CN104303047B - 用于化学发光样本的图像获取 - Google Patents

Abstract

一种用于探测样本中的化学发光的成像系统采用了高度合并的、短曝光时间最初图像来计算所述样本的最终图像的曝光时间。计算曝光时间以后，至少获取两个最终图像，将第一图像中饱和的像素移除并且用第二图像中相应的未饱和的像素来替代。相应的像素被调整为反映所述第一和第二图像之间的不同的强度级，并且所述第一图像变为反映所探测的化学发光的最终图像。

Description

用于化学发光样本的图像获取

本申请为2012年3月15日提交的美国专利申请61/611,293的非临时申请，在此要求该申请的优先权，并通过援引而全文并入本文中。

背景技术

成像系统利用荧光来检测蛋白质、核酸和其它生物物质的存在。测量发光的强度将提供样本中物质的浓度的指示，例如，通过比较在基板上的多个样本或者样本点中的光的强度来实现。

当发光是通过外部激发源(例如，光源)对样本的激发的结果时，荧光或者光的发射通常是恒定的，可毫不费力地获得用于比较强度的检测光水平的有用的动态范围。

在一些情况下，化学发光可能是检测特定物质的优选技术。在化学发光中，光基于化学反应从样本发出，例如起因于将酶和氧化剂引入蛋白质样本或者其它感兴趣的物质。

化学发光的一个限制是，发光往往比较微弱，并且其具有有限的半衰期，并且随着时间退化。因此，很难准确地确定所需要的曝光时间，以便能提供光水平的有用的动态范围的图像中获得最好的发射光的测量。当使用照片探测设备(例如CCD相机)时，曝光时间应当提供从发出用于有意义的评估的最低的光强度的样本点捕获足够的光的光水平的动态范围，而没有发出太多光的其它的样本点并导致单个的CCD元素由于过度曝光而变得过饱和。在过去，化学发光样本的曝光时间经常在一定程度上是主观估计的结果。估计的曝光时间不能总是提供好的结果，为了获得有用于的数据，可能需要多次测量。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种用于探测样本的化学发光的系统和方法。为了捕获光信号，计算图像的曝光时间。在一个实施例中，曝光时间的计算是基于高度合并的(binned)初始图像。在另外的实施例中，从两个最终图像中获得具有探测到的或者捕获的光的最终图像，即采用计算的曝光时间获得第一最终图像以及为了避免饱和的像素采用较短的曝光时间的第二最终图像。第一图像中的饱和的像素被第二最终图像中相应的不饱和像素替代，从而获得代表来自化学发光的被探测的光的最终图像。

在另外的实施例中，提供了一种测定样本的化学发光的方法。该方法包括获得样本的合并的最初图像，该最初图像具有代表其图像像素内的像素单元的数目的第一合并值；以及计算样本的最终图像的曝光时间，该最终图像具有代表其图像像素内的像素单元的数目的第二合并值，其中所述第一合并值大于第二二合并值，并且其中所述计算是基于所述第一合并值与第二合并值之间的像素比率。该方法进一步包括获取样本的至少第一和第二最终图像，其中所述第一最终图像是采用计算的曝光时间获取的，其中所述第二最终图像是采用比计算的曝光时间短的曝光时间获取的；以及识别第一最终图像中的饱和的像素。该方法进一步包括测量第一和第二最终图像中相应特征的发光强度，其中测量提供了反映第一最终图像内特征的强度相对于第二最终图像内相应特征的强度的强度比；针对第一最终图像中任何饱和像素，替换来自第二最终图像内相应的非饱和的像素；以及根据该强度比，调节已替代饱和像素的相应的像素的强度。

通过参考本发明的说明书以及权利要求书，并且结合附图考虑，可以对本发明得到更加完整的理解。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的成像系统的简化的框图。

图2示出了根据一个实施例采用图1的成像系统计算曝光时间并且获得探测的化学发光的图像的过程的简化的流程图。

图3示出了根据另外的实施例采用图1的成像系统计算曝光时间并且获得探测的化学发光的图像的过程的流程图。

图4是示出了能够实现本发明的实施例的示例性的计算机系统的框图。

具体实施方式

有多种实施例和结构用于实现该发明。通常，实施例提供用于基于荧光或者从样本发出的光的存在(在捕获的图像中)以探测生物物质的化学发光的系统和方法，例如蛋白质样本。计算成像的曝光时间，其中来自荧光的光的强度代表探测的物质的浓度。在本发明的一个广义的方面，曝光时间基于高度合并(并且因此较低的分辨率)的最初图像。在另外一个广义的方面，通过采用计算的曝光时间获得的第一最终图像以及为了避免饱和像素而具有较短的曝光时间的第二最终图像，获得代表探测到的或者捕获的光的最终图像。采用第二最终图像中相应的非饱和像素来替代第一图像中的饱和像素，以获得代表来自化学发光的探测光的最终图像。

