此外，背景區域中的黑色像素可用于測量暗電流噪音。暗電流是流經光敏設備的相當小的電流，即使當無光子進入設備中時。暗電流是諸如電荷耦合設備的圖像傳感器中的噪音的主要來源之一。物理上，暗電流是由于電子和洞在設備的損耗區內的隨機生成，所述電子和洞隨后被高電場掃頻。可以為每個曝光動態地測量暗電流噪音，并且基于暗電流噪音測量消除局部偏移以及獲得由溫度變化引起的變化。不同暗電流的模式可以導致固定模式噪音。基于暗電流噪音測量，可以改善捕獲的圖像中的固定模式暗噪音降低。
[0035]成像陣列用于產生代表物體的圖像。成像陣列典型地由光檢測器的行和列形成，所述光檢測器比例于從待成像物體反射的光產生光電荷。來自每個像素的光電荷被轉化為代表從物體的相應部分反射的能級的信號(電荷信號)或者電勢，并且信號或電勢被視頻處理電路讀取和處理，以產生圖像。相同列中的像素輸出節點通常被共同地連接，并且列中的每個像素被單獨地控制，以便在公共輸出節點處讀出。
[0036]在無損讀取中，光信息被連續地儲存在成像設備中，甚至在讀出過程期間。圖1Α描述了樣品在化學發光反應中的圖像的一種圖示，該圖像是采用根據一種實例實施例的一系列無損讀取操作捕獲的。化學發光是光的發射(發光)，作為化學反應的結果。也可以存在有限的熱發射。化學發光不同于熒光之處在于電子激發態由化學反應的產物得出，而不是產生電子激發態的更典型方式，即吸收。它是光化學反應的對照，其中光用于驅動吸熱的化學反應。在化學發光中，從化學放熱的反應中產生光。
[0037]在示出的實施例中，在圖像捕獲時間段內，隨著曝光數量的增加，捕獲的圖像在每個時間增量101，102和103處動態地生長。如能夠看到的，捕獲的亮帶圖像示出了明顯的細節，而模糊帶仍然在生長。圖1Β描述了樣品在化學發光反應中的圖像的進一步圖示，該圖像是采用一系列無損讀取操作捕獲的。在該描述中，在圖像捕獲時間段內，隨著曝光數量的增加，來自讀取噪音的較亮帶上的畸變隨著每個時間增量104，105和106而變壞。但是，在這些后來的時間處，模糊帶的圖像細節已經從較早的圖像中增加。這導致在為在化學反應中在樣品的較暗帶發射光的組分捕獲高質量圖像中的問題，而對于在較亮帶發射光的組分的圖像，則使畸變最小化。
[0038]圖2描述了數字成像設備的一種實例方框圖，該設備用于采用根據一種實施例的一系列無損讀取操作捕獲樣品在化學發光反應中的圖像。在示出的實施例中，數字成像設備200包括經由數據總線215連接在一起的處理器201和系統存儲器204。為了本公開的目的，處理器201可以是本領域已知的任何處理器，包括任何類型的能夠執行指令以完成操作的微處理器或微控制器。類似地，系統存儲器204可以是本領域已知的任何類型的存儲器，能夠儲存數據(220)和指令(222)，諸如隨機訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)或者其它的易失或非易失存儲器等。
[0039]數字成像設備200進一步包括與數據總線215連接的圖像傳感器202。圖像傳感器是將光學圖像轉化為電信號的設備。它主要被用在數字相機、相機模塊和其它的成像設備中。大部分最近使用的圖像傳感器是數字電荷耦合器件(“CCD”)或者互補金屬氧化物半導體(“CMOS”)有源像素傳感器。圖像傳感器202包括像素陣列，用于在化學反應期間的一段時間內捕獲來自樣品的光發射的一系列短暫曝光。圖像傳感器202可以被構造成實現連續的無損讀取操作，以便從像素陣列中讀出一組代表樣品的無損讀取圖像的信號，這通過延遲讀出信號直到時間段的結束，以減小一組無損讀取圖像信號中的讀取噪音。
[0040]數字成像設備200進一步包括與數據總線215連接的監測模塊210。監測模塊210在某些實施例中可以被構造成連續地監測從圖像傳感器讀出的信號，并且自動地或者基于來自數字成像設備的用戶的輸入中斷捕獲樣品的圖像。數字成像設備200進一步包括圖形顯示設備203，以顯示捕獲的樣品圖像。
[0041]圖3A描述了捕獲樣品在化學發光反應中的圖像的過程的一種實例流程圖，采用了根據一種實施例的一系列無損讀取操作。在示出的實施例中，過程300A在操作301處開始，在那里，在反應期間的一段時間內捕獲來自樣品的光發射的一系列短暫曝光，采用了一系列無損讀取操作來讀出一組代表來自圖像傳感器的像素陣列的樣品的無損讀取圖像的信號。在一種實施例中，一組信號的讀出被延遲直到時間段的結束，以減小一組無損讀取圖像中的讀取噪音。
[0042]過程300A通過連續地監測從圖像傳感器讀出的一組信號(操作302)并且當發生預定事件時中斷捕獲樣品的圖像(操作303)而進行繼續。在一種實施例中，圖像捕獲可以自動地中斷。在其它的實施例中，預定事件包括接收來自數字成像設備的用戶的指令。其它的預定事件是可能的。
