視覺假體中神經刺激器的處理與控制電路的研究.pdf

1、人工視覺系統(tǒng)的最終目標是對那些由于疾病或外傷導致失明的人通過人工產生視覺感覺，能夠完成一些現在通過輔助技術還有重大局限性的活動，這些活動包括讀課文、識別人臉以及應對不熟悉的環(huán)境。在完整的視覺系統(tǒng)中，完成這些活動的能力來自大量結構復雜的并行帶反饋處理信息的神經網絡。當這個系統(tǒng)因疾病或外傷而被破壞了，最終就會導致失明，視覺系統(tǒng)的神經元的再生或修復能力將會惡化。視覺假體就是通過繞開受損的視覺通路的神經元，連接視覺通路中未受損的部分并人工產生感

2、知的過程。 盡管存在方法上的差異，但所有視覺假體都有一系列相同的組成，不同之處只是其與神經系統(tǒng)的接口不同。這些相同的組成部分是：一個攝像機將光信號轉換成電信號；一套信號處理系統(tǒng)將采集的圖像信息按神經刺激需要的參數轉換成可傳輸的編碼信息；一套傳輸系統(tǒng)，為可植入體內的系統(tǒng)提供能量并傳輸外部采集的信號；可植入體內的神經刺激器系統(tǒng)，其將傳入的視覺信息編碼變換成電刺激信號刺激視覺神經以產生光幻視；以及電極陣列。 本文正是在有關神經

3、刺激器的研究基礎上，基于現代數字系統(tǒng)設計的設計方法，以Xilinx公司的Spartan-3E系列現場可編程門陣列（FPGA）開發(fā)板為硬件基礎，根據神經刺激器內電極驅動電路的子板母板的設計模式，進行了對前端傳入信號處理與對后端電路控制與信息傳遞的處理與控制電路的研究與設計。 根據視覺神經刺激參數及后端刺激電極驅動電路的要求，通過對六個主要模塊的基本功能的設計實現，完成了與PC機的通信、傳入信息處理以及對后端數字模擬轉換器AD860