人眼作为人体获取视觉的核心器官,却存在着因某些疾病而造成的视觉残疾甚至丧失。医学研究发现部分盲人除感光细胞受损外其余的视觉通路是完好的,基于此产生了一种全新的视觉修复技术——人工视觉。人工视觉通过外接摄像头获取视觉信息并转换为电信号,电信号被无线传输到植入体电极后对视觉通路产生电刺激,从而在视觉中枢产生光幻视,进而恢复盲人的视觉感受。目前,可临床应用的人工视觉产品以国外为主,在国内还处于实验室探索阶段。因此,开展人工视觉系统研究与设计具有很强的理论与现实意义。本文在调研了眼科医院对人工视觉的功能需求后,研究并设计了一套基于DM6437的低成本、高性能、一体化的人工视觉系统Vision Glass。本文的主要工作和成功如下:(1)人工视觉系统整体方案的设计,重点是对软件模块如视频采集与显示、术后调试与培训、系统参数维护、系统软件升级等的实现。(2)为解决视觉信息量大和有限的植入体电极数目间的矛盾,研究并设计了一种基于块分割的降像素化图像处理方法,通过视角转换、图像缩放、灰度变换、降像素化等处理手段将240×360的原始图像降为电刺激所需的4×6仿真光幻视点阵。为便于眼科医院对盲人开展术后文字阅读等视觉任务的培训,研究并实现了基于BP神经网络的单字符识别算法,实验结果表明,该算法下对单字符的识别率可达到96%。(3)在设计并分析了OOK射频调制电路后,提出了一种由亮度分级来控制刺激幅度的电极刺激策略。为测试植入体电极工作时的状态,提出了电极阻抗测量方法,实验结果表明该方法下的阻抗测量误差在10%以内。(4)结合C64x+DSP内核的特点,从多角度对系统进行性能优化。专门建立了空域响应测试标准来确保人工视觉产品出厂前电极刺激的准确性和唯一性。此外,本文还对系统在不同工作主频下的系统功耗与视觉图像处理性能作了对比分析。测试结果表明,在432MHz的主频下,系统在充电后可连续工作2天,且优化后的图像处理速度可达到30fps。