用户故事

Doheny眼科研究所开发出新一代视网膜假体

挑战

开发下一代高分辨率视网膜假体

解决方案

使用MathWorks工具开发、模拟和自动生成实时图像处理算法的代码

结果

  • 开发时间从几个月缩短到几周
  • DSP部署精简
  • 患者检测得到改善

“借助计算机视觉工具箱和TI的C6000 DSP,我们在DM642板上快速实现了图像和视频处理算法的原型。因为我们使用Simulink,金宝app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。”

Neha Parikh, Doheny眼科研究所
视网膜假体原型的插图,它包括一个外部相机获取图像和电子处理图像和传输信号到视网膜表面的植入电子芯片。

色素性视网膜炎的最初症状之一是夜视能力下降。随着病情的恶化,周围视力逐渐丧失,直到只有一个光点,或者根本没有。南加州大学(USC) Doheny眼科研究所的研究人员给患有这种遗传眼疾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 Medical Products, Inc.正在开发第二代刺激神经细胞的视网膜假体。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、处理和将图像转换为刺激信号,并通过植入的电子芯片传递到视网膜神经细胞。

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。第二代植入体将把图像的分辨率从16像素提高到60像素,后续几代将具有更高的分辨率,使患者能够识别面孔和阅读。金宝搏官方网站

“提高分辨率将是一个巨大的进步,”Doheny眼科研究所副教授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知觉之间关系的理解还远远不够完整。Weiland说:“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哪种效果最好。”“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。由于我们的一些算法是计算密集型的,我们需要一个开发环境来轻松地瞄准DSP并优化系统。”

解决方案

Doheny眼科研究所的研究人员使用MATLAB®,仿金宝app真软件®,以及计算机视觉工具箱开发图像处理视网膜植入的算法。该团队还使用了Simulink Cod金宝apper和嵌入式编码器®自动生成代码并将其部署到德州仪器上(DM64X) DSP。

南加州大学研究生Neha Parikh和她的同事们开始使用MATLAB和图像处理工具箱™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和计算金宝app机视觉工具箱将他们的算法整合到一个完整的系统中,该系统处理来自植入接受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金宝app Coder生成了她的模型的实时C实现。嵌入式Coder使Parikh能够将代码部署到TI DSP。在TI公司的Code Composer Studio™嵌入式软件开发环境中,使用Embedded Coder对DSP软件进行验证和调试。

在Second Sight医疗产品公司,工程师们下载188bet金宝搏使用MATLAB来促进心理物理测试。工程师们用MATLAB创建了一个图形用户界面,临床研究人员可以使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步将被纳入下一代视网膜义肢,该义肢将由第二视觉医疗产品公司制造。下载188bet金宝搏

结果

  • 开发时间从几个月缩短到几周.“在使用MATLAB进行概念验证之后,开发实时嵌入式系统只花了几个星期的时间。如果没有MathWorks工具,我可能需要几个月才能用C实现代码,”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。”

  • DSP部署精简.“在我的研究中,我几乎每天都会改变我的算法。金宝appSimulink为我提供了一个更简单、更高效的DSP接口,”帕里克说。“我得到结果的速度比直接在DSP上编码要快得多。”

  • 患者检测得到改善.“MATLAB的灵活性使我们不仅可以提高实验的复杂性,还可以使用更复杂的参数,”Second Sight医疗产品公司的高级系统工程师Arup Roy说,“MATLAB比Java™或C更容易编码,并提供处理结果的分析功能。”下载188bet金宝搏