用户故事

Doheny眼科研究所开发下一代视网膜假体

挑战

开发下一代更高分辨率的视网膜假体

解决方案

使用MathWorks工具为实时图像处理算法开发、模拟和自动生成代码

后果

  • 开发时间从数月缩短到数周
  • DSP部署简化
  • 病人测试改善

“借助计算机视觉工具箱和TI的C6000 DSP,我们可以在DM642板上快速原型化我们的图像和视频处理算法。因为我们使用Simulink,我们可以通过简单地添加或删除块来修改算法,避免直接在DSP上更新C代码。这可以节省我几天或几周的时间。”金宝app

Neha Parikh, Doheny眼科研究所
视网膜假体原型示意图,包括用于获取图像的外部摄像头和用于处理图像并将信号传输至视网膜表面上植入的电子芯片的电子设备。

色素性视网膜炎的最初症状之一是夜间视力下降。随着病情恶化,周边视力逐渐丧失,直到只有一个光点或根本没有光点。南加州大学(USC) Doheny眼科研究所的研究人员给患有这种遗传性眼病的人带来了恢复视力的希望。

利用MathWorks工具,Doheny眼科研究所及其工业合作伙伴Second Sight医疗产品公司正在开发一种刺激神经细胞的第二代视网膜假体。下载188bet金宝搏该系统包括一个外部摄像头和实时软件,用于获取、处理和转换图像为刺激信号,并通过植入的电子芯片传递给视网膜神经细胞。

第一代研究植入物已经在患者中产生了光感知和基本模式识别。第二代植入物将把图像的分辨率从16像素提高到60像素,随后的几代植入物分辨率更高,使患者能够识别人脸并阅读。金宝搏官方网站

Doheny眼科研究所的副教授James Weiland博士说:“提高分辨力将是一个巨大的进步。”“为了充分利用这项技术,我们需要实时图像处理算法。MathWorks工具使我们能够在嵌入式硬件上快速评估、实现、优化和测试这些算法。”

挑战

虽然研究人员在心理物理学方面取得了进展,但他们对物理刺激和感知之间关系的理解还远远不够。“我们无法确定最佳的图像处理算法,直到下一代植入体的接受者告诉我们什么效果最好,”韦兰说。“因此,我们需要设计一个灵活的系统,快速开发和测试算法,同时确保安全标准。”

图像处理单元还必须在便携式软件包中提供实时响应。“我们的系统将需要使用DSP来实现低功耗和便携式图像处理。因为我们的一些算法需要大量计算,我们需要一个开发环境来轻松定位DSP并优化系统。”

解决方案

多尼眼科研究所的研究人员使用了MATLAB®,S金宝appimulink®,以及电脑视觉工具箱开发图像处理视网膜植入的算法。该团队还使用Simulink编码器金宝app嵌入式编码器®自动生成代码并部署到Texas Instruments上(DM64X)DSP。

南加州大学研究生Neha Parikh和她的同事开始使用MATLAB和图像处理工具箱™ 在静态图像上快速测试新想法并开发概念验证算法。

然后,该团队使用Simulink和计算金宝app机视觉工具箱将他们的算法整合到完整的系统中,该系统处理植入者佩戴的眼镜上的摄像头的视频流。

Parikh在Simulink中模拟算法,检查输入和输出流以及金宝app中间结果,以简化调试和优化。然后,她使用Simulink编码器生成她的模型的实时C实现。嵌入式编码器使Parikh能够将代码部署到TI DSP。在TI的CodeComposer Studio中,嵌入式编码器用于验证和调试DSP软件™ 嵌入式软件开发环境。

在Second Sight Medical Pr下载188bet金宝搏oducts,Inc.公司,工程师们使用MATLAB来促进心理物理测试。工程师们用MATLAB创建了一个GUI,临床研究人员可以用它来指定刺激参数。在刺激过程中,植入患者对产生的感知提供反馈,使研究人员能够优化刺激参数。

Doheny眼科研究所的研究人员在图像处理方面取得的进展,将被纳入第二视力医疗产品公司(Second Sight Medical Products, Inc.)制造的下一代视网膜修复术。下载188bet金宝搏

后果

  • 开发时间从数月缩短到数周.“在使用MATLAB进行概念验证后,只花了几周时间就开发出了实时嵌入式系统。如果没有MathWorks工具,我将需要几个月的时间来实现C语言的代码,”Parikh说。“使用MathWorks工具,我可以更新算法,让它在DSP上运行几个小时。”

  • DSP部署简化. “在我的研究中,我几乎每天都在改变我的算法。Simulink为我提供了一个更简单、更高效的DSP接口,”Pa金宝apprikh说。“与直接在DSP上编码相比,我得到结果的速度要快得多。”

  • 病人测试改善Second Sight Medical Products,Inc.的高级系统工程师阿鲁普·罗伊(Arup Roy)说:“MATLAB的灵活性使我们不仅可以提高实验的复杂度,还可以使用更复杂的参数。”MATLAB比Java更容易编写代码™ 或C,并提供处理结果的分析功能。”下载188bet金宝搏