CN115003995A - 用于原位优化可调谐发光二极管光源的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于可调谐发光二极管光源的原位优化的系统和方法。在操作期间，该系统和方法从图像传感器获得实时反馈，并且该反馈被用来调谐可调谐LED。通过调谐可调谐LED，可以基于来自图像传感器的反馈来选择针对LED光谱输出的最优值，并且获得具有改进对比度的图像。替代地，减少用以获得具有可接受对比度的图像的时间量。

Description

用于原位优化可调谐发光二极管光源的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月4日提交的美国临时申请序列号62/943316的优先权，其内容通过引用整体结合于此。

背景技术

光谱学(Spectroscopic)成像结合了数字成像和光学光谱技术，其可以包括拉曼散射、荧光、光致发光、激光诱导击穿、紫外光、可见光和红外光吸收光谱。当应用到材料的化学分析时，光谱学成像也被称为化学成像。用于执行光谱学(即化学)成像的仪器通常包括照射源、图像采集光学器件、焦平面阵列成像检测器和成像光谱仪。

样本的光谱学成像通常通过两种方法之一来实现。首先，可以在样本上使用点光源照射来测量照射区域的每个点处的光谱。第二，可以同时使用电子可调谐光学成像滤光器(诸如声光可调谐滤光器(AOTF)、多共轭可调谐滤光器(MCF)或液晶可调谐滤光器(LCTF))在包含样本的整个区域上收集光谱。这里，这种光学滤光器中的有机材料被所施加的电压主动配向，以产生期望的带通和透射功能。为图像的每个像素获得的光谱形成了被称为高光谱图像的复杂数据集。高光谱图像可以包含多个波长下的强度值或图像中每个像素元素的波长相关性。多元例程(诸如化学计量技术)可以用于将光谱转换为分类。

共形(conformal)滤光器已经被用于提供原位(in situ)优化，以找到目标与背景材料之间的最优区别。然而，存在针对可以对由实况场景的图像传感器产生的实时反馈所驱动的可调谐发光二极管(LED)光源执行原位优化的系统和方法的需要。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种方法，包括从图像传感器至少接收第一数据集。第一数据集由图像传感器基于使用可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集，可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态。第一数据集与第一调谐状态相关联，第一调谐状态与第一照射谱相关联。基于第一数据集生成得分图像数据集。确定得分图像数据集是否满足容限水平。当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

本公开的另一方面涉及一种方法，包括：使用可调谐发光二极管光源，在与可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联的第一调谐状态下照射样本，以生成第一组相互作用的光子，可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态。生成表示第一相互作用的光子的第一数据集。基于第一数据集生成得分图像数据集。确定得分图像数据集是否满足容限水平。当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

本公开的另一方面涉及一种系统，包括处理器和与处理器可操作地通信的非暂时性处理器可读的存储介质。该存储介质包含一个或多个编程指令，该编程指令在被执行时，使处理器执行从图像传感器至少接收第一数据集和第二数据集。第一数据集和第二数据集由图像传感器基于使用可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集，可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态。第一数据集和第二数据集分别与第一调谐状态和第二调谐状态相关联，第一调谐状态与可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联，第二调谐状态与可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联。基于应用于第一数据集和第二数据集的光学计算生成得分图像数据集。确定得分图像数据集是否满足容限水平。当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

本公开的另一方面涉及一种系统，包括具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态的可调谐发光二极管光源、图像传感器和计算设备，该计算设备包括处理器和与处理器可操作地通信的非暂时性处理器可读的存储介质。该存储介质包含一个或多个编程指令，该编程指令在被执行时使处理器执行从图像传感器至少接收第一数据集和第二数据集。第一数据集和第二数据集由图像传感器基于使用可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集。第一数据集和第二数据集分别与第一调谐状态和第二调谐状态相关联，第一调谐状态与可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联，第二调谐状态与可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联。基于应用于第一数据集和第二数据集的光学计算生成得分图像数据集。确定得分图像数据集是否满足容限水平。当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

在一个实施例中，存在一种方法，包括：从图像传感器至少接收第一数据集，第一数据集由图像传感器基于使用可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集，可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态，其中第一数据集与第一调谐状态相关联，第一调谐状态与第一照射谱相关联；基于第一数据集生成得分图像数据集；确定得分图像数据集是否满足容限水平；以及当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

在另一实施例中，该方法还包括分析测试数据集以确定样本的至少一个特性。

在另一实施例中，其中至少一个特性包括样本中存在分析物、样本中不存在分析物、分析物的分类、分析物的未分类或分析物的浓度中的一项或多项。

在另一实施例中，其中第一数据集表示基于第一照射谱的第一组相互作用的光子。

在另一实施例中，其中第一组相互作用的光子和第二组相互作用的光子包括由样本吸收的光子、从样本反射的光子、由样本散射的光子或由样本发射的光子中的一项或多项。

在另一实施例中，其中测试数据集提供样本与背景材料之间的视觉对比。

在另一实施例中，该方法还包括从图像传感器接收第二数据集，第二数据集由图像传感器基于使用可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集，其中第二数据集与第二调谐状态相关联，第二调谐状态与可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联；并且其中生成得分图像数据集是基于第一数据集和第二数据集的，并且包括对第一数据集和第二数据集应用光学计算。

在另一实施例中，第二数据集表示基于第二照射谱的第二组相互作用的光子。

在另一实施例中，第二组相互作用的光子包括由样本吸收的光子、从样本反射的光子、由样本散射的光子、由样本发射的光子或通过样本透射的光子中的一项或多项。

在另一实施例中，第一数据集包括第一图像(T1)，并且第二数据集包括第二图像(T2)，并且光学计算包括T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合中的一项或多项。

