此外，背景区域中的黑色像素可用于测量暗电流噪音。暗电流是流经光敏设备的相当小的电流，即使当无光子进入设备中时。暗电流是诸如电荷耦合设备的图像传感器中的噪音的主要来源之一。物理上，暗电流是由于电子和洞在设备的损耗区内的随机生成，所述电子和洞随后被高电场扫频。可以为每个曝光动态地测量暗电流噪音，并且基于暗电流噪音测量消除局部偏移以及获得由温度变化引起的变化。不同暗电流的模式可以导致固定模式噪音。基于暗电流噪音测量，可以改善捕获的图像中的固定模式暗噪音降低。
[0035]成像阵列用于产生代表物体的图像。成像阵列典型地由光检测器的行和列形成，所述光检测器比例于从待成像物体反射的光产生光电荷。来自每个像素的光电荷被转化为代表从物体的相应部分反射的能级的信号(电荷信号)或者电势，并且信号或电势被视频处理电路读取和处理，以产生图像。相同列中的像素输出节点通常被共同地连接，并且列中的每个像素被单独地控制，以便在公共输出节点处读出。
[0036]在无损读取中，光信息被连续地储存在成像设备中，甚至在读出过程期间。图1Α描述了样品在化学发光反应中的图像的一种图示，该图像是采用根据一种实例实施例的一系列无损读取操作捕获的。化学发光是光的发射(发光)，作为化学反应的结果。也可以存在有限的热发射。化学发光不同于荧光之处在于电子激发态由化学反应的产物得出，而不是产生电子激发态的更典型方式，即吸收。它是光化学反应的对照，其中光用于驱动吸热的化学反应。在化学发光中，从化学放热的反应中产生光。
[0037]在示出的实施例中，在图像捕获时间段内，随着曝光数量的增加，捕获的图像在每个时间增量101，102和103处动态地生长。如能够看到的，捕获的亮带图像示出了明显的细节，而模糊带仍然在生长。图1Β描述了样品在化学发光反应中的图像的进一步图示，该图像是采用一系列无损读取操作捕获的。在该描述中，在图像捕获时间段内，随着曝光数量的增加，来自读取噪音的较亮带上的畸变随着每个时间增量104，105和106而变坏。但是，在这些后来的时间处，模糊带的图像细节已经从较早的图像中增加。这导致在为在化学反应中在样品的较暗带发射光的组分捕获高质量图像中的问题，而对于在较亮带发射光的组分的图像，则使畸变最小化。
[0038]图2描述了数字成像设备的一种实例方框图，该设备用于采用根据一种实施例的一系列无损读取操作捕获样品在化学发光反应中的图像。在示出的实施例中，数字成像设备200包括经由数据总线215连接在一起的处理器201和系统存储器204。为了本公开的目的，处理器201可以是本领域已知的任何处理器，包括任何类型的能够执行指令以完成操作的微处理器或微控制器。类似地，系统存储器204可以是本领域已知的任何类型的存储器，能够储存数据(220)和指令(222)，诸如随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或者其它的易失或非易失存储器等。
[0039]数字成像设备200进一步包括与数据总线215连接的图像传感器202。图像传感器是将光学图像转化为电信号的设备。它主要被用在数字相机、相机模块和其它的成像设备中。大部分最近使用的图像传感器是数字电荷耦合器件(“CCD”)或者互补金属氧化物半导体(“CMOS”)有源像素传感器。图像传感器202包括像素阵列，用于在化学反应期间的一段时间内捕获来自样品的光发射的一系列短暂曝光。图像传感器202可以被构造成实现连续的无损读取操作，以便从像素阵列中读出一组代表样品的无损读取图像的信号，这通过延迟读出信号直到时间段的结束，以减小一组无损读取图像信号中的读取噪音。
[0040]数字成像设备200进一步包括与数据总线215连接的监测模块210。监测模块210在某些实施例中可以被构造成连续地监测从图像传感器读出的信号，并且自动地或者基于来自数字成像设备的用户的输入中断捕获样品的图像。数字成像设备200进一步包括图形显示设备203，以显示捕获的样品图像。
[0041]图3A描述了捕获样品在化学发光反应中的图像的过程的一种实例流程图，采用了根据一种实施例的一系列无损读取操作。在示出的实施例中，过程300A在操作301处开始，在那里，在反应期间的一段时间内捕获来自样品的光发射的一系列短暂曝光，采用了一系列无损读取操作来读出一组代表来自图像传感器的像素阵列的样品的无损读取图像的信号。在一种实施例中，一组信号的读出被延迟直到时间段的结束，以减小一组无损读取图像中的读取噪音。
[0042]过程300A通过连续地监测从图像传感器读出的一组信号(操作302)并且当发生预定事件时中断捕获样品的图像(操作303)而进行继续。在一种实施例中，图像捕获可以自动地中断。在其它的实施例中，预定事件包括接收来自数字成像设备的用户的指令。其它的预定事件是可能的。
