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Kostengünstige Urinsediment-Untersuchung mit CNN-basiertem Vision System

CNN-basierte automatische mikroskopische Urinsediment-Untersuchung - Vision-Lösung von Basler

Worum geht es?

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 liegt das Problem?

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

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 Camera Software Suite, mit deren Hilfe die Konfiguration der Kamera sowie der anschließende Bildeinzug 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. Nach der Inferenz durch die NPU finden auf der CPU (Central Processing Unit) des i.MX 8M Plus SoC weitere Verarbeitungsschritte statt, wie die Visualisierung der Bounding Boxes und das Erstellen von Ergebnis-Statistiken über die klassifizierten Urinsediment-Bestandteile.

Ihre Vorteile

  • 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
  • Nahtlose Integration klassischer und CNN-basierter Bild-Verarbeitung und -Auswertung

Haben Sie Fragen zu dieser oder Ihrer ganz individuellen Lösung? Wir freuen uns auf Ihre Anfrage und beraten Sie gern!

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