在另一实施例中，该方法还包括：响应于得分图像数据集不满足容限水平，对至少一个附加调谐状态重复接收步骤、生成步骤和确定步骤。

在另一实施例中，执行重复步骤，直到容限水平被满足。

在另一实施例中，执行重复步骤预定次数或执行重复步骤达预定量的时间。

在另一实施例中，容限水平包括至少一个品质因数。

在另一实施例中，至少一个品质因数包括接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)中的一项或多项。

在另一实施例中，可调谐发光二极管光源具有与光带相对应的多个通道，并且多个通道的每个组合对应于多个调谐状态中的一个调谐状态。

在一个实施例中，存在一种方法，包括：使用具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态的可调谐发光二极管光源，在与可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联的第一调谐状态下照射样本，以生成第一组相互作用的光子；生成表示第一组相互作用的光子的第一数据集；基于第一数据集生成得分图像数据集；确定得分图像数据集是否满足容限水平；以及当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

在另一实施例中，该方法还包括分析测试数据集以确定样本的至少一个特性。

在另一实施例中，至少一个特性包括样本中存在分析物、样本中不存在分析物、分析物的分类、分析物的未分类或分析物的浓度中的一项或多项。

在另一实施例中，第一数据集表示基于第一照射谱的第一组相互作用的光子。

在另一实施例中，第一组相互作用的光子包括由样本吸收的光子、从样本反射的光子、由样本散射的光子或由样本发射的光子中的一项或多项。

在另一实施例中，测试数据集提供样本与背景材料之间的视觉对比。

在另一实施例中，该方法还包括：使用可调谐发光二极管光源在与可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联的第二调谐状态下照射样本，以生成第二组相互作用的光子；生成表示第二组相互作用的光子的第二数据集；并且其中生成得分图像数据集是基于应用于第一数据集和第二数据集的光学计算的。

在另一实施例中，第二数据集表示基于第二照射谱的第二组相互作用的光子。

在另一实施例中，第二组相互作用的光子包括由样本吸收的光子、从样本反射的光子、由样本散射的光子、由样本发射的光子或通过样本透射的光子中的一项或多项。

在另一实施例中，第一数据集包括第一图像(T1)，并且第二数据集包括第二图像(T2)，并且光学计算包括T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合中的一项或多项。

在另一实施例中，该方法还包括：响应于得分图像数据集不满足容限水平，对至少一个附加调谐状态重复接收步骤、生成步骤和确定步骤。

在另一实施例中，执行重复步骤，直到容限水平被满足。

在另一实施例中，执行重复步骤预定次数或执行重复步骤达预定量的时间。

在另一实施例中，容限水平包括至少一个品质因数。

在另一实施例中，至少一个品质因数包括接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)中的一项或多项。

在另一实施例中，可调谐发光二极管光源具有与光带相对应的多个通道，并且多个通道的每个组合对应于多个调谐状态中的一个调谐状态。

在一个实施例中，存在一种系统，包括：处理器；以及与处理器可操作地通信的非暂时性处理器可读的存储介质，其中该存储介质包含一个或多个编程指令，该编程指令在被执行时，使处理器执行以下操作：从图像传感器至少接收第一数据集和第二数据集，第一数据集和第二数据集由图像传感器基于使用具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态的可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集，其中第一数据集和第二数据集分别与第一调谐状态和第二调谐状态相关联，第一调谐状态与可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联，第二调谐状态与可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联；基于应用于第一数据集和第二数据集的光学计算生成得分图像数据集；确定得分图像数据集是否满足容限水平；以及当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

在另一实施例中，存储介质包含至少一个附加编程指令，该附加编程指令在被执行时，使处理器执行以下操作：分析测试数据集，以确定样本的至少一个特性。

在另一实施例中，至少一个特性包括样本中存在分析物、样本中不存在分析物、分析物的分类、分析物的未分类或分析物的浓度中的一项或多项。

在另一实施例中，第一数据集表示基于第一照射谱的第一组相互的作用光子，并且第二数据集表示基于第二照射谱的第二组相互作用的光子。

在另一实施例中，第一组相互作用的光子和第二组相互作用的光子包括由样本吸收的光子、从样本反射的光子、由样本散射的光子、由样本发射的光子或通过样本透射的光子中的一项或多项。

在另一实施例中，测试数据集提供样本与背景材料之间的视觉对比。

在另一实施例中，存储介质包含至少一个附加编程指令，该附加编程指令在被执行时，使处理器执行以下操作：响应于得分图像数据集不满足容限水平，针对至少一个附加调谐状态重复接收步骤、生成步骤和确定步骤。

在另一实施例中，执行重复步骤，直到容限水平被满足。

在另一实施例中，执行重复步骤预定次数或执行重复步骤达预定量的时间。

在另一实施例中，第一数据集包括第一图像(T1)，并且第二数据集包括第二图像(T2)，并且光学计算包括T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合中的一项或多项。

在另一实施例中，容限水平包括至少一个品质因数。

在另一实施例中，至少一个品质因数包括接收方操作者特性曲线下的面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)中的一项或多项。

在另一实施例中，可调谐发光二极管具有与光带相对应的多个通道，并且多个通道的每个组合对应于多个调谐状态中的一个调谐状态。

在一个实施例中，存在一种系统，包括：可调谐发光二极管光源，该可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态；图像传感器；以及计算设备，该计算设备包括：处理器；以及与处理器可操作地通信的非暂时性处理器可读的存储介质，其中该存储介质包含一个或多个编程指令，该编程指令在被执行时，使处理器执行以下操作：从图像传感器至少接收第一数据集和第二数据集，第一数据集和第二数据集由图像传感器基于使用对样本的照射来收集，其中第一数据集和第二数据集分别与第一调谐状态和第二调谐状态相关联，第一调谐状态与可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联，第二调谐状态与可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联；基于应用于第一数据集和第二数据集的光学计算生成得分图像数据集；确定得分图像数据集是否满足容限水平；以及当得分图像数据集满足容限水平时，基于得分图像数据集生成测试数据集。