[0043]通過將來自用于樣品的較亮區域的較短時間讀取圖像的數據與來自用于樣品的較暗區域的較長時間讀取圖像的數據進行組合，可以隨后增加樣品的捕獲圖像的動態范圍(操作304)。樣品的捕獲圖像可以隨后顯示在圖形顯示器中(操作305)。這就完成了根據一種實例實施例的過程300A。
[0044]圖3B描述了利用已知的發射分布數據捕獲樣品在化學發光反應中的圖像的過程的一種實例流程圖，采用了根據一種實施例的一系列無損讀取操作。在示出的實施例中，過程300B在操作310處開始，通過在數字設備的存儲器中儲存多次不同試驗的發射分布數據，包括涉及特定試驗的發射何時將開始快速衰退的信息。所述發射分布數據可以是事先已知的，或者是被數字成像設備的用戶測定的。
[0045]在一種實施例中，在操作311處，發射分布數據被用于提高特定樣品的自動曝光。過程300B在操作312處通過基于發射分布數據詢問數字成像設備的用戶樣品的發射何時處于或接近其峰值以詢問用戶是否中斷捕獲樣品的圖像而進行繼續。過程300B進一步包括操作313，在那里基于數字成像設備花費的曝光時間段與從發射分布數據獲得的發射的曝光總時間之比來計算用于來自樣品的發射的一個或多個亮帶的信號。基于發射分布數據將不同的權重分配給一系列無損讀取圖像的不同幀，這就完成了根據一種實例實施例的過程300Bo
[0046]圖3C描述了利用基于時間的曲線擬合捕獲樣品在化學發光反應中的圖像的過程的一種實例流程圖，采用了根據一種實施例的一系列無損讀取操作。在示出的實施例中，過程300C在操作321處開始，在每個信號的時間分布是位置相關的情況下，通過基于信號在像素陣列中的位置計算從圖像傳感器讀出的每個信號的強度。每個信號隨后作為時間的函數被平均化，以估計存在的信號量(操作322)，并且平均信號的位置在時間上位移到相同的時間實例，如同在每個位置處的每個信號同時地開始一樣。在一種實施例中，這樣做來改善圖像捕獲操作的可重復性。這就完成了根據一種實例實施例的操作300C。
[0047]圖3D描述了根據一種實施例的利用時間分布測量從背景區域識別出從樣品發出的光的過程的一種實例流程圖。在示出的實施例中，過程300D在操作330處開始，通過利用無損讀取圖像測量從樣品發出的光的時間分布。操作300D繼續進行，通過測量靠近捕獲的圖像中的一個或多個興趣帶的背景區域的時間分布(操作331)并且利用測量的時間分布之間的時間差從背景區域中識別出樣品發出的光，以便從不希望有的背景噪音中識別出從圖像傳感器讀出的信號(操作332)。
[0048]應當意識到，圖3A-3D中示出的特定操作提供了一種捕獲樣品在化學發光反應中的圖像的特定方法，采用了根據一種實施例的一系列無損讀取操作。根據替代的實施例，也可以執行其它的操作順序。例如，替代的實施例可以以不同的順序執行上面概述的操作，并且額外的操作可以被添加或去除，這取決于特定的應用。而且，各個操作可以包括一個或多個子操作，可以根據需要以各種順序來執行這些子操作。
[0049]圖4A-4D描述了信號強度相對于化學發光反應時間的曲線，以闡明根據示例性實施例的無損讀取操作和時間分布的原理。在圖4A示出的實施例中，為了最好的結果，信號僅在時間實例tl和t2之間被積分。在時間tl和t2之間，信號強度足夠強，并且仍然足夠遠離反應的開始。通過分析利用無損讀取模式捕獲的數據(即，拍攝一系列圖像)，可以追溯地測定時間tl和t2。時間tl和t2可以由用戶在實驗前后確定。時間tl也可以是零。自動算法可以被用于確定時間tl和t2何時出現，例如通過以下方法:(1)信號的基于時間的導數何時達到預定的閾值;或者(2)通過將時間曲線擬合到一個已知模型，該模型具有預定的tl和t2，與模型中的參數有關，諸如時間衰減參數，曲線的幅度等。
[0050]在圖4B示出的實施例中，為了最好的結果，信號強度僅在時間tl和t2之間被積分。如在該情況下看到的，在時間tl和t2之間，信號強度高于時間曲線的其余信號強度。通過分析利用無損讀取模式捕獲的數據(即，拍攝一系列圖像)，可以追溯地確定時間tl和t2。時間tl和t2可以被用戶在實驗前后確定。時間tl也可以是零。自動算法可以被用于確定時間tl和t2何時出現，例如通過以下的方法:(1)信號的基于時間的導數的絕對值何時小于預定的閾值，但是靠近曲線的峰值，在那里導數近似為零;或者(2)通過將時間曲線擬合到一個已知模型，該模型具有預定的tl和t2，與模型中的參數有關，諸如時間衰減參數，曲線的幅值等。
[0051 ]在圖4C示出的實施例中，為了最好的結果，信號強度僅在時間tl和t