生物组织是一种混浊介质,对可见光和近红外光表现出强的散射特性。通过准确测量混浊介质样品在该波段光照射下的弹性散射光信号,在此基础上进一步确定其光学特征参数和光谱数据,一直是光学研究领域极具吸引力的课题。本课题采用反射成像方法研究非均匀组织仿体的光学特性,为未来新型生物组织检测仪器的研制和开发进行理论基础探索。本论文使用多光谱反射成像方法对非均匀生物组织仿体进行了实验研究,主要分为以下两大部分:1、在恒定入射光条件下测量不同材料的反射光强图像,采用像素灰度窗平均值法量化获取曝光时间t与测量得到的反射光强图像像素值之间的关系,基于最大曝光时间下的像素灰度值进行归一化处理,得到一条只与拍照CCD相机有关而与材料材质及入射光均无关的曝光时间校准曲线r(t),使快速获得高动态范围的反射光强图像并测量反射率图成为可能。2、使用5个不同的非均匀组织仿体进行实验,在500 nm~940 nm波段内测量其反射图像数据并计算反射率图;同时使用漫反射标准板对照射于仿体样品表面的光分布进行标定,其结果将作为辐射传输理论与Fresnel公式框架下并行蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真软件iMC的输入,模拟不同光学参数条件下的仿真反射率图像。综合比较实验与仿真得到的反射率图像,分析了实验及仿真过程中各参数对实验结果的影响,验证了利用多光谱反射成像结合Monte Carlo逆运算测量非均匀混浊介质光学特征的可行性。最后,对多光谱反射成像方法研究非均匀组织仿体的过程及结果进行了总结,分析了研究与实验过程中的不足之处,对该方法以后的完善及改进提出了意见。另外,本论文还对该方法在未来的应用作了展望。