嵌入式视觉认为图像质量、异构处理平台是医疗应用成功的关键因素

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。

虽然机器视觉已经帮助实现了血液筛查和类似的基于显微镜的即时护理解决方案的自动化，但对高度优化的医疗器械的需求也在不断增长——例如，嵌入式系统——它们可以提供解决方案，而不管位置或用户的专业知识。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容量、可伸缩性和系统需求。

你想要多优?
“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，巴切特说，如果你有足够的电力来运行gpu，这可能是处理更密集的图像处理的最经济的解决方案。但是，当功率、空间和热限制指向嵌入式时——例如，所有这些gpu能装进一个比笔记本电脑还小的设备中吗?-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。

“硬化可能意味着在黑暗和明亮的环境中操作，”Bachert说。“它可以是高温和低温。这也意味着和一个受过训练的技术人员一起工作，或者和一个没有受过训练的技术人员一起工作。当涉及到更高容量的嵌入式解决方案时，如果有问题或bug，就会被发现。一次性的系统不需要被强化，因为你知道每个操作它的人都经过了适当的训练。当涉及到大量嵌入式解决方案时，情况并不总是如此。只有当产量最高时，完全定制的嵌入式解决方案才有意义，因为为每台设备节省几美元才是真正重要的。”

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公司的首席执行官泽维尔·达廷(Xavier Datin)表示:“说到体外受精，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，尤其被用于开发医疗领域的嵌入式系统。“生物学家定期将细胞装入载玻片，将载玻片装入显微镜，然后计算胚胎中细胞的数量和碎片的数量，以此来衡量胚胎的发育和生存能力。每次细胞从存储单元转移到显微镜时，它们都要承受压力。”

i2S开发了一种自动化解决方案，利用了该公司最初开发的用于高速和高质量文档扫描的定制7100万像素摄像头。该系统无需对细胞进行操作，就可以记录胚胎随时间的增长。

“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
对于高容量的应用，如便携式血液分析，市场规模适合于完全优化的嵌入式解决方案。

“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，但对于容量最大的应用程序，如果通常有意义，则将100%的产品开发工作交给公司内部。

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。

“客户在临床环境中非常了解它们的应用，”巴谢特说。“但他们并不总是在设备和数据、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擅长。用户需要知道自己的核心IP是什么，并决定自己是否拥有管理其他领域专家的技能。很多时候，我们会开发平台，但用户会保留核心IP，并自行整合最后一步。”