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Xishan desarrolla reconstrucción en 3D y prototipos basados en FPGA innovadores para endoscopia
Vision HDL Toolbox acelera el prototipado rápido en hardware integrado
“Generamos código estándar directamente con HDL Coder. Luego, según el escenario de aplicación, realizamos los ajustes y optimizaciones adecuados”.
Resultados principales
- El diseño basado en modelos permitió crear rápidamente prototipos basados en FPGA en el desarrollo e implementación de algoritmos de procesamiento de imágenes
- Los bloques y ejemplos de Vision HDL Toolbox mejoraron la eficiencia del modelo y simplificaron la implementación de algoritmos de visión en FPGA
- Simulink ayudó a implementar modelos de algoritmos basados en la arquitectura del chip de hardware
- HDL Coder generó código de forma rápida y automática para realizar experimentos, iteraciones y verificaciones
Chongqing Xishan Science & Technology Co., Ltd. es un proveedor líder de equipos y consumibles para cirugía mínimamente invasiva. Una de estas herramientas, el endoscopio, es un dispositivo médico que se introduce en el tracto digestivo a través de pequeñas incisiones o cavidades naturales para visualizar y operar los órganos internos del cuerpo humano.
Con la reconstrucción 3D basada en cámara binocular, los cirujanos tienen una visión más vívida del nido. Sin embargo, las cámaras binoculares ocupan mucho espacio en el canal del endoscopio. El equipo de Xishan quería explorar un innovador algoritmo de reconstrucción 3D de polarización basado en visión monocular. Para ello, necesitaban realizar prototipos rápidos y depuración en tiempo real en entornos endoscópicos reales basados en un FPGA. Además, necesitaban afinar la implementación del algoritmo en escenarios quirúrgicos basados en el prototipo de hardware en tiempo real. Sin embargo, codificar en HDL manualmente para crear prototipos de FPGA en tiempo real y depurar iterativamente consumiría mucho tiempo y sería ineficiente.
Para abordar estos desafíos, Xishan decidió integrar imágenes computacionales en el sistema óptico del dispositivo. Usando MATLAB® para el desarrollo de algoritmos, junto con Simulink® y Vision HDL Toolbox™ para modelado, el equipo desarrolló varios algoritmos de imágenes a lo largo de dos años. Utilizaron HDL Coder™ para generar automáticamente código estandarizado y legible con informes detallados de los modelos de MATLAB. Finalmente, utilizaron Simulink para implementar los modelos de algoritmos de procesamiento de imágenes rápidamente.
El flujo de trabajo HDL para la canalización de procesamiento de imágenes se puede implementar en el hardware integrado. Además, la generación de imágenes computacionales con precisión 3D a través de un sistema óptico simple corroboró el prototipado, desarrollo y despliegue de algoritmos de imágenes en un FPGA.
