CT成像技术可以直观、准确的显示物体的内部结构,发展至今已广泛应用于临床医学、工业检测等领域中,尤其是在医学领域中发挥着举足轻重的作用。但是,随着临床需求的逐步提高,基于吸收机制的传统CT开始在某些方面的成像显示出不足,如轻元素成像、具有相同或相近衰减值的物质成像等等,因此开发新的成像技术具有重要意义。相衬成像技术能够解决轻元素成像的问题,其通过X-射线穿过样品后变化的相位信息来进行成像。在已存在的相衬成像方法中,基于光栅的微分相衬CT(DPC-CT)由于可以使用普通X光源而具有较大的临床应用前景,但DPC-CT的辐射剂量问题尤为突出,是其走向临床应用的瓶颈。针对上述不足,本文提出了一种DPC-CT迭代图像重建算法——DD-L1算法,该方法将压缩感知(CS)理论和CT迭代图像重建技术相结合并引入距离驱动的正/反投影运算计算策略。仿真和实验结果表明,DD-L1算法能够在投影数据不完备的情况下得到较高质量的重建图像,将有助于推动相衬CT步入临床应用。双能CT (DECT)可以准确重建出物质的有效原子序数和电子密度图像,进而能够区分衰减值相同的物质。预处理图像重建算法是双能重建的主流算法,而投影分解是预处理算法的关键步骤,鉴于传统的投影分解算法计算复杂、速度慢等不足,本文采用了一种基于投影匹配的投影分解算法。对于DECT图像重建,方面,真实的双能投影数据难以获得,另一方面,目前对DECT图像重建过程进行完整的数值仿真的研究工作尚未见诸报道。因此本文提出一种仿真方法对以基于投影匹配的投影分解算法为基础的DECT预处理图像重建算法的各个环节进行数值仿真,实验结果验证了该仿真方法的有效性和可靠性,有益于双能成像技术的研究和发展。另外,相衬成像技术虽已取得了丰硕的研究成果,但到目前为止,相衬成像技术仍因其颇为严苛的实验条件和实验过程而难以应用于临床。光学理论指出,X-射线穿过物体时,物体折射率的相位项和物质电子密度存在线性关系,因此本文提出了基于DECT的相衬成像方法,是推动相衬成像技术步入临床应用的有益探索。