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開發者已經有10年，這10年中，我發現沒有任何一款其它的應用程序開發環境(ADE)能夠提供像LabVIEW一樣快捷、靈活的軟件開發和調試體驗。另外，LabVIEW提供的一系列現成的視覺處理函數非常方便易用，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科學系的科學家團隊正在開發一種創新的視覺義肢。這是一臺電子輔助系統，用以支持視障人士的視力。

　　目前，我們正在執行新技術試驗，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據，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、觀察他們的周圍環境。批量生產后，Smart Specs的成本將與一臺現代化的智能手機相當。其性能與一只經過充分訓練的導盲犬相當，但卻便宜得多。

　　搭建義肢仿真環境來驗證我們的設計

　　首先我們從仿真視網膜義肢的功能開始，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視覺開發模塊來開發仿真軟件。該模塊可支持多種不同的相機類型，給我們提供了現成的圖像處理函數、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就可以快速地采集原始圖像。我們已經發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，我們開始了現在正在進行的研究，這個研究就完全基于LabVIEW、NI-IMAQ和Vision。