自上世纪九十年代以来,X射线相位衬度成像技术一直是X射线成像领域的热点研究课题之一。X射线相位衬度成像技术主要包括晶体干涉仪成像,同轴相位衬度成像,衍射增强成像和光栅相位衬度成像。X射线相衬成像是利用X射线穿过物体后相位会发生变化,通过光学元件将这种相位变化转变为探测器可以记录的强度变化的一种成像方法。这种新颖的成像方法能够获得物体的内部折射信息和散射信息,很好地补充了传统的吸收衬度成像,获得的相衬图像具有更高的灵敏度。在X射线相衬成像技术中,探测器采集到的图像记录的强度中同时包含物体的吸收,折射,散射三种信息,为了能够定量分析样品特性,必须发展合适的信息提取方法。本文详细的介绍了四种相位衬度成像技术的成像装置,成像过程,以及信息提取方法。本论文主要进行了以下几个方面的主要工作(1).衍射增强成像的噪声特性研究衍射增强成像方法是基于同步辐射光源的材料内部结构的有效表征手段,本项工作研究了衍射增强成像的三图方法。首先,基于误差传递公式推导了衍射增强成像三图方法的折射和散射噪声方差,提出了给定样品和成像装置的系统参数下优化成像系统性能的方法。其次,从理论上推导了三图方法的最佳分析晶体角度位置,为衍射增强成像技术的实际应用提供了坚实的理论基础。最后,通过matlab数值分析,验证了理论预测。(2).硬X射线光栅干涉仪的三图像算法光栅相位衬度成像技术可以使用常规光源成像,是最有可能应用于临床医学的成像技术。本项工作提出了一种采集三张图像就可以同时分离得到物体吸收,折射,散射三种信息的三图像算法。对于折射可以忽略的样品,该算法采集图像的数目可以减少到两个。在这项工作中我们首先从理论上推导出三图像算法的解析公式。其次,在上海同步辐射光源线站上进行了实验验证。最后,根据标准差分析图像的噪声特性,提出对于不同的感兴趣区域的优化方案,这些结果对于优化数据采集具有一定的理论指导意义。