在另一实施例中，存储介质包含至少一个附加编程指令，该附加编程指令在被执行时，使处理器执行以下操作：分析测试数据集，以确定样本的至少一个特性。

在另一实施例中，至少一个特性包括样本中存在分析物、样本中不存在分析物、分析物的分类、分析物的未分类或分析物的浓度中的一项或多项。

在另一实施例中，第一数据集表示基于第一照射谱的第一组相互作用的光子，并且第二数据集表示基于第二照射谱的第二组相互作用的光子。

在另一实施例中，第一组相互作用的光子和第二组相互作用的光子包括由样本吸收的光子、从样本反射的光子、由样本散射的光子、由样本发射的光子或通过样本透射的光子中的一项或多项。

在另一实施例中，测试数据集提供样本与背景材料之间的视觉对比。

在另一实施例中，存储介质包含至少一个附加编程指令，该附加编程指令在被执行时，使处理器执行以下操作：响应于得分图像数据集不满足容限水平，针对至少一个附加调谐状态重复接收步骤、生成步骤和确定步骤。

在另一实施例中，执行重复步骤，直到容限水平被满足。

在另一实施例中，执行重复步骤预定次数或执行重复步骤达预定量的时间。

在另一实施例中，第一数据集包括第一图像(T1)，并且第二数据集包括第二图像(T2)，并且光学计算包括T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合中的一项或多项。

在另一实施例中，容限水平包括至少一个品质因数。

在另一实施例中，至少一个品质因数包括接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)中的一项或多项。

在另一实施例中，可调谐发光二极管具有与光带相对应的多个通道，并且多个通道的每个组合对应于多个调谐状态中的一个调谐状态。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与书面描述一起用于解释本发明的原理、特性和特征。在附图中：

图1描绘了根据实施例的用于使用可调谐发光二极管光源评估分析物的系统。

图2示出了根据实施例的示例性分析物分析计算设备。

图3示出了用于使用可调谐发光二极管光源评估分析物的优化过程的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本公开不限于所描述的特定的系统、方法和计算机程序产品，因为它们可能有所不同。在描述中使用的术语仅仅是为了描述特定的版本或实施例，而不是为了限制范围。

如本文档中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数，除非上下文另有明确规定。除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。本公开中的任何内容都不应被解释为承认本公开中描述的实施例没有权利凭借现有发明先于该公开。本文档中使用的术语“包括”是指“包括但不限于”。

下面描述的实施例并非详尽无遗，也不是将教导限制为以下详细描述中公开的精确形式。相反，选择和描述实施例是为了使本领域的其他技术人员可以理解和领会本教导的原理和实践。

本公开设想了系统、方法和计算机程序产品，其被设计为用照射光子照射样本，通过相机芯片从样本中收集相互作用的光子，从已经由相机芯片收集和成像的相互作用的光子中生成两个或更多个样本图像，并且融合两个或更多个样本图像以便生成目标得分图像。通过对两个或更多个样本图像应用数学运算以便融合两个或更多个样本图像来生成目标得分图像。与对于由相互作用的光子形成的两个或更多个样本图像中的任何一个样本图像的可能情况相比，目标得分图像具有更大的对比和更多的信息。下面提供了本公开的进一步细节。

参考图1，示出了用于使用可调谐发光二极管(LED)光源101评估分析物(未示出)的系统100。在该示例中，系统100包括可调谐LED光源101、图像传感器104和分析物分析计算设备107，尽管系统100可以包括其他组合形式的其他类型和/或数量的元件，包括附加的光学器件。该系统允许使用由图像传感器从实况场景中产生的实时反馈来原位优化目标和背景材料的区别。

在该示例中，可调谐LED光源101被用作照射源来照射样本106，但是在其他示例中，可以采用其他可调谐光源进行照射。如下所述，可调谐LED光源101具有多个调谐状态。多个调谐状态中的每个调谐状态对应于可调谐LED光源的多个照射谱。

可调谐LED光源101的一个示例包括32个LED通道(如图1中的103所示)，每个LED通道对应一个光带，尽管也可以利用具有其他数量通道的其他光源。尽管LED通道103的数量在这里被描述为32个通道，但是通道的数量不受限制。在一些实施例中，LED通道的数量是2个通道、10个通道、20个通道或40个通道，或者是在2个通道与40个通道之间的任何数量的通道，或者包括上述一项或多项的任何范围。在一些实施例中，存在2个或更多个LED通道，或者2个至40个LED通道。通道中的每个通道可以具有从0(即，没有光输出)到1(即，最大光输出)的范围的设置。通道103在从0到1的设置范围内以有限量的精度可调谐。用于32个通道的设置的每个组合包括可调谐LED光源101的多个调谐状态中的、与唯一照射谱相对应的一个调谐状态。在一个示例中，用于可调谐LED光源的32个通道的设置可以由分析物分析计算设备107提供，尽管在其他示例中，该设置可以由与可调谐LED光源101相关联的控制单元102基于来自分析物分析计算设备107的反馈来设置。在进一步的示例中，控制单元102和分析物分析计算设备107可以是单个设备。在一个示例中，可以使用下面描述的示例性方法来确定可调谐LED光源的一个或多个调谐状态，以确定在所获得的图像中目标分析物与背景材料之间的最优区别。

