使用LabVIEW來原型化及驗證視障人士輔助LED眼鏡

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

　　臨床醫(yī)學中的“失明”究竟意味著什么?

　　通常來說，人們認為失明就是完全喪失看事物的能力。其實，這是一種誤解。世界健康組織(World Health Organization, WHO)將失明定義為嚴重的視力喪失，即使在配帶眼鏡或者隱形眼鏡的情況下，還是不能分辨3m處舉起的手指個數(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

　　我們牛津大學臨床神經(jīng)科學系的科學家團隊正在開發(fā)一種創(chuàng)新的視覺義肢。這是一臺電子輔助系統(tǒng)，用以支持視障人士的視力。

　　目前，我們正在執(zhí)行新技術試驗，使用個人的視覺能力來判斷對比度的變化。我們從頭部佩戴的攝像機視頻源獲得并處理圖像數(shù)據(jù)，檢測附近的物體，如人、標志桿，或感興趣的障礙物。被測物體被簡化為一組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備穿著者的障礙物的位置和分類。

　　最終，我們希望將該技術設計成一幅電子眼鏡，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立，幫助他們找出附近的物體、觀察他們的周圍環(huán)境。批量生產(chǎn)后，Smart Specs的成本將與一臺現(xiàn)代化的智能手機相當。其性能與一只經(jīng)過充分訓練的導盲犬相當，但卻便宜得多。

　　搭建義肢仿真環(huán)境來驗證我們的設計

　　首先我們從仿真視網(wǎng)膜義肢的功能開始，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視覺開發(fā)模塊來開發(fā)仿真軟件。該模塊可支持多種不同的相機類型，給我們提供了現(xiàn)成的圖像處理函數(shù)、圖像采集驅動、顯示功能和圖像記錄功能。我們無需大量的開發(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果(van Rheede, Kennard and Hicks. Journal of Vision 2010)。

　　在這第一項的研究中，我們提出了使用機器視覺來簡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能力的人士。接下來，我們開始了現(xiàn)在正在進行的研究，這個研究就完全基于LabVIEW、NI-IMAQ和Vision。