近年来,基于光声效应的光声成像方法得到了广泛的研究。光声成像采用调制激光照射目标组织,使组织受激发而发出超声波,再由采样的声波重建出反应目标组织内部结构的光吸收分布。光声成像作为一种高对比度、高分辨率的无损检测技术,在病灶的早起诊断方面有着巨大的潜力,得到了生物医学界的广泛关注。压缩感知技术一经提出就引起了研究者的高度兴趣,其利用了信号在变换域的稀疏特性这一先验知识,能够在远小于奈奎斯特采样定理的情况下对信号进行采样与无损重建。人们生活中使用的非完全随机信号基本都满足压缩感知原理要求的这一先决条件,从而使得压缩感知原理在未来有着广阔应用前景和发展空间。目前研究者已经在信号处理、数字图像等领域对其做着大量的研究。本文将压缩感知技术应用在了光声成像中,提出了一种可用于多传感器测量模式的基于压缩感知的光声重建方法,并应用光声成像算法,提出了一种组织内部声速标定方法。在光声成像中,如何减少传感器的数量(或测量次数)是一个重要的研究方向,而压缩感知方法的使用,使得我们可以通过增加适当的重建计算量减轻传感设备的需求负担。组织内部的声速标定一直是一个难题,因此,我们基于光声成像原理,设计了一套组织内部声速标定方法,该方法通过多次重建迭代得到最优的组织内部声速。本文的主要内容包括：1)光声效应及光声成像原理。研究了光声效应的数学模型,以及基本的光声成像算法。详细介绍了延迟求和光声成像法,该算法将应用于声速标定方法中。2)压缩感知原理。研究了压缩感知原理及其应用,给出了压缩感知原理的应用实例,介绍了压缩感知的重建算法,并详细阐述正交匹配跟踪法,本文的基于压缩感知的光声成像方法中使用该算法进行压缩感知重建。3)基于压缩感知的光声成像算法。提出了一种可用于多传感器测量模式的基于压缩感知的光声成像算法,研究了其数学模型并给出了实现该算法的详细步骤并实现。给出了从设备放置、数据采样到重建计算的整体实现流程。4)基于光声成像的声速标定。提出了一种基于光声成像的组织内部声速标定方法,该方法基于延迟求和法对组织内部可能的声速进行标定,文中给出了其详细实现理论及步骤。光声成像兼有声学成像和光学成像的优点,在医学成像领域有着巨大的潜力。本文提出的基于压缩感知的光声重建方法,能够降低同等重建效果下光声成像对设备的要求,而基于光声成像的声速标定方法,能够解决组织内部声速测量的这一难题。另外,本文方法在减少重建噪声、降低重建计算消耗以及提高声速标定速度等方面还有待继续研究。