一种基于随机采样的非侵入式激光扫描成像方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算成像、生物医学成像、图像重建等
，尤其涉及一种基于随机采样的非侵入式激光扫描成像方法。
技术介绍
在医学成像、工业检测等领域，往往需要对诸如生物组织细胞、工业芯片等微小结构进行成像以作为分析诊断和检测的依据。但是由于这些成像介质往往是半透明的散射层，传统的基于几何光学的成像方法不再适用，除非破坏散射层或往散射层内注入辅助成像的物质，但这些手段容易对所观察的物体造成破坏。近年来，一种基于激光散斑扫描的非侵入式成像方法被提出，它可以在不破坏散射层的前提下得到隐藏在散射层背后的物体的清晰的像。在这种方法中，一束激光射到散射层的固定位置，在散射作用下形成激光散斑并照射在荧光物体所在的平面上。落在荧光物体上的散斑激发出的荧光被反射回散射层且被采集，采集到的荧光光强加起来的和作为激光在该入射角度下的总荧光量。将激光按照扫描角度矩阵中的角度进行逐一扫描，可以得到相应荧光强度矩阵，即荧光强度矩阵中的每一元素值为激光按照扫描角度矩阵中对应元素的角度入射下的总荧光量。最后可以利用相位恢复算法从荧光强度矩阵中恢复出物体的像。在这种传统的方法中，为了得到较好的成像效果，扫描矩阵的尺寸需要足够大，因此需要激光扫描的总的角度数量巨大，而且由于在实际中荧光信号较弱，需要加大荧光采集装置的曝光时间，最终使得总的成像数据的采集时间十分漫长。由于长时间的激光照射，容易造成被测物品的损害，因此必须要降低扫描复杂度，减少扫描时间。图1所示为传统的基于激光散斑扫描的非侵入式成像装置示意图，包括半透明散射层1、荧光物体2、半透明散射层3和滤光片4。当一束激光垂直射入散射层时...
【技术保护点】
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=argminU{TV(U)+η·ΣPk∈Δ(w(Pk)·||Pk||*)}]]>s.t.Ui,j=I^i,j,∀(i,j)∈Ω]]>其中，TV为总变差函数，Pk为p×p的矩阵块，w(Pk)为矩阵块Pk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Pk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。
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员：金欣，胡逸夫，戴琼海，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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