使用LabVIEW來(lái)原型化及驗(yàn)證視障人士輔助LED眼鏡

　　我作為一個(gè)狂熱的LabVIEW開(kāi)發(fā)者已經(jīng)有10年，這10年中，我發(fā)現(xiàn)沒(méi)有任何一款其它的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境(ADE)能夠提供像LabVIEW一樣快捷、靈活的軟件開(kāi)發(fā)和調(diào)試體驗(yàn)。另外，LabVIEW提供的一系列現(xiàn)成的視覺(jué)處理函數(shù)非常方便易用，編程效率很高，這是為滿足我們項(xiàng)目需求所必需的因素。

　　臨床醫(yī)學(xué)中的“失明”究竟意味著什么?

　　通常來(lái)說(shuō)，人們認(rèn)為失明就是完全喪失看事物的能力。其實(shí)，這是一種誤解。世界健康組織(World Health Organization, WHO)將失明定義為嚴(yán)重的視力喪失，即使在配帶眼鏡或者隱形眼鏡的情況下，還是不能分辨3m處舉起的手指?jìng)€(gè)數(shù)的情況。所以，就算是診斷為目盲的人，仍然可能擁有一定程度的視力，其中大部分人仍可以不同程序地分辨對(duì)比度的變化。　　

圖表1

　　提高視障人士的視力水平

　　我們牛津大學(xué)臨床神經(jīng)科學(xué)系的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種創(chuàng)新的視覺(jué)義肢。這是一臺(tái)電子輔助系統(tǒng)，用以支持視障人士的視力。

　　目前，我們正在執(zhí)行新技術(shù)試驗(yàn)，使用個(gè)人的視覺(jué)能力來(lái)判斷對(duì)比度的變化。我們從頭部佩戴的攝像機(jī)視頻源獲得并處理圖像數(shù)據(jù)，檢測(cè)附近的物體，如人、標(biāo)志桿，或感興趣的障礙物。被測(cè)物體被簡(jiǎn)化為一組LED顯示的圖像返回給頭部佩戴的頭盔顯示器。使用的很少量的LED，我們就可以指出緊鄰設(shè)備穿著者的障礙物的位置和分類。

　　最終，我們希望將該技術(shù)設(shè)計(jì)成一幅電子眼鏡，我們親切地稱為“Smart Specs”。這種眼鏡將讓更多視障人士可以生活更獨(dú)立，幫助他們找出附近的物體、觀察他們的周?chē)h(huán)境。批量生產(chǎn)后，Smart Specs的成本將與一臺(tái)現(xiàn)代化的智能手機(jī)相當(dāng)。其性能與一只經(jīng)過(guò)充分訓(xùn)練的導(dǎo)盲犬相當(dāng)，但卻便宜得多。

　　搭建義肢仿真環(huán)境來(lái)驗(yàn)證我們的設(shè)計(jì)

　　首先我們從仿真視網(wǎng)膜義肢的功能開(kāi)始，探討如何提高低分辨率顯示圖像所能提供的信息量。我們使用LabVIEW和NI視覺(jué)開(kāi)發(fā)模塊來(lái)開(kāi)發(fā)仿真軟件。該模塊可支持多種不同的相機(jī)類型，給我們提供了現(xiàn)成的圖像處理函數(shù)、圖像采集驅(qū)動(dòng)、顯示功能和圖像記錄功能。我們無(wú)需大量的開(kāi)發(fā)就可以快速地采集原始圖像。我們已經(jīng)發(fā)表了我們的方法和結(jié)果(van Rheede, Kennard and Hicks. Journal of Vision 2010)。

　　在這第一項(xiàng)的研究中，我們提出了使用機(jī)器視覺(jué)來(lái)簡(jiǎn)化視頻流中的重要信息，重新生成一幅明亮，低分辨率的圖像，這樣的圖像也許可以幫助那些只有最低視覺(jué)能力的人士。接下來(lái)，我們開(kāi)始了現(xiàn)在正在進(jìn)行的研究，這個(gè)研究就完全基于LabVIEW、NI-IMAQ和Vision。