谱域OCT(Spectral Domain Optical Coherence Tomography,简称SD-OCT)利用生物组织后向散射光与参考光发生的低相干,来获得组织内部的层析结构,无需样品深度扫描,提高了OCT的成像速度,在生物医学成像技术中占重要地位。本文首先阐述了SD-OCT的理论基础,分析了多层生物组织的光学特性、SD-OCT的成像机理(即数学模型和图像函数)、干涉光谱信号的组成,并结合Lab VIEW平台,构建了谱域OCT的数据采集处理和二维灰度图像重构系统,成功得到了手指上皮组织、柑橘表皮组织的截面灰度图像。同时为提高SD-OCT系统的信噪比和图像质量,设计了系统标定、平均去噪、CCD(Charge-coupled Device)线性补偿算法,使得二维重构后的手指上皮组织的截面灰度图像的质量得到了明显的优化。分析了SD-OCT系统扫描多层生物组织成像时引入的电路噪声、扫描噪声和散斑噪声的特征,使用离散余弦变换、小波变换及图像复原方式进行了相应的去噪分析,最后结合多尺度图像分析、图像增强和图像融合等现代图像处理技术,设计了适用于SD-OCT多层组织成像系统的图像增强算法,并通过对手指上皮组织和柑橘表皮图像验证了该算法的可行性。最后Lab VIEW和MATLAB混合编程技术,完成经过图像算法改进的基于Lab VIEW界面的SD-OCT成像软件系统,并以人类手指不同部位的表皮组织作为样品,进行一系列对比试验,验证了本文提出的信号和图像去噪的有效性。