[发明专利]脉冲超光谱、荧光和激光标测成像系统中的噪声感知边缘增强

权利要求书

1.一种方法，包括：

致动发射器以发射多个电磁辐射脉冲；

通过图像传感器的像素阵列感测由所述多个电磁辐射脉冲产生的反射电磁辐射以生成多个曝光帧；以及

将边缘增强应用于所述多个曝光帧的中曝光帧内的边缘；

其中，由所述发射器发射的所述多个电磁辐射脉冲的至少一部分包括以下一者或多者：

具有从约513nm至约545nm的波长的电磁辐射；

具有从约565nm至约585nm的波长的电磁辐射；

具有从约900nm至约1000nm的波长的电磁辐射；

致使试剂发荧光的电磁辐射激发波长；或

激光标测模式。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

检测所述曝光帧内的所述边缘；

从存储器检索所述像素阵列的已知转换增益和应用的传感器增益；

基于所述像素阵列的所述已知转换增益和所应用的传感器增益来计算所述曝光帧中可接受的噪声的阈值量值；以及

基于所述曝光帧中可接受的噪声的阈值量值来调整所应用的边缘增强的量值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述边缘增强应用于所述曝光帧内的所述边缘包括：

从所述曝光帧提取亮度数据；

检测所述曝光帧内的所述边缘；

将增益因子应用于所述图像帧内的所检测的边缘以生成经修改的边缘数据；以及

合并所述亮度数据和所述经修改的边缘数据。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括基于以下一者或多者来计算由所述像素阵列生成的所述多个曝光帧的预期噪声：所述像素阵列内的每个像素的已知转换增益、所述像素阵列的已知应用的传感器增益、或与所述图像传感器电子通信的图像处理系统的数字化器的电压范围。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，应用所述边缘增强包括响应于包括大于噪声的阈值量值的所述曝光帧而应用所述边缘增强。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，应用所述边缘增强包括响应于包括大于噪声的阈值量值的像素而在每像素基础上应用所述边缘增强，并且其中，所述方法还包括基于预期的本地噪声来确定所述像素阵列中的多个像素的噪声的每像素阈值量值。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括通过以下方式检测所述曝光帧内的所述边缘：

将空间滤波器应用于所述曝光帧，其中，所述空间滤波器是高斯滤波器；

从所述曝光帧提取亮度平面；

通过从所述亮度平面减去所述曝光帧的所述经空间滤波版本来生成差平面；以及

通过识别所述差平面中的具有与空间频率按比例缩放的幅度的本地双极性信号来检测所述边缘。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过以下方式检测所述曝光帧内的所述边缘：

将空间滤波器应用于所述曝光帧，其中，所述空间滤波器是高斯滤波器；以及

将边缘检测运算子核应用于所述曝光帧的所述经空间滤波版本。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括计算增益因子，所述增益因子用于控制应用于所述曝光帧内的所述边缘的所述边缘增强的量值，其中，计算所述增益因子包括基于以下来进行计算：

与所述图像传感器电子通信的模数转换器(ADC)的电压摆动；

所述像素阵列的已知转换增益；

应用于所述图像传感器的绝对整体线性增益；以及

从用户接收的强度调节器设置。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括计算增益因子，所述增益因子用于控制应用于所述曝光帧内的所述边缘的所述边缘增强的量值，其中计算所述增益因子包括：

通过针对潜在增益范围绘制噪声相对于信号的光子转移曲线来绘制增益曲线图；

识别等于所述增益曲线图的线性区域内的梯度的倒数的校准因子；

基于所述校准因子来预测噪声预期的量值；并且

基于所预测的噪声预期的量值和从用户接收的强度调整设置来计算所述增益因子。