Zpracování obrazu v nemocnicích
Vysokorychlostní kamery přinášejí revoluci v analýze chůze
Průmysl:Vědy o živé příroděKlient:Simi Reality Motion Systems GmbH
Simi Reality Motion Systems GmbH vyvíjí, vyrábí a distribuuje produkty pro analýzu pohybu a chování. Společnost byla založena v roce 1992 a od té doby se zaměřuje na sběr dat a analýzu pohybů v medicíně, sportu, průmyslu a zábavě.
Situace
Přesné plánování operací, poskytování pomůcek a fyzioterapeutických opatření při komplexních poruchách chůze nebo bolestech závislých na zátěži umožňuje analýza chůze. Měření chůze na základě infračerveného 3D měření trvá až 120 minut a je časově velmi náročné kvůli mnoha značkám, které je třeba aplikovat - zejména u dětí nebo pacientů s Parkinsonovou chorobou.
Výzva
Systém založený na snímcích by měl zkrátit proceduru a snížit počet markerů. Kamery by měly být odolné a zároveň snadno ovladatelné a měly by mít rozlišení alespoň 1920 x 1080 pixelů. Vzhledem k tomu, že plánovaná délka dráhy by měla být alespoň 15 m, vzdálenost mezi vyhodnocovacím počítačem a kamerami by měla být alespoň 7,5 m, pokud je vyhodnocovací počítač umístěn uprostřed.
Řešení
Kromě umělé 3D rekonstrukce využívá metoda založená na obrazu osm vysokorychlostních kamer, které zobrazují vzor chůze pacienta v reálném čase. Kromě použití jednotlivých markerů, kterých je mnohem méně než v systémech založených na infračerveném záření, umožňuje metoda založená na obrazu také provádět analýzu chůze bez markerů pomocí sledování siluety. Tím odpadá nutnost použití markerů a postup analýzy chůze je celkově rychlejší a méně komplikovaný. Zatímco lidské oko je omezeno na přibližně 20 snímků za sekundu, vysokorychlostní kamery jich zachytí mnohonásobně více. Zkušení ortopedičtí specialisté tak mohou identifikovat příčiny a následky poruchy chůze i v případě, že klinické vyšetření neposkytuje dostatečné informace. Přestože množství dat shromážděných HD kamerami je obrovské, současné levnější a rychlejší možnosti ukládání umožňují tato data ukládat a využívat je v každodenní klinické praxi.
Jak to funguje?
Při síťovém řešení je k dispozici dostatečná vyrovnávací paměť pro délku kabelu, ale dostupná šířka pásma sítě přibližně 120 MB/s je u osmi HD kamer s gigabitovým Ethernetem rychle překročena: 8 x 1920 x 1080 x 30 (snímků za sekundu) x 8 (bitová obrazová data) = přibližně 500 MB/s.
Jedno z řešení nabízíduální kamery GigE BVS CA-GX2které spojují dvě linky Gigabit Ethernet prostřednictvím agregace linek, a mohou tak poskytnout přibližně 340 MB/s jako čistou šířku pásma. Kamery navíc nabízejí obrazovou paměť o velikosti 256 MB, která při správném nastavení kompenzuje nedostatečnou šířku pásma.

Vaše výhody
Jaké jsou nejdůležitější vlastnosti vaší aplikace?
- FGPA (Field Programmable Gate Array - pole programovatelných hradlových polí)
- Obrazová paměť 256 MB
- Agregace spojů
- Inteligentní funkce: brzda šířky pásma
Produkty
Pohled do portfolia společnosti Balluff odhalil jako řešení model BVS CA-GX2-0024ZC. Model BVS CA-GX2-0024ZC využívá snímač Pregius IMX174 od společnosti Sony. Má rozlišení 1936 x 1216 pixelů, podporuje rozlišení Full HD, maximální obnovovací frekvenci 105 Hz a jedná se o snímač s globální závěrkou.