在一个实施例中，用于探测从样本发出的光信号的曝光时间是通过在CCD(电荷耦合设备)相机上获得高度合并且因此具有较小的分辨率的最初图像来计算的。合并(binning)是用于将多个相机(CCD)像素元素结合到单个的图像像素中的已知的技术。合并允许较短的曝光时间来捕获数据，具有较小的分辨率但是具有减小的噪声级。因此可在化学发光的样本明显衰变之前，通过快速地探测从样本发出的光强的范围(包括可能导致像素饱和的最强的光)，采用高度合并的最初图像用于计算最终样本图像的曝光时间。

通常来说，可采用高度合并的最初图像，通过使用最初的数据确定最强的信号什么时候将在最终图像中达到饱和，来计算最终图像的曝光时间。作为示例，在一个实施方式中，高度合并的图像被设置为16×16的合并的值，也就是256个CCD像素元素或者单元被结合进单个的图像像素中。这样高度合并的图像允许短得多的曝光时间来测定光强，而且，虽然具有较低的分辨率，该高度合并的图像导致较高的信噪比。最初的图像被测量或者检查饱和像素(例如，如果每一个像素的数值通过16比特表示，并且因此可以是从0至65,535之间的任何值，则饱和像素为具有65,535值的那些像素)。如果任意的像素是饱和的，则采用较小的曝光时间获取第二最初图像。在一个实施方式中，第二最初图像将具有第一最初图像三分之一的曝光时间。

最初的图像也可以采用高于照片探测系统(CCD相机)的噪音级的足够的光信号来测量。例如，CCD相机将从其像素单元发出正常的、小级别的噪音信号。必须存在足够数量的、发出高于噪音级的信号的像素，来保证当最高强度的信号将达到或者足够接近饱和时，具有足够的数据来预测。在一个示例性的实施例中，最初图像中0.1％的像素将达到或者高于整个动态范围的12.5％(尽管可以预料，取决于系统的设计，其他的阈值百分比也是可选的)。

在上述的实施例中，一旦最初图像被发现是可接受的，则针对同一样本的最终图像的曝光时间就被计算。计算可基于在最初图像中使用的合并值与最终图像中使用的合并值的像素比率，也就是在每个最初图像像素中的像素元素的个数与在每个最终图像像素中的像素元素的个数的比率。在这里的一个示例性的实施例中，最初图像被设置为合并为16×16(每个图像像素为256个像素元素)，而最终图像被设置为合并为4×4(每个图像像素为16个像素元素)。在该实施例中，像素比率为16，计算的曝光时间被确定为最初图像的曝光时间的16倍(也就是，最终图像中的每个合并图像像素为最初图像内的合并图像像素的1/16，并且因此需要16倍的曝光时间来获得相应的图像)。可以预料，上述的最初和最终图像的合并的大小只是示例性的，并且可以是不同的，只要最初图像的合并(用于计算最终曝光时间)大于最终图像。在最终图像的情况下，合并大小通常是用于基于需要的分辨率的程度来确定(并且在有些情况下，可能根本不需要合并，也就是每个图像像素为1×1)。

然后基于计算的曝光时间获取样本的第一最终图像。可以预料最终图像中至少一些像素是饱和的，因为在记载的实施例中，用于最终图像的曝光时间计算为最大强度的像素将达到饱和(或者接近饱和)。因此，将获取第二最终图像(以减小饱和像素的可能性)。

在记载的实施例中，采用减小的曝光时间获得第二最终图像。在一个实施例中，曝光时间相对于第一最终图像减少67％(尽管如可预期的，其他的用于第二图像的曝光时间的减小也是可能的，取决于系统的设计)。

