X射线成像技术在临床医学和无损检测等领域有着广泛的应用,为了实现对轻元素所组成物质的检测,X射线相衬成像应运而生。近二十年来的研究使得X射线相衬成像有了迅速的发展,而基于Talbot-Lau效应的X射线相衬成像使其摆脱了同步辐射源的限制。作为最有临床应用前景的相衬成像方法,光栅相衬成像技术研究的重要任务是为临床诊断提供高质量的图像,因此需要研究适用于光栅成像技术的图像处理方法。在实际图像采集过程中,因设备缺陷、外部环境干扰,最终获取的图像会受到噪声污染、条纹干扰等,严重退化图像质量,影响我们对图像细节的分辨。为了解决上述问题,我们设计搭建了X射线光栅成像系统,调整系统参数使系统噪声最小,并对最终图像进行降噪处理。基于X射线光栅相衬成像系统,本论文主要在实验室光栅成像系统的探测器校准、实验平台搭建以及图像噪声的去除方法等研究方面开展了以下工作:第一,以X射线光栅相衬成像原理为基础,分析了系统中的噪声成分,推导了系统最佳灵敏度公式,并确定了在本实验平台的条件下能获得最佳灵敏度的系统长度及相关参数。第二,本实验系统中所使用的探测器为CMOS平板探测器,分析了CMOS传感器自身所带来的噪声,主要分为随机噪声和三种固有噪声,根据每种噪声的成因和特性制定相应的算法进行降噪,对探测器中的条纹噪声分别用傅立叶变换和自相关插值法进行去除。第三,从X射线光源的角度,为了控制辐射量的大小,分析了与辐射量相关的三个因素:管电压、管电流和曝光时间对图像噪声的影响,并确定了这三种指标在本实验系统中最佳的参数值;在消除本实验系统中的随机噪声使用帧积分平均法时,研究了图像的最佳叠加帧数选择问题;对比图像质量的过程中,由于图像均值不同,引入了变异系数来比较两幅图像中的噪声多少。第四,由于光栅制作的缺陷,提出一种新的方法,消除用聚乙烯棒成像过程中光栅缺陷所带来的噪声,以此协助实验研究人员分析光栅成像系统的优劣。