定位图像传感器104，以基于来自可调谐LED光源101的照射而从样本106中收集相互作用的光子105。在一个示例中，当可调谐LED光源101的通道103被调节以提供可调谐LED光源101的不同调谐状态时，相互作用的光子105被实时收集。举例来说，图像传感器104可以包括一个或多个成像设备，诸如CCD检测器、InGaAs检测器、CMOS检测器、InSb检测器、MCT检测器或其组合，尽管可以采用其他类型和/或数量的图像传感器。一个或多个光学器件(诸如反射镜和/或透镜)可以被用于将相互作用的光子引导到图像传感器上。相互作用的光子105包括由样本吸收的光子、从样本反射的光子、由样本散射的光子或由样本发射的光子中的一项或多项。

图像传感器104被配置为基于对样本的照射生成一个或多个数据集。在一个示例中，图像传感器104生成分别与可调谐LED光源的第一调谐状态和可调谐LED光源的第二调谐状态相关联的第一数据集和第二数据集，尽管图像传感器可以生成与各种调谐状态相关联的其他数量的数据集。在该示例中，如上所述，基于可调谐LED光源的通道的设置，数据集中的每个数据集与照射谱相关联。

现参考图2，分析物分析计算设备107与可调谐LED光源和图像传感器(都未示出)耦接。系统的分析物分析计算设备107可以执行任何数量的功能，包括确定可调谐LED光源的最优调谐状态以提供感兴趣分析物与背景材料之间的最优区别。分析物分析计算设备107基于从图像传感器接收的一个或多个数据集来提供实况场景的实时反馈。该示例中的分析物分析计算设备包括通过总线111耦接在一起的(多个)处理器109、存储器113和通信接口110，尽管在其他示例中，分析物分析计算设备107可以包括处于其他配置的其他类型或数量的元件。举例来说，分析物分析计算设备可以包括用于图像分析的其他电子器件，诸如模数转换器等。

分析物分析计算设备的(多个)处理器可以执行存储在分析物分析计算设备的存储器中的程序指令，以用于本文描述和示出的任何数量的功能。例如，分析物分析计算设备的(多个)处理器可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)或具有一个或多个处理核心的通用处理器，尽管也可以使用其他类型的(多个)处理器。

分析物分析计算设备的存储器存储用于本文描述和示出的本技术的一个或多个方面的这些编程指令，尽管编程指令中的部分编程指令或全部编程指令可以被存储在其他地方。各种不同类型的存储器存储设备(诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、固态驱动器(SSD)、闪存和/或由耦接到(多个)处理器的磁、光或其他读写系统读取和写入的任何其他计算机可读介质)可以用于存储器。

相应地，分析物分析计算设备的存储器可以存储可包括计算机可执行指令的一个或多个模块，该计算机可执行指令在由分析物分析计算设备执行时，使分析物分析计算设备执行诸如发送、接收或以其他方式处理通信和/或其内容(诸如从图像传感器接收的一个或多个数据集)之类的动作并且执行下文参考图3描述和示出的其他动作。模块可以被实现为其他模块的组件。此外，模块可以被实现为应用、操作系统扩展、插件等。

在该特定示例中，分析物分析计算设备107的存储器113包括图像处理模块112。该示例中的图像处理模块112被配置为从图像传感器接收一个或多个数据集，并且从中生成合成图像并对其进行优化。图像处理模块可以应用如下所述的计算技术，以用于基于所采用的照射谱确定感兴趣分析物与背景材料之间的最优对比。稍后参考图3更详细地描述和示出一些示例中的图像处理模块的操作。

返回参考图2，分析物分析计算设备107的通信接口110可操作地在分析物分析计算设备107以及图像传感器与可调谐LED光源之间进行耦接和通信，尽管分析物分析计算设备可以与其他设备进行通信。在这些示例中，分析物分析计算设备、图像传感器和可调谐LED光源通过例如直接的、有线连接或(多个)通信网络108而耦接在一起，尽管也可以使用其他类型的连接或配置。

仅作为示例，(多个)连接和/或(多个)通信网络可以包括使用以太网和工业标准协议上的TCP/IP的(多个)局域网(LAN)，尽管也可以使用其他类型或数量的协议或通信网络。该示例中的(多个)通信网络可以采用任何合适的接口机制和网络通信技术，包括例如基于以太网的分组数据网络(PDN)等。

虽然在本示例中，分析物分析计算设备被示为包括单个设备，但是其他示例中的分析物分析计算设备可以包括多个设备，每个设备具有实现本技术的一个或多个步骤的一个或多个处理器(每个处理器具有一个或多个处理核心)。在这些示例中，设备中的一个或多个设备可以具有专用的通信接口或存储器。替代地，设备中的一个或多个设备可以利用存储器、通信接口或被包括在分析物分析计算设备中的一个或多个其他设备的其他硬件或软件组件。此外，一起构成分析物分析计算设备的设备中的一个或多个设备在其他示例中可以是独立的设备或者与一个或多个其他设备或装置集成在一起。在一个示例中，分析物分析计算设备的一个或多个方面可以由虚拟设备来执行。

系统中描述的一个或多个组件(诸如分析物分析计算设备)可以被配置为在同一物理机器上作为虚拟实例来进行操作。换句话说，分析物分析计算设备可以在同一物理设备上进行操作，而不是作为通过(多个)连接和/或(多个)通信网络进行通信的单独的设备。

此外，两个或更多个计算系统或设备可以针对任何示例中的系统或设备中的任何被替换。相应地，分布式处理的原理和优点(诸如冗余和复制)也可以根据需要实现，以增加示例的设备和系统的鲁棒性和性能。

