Doheny Eye Institute开发下一代视网膜假肢

挑战

开发下一代,更高分辨率的视网膜假体

使用MathWorks工具来开发,模拟和自动生成用于实时图像处理算法的代码

结果

  • 发展时间从几个月减少到几周
  • DSP部署简化了
  • 患者测试改进了

"With Computer Vision Toolbox and TI’s C6000 DSP, we rapidly prototype our image and video processing algorithms on the DM642 board. Because we use Simulink, we can modify our algorithms by simply adding or removing blocks and avoid updating the C code directly on the DSP. This can save me days or weeks of time."

Neha Parikh,Doheny Eye Institute
视网膜假体原型的插图,包括外部相机以获取图像和电子器件来处理图像并将信号传输到视网膜表面上的植入电子芯片。

视网膜炎的第一个症状之一是夜视丧失。随着病情恶化,外围视觉逐渐丢失,直到只有单点光 - 或者根本没有。南加州大学(USC)的Doheny Eye Institute研究人员(USC)正在给予遗传眼睛条件的遗传态度。

使用Mathworks Tools,Doheny Eye Institute及其工业合作伙伴第二次视线医疗产品,Inc。正在开发第二代视网膜假体,刺激神经细胞。下载188bet金宝搏该系统包括外部相机和实时软件,用于通过植入的电子芯片将图像转换为刺激信号,该刺激信号被传递给视网膜神经细胞。

第一代调查植入物在患者中产生了光明的感知和基本的模式识别。第二代植入物将从16个像素增加到60个图像的分辨率,随后几代各代具有更高的分辨率,使患者能够识别面部并读取。金宝搏官方网站

“提高决议将成为巨大的一步,”Doheny Eye Institute副教授James Weiland博士说。“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迅速评估,实施,优化和测试这些算法。”

挑战

虽然研究人员对心理物理学进行了进展,但他们对物理刺激和感知之间的关系的理解远非完整。“我们无法确定最佳图像处理算法,直到下一代植入物的收件人告诉我们最有效的是什么,”Weiland说。“因此,我们需要快速设计灵活的系统和开发和测试算法,同时确保安全标准。”

图像处理单元还必须在便携式包中提供实时响应。“我们的系统需要使用DSP来实现低功耗和便携式图像处理。因为我们的一些算法是计算密集的,所以我们需要一个开发环境,以便轻松定位DSP并优化系统。“

Doheny Eye Institute使用Matlab的研究人员®,s金宝appimulink.®和计算机视觉工具箱发展图像处理视网膜植入物的算法。该团队还使用了Simulink编码器金宝app和嵌入式编码器®自动生成并将代码部署到德州仪器上(DM64X)DSP。

USC研究生Neha Parikh和她的同事开始使用MATLAB和图像处理工具箱™来快速测试新想法并在静态图像上开发概念验证算法。

然后,该团队使用Simulink和Co金宝appmputer Vision Toolbox将其算法结合到完整的系统中,该算法将来自植入接收者佩戴的眼镜的摄像机处理视频流。

Simulink中的Parikh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金宝app编码器来生成模型的实时C实现。嵌入式编码器启用Parikh将代码部署到TI DSP。嵌入式编码器用于验证和调试TI代码Composer Studio™嵌入式软件开发环境中的DSP软件。

在第二次视线医疗产品,Inc。,工程师使用MAT下载188bet金宝搏LAB促进心理物理测试。工程师用Matlab创建了GUI,临床调查员可以用来指定刺激参数。在刺激期间,植入患者提供有关所产生的感知的反馈,使调查人员能够优化刺激参数。

Doheny Eye Institute研究人员制造的图像处理的进展将纳入下一代视网膜假肢,这将由第二次视线医疗产品公司建造。下载188bet金宝搏

结果

  • 发展时间从几个月减少到几周。“在使用MATLAB概念证明后,开发实时嵌入式系统几个星期。没有MathWorks工具,我需要几个月来实现C中的代码,“Parikh说。“使用MathWorks工具,我可以在几个小时内更新算法并在DSP上运行它。”

  • DSP部署简化了。“在我的研究中,我几乎每天都改变我的算法。金宝appSimulink给了我一个更容易和更有效的DSP接口,“Parikh说。“我的结果比我直接在DSP上代码得多。”

  • 患者测试改进了。“MATLAB的灵活性使我们不仅可以增加我们的实验的复杂性,而且还可以使用更复杂的参数,”第二种视线医疗产品,Inc。的高级系统工程师Arup Roy说:“Matlab更容易代码,而不是Java™下载188bet金宝搏或C并提供处理结果的分析能力。“