Kostengünstige Urinsediment-Untersuchung mit CNN-basiertem Vision System
Worum geht es beim CNN-basierten Embedded Vision System für die Urinsediment-Analyse?
Bei der Urinsediment-Analyse untersuchen Labormitarbeiter per Mikroskop die festen Bestandteile einer Urinprobe zur Diagnose von Erkrankungen der Niere oder der harnableitenden Organe. Jedoch birgt manuelles Mikroskopieren grundsätzlich ein Fehlerrisiko und kostet wertvolle Zeit. In vielen Laboren finden sich daher automatische Systeme. Sie unterscheiden sich je nach geforderter Performanz, Funktionalität und Baugröße und variieren folglich hinsichtlich ihres integrierten Vision Systems. Das im Folgenden dargestellte CNN-basierte Embedded Vision System erfüllt die Anforderungen, kostengünstig und hoch-performant zu sein.
Worin liegen die Probleme bei der Urinsediment-Analyse
Laboranalysen müssen zunehmend schnell und günstig erbracht werden, natürlich ohne Abstriche bei der Zuverlässigkeit. Ein CNN-basierter Auswertungs-Algorithmus auf dem richtigen Embedded Vision System kann dies ermöglichen. Entscheidend ist die Integration der richtigen – sprich aufeinander abgestimmten – Hardware- und Software-Komponenten. Am besten gelingt das mit einem erfahrenen Partner.
Die Lösung: ein zuverlässiges und günstiges CNN-basiertes Vision System
Die Demo repräsentiert ein zuverlässiges und günstiges CNN-basiertes Vision System wie es sich z. B. für die oben genannte automatisierte mikroskopische Untersuchung von Urinsediment eignet. In unserem umfangreichen Portfolio führen wir alle nötigen Hardware- und Software-Komponenten.
Die Hardware des Systems setzt sich zusammen aus einem dart Farbkameramodul mit 5 MP Auflösung und MIPI CSI2-Schnittstelle, einem passenden Datenkabel und dem selbst entwickelten Basler Embedded Vision Processing Board. Das Board hält relevante Kommunikations- und Steuerungs-Schnittstellen vor, über die es sich für die Integration als zentrale Controller-Einheit in kleinen Benchtop-Geräten eignet. Herzstück unseres Preis-Leistungs-optimierten Boards ist der i.MX 8M Plus von NXP®. Zur Software des Systems gehört die pylon Software Suite, mit deren Hilfe die Konfiguration der Kamera sowie der anschließende Bildeinzug und die Bildanalyse erfolgen. Das verwendete dart Kameramodul besitzt einen ISP (Image Signal Processor), der bereits sämtliche Bildvorverarbeitungsschritte durchführt. Dazu gehören bspw. das Debayering und Denoising sowie das Setzen einer ROI (Region of Interest) oder die Skalierung der Sensorpixel auf die Zielauflösung. Da nicht alle dart Kameramodule einen integrierten ISP besitzen, kann alternativ der integrierte ISP des i.MX 8M Plus im Embedded Vision Processing Board verwendet werden.
Die anschließende Inferenz des CNNs erfolgt auf einem Spezialprozessor des i.MX 8M Plus SoC (System on Chip), der sogenannten NPU (Neural Processing Unit). Die für CNNs typischen rechenintensiven Aufgaben werden durch die NPU mit Hardwarebeschleunigung durchgeführt, was die Ausführung besonders effizient macht. Das AI vTool Object Detection wird für die NPU auf der pylon AI Plattform optimiert. Nach der Inferenz durch die NPU finden auf der CPU (Central Processing Unit) des i.MX 8M Plus SoC weitere Verarbeitungsschritte statt. Der pylon Viewer wird zur Konfiguration der Bildverarbeitungslösung genutzt: zur Konfiguration des Outputs und Visualisierung der Bounding Boxes mithilfe des AI vTools. So lassen sich die Urinsediment-Bestandteile präzise und effizient klassifizieren und lokalisieren, um Ergebnis-Statistiken erstellen zu können. Anschließend kann die Konfiguration und das gespeicherte Rezept ohne Programmieraufwand an die Zielapplikationssoftware weitergegeben werden.
Die Vorteile eines CNN-basierten Embedded Vision Systems bei der Urinsediment-Analyse
Vollständig autarkes Embedded Vision Processing Board – aus nur einer Hand
Board geeignet für Prototyping als auch Serienfertigung Ihres Komplett-Systems
Langzeitverfügbare und Preis-Leistungs-optimierte Vision Technologie vom Experten
pylon Software Suite bietet integrierte Lösungen von Bildaufnahme über Bildverarbeitung bis Bildanalyse
pylon AI vTool Object Detection zum Zählen und Lokalisieren der verschiedenen Urinbestandteile
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