[发明专利]用于利用单色传感器生成彩色视频的设备、系统和方法

说明书

用于利用单色传感器生成彩色视频的设备、系统和方法，包含以下动作：(i)按序列选择性地激励多个光源中的每一个光源；(ii)在所述序列的每个阶段在单色传感器处捕获被照亮样品的单色图像；以及(iii)从所述单色图像生成彩色视频。所述序列可以具有一系列阶段，所述序列的每个阶段对应于来自所述光源的不同波长的光的激活以照亮样品。生成所述单色视频可以包含以下动作：将利用单个光源在所述单色传感器处捕获的多个单色图像编译成包括所述单色视频的一系列单色视频帧。

技术领域

本申请涉及用于生成视频的显微镜检查设备、系统和方法。更具体地说，本申请涉及用于从用单色传感器捕获的图像序列生成彩色视频的设备、系统和方法。

背景技术

显微镜检查涉及观察通常是微观的小型物体。传统的显微镜装有透镜系统，可以放大并观察这些小型物体。在光学显微镜中，透镜系统将小型物体的放大图像导向显微镜的目镜，而在数码显微镜中，图像聚焦在相机或其它图像传感器上。相机记录或转发图像信息，可以渲染这些图像信息以在监视器上显示或存储以供以后查看。此类传统显微镜通常大且昂贵，并且由于观察显微物体所需的精度，特别是高分辨率，因此大多数基于透镜的显微镜内的光学器件都很精密。

由于配备了显微镜以实现不同类型的成像方法，因此显微镜的成本和复杂性可能会加剧。例如，荧光显微镜检查通常用于研究和临床环境中，并且可以有利地用于鉴定细胞或组织样品内特定标志物、结构、过程或细胞器的存在、不存在、数量、功能和位置。用于实现荧光显微镜检查的显微镜需要荧光团激发源(通常为激光)，这增加了显微镜的复杂性和成本。配置用于荧光显微镜检查的显微镜通常使用单色相机来捕获荧光图像，因为与具有相似像素数的彩色相机相比，单色相机往往会提供更好的对比度和更高的分辨率，并且通常更便宜。

另一方面，彩色相机对于捕获彩色图像数据是有用的，单色相机迄今仍无法做到这点。通常使用白光源和彩色相机来采集彩色成像数据(例如，图像和视频)。具体地说，白光均匀地通过样品到达彩色相机，所述彩色相机将原始图像数据或彩色图像数据提供给显示器。白光发光二极管(LED)通常与漫射器一起用作光源，以提供均匀照明的样品。通常也使用镜子将样品的图像反射到彩色相机的透镜。

可以将由彩色相机捕获的图像数据处理为相机上的彩色图像并进行传输，或者可以将其作为原始数据进行传输，然后通过图像处理软件将其处理为彩色图像。收集两种类型的图像数据(即，单色图像数据和彩色图像数据)的显微镜通常需要单色相机和彩色相机两者。这些显微镜在机械上更加复杂，并且由于需要针对每种类型的采集控制显微镜配置(例如，控制单色相机和彩色相机进入样品光路的移动、差分图像数据处理步骤等)，因此用于控制图像捕获的相关过程也更加复杂。此外，许多彩色相机以拜耳模式排列像素或应用拜耳掩模来差分接收并解释红色、绿色和蓝色分量的光信号。这可能会降低总体相机灵敏度，尤其是在红色通道内，并且还可能在所得图像中产生令人不满意的色相。

当前显微镜系统的体积、复杂性和费用限制了它们的实用性。因此，在可以解决的图像采集和处理领域中的许多额外的问题和缺点中，需要一种在机械上更简单并且为扩展使用提供机会的显微镜系统。

发明内容

本文所公开的各个实施例涉及用于利用单色相机生成彩色视频的设备、方法和系统。此类实施例通过例如简化显微镜检查系统、减少显微镜检查系统的部件数量和整体尺寸以及降低显微镜检查系统的成本同时保持基本相同的功能而有益地改善了显微镜检查系统。

第一方面提供了一种用于利用单色相机生成彩色视频的方法。所述方法包含按序列选择性地激励多个光源中的每一个光源。所述序列具有一系列阶段，所述序列的每个阶段对应于来自一个或多个光源的不同波长的光的激活以照亮样品。所述方法另外包含以下动作：在所述序列的每个阶段在单色相机处捕获被照亮样品的单色图像，并从所述单色图像生成彩色视频。