基于FPGA的视觉电生理图像刺激系统的设计.pdf

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1、第25卷第2期传感技术学报V0l_25No．22012年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2012DesignofthePatternStimulationSystemoftheVisualElectrophysiologyBasedonFPGACHENJi，ZHUWeng，ZHAOXiaoming，LIULei(CollegeofBioengineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Thetra

2、ditionalpatternsignalgeneratorofvisualelectrophysiologyisdonebythedualcardsofthemonitor，butitispoorinthereal—timeandsynchronization．AnewFPGA—basedpatternvisuale1ectr0physi0l0gica1stimulationisdesignedbythehardwaredescriptionlanguageofVHDL(Very—High—SpeedIntegrate

3、dCircuitHardwareDescriptionLanguage)togeneratethefunctionalmodulesoftimingcontrolsignalsofVGAandthestimulationpatterngenerationmoduleontheprogrammabledevices．BythegenerationofstimulationpatternbyFPGAtoreplacetheoriginalWindowssystemsoftware，thevisualelectrophysio

4、logyisbetterinreal-timeandsyn—chronizationthanthetraditionalone．Keywords：visualelectr0physiol0gy；FPGA；synchronicity；VGA；checkerboardEEACC：7220doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．02．005基于FPGA的视觉电生理图像刺激系统的设计术陈骥，朱伟芳，赵晓明，刘磊(重庆大学生物T程学院，重庆400044)摘要：传统的视觉电生理图像信号发生器大都采用双显卡

5、来实现，实时性和同步性较差，设计一种基于FPGA的新型视觉电生理图像刺激器，以硬件描述语言VHDL(Very—High—SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)对可编程器件进行功能模块设计。设计VGA显示器的时序控制信号模块和刺激网像生成模块。实验表明通过对FPGA编程能实现不同颜色、不同空间频率、不同空间视野和不同显示方式的图像刺激系统，与传统的在WindowS系统下通过双显卡来实现的刺激图像相比，实时性和同步性较好关键词：视觉电生理；FPGA；同步性；VGA

6、；棋盘格中图分类号：TH786文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)02—0170—05当视网膜受到光的照射或图像刺激时，首先在视基于双显卡的图像刺激信号发生器_3J，目前大部分感受器内发生光化和光电反应，然后产生感受器电使用的是这种方式，在视觉电生理系统中采用双显示位，感受器电位经双极细胞等的传递使神经节细胞产器，一个显示器用作计算机的主显示器，另一个用作生脉冲信号⋯，此信号经视神经视路传至大脑最后在图像刺激器。在计算机内采用软件方式实现图像刺枕叶的视皮质区形成电位。视觉电生理检查是对青激器的输出。这种

7、基于双显卡的技术，上位机同时发光眼、眼底病、弱视、色觉障碍等眼科疾病的早期诊出刺激图像产生命令与信号采集命令，但是在采用多断、视功能情况以及疗效评估的重要检测手段[2]。传任务处理调度的Windows系统机制下，经双显卡控制统的视觉电生理图像信号发生器主要有两种：(1)基显示器实现的刺激图像与信号采集命令有一定延时，于单片机的图像刺激信号发生器，其刺激信号是通过而延时多少具有随机性及不确定性，这是Windows机单片机来实现，图像刺激装置一般使用黑白电视机，制无法避免的因此在延时无法确定的情况下．不能由计算机控制单片机输

8、出图像信号到电视机，并控制保证刺激图像输出与视觉电生理信号采集的同步性其图像翻转。这种在计算机外另设单片机控制电路，与实时l生。同时随着视觉电生理研究在虚拟视觉、色对硬件要求较高，并且电视机分辨率低、易闪烁。(2)觉等领域的越来越广泛应用，特别是进行视觉诱发电项目来源：重庆大学研究生科技创新基金项目(CDJXS102