可以预料，在大多数情况下，第二最终图像将不具有饱和的像素，并且因此和第一最终图像一起被储存用于进一步的处理。在一些实施例中，第二最终图像被评价饱和像素，并且如果发现，就再获取或者捕获另一个图像(采用进一步减小的曝光时间)并且变为第二最终图像。期望的结果是存在两个最终图像，一个具有饱和的像素，而另一个没有饱和的像素。

如下文中将要更加详细地记载的，在第一最终图像中的非饱和像素(表示图像特征)将被识别，并且在第一最终图像中的这些像素(或者图像特征)的强度比率将与第二最终图像中相应的像素对比。第一最终图像中饱和像素将采用第二最终图像中相应的像素替代，替代的像素将根据强度比率向上调整。例如，如果第一最终图像中的非饱和像素比第二最终图像中非饱和像素亮3倍或者更强，则当被放置在第一图像中时，从第二图像中替代的或者替换的像素的亮度被增加为3倍。从而，修正后的第一最终图像用于作为样本的测量光或者发光的最后的最终图像，具有光级的扩展的动态范围，从最低强度的像素信号至最高强度的像素信号(最终图像中的最高强度的像素信号已经被从第二图像中去除以避免具有过饱和的像素)。

现在参考图1，示出了根据从样本110发出的光分析样本110的成像系统100的简化的视图。典型地，样本110包括上面有样本点阵列的基板，每个样本点代表一种感兴趣的物质(例如蛋白质)，并且具有样本点之间不同的浓度(为了在样本点之间对照)。为了确定从样本发出的光，系统100包括用于接收通过透镜124的发射光的CCD相机120。被相机120中的CCD像素元素接收的光通过模拟-数字(A/D)转换器126(A/D转换器将来自相机120的CCD元素的模拟信号转换成代表探测的光的强度值的数字信号)提供给图像处理系统130。处理系统130包括用于处理代表在CCD相机探测到的光的数字信号的图像处理器132，以及一个或者多个用于存储图像以及处理器130处理和分析图像使用的软件的存储设备134。系统100还可包括可选的光源140，以便在样本110需要光源以发出荧光时使用。然而，本发明的实施例通常用于探测化学发光，不需要外部的光源。

如此描述的这样的成像系统100是传统的，可通过例如从加州Hercules市的生物辐射实验室股份有限公司得到的“ChemDoc MP”系统来实现。这样的系统允许探测由光源(例如光源140)对样本的激发产生的光，以及由样本110的化学发光产生的光。

同样在图1中可看到用户报告系统150，例如笔记本电脑或者桌面的个人计算机。报告系统150可具有显示装置，用于显示由相机120探测的来自样本的光的图像。

图2示出了根据一个实施例的，用于计算曝光时间，并且基于该计算的曝光时间获得化学发光的最终图像的过程的简化的流程图。为了获得光信号的希望的动态范围，将计算最终图像的曝光时间，从而最高强度的信号的像素将饱和或者接近饱和。

在步骤210，获取一个或者多个最初图像。如上文所述，最初图像是高度合并的(相对于样本的最终图像)。因此具有较短的曝光时间(相对于最终图像)。曝光时间选择为最初图像中的至少一些像素刚好是饱和的(或者接近饱和)。在一个实施方式中，选择曝光四秒，但是这样的最初曝光可以是不同的，取决于相机120的设计。如下文中将要详细描述的，可能需要多个最初图像。例如，如果最初图像中所有的像素都是饱和的，则减小曝光时间，获取第二最初图像用于最终曝光时间的计算。如果背景噪声上的信号不足以预测最终图像的曝光时间，则增加曝光时间，使用具有更大的曝光时间的图像作为计算最终曝光时间的最初图像。

在一个实施方式中，一旦获得最初图像的希望的曝光时间，获取另外的图像(步骤212)，其被从当前的最初图像移动(相对于样本)。该另外的图像将探测可能介于两个合并图像像素或者像素区域之间的，并且导致穿过两个图像像素的较低强度的光铺展的所有较高强度的信号。如果该另外的图像具有较大的强度，则该另外的图像被选择用于最终曝光计算(如果不是，则使用之前的图像作为用于最终曝光时间计算所选择的最初图像)。在一个实施方式中，位移是沿着x和y轴的合并的图像像素的一半的距离，为了在合并的图像像素或者图像区域内移动图像四分之一。

