一种基于随机采样的非侵入式激光扫描成像方法

摘要

本发明公开了一种基于随机采样的非侵入式激光扫描成像方法，包括：S1：生成元素仅包含0和1的随机矩阵Φ，其中随机矩阵Φ的尺寸与荧光强度矩阵I以及对应的扫描角度矩阵Θ的尺寸相同；S2：通过激光扫描随机矩阵Φ中值为1的元素对应的扫描角度矩阵Θ上的角度，收集随机矩阵Φ中值为1的元素对应的荧光强度矩阵I上的荧光强度，得到不完整的荧光强度矩阵其中ο符号表示对应元素相乘；S3：通过求解低秩约束下的重构模型，以求出完整的荧光强度矩阵I＝U；S4：从重构出的完整的荧光强度矩阵中恢复出物体的像。本发明提出的基于随机采样与低秩重构的非侵入式激光扫描成像方法，能够显著减少扫描过程所需时间，同时保持较高的成像质量。

主权项

一种基于随机采样的非侵入式激光扫描成像方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：生成元素仅包含0和1的随机矩阵Φ，其中随机矩阵Φ的尺寸与荧光强度矩阵I以及对应的扫描角度矩阵Θ的尺寸相同；S2：通过激光扫描随机矩阵Φ中值为1的元素对应的扫描角度矩阵Θ上的角度，收集随机矩阵Φ中值为1的元素对应的荧光强度矩阵I上的荧光强度，得到不完整的荧光强度矩阵其中符号表示对应元素相乘；S3：通过求解如下低秩约束下的重构模型，以求出完整的荧光强度矩阵I＝U；$I=\arg \underset{U}{min}\{TV\left(U\right)+\eta ·\underset{P_k\in \Delta }{\Sigma }\left(w\right(P_k)·|\left|P_k\right|{|}_{*})\}$$\begin{array}{ccc}s.t.& U_{i,j}={\hat{I}}_{i,j},& \forall (i,j)\in \Omega \end{array}$其中，TV为总变差函数，P_k为p×p的矩阵块，w(P_k)为矩阵块P_k对应的权重函数，||·||_*为核范数，η为正则参数，Δ为待求矩阵U的所有矩阵块P_k的集合，Ω为采集了的元素的索引的集合；S4：从步骤S3中重构出的完整的荧光强度矩阵中恢复出物体的像。