[发明专利]用于原位优化可调谐发光二极管光源的系统和方法

说明书

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。

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。