在步骤214，从选择的高度合并的最初图像计算样本的最终图像的曝光时间。在一个实施例中，该计算包括两个分离的因素。首先，计算将导致代表最初图像中的最高强度信号的像素饱和的放大因子。例如，如果选择的最初图像中的最高强度信号是75％饱和的，则放大因子就是133％(需要增加33％的曝光以达到饱和)，并且因此最初图像的曝光时间就根据该放大因子来放大。计算最终曝光时间的第二个因素是合并的最初图像像素大小与最终图像像素大小的像素比率。如上文中讨论过的示例，如果最初图像中的像素大小(合并值)比最终图像中的图像像素大小大16倍(例如，如果最初图像合并为16×16，并且最终图像合并为4×4)，则最终曝光时间增大为16倍，也就是，最初图像的曝光时间通过乘以16的像素比率来增加(除了需要达到饱和所需要的任何放大因子)。

在步骤220，为了达到代表样本的探测的化学发光的唯一的最终图像，获取多个最终图像(也就是，用于唯一的最终图像内每一个像素的数据值)。第一最终图像采用在步骤214中计算的曝光时间来获取。然后采用减小的曝光时间获取第二最终图像(在一个实施例中，曝光时间减小为最终图像的曝光时间的33％)。因此，在多数情况下，第二最终图像没有饱和的像素。获取两个图像允许最后的最终图像具有扩大的光级或者强度的动态范围。特别地，通过在步骤224中比较第一最终图像中非饱和的像素或者特征与第二最终图像中相同的像素，获得信号强度比率。该比较产生信号强度比率。仅作为示例(为了说明的目的)，如果第一最终图像中非饱和像素的平均强度为第二最终图像中相应像素的强度的两倍，则信号强度比率为2。实际的信号强度比率，当然根据第一和第二最终像素的曝光时间(除了其它因素)而不同。

在步骤226，第一图像中的饱和像素被第二图像中相应像素的数据值替代，替代的像素(来自第二图像)的数据值通过强度比率(在步骤224中获得)增大或者向上调节。在步骤228，具有替代的像素的第一图像代表样本的最后的最终图像，具有从达到或者接近饱和的最低强度信号至最高强度信号的全部的动态范围。

应当注意到，尽管现在全部的动态范围通过最终图像中的像素数据值来表示，根据图像系统中像素的优选数据大小，最终图像可能需要缩小比例。例如，在一个实施例中，系统使用的用于像素值的实际数据大小是16比特(每个像素通过从0至65,535的数据值范围内的一个值来表示)。如果在步骤228中，最终图像具有大于该值的像素值，则全部图像(每个像素的数据值)就缩小比例，从而每个像素具有在数值为16比特范围内的值(并且最高值像素不超过值65,535)。

根据本发明的另外一个实施例，用于计算曝光时间并且获得化学发光的样本的最终图像的过程的更加具体的和详细的实施例示出在图3中。

在步骤310，设置CCD相机120(例如通过图像处理器132)为“高级的”或者高度合并的值从而获得最初图像。在记载的实施例中，合并的值为16×16(256像素元素合并到每个图像像素中)。同样，相机设置为用户确定的最初曝光时间。最初曝光时间可基于用户的判断或者经验，从而最初图像中的最高强度信号将接近饱和。然而，可以理解，如本说明书所改进的，在确定该合并值时存在允许的改变，因为如果所确定的曝光时间不是完全合适，系统将本质上采用几个快速(短曝光)的后续的图像纠正该最初曝光。

在步骤312，获取了最初图像，并且分析该图像的饱和像素。商业上可得到的CCD相机提供饱和像素的值的说明，处理器132通过将最初图像中的像素值与说明书的像素饱和值对比，来确定饱和像素的位置。如果发现像素是饱和的(步骤313)，则在步骤314减小曝光时间，获取另外的图像(重复步骤312)，直到获取没有饱和的图像。同样，如上文结合图2所提到的(但是没有示出在图3中)，另外的移动的最初图像可被获得，以探测介于两个相邻的合并像素之间的较高的强度信号(参考步骤212)。

一旦没有饱和，则在步骤316，得到的最初图像(没有饱和的)被评估，以确定在图像的像素获取的信号明显地高于噪声级，对预测达到饱和的曝光时间来说是有意义的。确定像素是否足够高于噪声级的参数可基于相机和系统100的设计，但是在一个实施例中，如果图像中至少0.1％的像素为相机120的全部动态范围的至少12.5％，则该条件是令人满意的。如果信号是不足的(步骤321)，则在步骤320增加曝光时间，重复步骤312、314和316。