对于本技术的一个或多个方面，示例还可以体现为其上存储有指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，诸如在分析物分析计算设备的存储器中的介质，如本文通过示例描述和示出的。在一些示例中的指令包括可执行代码，该可执行代码在由一个或多个处理器(例如分析物分析计算设备的(多个)处理器)执行时，使处理器执行实现本文描述和示出的本技术的示例的方法所必需的步骤。

更具体地参考图3，示出了使用图1的系统(包括可调谐LED光源)评估分析物的示例性方法的流程。示例性方法允许确定可调谐LED光源的一个或多个最优调谐状态，以提供样本中的目标分析物与背景材料之间的区别。

首先，使用可调谐LED光源来照射样本。在框301中，在与第一照射谱相关联的第一调谐状态下照射样本。在该示例中，第一调谐状态由用于两个或更多个通道的设置的组合来定义。在第一调谐状态下对样本的照射生成了由图像传感器收集的第一组相互作用的光子。在一个示例中，基于与感兴趣分析物相关联的第一照射谱来选择第一调谐状态。可以使用多种播种(seeding)方法来确定第一调谐状态。在一个示例中，可以使用随机种子点来选择第一调谐状态。也可以通过实时对搜索空间进行粗采样(即，通过在几个调谐状态下收集数据集或图像)、计算各自的期望品质因数并且选择最高性能的调谐状态作为优化方法的种子点，来选择种子点。在另一示例中，可以从基于谱库的训练方法的(多个)结果中选择(多个)种子点。例如，可以创建判别向量，并且确定最能模拟该向量的正负波瓣的光谱形状的LED设置。在该示例中，可以根据包括偏最小二乘判别分析(PLSDA)的各种方法确定判别向量。在另一示例中，可以使用偏最小二乘回归来创建回归向量，并且可以从结果中选择(多个)种子点。在又一示例中，通过将(多个)LED调谐状态谱分布与目标和背景材料的已知谱分布进行谱匹配(例如，使用查找表)来选择种子点。

接下来，使用可调谐LED光源在与第二照射谱相关联的第二调谐状态下照射样本，如框302所示。为了提供第二调谐状态，通过调节可调谐LED光源的2个或更多个通道来修改可调谐LED光源的设置，以生成第二调谐状态。在第二调谐状态下对样本的照射生成由图像传感器收集的第二组相互作用的光子，如框303所示。在一个示例中，使用宽视场照射在如上所述的两种照射中照射样本。

图像传感器生成表示第一组相互作用的光子的第一数据集和表示第二组相互作用的光子的第二数据集，如框304所示。第一数据集和第二数据集基于可调谐LED光源的两个单独的调谐状态来提供数据，这允许变量的优化。变量的数量对应于LED通道关于所生成的照射谱的数量的两倍。变量的数量是指将LED通道转换到两种状态，即具有最大光输出的“开”和没有光输出的“关”。优化还可以包括将各个LED通道调谐到增加优化变量的数量的可变强度水平，以包括LED通道最小光输出与最大光输出之间的有限量的精度。数据集可以包括以下至少一者：IR数据集、VIS数据集、UV数据集、VIS-NIR数据集或荧光数据集。在一个示例中，数据集可以包括至少一个谱图像。该谱图像可以包括这样的图像：该图像的每个像素是在该位置处的感兴趣分析物的强度测量。第一数据集和第二数据集被提供给分析物分析计算设备以用于根据示例性方法进行进一步处理，尽管该示例性方法可以基于可调谐LED光源的附加调谐状态使用附加数据集来执行。

接下来，在框305中，分析物分析计算设备从图像传感器至少接收第一数据集和第二数据集。随着可调谐LED光源的设置被调节，分析物分析计算设备从图像传感器实时接收数据集。相应地，分析物分析计算设备能够提供关于由实况场景的图像传感器获得的数据的实时反馈。

在框306中，分析物分析计算设备基于应用于第一数据集和第二数据集的光学计算生成得分图像数据集，尽管在其他实例中，分析物分析计算设备可以基于单个数据集生成得分图像数据集。在一个示例中，第一数据集和第二数据集分别包括图像T1和T2。分析物分析计算设备可以使用针对T1和T2的任何光学计算来生成得分图像数据集，举例来说，包括T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合中的一项或多项。也可以应用本领域中已知的其他光学计算，并且本公开不应被解释为限于本文指定的那些。

接下来，分析物分析计算设备确定得分图像数据集是否满足容限水平(tolerancelevel)。在一个示例中，容限水平包括将至少一个品质因数(FOM)应用于得分图像数据集，尽管可以采用其他容限水平。FOM是可以用于指导使用本文描述的示例性方法执行的优化的数值。作为示例，至少一个FOM可以包括接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)、光学吞吐量(％T)或其组合中的一项或多项。在一个示例中，对确定得分图像数据集是否满足容限水平进行监督，即，用户在所生成的图像中选择目标区域和背景区域。那么，用户在图像中选择的区域必须满足FOM的容限水平。

