本发明公开了一种基于压缩感知对场景信息片上压缩编码采集的方法。具体步骤如下：(1)对原始图像光子化处理，构建图像在光子瞬态分布下的模型；(2)对图像的光子化模型压缩采集；(3)根据传感器的死时间效应和寄存器位数，剔除失效的光子，构建采集数据和原始图像的训练数据对；(4)将训练数据对输入到神经网络中，对网络模型进行训练；(5)计算重建图像与真实图像的误差，误差反向传递更新网络参数；(6)重复步骤(4)～(5)，直到误差较小时，完成神经网络的训练，输出重建图像。本方法可以实现对场景信息片上的压缩编码采集，提高了传感器填充因子的同时，对噪声也有较好的抑制效果，能够实现质量较高的场景信息采集与重建。