一种基于随机采样的非侵入式激光扫描成像方法与流程

技术特征：

1.一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；

$I=\arg \underset{U}{min}\{TV\left(U\right)+\mathrm{\η}\·\underset{P_k\∈\mathrm{\Δ}}{\mathrm{\Σ}}\left(w\right(P_k)\·|\left|P_k\right|{|}_{*})\}$

$\begin{array}{ccc}s.t.& U_{i,j}={\hat{I}}_{i,j},& \∀(i,j)\∈\mathrm{\Ω}\end{array}$

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。

2.根据权利要求1所述的非侵入式激光扫描成像方法，其特征在于，步骤S1中随机矩阵Φ中的元素1所占比例为20％以上。

3.根据权利要求1所述的非侵入式激光扫描成像方法，其特征在于，步骤S2中采用振镜扫描系统来进行激光扫描。

4.根据权利要求1所述的非侵入式激光扫描成像方法，其特征在于，步骤S3中的矩阵块P_k对应的权重函数w(P_k)根据下式进行取值：

$w\left(P_k\right)=\left\{\begin{array}{cc}{{\mathrm{\ξ}}_k}^2,& {\mathrm{\ξ}}_k\>\mathrm{\λ}\\ 0,& {\mathrm{\ξ}}_k\≤\mathrm{\λ}\end{array}\right.$

其中，ξ_k为矩阵块P_k中采集了的元素的个数，λ为阈值。

5.根据权利要求4所述的非侵入式激光扫描成像方法，其特征在于，其中阈值λ＝0.2·p²。

6.根据权利要求1至5任一项所述的非侵入式激光扫描成像方法，其特征在于，步骤S4中具体包括：采用相位恢复算法从步骤S3中重构出的完整的荧光强度矩阵中恢复出物体的像。