如果信号被确定为明显地高于噪声级(步骤321)，则在步骤322计算达到饱和的曝光时间。应当理解，最终的图像将源自多个最终图像，并且最终图像的合并将明显低于步骤310中为最初图像设定的合并(为了获得较高的分辨率)。如上文中结合图2记载的，在一个实施例中，在步骤322计算的曝光时间可同时基于放大因子(将最初图像中的最高强度信号变为饱和)以及反映在最初图像和最终图像中使用的不同的合并值的像素比率这两者。最初图像的曝光时间随后在步骤324被调整为考虑这两个因素。

为了获得表达样本110的化学发光的唯一的最终图像，最少要获取两个最终图像。在步骤326，采用在步骤322确定的设定条件获得第一最终图像，并且保存至存储器用于进一步的处理。然后，在步骤330，减小曝光时间，在步骤332，获取第二最终图像。在记载的实施例中用于第二最终图像的减小的曝光时间比第一最终图像低67％，尽管实际的减小值将基于用户的判断和经验以及相机120和系统100的设计而不同。同样在步骤332，分析第二图像中的饱和像素。如果发现第二图像中的任何饱和像素(步骤333)，则重复步骤330和332(采用减少较低的曝光时间)，直到在图像中没有发现饱和的像素。如果在步骤333中没有发现饱和像素，则过程进入步骤334。

在步骤334，识别第一图像中非背景的像素以及没有饱和的像素。非背景的像素是那些具有高于为相机设置的偏压或者噪声级的像素。在一个实施例中，非背景的像素被识别为位于为相机设置的偏压或者固有噪声级的2.5标准偏差范围内的像素。在步骤336，在步骤334中识别出的第一图像中的非背景的、非饱和的像素与第二最终图像中相应的像素比较的强度比率，从而计算强度比率(如上文所述，需要该比率将第二图像中的像素的强度变为与第一图像中相应的像素相同的级别)。

在步骤338，第一图像中饱和的像素被第二图像中相同的(相应的)像素所替代，替代的像素根据步骤336中计算的强度比率向上调整。在步骤340，如果在步骤338的调整后，在第一图像中仍然有其它的像素(也就是在步骤338中没有被替代的像素)超过范围(也就是具有与第二图像中相应的像素不一致的数值)，则这些像素也同样被来自第二图像的像素所替代，使用在步骤336中计算的强度比率调整。该步骤允许有随机因素，例如宇宙射线产生的谬误的像素或者信号被纠正。在一个实施例中，将第一图像中的像素与第二图像中相应的像素比较(第二图像中的像素采用在步骤336中计算的强度比率被向上调整后)，如果它们具有超过预料的10％的变化，则第一图像中的像素被认为超出范围(与第二图像中相应的像素不一致)。

最后，在步骤342，最终图像中的所有像素值都由成像系统调整为可用的文件格式，并且显示在用户报告系统150上。例如，如果成像系统使用16比特文件，则在最终图像中的所有像素值将被调整(按比例缩小)，从而用于所有像素的最大值将不超过用于16比特文件的值65,535。

应当注意到，虽然图3中没有示出，在获得了合适的最终图像后，可能使用传统的平场改正来补偿正常的视觉变形。如果平场改正的结果导致任何像素饱和(超过图像系统中像素的最大数据值)，全部的图像将被按比例调整(缩小比例)。例如，如果系统使用的像素值的数据大小为16比特(每个像素表示为从0至65,535范围内的一个值)，则全部的图像(每个像素)被缩小比例，从而每个像素具有16比特范围值内的值。

图4是示出了本发明可在上面实现的示例性的计算机系统的框图。该示例示出了计算机系统400，例如可被全部使用，部分使用，或者具有不同的改进，以提供图像处理系统130和用户报告系统150的功能，以及这里记载的本发明的其它部件和功能。

计算机系统400示出为包括可通过总线490电连接的硬件元件。硬件元件可包括一个或者多个中央处理单元410，一个或者多个输入设备420(例如，鼠标、键盘等)，以及一个或者多个输出设备430(例如，显示设备，打印机，等)。计算机系统400还可包括一个或者多个存储设备440，表现为远程的、本地的、固定的和/或移动的存储设备以及用于暂时和/或更长久地包含计算机可读信息的存储媒体，以及一个或者多个存储媒体读取设备450，用于访问存储设备440。作为示例，存储设备440可包括磁盘驱动器、光学存储设备、固态存储设备例如随机存取存储器(“RAM”)和/或只读存储器(“ROM”)，其可被编程、闪存更新或者类似处理。

