人眼或现有的成像器件,仅能探测到光的振幅信息,而光波的相位信息却完全丢失了。但携带有图像中绝大部分信息的其实并非振幅,而是相位。尤其是对于微小物体比如细胞,其相位包含了更多关于细胞特征的信息,更加能够反映细胞的生长状态。所以研究如何获取细胞相位信息对于生物细胞学和药物开发的研究具有重要的意义。而数字全息作为一种常用的相位测量方法,研究其在显微成像领域的应用也一直是一大研究热点。基于上诉背景,本文搭建了一套透射式活细胞数字全息显微成像系统及配套软件。从数字全息的原理出发,介绍了从全息图中进行相位恢复的三个主要过程:相位提取、相位解包裹及相位像差补偿。其中主要在相位像差补偿部分对于现有的几种常用补偿方法做了具体研究和分析对比。在此基础之上,提出了基于亚像素频谱平移的相位倾斜像差校正补偿方法。该方法不但能够补偿相位提取中频谱操作引入的像差,同时将该方法扩展到整像素级使用的话,还能对系统光路和样品引起的倾斜像差进行补偿校正。另外,本文在泽尼克多项式拟合相位像差的基础上提出了迭代拟合的方法,该方法通过二值化处理和多次泽尼克拟合来实现对样品和背景分离,可以提高拟合像差精度,得到更好的相位补偿结果。最后在搭建的透射式数字全息显微成像系统上完成了对20倍镜和10倍镜下海拉细胞的相位恢复过程。