[发明专利]用于将图像换算成不同曝光时间的方法

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及用于将在给定曝光时间拍摄的图像换算成选择或不同的曝光时间的方法。

背景技术

在用荧光标记染色的生物样本的数字成像的领域中，出现比较用不同曝光时间拍摄的相同视场的图像的需要。在一个情形中，存在对从生物材料的样本去除自发荧光的需要。生物材料的样本典型地包含在与用于对组织样本检查某些生物特征所通常使用的荧光标记的频率范围重叠的频率范围上发荧光的物质。例如，相当常见的是，用与诸如Cy3和Cy5的已确立的荧光染料共轭的感兴趣的蛋白质的抗体将样本染色。例如，人类乳腺癌组织可用与Cy3共轭的p53肿瘤抑制蛋白质的抗体来染色。

从用这样的荧光标记染色的组织的显微图像去除自发荧光的一个方式将在用该荧光标记染色之前拍摄相同视场的图像，并且然后在逐个像素的基础上从染色的图像去除在未染色图像中观察的信号强度。期望的结果是其中在荧光标记的通道中记录的荧光信号正是由于荧光标记的结合引起的校正图像。然而，为了使这样的扣除产生正确的图像，两个图像应该具有大致上相同的曝光时间。

存在其中在相同的曝光时间拍摄自发荧光图像和荧光标记染色图像是不便或不可能的情形。一般而言，每个类型的图像具有它自己的最佳曝光时间，其给出从最大数量的像素获得信号与避免来自使它的记录通道饱和的任何像素的信号之间的最好平衡，以及真实信号和背景信号之间的最好平衡。在一些情况下，与一些荧光标记一起使用长达对于测量自发荧光可期望的曝光时间可是不可能或不实际的，因为在这样的长曝光时间，不可接受的大量像素被饱和，意味它们接收如此多的信号以致另外的信号不可检测。

因此，存在对估计如果曝光时间不同，荧光图像的像素处的信号将会是什么的需要。已经有通过使用式                                                这样做的尝试，其中I_t1是曝光时间t₁的强度并且I_t2是曝光时间t₂的估计强度。然而，这样估计的结果不是完全令人满意的。已经有通过根据式I_t2={(I_t1-在t₁的背景)*(t₂/t₁)}-(在t₂的背景)扣除每个曝光时间的背景来对该估计进行改进的尝试，但这些估计仍然没有像期望的那样准确。

发明内容

本发明的方法和系统提供来自在给定曝光时间的显微镜样本的荧光图像的像素的信号的强度的准确估计，其使用用于拍摄实际图像的数字摄像机的暗像素强度来开始于在不同曝光时间的实际信号强度。

用于将在最佳曝光时间拍摄的图像换算成选择的曝光时间的方法的示例一般包括：确定成像装置的暗像素强度；在最佳曝光时间采集第一图像；以及对于不同于该最佳曝光时间的第二曝光时间至少部分基于该暗像素强度调节该第一图像中的一个或多个像素的像素强度。确定该暗像素强度可包括将曝光时间设置成零；采集强度图像；以及计算整个强度图像的平均强度。该最佳曝光时间典型地至少部分基于该成像装置的一个或多个设置。

在一个示例中，第一图像是生物材料的，其中该生物材料可被染色或另外包括第一生物标记。该生物标记可包括荧光生物标记，由此该生物材料的第一图像将展现对应于该生物标记的荧光通道中的信号。该生物材料可用第二生物标记染色，由此该方法可进一步包括在相同或不同的最佳曝光时间拍摄第二图像。该方法可进一步包括对于不同于最佳曝光时间的第二曝光时间，至少部分基于暗像素强度调节第二图像中的一个或多个像素的像素强度。该第一和第二图像可重合来形成合成图像。这些图像可例如通过识别一个或多个形态特征并且使用这些识别的形态特征对齐或共同重合这些图像而重合。这些图像也可使用例如但不限于对齐这些图像的像素的其他方法而重合。

该方法可进一步包括采集生物材料的自发荧光图像，并且在一些示例中从第一图像扣除生物材料的该自发荧光图像。该自发荧光图像也可与第一和/或第二图像重合。这些方法不限于采集第一和第二图像。可拍摄该材料的任何数量的图像并且根据给定使用的需要或期望换算和/或重合。这些图像中的任何两个或多个可重合来形成合成图像。

这些方法还可包括用于对生物材料染色或将一个或多个生物标记另外应用到生物材料的步骤，其中第一图像在该生物标记应用到生物材料后采集。生物标记可适应于一个或多个通道。生物标记可同时或连续应用到材料。图像可使用对应于生物标记通道的滤光器拍摄。

附图说明