西山科技开发创新型 3D 图像重建和基于 FPGA 的内窥镜快速原型技术
Vision HDL Toolbox加速嵌入式硬件快速原型开发
“在我们建立模型之后，我们直接用HDL Coder生成标准代码。然后根据我们应用的场景，做出适当的调整和优化。”
关键成果
- 基于模型的设计实现了基于 FPGA 的快速原型，用于开发和实现图像处理算法
- Vision HDL Toolbox 中的模块和参考示例提高了建模效率，简化了在 FPGA 上实现视觉算法的过程
- Simulink 帮助团队部署基于硬件芯片架构的算法模型
- HDL Coder 快速自动生成代码，用于快速实验、迭代和验证
重庆西山科技股份有限公司是领先的微创手术设备及耗材提供商。内窥镜是其产品系列之一，它是一种通过小切口或自然腔进入人体消化道以观察人体内部器官并对其进行手术的医疗设备。
使用双目相机进行3D重建可以让外科医生更清晰地看到病灶。然而，双目相机在内窥镜的成像通道中占用更大的空间。他们希望探索一种新的基于偏振光的单目视觉3D重建算法。他们需要在实际的基于FPGA的内窥镜环境中进行实时快速原型设计和调试。此外，他们需要基于实时硬件原型对算法在手术场景中的实现进行微调。用传统手工编写HDL代码的方式进行FPGA实时原型设计和迭代调试耗时且低效。
为了应对这些挑战，西山科技决定将计算成像技术集成到设备的光学系统中。该团队使用 MATLAB® 进行算法开发，并结合使用 Simulink® 和 Vision HDL Toolbox™，在两年内开发了多种成像算法。他们使用 HDL Coder™ 自动生成标准化、可读性好的代码，并生成 MATLAB 模型的详细报告。最后使用 Simulink 快速部署图像处理算法模型。
HDL 工作流程将图像处理算法快速部署到嵌入式硬件上。此外，通过简单的光学系统生成 3D 精度计算图像验证了成像算法在 FPGA 上的原型设计、开发和部署。