如果分析物分析计算设备在前述步骤中确定不满足容限水平，则采取“否”分支，并且对于在至少一个附加调谐状态下对样本的照射，重复上述步骤，上述步骤包括分析计算设备基于可调谐LED光源的两个照射状态接收数据，生成得分图像数据集，以及确定得分图像数据集是否满足容限水平。可以使用任何数量的优化算法来选择至少一个附加调谐状态，仅作为示例，优化算法包括内尔德-米德(Nelder-Mead)方法。在其他示例中，可以采用以下文献中公开的算法，这些文献的公开内容通过引用整体结合于此：Levenberg,K,“AMethod for the Solution of Certain Non-Linear Problems in Least Squares,”Quarterly of Applied Mathematics,2(2),164-168(1944)；Marquardt,D.W,“AnAlgorithm for Least-Squares Estimation of Nonlinear Parameters,”Journal ofthe Society for Industrial and Applied Mathematics,11(2),431-441(1963)；Schnabel,R.B.,“Numerical Methods for Unconstrained Optimization and NonlinearEquations,”Vol.16,Siam(1963)。在另一示例中，可以采用诸如粒子群(particle swarm)之类的群体算法。在一个示例中，样本可以在两种不同的调谐状态下被照射。可以重复该过程，直到生成的得分图像数据集满足阈值水平。在另一示例中，示例性优化方法被执行预定次数或达预定量的时间。

如果分析计算设备确定满足容限水平(或者如果该过程在预设时间段内已经完成了预定迭代次数)，则采取“是”分支。接下来，分析物分析计算设备基于得分图像数据集生成测试数据集，如框307所示。

然后，在框308中，可以由分析物分析计算设备分析生成的测试数据集，以确定样本的至少一个特性。举例来说，至少一个特性可以包括样本中存在分析物、样本中不存在分析物、分析物的分类、分析物的未分类或分析物的浓度中的一项或多项。在一个示例中，测试数据集提供样本与背景材料之间的视觉对比，其使用本文描述的示例性过程来优化。

上述方法使用来自成像设备的实况反馈，有利地提供了对可调谐LED光源的原位优化。可以采用优化方法来生成提供样本与背景材料之间的原位视觉对比的测试数据。该示例性方法有利地提供了基于来自成像设备的实况反馈的优化。

在上述详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，相似的符号通常标识相似的组件，除非上下文另有规定。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以使用其他实施例，并且可以进行其他改变。将容易理解的是，如本文一般描述的和在附图中示出的，本公开的各种特征可以以各种各样不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些在本文中都是明确预期的。

本公开不受本申请中所述特定实施例的限制，这些实施例意图说明各种特征。对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化。根据前面的描述，对于本领域技术人员来说，除了本文列举的方法和装置之外，本公开范围内的功能等同的方法和装置是显而易见的。这种修改和变化意图落入所附权利要求的范围内。本公开仅受所附权利要求的条款以及这些权利要求的等同物的全部范围的限制。应该理解，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组合物或生物系统，它们当然可以变化。还应理解，本文使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例，而不是为了限制。

关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用将复数翻译成单数和/或从单数翻译成复数。为了清楚起见，本文可以清楚地阐述各种单数/复数排列。

本领域技术人员应该理解，一般而言，本文所使用的术语，尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语，通常意图作为“开放式”术语(例如，术语“包括”应该被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应该被解释为“至少具有”，术语“包含”应该被解释为“包含但不限于”，等等)。虽然各种组合物、方法和设备是按照“包括”各种组件或步骤来描述的(被解释为意味着“包括但不限于”)，但是这些组合物、方法和设备也可以“基本上由”或“由”各种组件和步骤组成，并且这种术语应该被解释为定义基本上封闭的成员组。本领域技术人员将进一步理解，如果意图引入特定数量的权利要求列举，则这种意图将在权利要求中被明确列举，而如果没有这种列举，则不存在这种意图。

例如，为了有助于理解，以下所附权利要求可包含使用引导性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求列举。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求列举将包含这样引入的权利要求列举的任何特定的权利要求限制为仅包含一个这种列举的实施例，即使当相同的权利要求包括引导性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”之类的不定冠词(例如，“一”和/或“一个”应该被解释为意味着“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于用于引入权利要求列举的定冠词的使用。

此外，即使明确列举了特定数量的所引入的权利要求列举，本领域技术人员也将认识到，这种列举应该被解释为意味着至少所列举的数量(例如，无其他修饰语的“两个列举”的简单列举表示至少两个列举，或者两个或更多个列举)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，一般来说，这种构造意图使本领域技术人员将会理解该惯例(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将会包括但不限于具有仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，通常这种构造意图使本领域技术人员将会理解该惯例(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”将会包括但不限于具有仅A、仅B、有C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等等的系统)。本领域技术人员将进一步理解，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，实际上任何表示两个或更多个替代术语的分隔的词和/或短语都应该被理解为设想包括其中一个术语、其中任一术语或者两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

此外，在根据马库什组描述本公开的特征的情况下，本领域技术人员将认识到，本公开也由此按照马库什组的任何单个成员或成员子组来进行描述。

如本领域技术人员将理解的，对于任何和所有目的，诸如就提供书面描述而言，本文公开的所有范围还涵盖其任何和所有可能的子范围以及子范围的组合。任何列出的范围都可以很容易地被认为是充分描述和支持将相同的范围分解成至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等等。作为非限制性示例，本文讨论的每个范围可以容易地分解成下三分之一、中间三分之一和上三分之一等等。本领域技术人员还将理解，所有语言(诸如“最多”、“至少”等)包括所列举的数量，并且是指可以随后分解成如上所述的子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1-5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，等等。

如上所述的各种及其他特征和功能或其替代物可以结合到许多其他不同的系统或应用中。本领域技术人员随后可以对其进行各种目前未预见或未预料到的替代、修改、变化或改进，其中的每一个也旨在被所公开的实施例所涵盖。

Claims (58)

1.一种方法，包括：

从图像传感器至少接收第一数据集，所述第一数据集由所述图像传感器基于使用可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集，所述可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态，其中所述第一数据集与关联于第一照射谱的第一调谐状态相关联；

基于所述第一数据集生成得分图像数据集；

确定所述得分图像数据集是否满足容限水平；以及

当所述得分图像数据集满足所述容限水平时，基于所述得分图像数据集生成测试数据集。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

