X射线CT成像是实现工件内部缺陷检测的主要手段之一。但是对于形状、结构复杂和材料多组元化的复杂结构件,在CT旋转的各角度之间,由于射线能量、成像系统动态范围、工件有效透照厚度不匹配,传统的固定能量成像方法CT重建质量低,边缘模糊,影响了工件质量的有效检测。因此,本文针对现有的CT成像系统,研究了基于投影域的自适应能量采集及投影恢复算法,实现高质量CT成像。论文在分析固定能量成像和变能量CT成像特定的基础上,结合变电压X射线成像规律,研究了变角度间能量自适应预测算法。为使预测结果更加准确,采集前进行低能量预扫描,获取被检工件旋转时有效厚度的变化趋势,确定扫描初始视角及最佳能量条件,扫描重建后工件内部成像质量优化明显,但边缘信息仍严重缺失。针对此问题,研究了基于扩散方程的投影恢复算法,先给出问题求解的数学模型;同时,提取低能投影下边缘细节轮廓,作为边界条件参与方程求解;再通过离散化方程及优化差分格式,实现待恢复区域像素灰度值的计算。结果证明本文的CT成像方法有效解决了复杂异形工件成像质量差的难题,推动了工业CT智能检测系统的进一步发展。