数字全息术是一种全新的成像与测量技术，是光学、光电技术以及计算机技术的高度融合。数字全息显微术作为数字全息术中一个重要的应用领域，不仅具有非接触、无损伤、全视场、处理灵活、存储方便等优点，还能同时获得三维微结构定量的强度及位相分布，成为近年来一种重要的显微成像技术，具有广泛的应用前景。但目前该技术还存在位相重建精度不够高、速度慢等问题，主要体现在成像分辨率偏低、再现像质不够理想和位相畸变补偿不彻底等方面。因此，本文的主要目的是解决该技术现存的关键问题。本论文主要对数字全息显微术中高精度相重建算法进行了研究，分别利用理论分析、计算机模拟和实验研究的方法，在数字全息显微术的重建算法、系统分辨率探究、高精度位相重建算法及对不同样品的成像中得到了一系列的结果，下面逐条进行说明：1.首先分析了数字全息显微术的记录和再现过程,介绍了其中的三种再现算法，并对这三种算法的特点及适用范围进行了分析。2.主要研究了提高系统成像质量的方法：首先将预放大数字全息显微系统按照CCD所处位置的不同，将其分为六种记录系统，并对这六种系统的成像分辨率、成像像质及实现的难易程度等进行了理论与实验研究，得出像面数字全息术是一种优化的成像系统。然后将该系统与基于环形光锥的超分辨率技术结合，通过对该系统点扩散函数的分析及计算机模拟验证，得出采用环形空心光锥照明可以提高数字全息显微系统系统的成像分辨率。3.主要分析了高精度位相重建算法中几个关键技术：首先对基于同态信号处理技术的准实时非线性重建算法进行了研究，并进行了计算机模拟和实验验证，结果均表明：新算法具有更高的重建速度和精度。然后分析比较了几种比较经典的位相解包裹算法，对近年来比较常用的两步相减位相畸变矫正算法和位相补偿算法的原理和适用范围进行了分析，并对自动位相补偿算法进行了改进，改进的算法具备了较强的抗噪能力，以上分析均进行了实验验证。4.将以上算法应用到不同的数字全息显微成像系统和生物细胞的位相测量中，通过对生物细胞位相测量的实验研究，得出了等曲率物光与参考光像面数字全息显微术的优越性及该系统的对显微应用的价值所在。