[0043]通过将来自用于样品的较亮区域的较短时间读取图像的数据与来自用于样品的较暗区域的较长时间读取图像的数据进行组合，可以随后增加样品的捕获图像的动态范围(操作304)。样品的捕获图像可以随后显示在图形显示器中(操作305)。这就完成了根据一种实例实施例的过程300A。
[0044]图3B描述了利用已知的发射分布数据捕获样品在化学发光反应中的图像的过程的一种实例流程图，采用了根据一种实施例的一系列无损读取操作。在示出的实施例中，过程300B在操作310处开始，通过在数字设备的存储器中储存多次不同试验的发射分布数据，包括涉及特定试验的发射何时将开始快速衰退的信息。所述发射分布数据可以是事先已知的，或者是被数字成像设备的用户测定的。
[0045]在一种实施例中，在操作311处，发射分布数据被用于提高特定样品的自动曝光。过程300B在操作312处通过基于发射分布数据询问数字成像设备的用户样品的发射何时处于或接近其峰值以询问用户是否中断捕获样品的图像而进行继续。过程300B进一步包括操作313，在那里基于数字成像设备花费的曝光时间段与从发射分布数据获得的发射的曝光总时间之比来计算用于来自样品的发射的一个或多个亮带的信号。基于发射分布数据将不同的权重分配给一系列无损读取图像的不同帧，这就完成了根据一种实例实施例的过程300Bo
[0046]图3C描述了利用基于时间的曲线拟合捕获样品在化学发光反应中的图像的过程的一种实例流程图，采用了根据一种实施例的一系列无损读取操作。在示出的实施例中，过程300C在操作321处开始，在每个信号的时间分布是位置相关的情况下，通过基于信号在像素阵列中的位置计算从图像传感器读出的每个信号的强度。每个信号随后作为时间的函数被平均化，以估计存在的信号量(操作322)，并且平均信号的位置在时间上位移到相同的时间实例，如同在每个位置处的每个信号同时地开始一样。在一种实施例中，这样做来改善图像捕获操作的可重复性。这就完成了根据一种实例实施例的操作300C。
[0047]图3D描述了根据一种实施例的利用时间分布测量从背景区域识别出从样品发出的光的过程的一种实例流程图。在示出的实施例中，过程300D在操作330处开始，通过利用无损读取图像测量从样品发出的光的时间分布。操作300D继续进行，通过测量靠近捕获的图像中的一个或多个兴趣带的背景区域的时间分布(操作331)并且利用测量的时间分布之间的时间差从背景区域中识别出样品发出的光，以便从不希望有的背景噪音中识别出从图像传感器读出的信号(操作332)。
[0048]应当意识到，图3A-3D中示出的特定操作提供了一种捕获样品在化学发光反应中的图像的特定方法，采用了根据一种实施例的一系列无损读取操作。根据替代的实施例，也可以执行其它的操作顺序。例如，替代的实施例可以以不同的顺序执行上面概述的操作，并且额外的操作可以被添加或去除，这取决于特定的应用。而且，各个操作可以包括一个或多个子操作，可以根据需要以各种顺序来执行这些子操作。
[0049]图4A-4D描述了信号强度相对于化学发光反应时间的曲线，以阐明根据示例性实施例的无损读取操作和时间分布的原理。在图4A示出的实施例中，为了最好的结果，信号仅在时间实例tl和t2之间被积分。在时间tl和t2之间，信号强度足够强，并且仍然足够远离反应的开始。通过分析利用无损读取模式捕获的数据(即，拍摄一系列图像)，可以追溯地测定时间tl和t2。时间tl和t2可以由用户在实验前后确定。时间tl也可以是零。自动算法可以被用于确定时间tl和t2何时出现，例如通过以下方法:(1)信号的基于时间的导数何时达到预定的阈值;或者(2)通过将时间曲线拟合到一个已知模型，该模型具有预定的tl和t2，与模型中的参数有关，诸如时间衰减参数，曲线的幅度等。
[0050]在图4B示出的实施例中，为了最好的结果，信号强度仅在时间tl和t2之间被积分。如在该情况下看到的，在时间tl和t2之间，信号强度高于时间曲线的其余信号强度。通过分析利用无损读取模式捕获的数据(即，拍摄一系列图像)，可以追溯地确定时间tl和t2。时间tl和t2可以被用户在实验前后确定。时间tl也可以是零。自动算法可以被用于确定时间tl和t2何时出现，例如通过以下的方法:(1)信号的基于时间的导数的绝对值何时小于预定的阈值，但是靠近曲线的峰值，在那里导数近似为零;或者(2)通过将时间曲线拟合到一个已知模型，该模型具有预定的tl和t2，与模型中的参数有关，诸如时间衰减参数，曲线的幅值等。
[0051 ]在图4C示出的实施例中，为了最好的结果，信号强度仅在时间tl和t