分析所述测试数据集，以确定所述样本的至少一个特性。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个特性包括以下特性中的一项或多项：样本中存在分析物、样本中不存在所述分析物、所述分析物的分类、所述分析物的未分类或所述分析物的浓度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一数据集表示基于所述第一照射谱的第一组相互作用的光子。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一组相互作用的光子和第二组相互作用的光子包括以下项中的一项或多项：由所述样本吸收的光子、从所述样本反射的光子、由所述样本散射的光子或由所述样本发射的光子。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试数据集提供所述样本与背景材料之间的视觉对比。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述图像传感器接收第二数据集，所述第二数据集由所述图像传感器基于使用所述可调谐发光二极管光源对所述样本的照射来收集，其中所述第二数据集与第二调谐状态相关联，所述第二调谐状态与所述可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联；并且

其中生成所述得分图像数据集是基于所述第一数据集和所述第二数据集的，并且包括对所述第一数据集和所述第二数据集应用光学计算。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二数据集表示基于所述第二照射谱的第二组相互作用的光子。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二组相互作用的光子包括以下项中的一项或多项：由所述样本吸收的光子、从所述样本反射的光子、由所述样本散射的光子、由所述样本发射的光子或通过所述样本透射的光子。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一数据集包括第一图像(T1)，并且所述第二数据集包括第二图像(T2)，并且所述光学计算包括以下项中的一项或多项：T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

响应于所述得分图像数据集不满足所述容限水平，针对至少一个附加调谐状态重复所述接收步骤、所述生成步骤和所述确定步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其中执行所述重复步骤，直到所述容限水平被满足。

13.根据权利要求11所述的方法，其中执行所述重复步骤预定次数或执行所述重复步骤达预定量的时间。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述容限水平包括至少一个品质因数。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个品质因数包括以下项中的一项或多项：接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述可调谐发光二极管光源具有与光带相对应的多个通道，并且所述多个通道的每个组合对应于所述多个调谐状态中的一个调谐状态。

17.一种方法，包括：

使用具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态的可调谐发光二极管光源，在与所述可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联的第一调谐状态下照射样本，以生成第一组相互作用的光子；

生成表示所述第一组相互作用的光子的第一数据集；

基于所述第一数据集生成得分图像数据集；

确定所述得分图像数据集是否满足容限水平；以及

当所述得分图像数据集满足所述容限水平时，基于所述得分图像数据集生成测试数据集。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

分析所述测试数据集，以确定所述样本的至少一个特性。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一个特性包括以下特性中的一项或多项：所述样本中存在分析物、所述样本中不存在所述分析物、所述分析物的分类、所述分析物的未分类或所述分析物的浓度。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一数据集表示基于所述第一照射谱的所述第一组相互作用的光子。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一组相互作用的光子包括以下项中的一项或多项：由所述样本吸收的光子、从所述样本反射的光子、由所述样本散射的光子或由所述样本发射的光子。

22.根据权利要求17的方法，其中所述测试数据集提供所述样本与背景材料之间的视觉对比。

23.根据权利要求17所述的方法，还包括：

使用所述可调谐发光二极管光源，在与所述可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联的第二调谐状态下照射所述样本，以生成第二组相互作用的光子；

生成表示所述第二组相互作用的光子的第二数据集；并且

其中生成所述得分图像数据集是基于应用于所述第一数据集和所述第二数据集的光学计算的。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二数据集表示基于所述第二照射谱的所述第二组相互作用的光子。

25.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二组相互作用的光子包括以下项中的一项或多项：由所述样本吸收的光子、从所述样本反射的光子、由所述样本散射的光子、由所述样本发射的光子或通过所述样本透射的光子。

26.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一数据集包括第一图像(T1)，并且所述第二数据集包括第二图像(T2)，并且所述光学计算包括以下项中的一项或多项：T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合。

27.根据权利要求17所述的方法，还包括：

响应于所述得分图像数据集不满足所述容限水平，对至少一个附加调谐状态重复所述接收步骤、所述生成步骤和所述确定步骤。

28.根据权利要求27所述的方法，其中执行所述重复步骤，直到所述容限水平被满足。

29.根据权利要求27所述的方法，其中执行所述重复步骤预定次数或执行所述重复步骤达预定量的时间。

30.根据权利要求17所述的方法，其中所述容限水平包括至少一个品质因数。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述至少一个品质因数包括以下项中的一项或多项：接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)。

32.根据权利要求17所述的方法，其中所述可调谐发光二极管光源具有与光带相对应的多个通道，并且所述多个通道的每个组合对应于所述多个调谐状态中的一个调谐状态。

33.一种系统，包括：

处理器；以及

非暂时性处理器可读的存储介质，所述非暂时性处理器可读的存储介质与所述处理器可操作地通信，其中所述存储介质包含一个或多个编程指令，所述编程指令在被执行时，使所述处理器执行以下操作：

从图像传感器至少接收第一数据集和第二数据集，所述第一数据集和所述第二数据集由所述图像传感器基于使用可调谐发光二极管光源对样本的照射来收集，所述可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态，其中所述第一数据集和所述第二数据集分别与第一调谐状态和第二调谐状态相关联，所述第一调谐状态与所述可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联，所述第二调谐状态与所述可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联；

