Aquí están pasando dos cosas:

1. Estas asignando el valor de la imagen a una variable nueva que en si no representa a objeto de la imagen. Al asignarle el valor de x a y, y no cambiará el valor de x si esta muta.

   **La manera equivocada**:
   ```javascript
   let imageSRC = imagen.src
   ...
   imageSRC = 'bar'
   ```

   Esto no afectará a el atributo src del objeto del nodo.

   **La manera correcta**:

   ```javascript
   imagen.src = 'foo'
   ...
   imagen.src = 'bar'  
   ```
2. El nombre de la imagen probablemente no es `cell1.jpg`, cuando obtienes el src de una imagen esta es una url completa que incluye el protocolo, el host, el path, ect. Para esto debes obtener primero el nombre del archivo de alguna manera, tal vez con un `split` y `pop`:

   ```javascript
   let imageSRC = imagen.src.split('/').pop(); // => 'cell1.jpg' || 'cell2.jpg'
   ```
   O evaluar utilizando la url de la vista mas el nombre del archivo:

   ```javascript
   let file1 = document.URL + '/cell1.jpg'
   ...
   if (imageSRC == file1)
   ```
Como ultimo esto no requiere tanta sintaxis, podrias hacerlo de la siguiente manera:

```javascript
function cambiarimagen() {
   let imageSRC = imagen.src.split('/').pop();
   if (imageSRC == 'cell1.jpg') imagen.src = 'cell2.jpg'
   else imagen.src = 'cell1.jpg'
}
```

o simplemente:

```javascript
function cambiarimagen() {
   imagen.src.split('/').pop() === 'cell1.jpg' ? 'cell2.jpg' : 'cell1.jpg'
}
```

Espero que te sea de ayuda, un saludo.