، ما نمی‌توانستیم تصمیم بهتری بگیریم. با اینکه این کار نیاز به تلاش‌های اضافی برای پیاده‌سازی انواع عناصر ، مانند یک سیستم‌فایل مبتنی بر فلش، داشت که امروزه یک چیز بسیار بدیهی و در دسترس همگان است، این تصمیم را گرفتیم و این راه سخت را شروع کردیم چون می‌توانستیم به همراه لینوکس رشد کنیم.

ARTPEC-2 که در سال ۲۰۰۳ راه‌اندازی شد، عملکرد بسیار بهتری را ممکن کرد و ما همچنین شروع به تست و بررسی فناوری انکودینگ ویدیو کارآمدتری به نام MPEG کردیم.

ARTPEC-3 چهار سال بعد تکمیل شد و دروازه‌های IP-Video با بهترین نرخ پردازش را باز کرد. برای اولین بار، ما بهترین کدگذار ویدیوی زمان خود (H.264/AVC) را به همراه باقی بخش های سیستم در یک تراشه واحد ترکیب کردیم که می‌توانست وضوح HDTV با کیفیت بالا را ارائه دهد.
در سال ۲۰۱۱، ما ARTPEC-4 را راه‌اندازی کردیم که یک فناوری را ایجاد کرد که دو مشکل باقی‌مانده را حل کرد: گستره نوری محدود و حساسیت به نور. ما این راهکار را Lightfinder نامیده و اولین دوربین با تکنولوژی اسکن پیشرفته (Progressive Scan) را عرضه کردیم. این دوربین به‌طور چشمگیری از دوربین‌های آنالوگ اسکن متناوب (Interlaced Scan) عصر خود بهتر عمل کرد. ARTPEC-4 همچنین پایه‌گذاری راه‌حل جدیدی به نام Wide Dynamic Range (WDR) بود که به خوبی عمل می‌کرد و به شدت در این صنعت یک نیاز بود. در سال ۲۰۱۳، با توسعه ARTPEC-5، ما توانستیم فناوری WDR خود را با یک راه‌حل به نام Forensic Capture WDR بهبود دهیم.
نسل ششم ARTPEC در سال ۲۰۱۷ عرضه شد. این نسل سطح جدیدی از امنیت را اضافه کرده و مسیر را برای انتشار ARTPEC-7 دو سال بعد هموار کرد.
ARTPEC-7 ویژگی‌های امنیتی پیشرفته‌تری را در دوربین‌های اکسیس شامل فریمور ساین شده و Secure Boot ( که از بارگذاری نرم‌افزارهای مخرب در فرآیند راه‌اندازی سیستم جلوگیری می‌کند)را فعال کرد. این نسل پایه‌ای برای بهبود همه فناوری‌های منحصر به فرد اکسیس برای شرایط نوری دشوار شامل Axis LightFinder و Forensic WDR بود و دامنه تابش IR را گسترش داد. همچنین این نسل از کدک‌های H.264 و H.265 پشتیبانی می‌کرد و دارای یک سیستم تشخیص در لحظه برای آنالیتیک تشخیص اشیاء بود.
ARTPEC-8 اساساً برای پشتیبانی از آنالیتیک های قدرتمند مبتنی بر هوش مصنوعی طراحی شده است. این نسل پایه‌ای برای AXIS Object Analytics بود و درهای جدیدی به روی سایر آنالیتیک های مبتنی بر هوش مصنوعی – از جمله اپلیکیشن های سفارشی ازشرکای ما – گشود.

ARTPEC-9 – آخرین تحولات

لوندبرگ می‌گوید: “بهترین راه برای نشان دادن پیشرفت بین ۱۹۹۹ و اکنون، مقایسه تراشه ARTPEC اولیه و آخرین تراشه ما به‌طور مستقیم است. در حالی که جریان اصلی پیکسل‌ها بین حسگرها و شبکه برای هر دو تراشه یکسان است، ARTPEC-1 فقط از تحویل تصویر پشتیبانی می‌کرد و هیچ انعطافی نداشت. قرار دادن تفاوت‌های آنها در زمینه‌ای به این معنی است که ARTPEC-8 بیش از ۱۰۰ برابر عملکرد تراشه اول را در حالی که اندازه و قیمت آن مشابه بودند، فراهم کرد و ARTPEC-9 نیز در همان راستا ادامه دارد.”

ARTPEC-9 ویژگی‌ها و قابلیت‌های بارز نسل‌های قبلی تراشه اختصاصی ما را بهبود می‌بخشد: نرخ بیت ریت پایین، آنالیتیک های مبتنی بر هوش مصنوعی، تصویربرداری برتر و امنیت سایبری پیشرفته. همچنین استاندارد کدگذاری ویدیو AV1، که یک استاندارد متن‌باز از کنسرسیوم Alliance for Open Media است، را معرفی می‌کند. با پشتیبانی از AV1 و پردازش تصویر پیشرفته، ارتپک-۹ ویدیوهای با کیفیت بالا و جزئیات و وضوح بی‌نقص و بهترین نرخ بیت ریت را ارائه می‌دهد. به همراه Axis Zipstream، AV1 همچنین ویدیو را هم در ذخیره ساز های داخلی و هم در فضای ابری به سادگی فراهم می‌کند. علاوه بر این، ارتپک-۹ قدرت آنالیتیک های پیشرفته ای را دارد که اشیاء را زودتر تشخیص می‌دهند و رویدادها را دقیق‌تر تجزیه و تحلیل می‌کنند.

آینده ARTPEC

لوندبرگ می‌گوید: “با نگاهی به پیشرفت‌هایی که داشته‌ایم، می‌توانم بگویم که آنچه در طول سال‌ها بیشترین تحول را داشته، کیفیت تصویر و ظرفیت آنالیتیک ها شامل آنالیتیک‌های مبتنی بر هوش مصنوعی است. هر دو عامل تحول آفرین و مهم برای صنعت نظارت تصویری بوده و خواهند بود.” تراشه ARTPEC – و این واقعیت که ما آن را اختصاصی طراحی می‌کنیم و بر تولید آن کنترل داریم – پایه‌ای برای ایجاد محصولات نوآورانه است که نیازهای مشتریان ما را امروز و در آینده برآورده می‌کند. پیش‌بینی یا حتی تصور اینکه طی ۲۰ سال آینده ARTPEC چه توسعه‌هایی خواهد داشت دشوار است، اما مطمئناً ما برای این پتانسیل هیجان‌زده هستیم.

این متن از اتاق خبر سایت اکسیس ترجمه شده که نسخه انگلیسی این مطلب در سایت اکسیس از طریق این لینک موجود است. لطفا برای اطلاعات بیشتر از محصولات اکسیس و نرم افزار های نظارت تصویری با ما تماس بگیرید.