嵌入式视觉将图像质量、异构处理平台作为医疗应用成功的关键要素

生命科学和医疗应用正在成为机器视觉市场的更大一部分。在2017年的A3商业论坛上，制造业经济学家Alan Beaulieu认为医疗行业是驱动制造业增长最快的市场之一。由于人口老龄化，加上医疗市场处于技术采用曲线的上行位置，对服务的需求直线上升，这对先进、自动化医疗解决方案的制造商来说是个好兆头。

虽然机器视觉有助于自动化血液筛查和类似的基于显微镜的护理点解决方案，但对高度优化的医疗仪器（例如嵌入式系统）的需求也在不断增长，这些仪器可以提供解决方案，而不必考虑位置或用户专业知识。在传统机器视觉和完全嵌入式系统之间进行选择通常取决于体积、可扩展性和系统需求。

你想要多少？
“当您设计一次性系统时，组件的成本较少，”Gramucid Technologies Inc.的首席执行官Carcy Bachert表示，嵌入式和视觉系统集成商。“使用PC意味着如果您需要更多的电源，则基于检验要求的检查要求，可以为高速分析添加GPUS [图形处理单元]。但是，我们向客户提供的一般指导是，每种处理类型的成本和性能之间有权衡，从基于PC为基于嵌入式或模组系统的[SOM]设备。我们帮助客户以最低的成本选择最佳性能，同时避免将撤消约束添加到解决方案可以做的决定。“

例如，Bachert说，如果你有足够的能量来运行GPU，这可能是处理更密集的图像处理的最经济有效的解决方案。但是，当电源、空间和热约束指向嵌入式时——例如，所有这些GPU都能安装到比笔记本电脑更小的设备中吗你走那条路

嵌入式解决方案不可避免地导致更高的设计成本 - 而不仅仅是因为紧张的限制和权衡，而是因为小型化，嵌入式开发和调试几乎总是花费更长时间和成本。此外，嵌入式系统通常需要更坚固，这需要更多的工程资源。

“硬化可以意味着在黑暗和明亮的环境中操作，”Bachert说。“它可以是高温也可以是低温。它还可以意味着与受过培训的技术人员一起工作，而另一个没有。当涉及到更大容量的嵌入式解决方案时，如果有问题或错误，就会被发现。一次性系统不必如此坚固，因为你知道操作它的每个人都会经过适当的培训。不是吗对于大容量嵌入式解决方案，情况并非总是如此。只有当您拥有最高容量时，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才真正重要。”

让宝宝成为新的方式
机器视觉市场与案例研究进行一次性显微镜解决方案。法国公司I2S - 创新成像解决方案的监测解决方案施肥胚胎的解决方案说明了中级嵌入式集成，以解决更高批量，但不是大众市场的医学应用。

i2S是一家专门从事图像采集和处理的公司，其首席执行官Xavier Datin说：“当涉及到体外受精时，卵子是在子宫外受精的。”该公司专门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，并计算胚胎中细胞与碎片的数量，以此来衡量胚胎的发育和生存能力。每次细胞从储存单元转移到显微镜时，都会受到压力

i2S开发了一个自动化解决方案，该解决方案利用了该公司最初为高速高质量文档扫描而开发的定制7100万像素照相机。该系统记录了胚胎随时间的生长，而无需操纵细胞。

“There are a couple of systems on the market for providing this sort of service, but our ability to design high-quality image acquisition systems using specialized lighting and 3D machine vision allows us to provide much better data on embryo growth than what’s on the market today and eventually increase the chance of fertility,” Datin says.

这只是I2S为癌症，血液分析和相关应用程序创建的几种自动蜂窝检查系统之一。牙科成像是嵌入式机器视觉解决方案的另一个生长区域，因为更多公司为假肢和其他应用提供快速的3D扫描。

便携式医疗机器视觉
对于便携式血液分析等大容量应用，市场规模有利于充分优化嵌入式解决方案。

“我们本质上将血液分析小型化为我们的客户的手持便携式设备形式因素，”Grolucid的Bachert说。“该解决方案使用具有双臂过程加上FPGA阵列的Zynq处理器。我们能够将传感器输出直接输出到FPGA进行预处理，然后将滤波数据移动到一个ARM内核，用于高级图像处理。最终的ARM核心提供应用逻辑。“

在这种情况下，Prolucid通常与客户合作开发原型，但对于最大容量的应用程序，如果通常有必要，则在内部进行100%的产品开发。

为了帮助区分顾客对代号的感觉，仅仅取决于积分器，Bachert提及光学相干性断层扫描（OCT）或磁共振成像（MRI）系统为例。

“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，很多时候，他们在核心应用程序开发方面也不是很强。客户需要知道他们的核心IP是什么，并决定他们是否有能力监督其他领域的专家。很多时候，我们将开发平台，但客户保留核心IP并自行集成最后一步。”