嵌入式视觉技术的进步是医疗应用的关键

生命科学和医疗应用正在成为机器视觉市场中更大的一部分。在2017年A3商业论坛上，制造业经济学家Alan Beaulieu认为医疗行业是推动制造业增长最快的市场之一。由于人口老龄化，对服务的需求激增，再加上医疗市场处于技术采用曲线的上游，这对先进的自动化医疗解决方案的制造商来说是个好兆头。

虽然机器视觉已经帮助自动化血液筛查和类似的基于显微镜的点护理解决方案，但对优化的医疗仪器的需求越来越大，这些仪器可以提供解决方案，而不受位置或用户专业知识的影响。在传统机器视觉和完全嵌入式系统之间的选择取决于容量、可伸缩性和系统需求。

优化期望和好处

嵌入式和视觉系统集成商Prolucid Technologies Inc.的首席执行官Darcy Bachert说:“当你设计一个一次性系统时，组件的成本就不那么重要了。“使用PC意味着如果你需要更多的电力，你就有更大的灵活性，包括根据检查要求添加图形处理单元(gpu)进行高速分析。但我们给客户的一般指导是，从基于pc的设备到嵌入式或模块上系统(SoM)设备，每种处理类型都需要在成本和性能之间进行权衡。我们帮助客户以最低的成本选择最佳的性能，同时避免增加解决方案的撤销限制。”

例如，巴切特说，如果有足够的电力来运行gpu，这可能是处理更密集图像处理的最具成本效益的解决方案。但是，当功率、空间和热限制指向嵌入式时，则采用这种方法。

嵌入式解决方案导致更高的设计成本，因为小型化、嵌入式开发和调试几乎总是花费更长的时间和更多的成本。此外，嵌入式系统通常需要坚固耐用，这需要更多的工程资源。

巴赫特说:“硬化意味着在黑暗和明亮的环境中都要工作。”“它可以是高温和低温。它也可以意味着与受过培训的技术人员一起工作，而另一个技术人员则没有受过培训。当涉及到更高容量的嵌入式解决方案时，如果存在问题或错误，将会被发现。一次性系统不需要那么严格，因为你知道操作它的每个人都经过了适当的培训。当涉及到大容量嵌入式解决方案时，情况并不总是如此。只有当你有最高的产量时，完全定制的嵌入式解决方案才有意义，因为每台设备节省几美元真的很重要。”

用最新的方式生孩子

机器视觉市场充斥着一次性显微镜解决方案的案例研究。法国公司i2S - Innovative Imaging Solutions最近用于监测受精胚胎的解决方案说明了中等水平的嵌入式集成，以解决更高容量，但不是大众市场的医疗应用。

i2S公司的首席执行官泽维尔•达廷表示:“在体外受精方面，卵子是在子宫外受精的。”i2S是一家专注于图像捕捉和处理的公司，主要应用于为医疗领域开发嵌入式系统。生物学家定期将细胞装入载玻片，将载玻片装入显微镜，并计算胚胎中细胞和片段的数量，以此来衡量胚胎的发育和生存能力。每次细胞从存储单元转移到显微镜时，它们都处于压力之下。”

i2S开发了一种自动化解决方案，利用定制的7100万像素相机，该相机最初是为高速和高质量的文档扫描而开发的。该系统记录了胚胎的生长过程，而无需对细胞进行操作。

达廷说:“市场上有一些提供这种服务的系统，但我们有能力设计高质量的图像采集系统，使用专门的照明和3D机器视觉，使我们能够提供比目前市场上更好的胚胎生长数据，并最终增加生育机会。”

这是i2S为癌症、血液分析和其他相关应用创建的几个自动化细胞检测系统之一。牙科成像是嵌入式机器视觉解决方案的另一个增长领域，因为越来越多的公司为义肢和其他应用提供快速3d扫描。

便携式医疗机器视觉

对于便携式血液分析等大批量应用，市场规模有利于优化嵌入式解决方案。

巴切特说:“我们已经为我们的客户实现了血液分析小型化，使其成为一种手持便携式设备。”“该解决方案使用Zynq处理器与双arm进程和FPGA阵列。我们能够将传感器输出直接移植到FPGA进行预处理，然后将过滤后的数据移动到一个ARM核心进行高级图像处理。最终的ARM核心提供应用逻辑。”

在这种情况下，Prolucid与客户合作开发原型。对于最大容量的应用程序，将100%的产品开发工作放在内部通常是有意义的。

为了区分客户合作开发与依赖集成商之间的意义，Bachert提到了光学相干断层扫描(OCT)或磁共振成像(MRI)系统作为潜在的例子。

“客户非常了解他们在临床环境中的应用，”Bachert说。“但他们并不总是设备和数据、安全或通信协议方面的专家，而且很多时候他们在核心应用程序开发方面也不强大。客户需要知道他们的核心知识产权是什么，并决定他们是否有能力监督其他学科的专家。很多时候，我们会开发平台，但客户会保留核心IP，并自行整合最后一步。”

本文最初发表于视觉在线．AIA是先进自动化协会(A3)的一部分，是CFE媒体的内容合作伙伴。由CFE媒体制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，cvavra@cfemedia.com．

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