微纳米实验力学检测技术是制约着该学科向纵深发展的关键因素,因此发展新型微纳米实验力学检测手段极具意义。由于X射线具有能量高、波长短、穿透能力强等诸多优点,所以X射线是进行无损、高分辨检测的有力工具。随着我国第三代同步辐射光源在上海的落成,应用单色性更好、准直性更强、亮度更高并且波长连续可调的同步辐射X射线进行科学实验和科学研究已经成为了现实。与CT技术结合,同步辐射CT技术能够得到被测物体的三维全场信息。与传统检测技术相比较,同步辐射CT技术具有无损、实时、三维,并且可加外场等优点。本文以搭建微纳米力学同步辐射实验平台为研究主线,对平台的软件、硬件的设计原则、目的进行详细讨论。着重研究以软件算法的方式解决平台搭建过程中遇到的各种实际问题。所面临的具体问题可以概括为时间问题和空间问题,对这两大类问题进行具体地分类,究其产生问题的原因,分析问题带来的影响,然后提出新算法和解决方案解决来问题,最后用实验对所提出的新算法和解决方案进行验证。本文主要研究内容和创新点如下：1、提出一套新的适用于实际实验条件下的图像重建方案。在分析了实验噪声的基础上,通过模拟实验来确定新滤波函数的参数,再用新滤波函数进行图像重建,应用此重建方案可以有针对性地对噪声进行有效抑制。首先讨论同步辐射CT重建技术中的基本理论,研究当今最常用的重建算法——滤波反投影算法,并且结合实际实验情况,提出优化的新型滤波函数,结合经典离散和抽样理论对新型滤波函数加以分析。最后提出一种选择不同滤波函数参数的新型重建方案。应用此方案可以根据不同的实验环境和噪声情况,选择不同的滤波函数以达到更好的重建效果。结果表明,新的重建方案与传统重建方案相比更适合实际存在噪声条件下的图像重建。2、研究了同步辐射CT技术在动态演化观测过程中的时间问题。分别以反演投影法和GPU并行计算技术解决了数据采集时间和图像重建时间过长的问题。首先对时间问题进行分类,然后针对第一种时间问题,提出了利用反演投影法,在应用尽量少的投影数据的条件下进行高质量的图像重建。利用反演投影法可将投影数据数量降至原先的25%,而重建图像质量与以往相当。这样便可减少75%的数据采集时间,更有利于观测较快速的演化过程。针对第二种时间问题,应用GPU并行计算技术,优化并改进原有重建算法,最终实现了以较低的采购和功耗成本达到几十至上百倍的计算性能提升,因此重建图像所需的时间可大幅降低。3、研究了高分辨率同步辐射CT技术中的空间问题。采用希尔伯特局部重建算法和小波局部重建算法解决了大样品、小视场的精确重建问题。提出SIRT-FBP混合算法解决存在残缺角度情况下的重建问题。对实际面临的两类空间问题即小视场问题和数据残缺角度问题进行研究。以算法上的创新解决上述两种空间问题。针对小视场问题,在现有重建算法的基础上,提出应用希尔伯特局部重建算法和小波局部重建算法来解决此问题。应用希尔伯特局部重建算法只需应用整体数据的28.9%,即能完成对感兴趣局部区域的精确重建。即当样品尺寸约为视场宽度3倍的情况下也可实现精确重建。针对数据残缺角度问题,结合联合迭代算法和滤波反投影算法,提出一套新的SIRT-FBP混合算法,并以GPU并行计算技术为依托,以一种高效的方式解决残缺角度对图像质量的影响。应用SIRT-FBP混合算法在残缺60。数据的情况下仍可得到质量较高的重建图像。