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Xishan sviluppa una ricostruzione 3D innovativa e prototipazione basata su FPGA per l'endoscopia
Vision HDL Toolbox accelera la prototipazione rapida su hardware incorporato
“Generiamo direttamente il codice standard con HDL Coder. Quindi, in base allo scenario della nostra applicazione, apporteremo le opportune modifiche e ottimizzazioni.”
Risultati chiave
- La progettazione Model-Based ha consentito la prototipazione rapida basata su FPGA nello sviluppo e nell'implementazione di algoritmi di elaborazione delle immagini
- I blocchi e gli esempi in Vision HDL Toolbox hanno migliorato l'efficienza della modellazione, semplificando l'implementazione degli algoritmi di visione su FPGA
- Simulink ha aiutato il team a distribuire modelli di algoritmi basati sull'architettura dei chip hardware
- HDL Coder genera rapidamente e automaticamente il codice per esperimenti, iterazioni e verifiche rapide
Chongqing Xishan Science & Technology Co., Ltd. è un fornitore leader di apparecchiature e materiali di consumo chirurgici mininvasivi. Uno di questi strumenti, l'endoscopio, è un dispositivo medico che penetra nel tratto digerente umano attraverso piccole incisioni o cavità naturali per visualizzare e operare sugli organi interni del corpo.
Grazie alla ricostruzione 3D basata su telecamera binoculare, i chirurghi hanno una visione più vivida del nidus. Tuttavia, le telecamere binoculari occupano più spazio nel canale di imaging dell'endoscopio. Il team di Xishan voleva esplorare un nuovo algoritmo di ricostruzione 3D della polarizzazione basato sulla visione monoculare. Per riuscirci, avevano bisogno di effettuare una prototipazione rapida e un debug in tempo reale in ambienti endoscopici reali basati su un FPGA. Inoltre, avevano bisogno di perfezionare l'implementazione dell'algoritmo in scenari chirurgici basati sul prototipo hardware in tempo reale. Tuttavia, la codifica HDL manuale per la prototipazione in tempo reale e il debug iterativo FPGA sarebbe dispendiosa in termini di tempo e inefficiente.
Per affrontare queste sfide, Xishan ha deciso di integrare l'imaging computazionale nel sistema ottico del dispositivo. Utilizzando MATLAB® per lo sviluppo di algoritmi, insieme a Simulink® e Vision HDL Toolbox™ per la modellazione, il team ha sviluppato vari algoritmi di imaging nell'arco di due anni. Hanno utilizzato HDL Coder™ per generare automaticamente codice standardizzato e leggibile con report dettagliati dai modelli MATLAB. Infine, Simulink è stato utilizzato per implementare rapidamente i modelli di algoritmi di elaborazione delle immagini.
Il workflow HDL per la pipeline di elaborazione delle immagini può essere distribuito sull'hardware incorporato. Inoltre, la generazione di immagini computazionali di precisione 3D tramite un semplice sistema ottico ha confermato la prototipazione, lo sviluppo e l'implementazione di algoritmi di imaging su un FPGA.