计算机系统400还可进一步包括通信系统460(例如，调制解调器、网卡-无线的或者有线的，以及红外线通信设备、蓝牙设备、近场通信(NFC)设备、蜂巢通信设备，等)。通信系统460可允许与网络、系统、计算机、移动设备和/或上文中提到的其它部件之间的数据交换。系统400还可包括工作存储器480，其可包括上文中提及的RAM和ROM设备。在一些实施例中，计算机系统400还可包括加速处理单元470，其可包括数字信号处理器、特殊用途处理器以及或者类似物。

计算机系统400还可包括软件元件，示出为位于工作存储器480内，包括操作系统484和/或其它编码488。软件编码488可用于实现本文记载的体系结构的多个元件的功能。例如，存储在计算机系统，例如系统400上和/或通过计算机系统执行的软件，可用于实现图2和3中示出的处理。

应当理解计算机系统400可选的实施例可具有来自上文中记载的内容的多种变化。例如，可采用定制的硬件和/或特定的元件可能在硬件、软件(包括可移植软件，例如小型程序)或者二者中实现。而且，可能存在与其它计算设备的连接，例如网络输入/输出以及数据采集设备(没有示出)。

虽然为了描述的方便，这里记载的多种方法和处理相应于特定的结构和/或功能部件来记载，本发明的方法不限于任何特定的结构和/或功能体系，反而可在任何合适的硬件、固件和/或软件结构上实现。同样地，虽然多种功能被记载为特定的单独的系统部件，除非本文有相反的指示，根据本发明的不同的实施例，该功能可分布于多种其它系统部件中，或者与其结合。作为一个示例，图像处理系统130可通过具有一个或者多个存储设备和处理元件的单独的系统实现。作为另外的示例，图像处理系统130可通过多个系统实现，其各自的功能分布于不同的系统中，这些不同的系统或者位于一处，或者跨越多个连接的位置。

而且，虽然为了说明的方便，这里记载的多个流程和程序(比如，附图2和3所描述的那些)记载称以特定的顺序，除非本文有相反的指示，根据本发明的多个实施例，多个程序可以重新排序、增加和/或删除。而且，相应于一个方法或者过程记载的程序可与其它记载的方法或者程序合并；同样地，根据特定的结构体系和/或关于一个系统记载的系统部分可以可选的结构体系组织，和/或与其它记载的系统合并。因此，虽然为了叙述的方便，和为了阐述示例性的特征，多个实施例可记载为具有(或者没有)特定的特征，这里相应于特定的实施例记载的这些不同的部件和/或特征可以被替代、增加和/或删除，以提供其它的实施例，除非本文有相反的指示。而且，这里使用的术语“示例性的”不意味着所述的示例为优选的，或者好于其它的示例。

因此，尽管相应于示例性的实施例记载了本发明，应当理解本发明意欲覆盖权利要求范围内的所有改变和等价物。

Claims (19)

1.一种用于测量样本的化学发光的方法，包括：

获取样本的第一合并的最初图像，所述第一合并的最初图像具有表示其图像像素内的像素元素的个数的第一合并值；

获取所述样本的第二合并的最初图像，其中所述第二合并的最初图像已使其位置相对于所述样本移动过一段距离，以探测介于所述第一合并的最初图像中的两个相邻的合并像素之间的强度信号的光强；以及

确定在所述第二合并的最初图像中合并的像素的光强是否更高；

采用所述第一合并的最初图像和第二合并的最初图像中具有较高的光强的那个来计算样本的最终图像的曝光时间，所述最终图像具有代表其图像像素内的像素单元的个数的第二合并值，其中所述第一合并值大于所述第二合并值，并且其中所述计算是基于第一合并值与第二合并值的比率；

获取至少样本的第一和第二最终图像，其中所述第一最终图像是采用所计算的曝光时间来获取的，其中所述第二最终图像是采用比计算的曝光时间短的曝光时间来获取的；

识别所述第一最终图像中的饱和的像素；

测量第一和第二最终图像内相应的特征的发光的强度，其中测量提供了反映所述第一最终图像内的特征的强度相对于所述第二最终图像内相应的特征的强度的强度比；

采用来自所述第二最终图像的相应的像素来替代所述第一最终图像中任何饱和的像素；以及

根据所述强度比调节替代饱和像素的相应像素的强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括：

确定所采用的最初图像中任何像素是否是饱和的；以及

如果所采用的最初图像中任何的像素是饱和的，则采用更短的曝光时间获取所述样本的另一个合并的最初图像，并且在计算样本的最终图像的曝光时间的步骤中采用所述另一个合并的最初图像。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

