木材内部缺陷会严重影响木材物理、力学性质,严重降低了木材质量。通过对活立木的缺陷检测,来决定是否对树木进行救治、砍伐等措施,以达到保护树木、保护社会生活安定的目的,同时对木材利用率的提高,森林生态环境的可持续发展有着重要的现实意义。图像重建是利用波场的走时信息对被检测的木材速度(或慢度)进行反演成像的,主要包括射线追踪和反演算法,是研究木材内部缺陷的有效手段。其中射线追踪算法目的在于找到模型和数据之间的关系,最短路径射线追踪方法与其它追踪算法相比,适应性强、速度快、易于实现。本文运用应力波无损检测方法、层析成像走时理论等相关理论和分析方法,内容主要围绕着最短路径射线追踪算法的研究、模型的建立、实验数据的采集、最短路径射线追踪算法的仿真分析、成像图像的结果指标分析几个方面进行。主要工作如下：(1)本文对最短路径射线追踪方法的原理、具体实现过程及所用的Dijkstra算法等进行研究,并根据该正演算法的特点及原理,选择一种合适的图像重建算法。(2)建立数值模型,构建基于最短路径射线追踪的速度模型和网络模型。(3)利用质因数分解法建立最短路径射线追踪的节点自动搜索函数,使用Matlab编程进行最短路径射线追踪正演追踪模拟和层析反演算法。本文的创新之处在于：(1)通过研究含水率与木材径向速度之间关系,对本文的参考速度合理性进行验证。(2)采用使波的传播路径更加精确的最短路径射线追踪算法。