X射线自被发现以来,其成像技术在无损检测以及医学临床方面得到了广泛的应用,给人类带来了极大的便利。但其依然存在许多缺点,如无法实现对轻元素物质的检测,而为解决这一问题,X射线相衬成像应运而生,其中光栅相衬成像摆脱同步辐射源的限制,是目前较为接近临床实现的方法。由于X射线光栅相衬成像目前普遍基于Talbot-Lau效应,需要多个光栅进行成像实验,并且其成像系统设备如光栅制作工艺要求苛刻以及数据采集繁琐导致被采集样本需长时间接受X射线曝光等原因,使其迟迟无法在临床应用中实现。为此世界各地研究学者纷纷投入大量精力解决这个问题。Han Wen等人通过一块一维光栅利用傅里叶变换法,成功提取出样品的相位信息和散射信息。H.W.Lim等人在前人贡献基础上进行优化,并成功模拟出单光栅X射线相衬成像过程,并得到较好的仿真结果。该方法所需要的光栅制作工艺简单,只需进行单次曝光,减少了被测物体接受的辐射量,并且成像系统相较于传统的多光栅相衬成像更为简单。相比于传统的X多光栅相衬成像,更加接近于实际应用。基于X射线单光栅相衬成像的方法,本论文在实验室搭建X射线单光栅相衬成像系统。在实验室条件下,对X射线单光栅相衬成像的成像系统参数、成像恢复算法的优化选择以及图像噪声去除等研究方面开展了以下工作:第一,搭建X射线单光栅相衬成像系统,探究系统结构参数与成像关系。即不同的成像系统长度下,实验样品距离X射线源的不同位置对最终成像效果的影响。第二,探究单光栅X射线相衬成像算法的滤波参数与成像关系。第三,探究单光栅X射线相衬图像的降噪问题,介绍了引起X射线图像噪声的因素,以及通过一般的数字图像处理的方法对单光栅相衬图像进行处理。