识别所采用的最初图像中具有最大光强的像素；以及

计算将使所识别的图像像素变为饱和的放大因子；

其中计算所述最终图像的曝光时间的步骤是进一步基于所述放大因子。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于第一合并值与第二合并值的比率计算所述最终图像的曝光时间包括将所采用的最初图像的曝光时间乘以第一合并值与第二合并值的所述比率，并且其中，基于所述放大因子计算所述最终图像的曝光时间包括另外将所采用的最初图像的曝光时间乘以所述放大因子。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括：

确定所采用的最初图像中预定数目的像素是否高于预定的噪声级；并且

如果预定数目的像素不高于预定的噪声级，则采用比所采用的最初图像长的曝光时间获取另一个最初图像，并且在计算所述样本的最终图像的曝光时间的步骤中采用所述另一个最初图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其中像素的预定数目为所述第一最初图像中的像素的至少0.1％，并且其中，所述预定的噪声级至少为用于获取所述第一最初图像的相机的全部动态范围的12.5％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述相应的特征包括非背景的和非饱和的像素。

8.根据权利要求1所述的方法，其中获取第一和第二合并的最初图像的步骤以及获得至少第一和第二最终图像的步骤是采用电荷耦合设备来执行的。

9.一种测定样本的化学发光的方法，包括：

获取样本的两个合并的、低分辨率的图像，其中所述两个合并的、低分辨率的图像中的一个已使其位置相对于所述样本移动过一段距离，以探测介于另一个合并的最初图像中的两个相邻的合并像素之间的强度信号的光强；

选择所述两个合并的、低分辨率的图像中具有比另一个高的光强的那个作为最初图像；

计算所述样本的最终图像的估计的曝光时间，所述最终图像具有比所述最初图像更高的分辨率，所述计算是基于所述合并的最初图像与所述最终图像的像素比率；

获取所述样本的至少第一和第二最终图像，其中所述第一最终图像是采用所计算的曝光时间来获取的，其中所述第二最终图像是采用比所计算的曝光时间更短的曝光时间来获取的；

识别所述第一最终图像中的饱和的像素；

测量所述第一和第二最终图像中相应的特征的发光强度，其中所述特征不包括识别为饱和的像素，并且其中，所述测量被用于提供反映所述第一最终图像中的特征的强度相对于所述第二最终图像内相应的特征的强度的强度比；

采用所述第二最终图像中相应的像素替代所述第一最终图像中任何识别为饱和的像素；以及

根据所述强度比，调节替代饱和像素的相应的像素的强度。

10.一种探测样本的化学发光的方法，包括：

确定用于所述样本的图像的估计的曝光时间，其中所述估计的曝光时间部分地基于所述样本的获取的两个合并的、低分辨率的最初图像的光强，所述两个合并的、低分辨率的最初图像中的一个已使其位置相对于所述样本移动过一段距离，以探测介于另一个合并的最初图像中的两个相邻的合并像素之间的强度信号的光强；

获取所述样本的至少第一和第二最终图像，其中采用所确定的曝光时间获取所述第一最终图像，其中采用比所确定的曝光时间更短的曝光时间获取所述第二最终图像；

识别所述第一最终图像中的饱和的像素；

测量所述第一和第二最终图像中相应的图像特征的发光的强度，其中所述特征不包括识别为饱和的像素，并且其中，所述测量反映了所述第一最终图像中的特征的强度相对于所述第二最终图像内相应的特征的强度的强度比；

采用所述第二最终图像中相应的像素替代所述第一最终图像中任何识别为饱和的像素；以及

根据所述强度比，调节所述第二最终图像中用于替代所述第一最终图像中识别为饱和的像素的相应的像素的强度；以及

提供第一最终图像作为所述样本的探测的化学发光，其中所述第一最终图像具有来自第二最终图像的调节过的替代的像素。

11.一种采用样本的图像测量所述样本的化学发光的方法，包括：

获取所述样本的至少第一高度合并的最初图像，其中获取所述第一高度合并的最初图像包括获取两个高度合并的图像，其中所述高度合并的图像中的一个已使其位置相对于所述样本移动过一段距离，以探测介于所述高度合并的图像中另一个的两个相邻的合并像素之间的强度信号的光强，并且采用所述两个高度合并的图像中具有较高的光强的那个作为所述第一高度合并的最初图像；