基于应用于所述第一数据集和所述第二数据集的光学计算生成得分图像数据集；

确定所述得分图像数据集是否满足容限水平；以及

当所述得分图像数据集满足所述容限水平时，基于所述得分图像数据集生成测试数据集。

34.根据权利要求33所述的系统，其中所述存储介质包含至少一个附加编程指令，所述附加编程指令在被执行时，使所述处理器执行以下操作：

分析所述测试数据集，以确定所述样本的至少一个特性。

35.根据权利要求34所述的系统，其中所述至少一个特性包括以下特性中的一项或多项：所述样本中存在分析物、所述样本中不存在所述分析物、所述分析物的分类、所述分析物的未分类或所述分析物的浓度。

36.根据权利要求33所述的系统，其中所述第一数据集表示基于所述第一照射谱的第一组相互作用的光子，并且所述第二数据集表示基于所述第二照射谱的第二组相互作用的光子。

37.根据权利要求36所述的系统，其中所述第一组相互作用的光子和所述第二组相互作用的光子包括以下项中的一项或多项：由所述样本吸收的光子、从所述样本反射的光子、由所述样本散射的光子、由所述样本发射的光子或通过所述样本透射的光子。

38.根据权利要求33所述的系统，其中所述测试数据集提供所述样本与背景材料之间的视觉对比。

39.根据权利要求33所述的系统，其中所述存储介质包含至少一条附加编程指令，所述附加编程指令在被执行时，使所述处理器执行以下操作：

响应于所述得分图像数据集不满足所述容限水平，对至少一个附加调谐状态重复所述接收步骤、所述生成步骤和所述确定步骤。

40.根据权利要求39所述的系统，其中执行所述重复步骤，直到所述容限水平被满足。

41.根据权利要求39所述的系统，其中执行所述重复步骤预定次数或执行所述重复步骤达预定量的时间。

42.根据权利要求33所述的系统，其中所述第一数据集包括第一图像(T1)，并且所述第二数据集包括第二图像(T2)，并且所述光学计算包括以下项中的一项或多项：T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合。

43.根据权利要求33所述的系统，其中所述容限水平包括至少一个品质因数。

44.根据权利要求33所述的系统，其中所述至少一个品质因数包括以下项中的一项或多项：接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)。

45.根据权利要求33所述的系统，其中所述可调谐发光二极管具有与光带相对应的多个通道，并且所述多个通道的每个组合对应于所述多个调谐状态中的一个调谐状态。

46.一种系统，包括：

可调谐发光二极管光源，所述可调谐发光二极管光源具有与多个照射谱相对应的多个调谐状态；

图像传感器；以及

计算设备，包括：

处理器；以及

非暂时性处理器可读的存储介质，所述非暂时性处理器可读的存储介质与所述处理器可操作地通信，其中所述存储介质包含一个或多个编程指令，所述编程指令在被执行时，使所述处理器执行以下操作：

从所述图像传感器至少接收第一数据集和第二数据集，所述第一数据集和所述第二数据集由所述图像传感器基于使用对样本的照射来收集，其中所述第一数据集和所述第二数据集分别与第一调谐状态和第二调谐状态相关联，所述第一调谐状态与所述可调谐发光二极管光源的第一照射谱相关联，所述第二调谐状态与所述可调谐发光二极管光源的第二照射谱相关联；

基于应用于所述第一数据集和所述第二数据集的光学计算生成得分图像数据集；

确定所述得分图像数据集是否满足容限水平；以及

当所述得分图像数据集满足所述容限水平时，基于所述得分图像数据集生成测试数据集。

47.根据权利要求46所述的系统，其中所述存储介质包含至少一个附加编程指令，所述附加编程指令在被执行时，使所述处理器执行以下操作：

分析所述测试数据集，以确定所述样本的至少一个特性。

48.根据权利要求47所述的系统，其中所述至少一个特性包括以下特性中的一项或多项：所述样本中存在分析物、所述样本中不存在所述分析物、所述分析物的分类、所述分析物的未分类或所述分析物的浓度。

49.根据权利要求46所述的系统，其中所述第一数据集表示基于所述第一照射谱的第一组相互作用的光子，并且所述第二数据集表示基于所述第二照射谱的第二组相互作用的光子。

50.根据权利要求49所述的系统，其中所述第一组相互作用的光子和所述第二组相互作用的光子包括以下项中的一项或多项：由所述样本吸收的光子、从所述样本反射的光子、由所述样本散射的光子、由所述样本发射的光子或通过所述样本透射的光子。

51.根据权利要求46所述的系统，其中所述测试数据集提供所述样本与背景材料之间的视觉对比。

52.根据权利要求46所述的系统，其中所述存储介质包含至少一个附加编程指令，所述附加编程指令在被执行时，使所述处理器执行以下操作：

响应于所述得分图像数据集不满足所述容限水平，对至少一个附加调谐状态重复所述接收步骤、所述生成步骤和所述确定步骤。

53.根据权利要求52所述的系统，其中执行所述重复步骤，直到所述容限水平被满足。

54.根据权利要求52所述的系统，其中执行所述重复步骤预定次数或执行所述重复步骤达预定量的时间。

55.根据权利要求46所述的系统，其中所述第一数据集包括第一图像(T1)，并且所述第二数据集包括第二图像(T2)，并且所述光学计算包括以下项中的一项或多项：T1+T2、T1-T2、T1*T2、T1/T2或其组合。

56.根据权利要求46所述的系统，其中所述容限水平包括至少一个品质因数。

57.根据权利要求46所述的系统，其中所述至少一个品质因数包括以下项中的一项或多项：接收方操作者特性曲线下面积(AUROC)、校准的标准误差(SEC)、信噪比(SNR)、费希尔对比度、预测的标准误差(SEP)或光学吞吐量(％T)。

58.根据权利要求46所述的系统，其中所述可调谐发光二极管具有与光带相对应的多个通道，并且所述多个通道的每个组合对应于所述多个调谐状态中的一个调谐状态。

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