光声成像是医学影像学中一种新型的成像技术，近几年备受广泛关注。光声成像算法研究包含前向问题和重建问题两个方面，前向问题指在已知光吸收分布、组织光学参数和解剖结构的情况下求解组织内光声压强信号的过程；重建问题是在已知表面光声压强分布、组织光学参数和解剖结构的情况下重建光吸收分布过程。本文从这两个方面入手对光声成像进行了研究：首先，本文从光声信号产生的物理背景和数学原理出发，推导了光声波动方程。从光声成像实际问题出发，研究了基于Green函数法和k-space方法两种求解前向问题方法。通过仿真实验给出了相应方法的仿真的光声压强信号，同时根据光声压强信号的物理特性，进行了相应分析和研究。其次，对滤波反投影算法的分析，给出了滤波函数的窗处理问题，研究了三种滤波函数。在不同截至频率和不同外界噪声的情况下，对Hanning滤波函数对光声重建图像质量的影响，进行了深入的分析。最后，研究了基于有限元方法的光声成像前向问题和重建问题的求解方法。在光声前向问题数值求解中，分析了两种边界条件，并利用更符合生物组织特点的边界进行了前向算法研究；在光声重建问题求解中，研究了基于正则化和双网格的重建策略的算法，仿真实验验证了所提算法的有效性。