确定所述第一高度合并的最初图像中的任何像素是否是饱和的；

如果所述第一高度合并的最初图像中的任何像素是饱和的，则获取具有较短曝光时间的另一个高度合并的最初图像；

基于下列来计算所述样本的较高分辨率最终图像的估计的曝光时间：(a)如果没有获取另一个高度合并的最初图像，则基于第一高度合并的最初图像与最终图像的像素比，或者(b)如果获取了另一个高度合并的最初图像，则基于所述另一个高度合并的最初图像与所述最终图像的像素比；以及

采用所计算的曝光时间获取所述样本的最终图像。

12.一种用于测量样本的化学发光的系统，包括：

用于获取所述样本的图像的装置；

处理器；以及；

存储器，所述存储器包括用于存储指令的数据存储区域，所述指令可通过所述处理器执行并且配置所述系统以实现下列操作：

获取所述样本的第一合并的最初图像，所述第一合并的最初图像具有表示其图像像素中的像素元素的个数的第一合并值；

获取所述样本的第二合并的最初图像，其中所述第二合并的最初图像已使其位置相对于所述样本移动过一段距离，以探测介于所述第一合并的最初图像中的两个相邻的合并像素之间的强度信号的光强；以及

确定在所述第二合并的最初图像中合并的像素的光强是否比在所述第一合并的最初图像中更高；

采用所述第一合并的最初图像和第二合并的最初图像中具有较高的光强的那个来计算所述样本的最终图像的曝光时间，所述最终图像具有表示其图像像素中的像素元素的个数的第二合并值，其中所述第一合并值大于第二合并值，并且其中，所述计算是基于第一合并值与第二合并值的比率；

获取所述样本的至少第一和第二最终图像，其中所述第一最终图像是采用所计算的曝光时间获取的，其中所述第二最终图像是采用比所计算的曝光时间更短的曝光时间来获取的；

识别所述第一最终图像中的饱和的像素；

测量所述第一和第二最终图像中相应的特征的发光的强度，其中所述测量提供了反应所述第一最终图像中的特征的强度相对于所述第二最终图像中相应的特征的强度的强度比；

采用所述第二最终图像中相应的像素替代所述第一最终图像中的任何饱和的像素；以及

根据所述强度比调节替代饱和像素的相应的像素的强度。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述指令进一步配置所述系统以实现下列操作：

确定所采用的最初图像中的任何像素是否是饱和的；以及

如果所采用的最初图像中的任何像素是饱和的，则采用较短的曝光时间获取所述样本的另一个合并的最初图像，并且为了计算所述样本的最终图像的曝光时间采用了该另一个合并的最初图像。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述指令进一步配置所述系统以实现下列操作：

识别所采用的最初图像中具有最高光强的像素；以及

计算将使所识别的像素变为饱和的放大因子；

其中用于所述最终图像的曝光时间的计算是进一步基于该放大因子。

15.根据权利要求14所述的系统，其中基于第一合并值与第二合并值的比率计算所述最终图像的曝光时间包括将所采用的最初图像的曝光时间乘以第一合并值与第二合并值的所述比率，并且其中，基于所述放大因子计算所述最终图像的曝光时间包括进一步将所采用的最初图像的曝光时间乘以该放大因子。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所述指令进一步配置所述系统实现下列操作：

确定所采用的最初图像中预定数目的像素是否高于预定的噪声级；以及

如果预定数目的像素不高于所述预定的噪声级，采用比所采用的最初图像更长的曝光时间获取另一个最初图像，并且在计算所述样本的最终图像的曝光时间的步骤中采用所述另一个最初图像。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述像素的预定数目至少为所述第一最初图像中的像素的0.1％，并且其中，所述预定的噪声级至少为用于获取所述第一最初图像的相机的全部动态范围的12.5％。

18.根据权利要求12所述的系统，其中所述相应的特征包括非背景的和非饱和的像素。

19.根据权利要求12所述的系统，其中用于获取图像的装置包括电荷耦合设备。