近年来，工业应用中对各类板状样品的X射线无损检测需求不断增长。然而常规X射线计算机断层成像技术(CT-Computed Tomography)很难对长宽尺度大、厚度薄的板状样品进行高精度三维断层成像。板状样品X射线计算机层析成像技术(CL-Computed Laminography)采用X射线在厚度方向穿透样品的扫描方式，能够对板状样品进行三维断层成像，其发展越来越受到大众瞩目。本论文基于一台新型的板状样品X射线CL系统展开研究，该系统由X射线源、二维载物运动平台、平板探测器三部分构成:X射线源位于平台下端，能够实现三维方向平移;平板探测器安装在上端的C型臂上，可以沿C型臂滑动或随着C型臂围绕旋转轴转动;二维载物平台可以实现二维精密平移运动。本论文的主要内容如下:　　CL系统的投影仿真工作:根据CL系统结构，研究了几种典型几何模体的解析投影仿真计算方法，实现了基于该系统的仿真投影程序，并将其应用于图像重建算法的验证、扫描方案的分析比较，以及系统误差分析等方面。　　CL系统相当于锥束射束倾斜的CT系统，本文将CL系统等效为“大锥角”的CT系统，对FDK重建算法做了修正，提出了适用于CL系统的CL-FDK重建算法。由于CL系统的投影数据不完备，CL-FDK重建结果在厚度方向上受“层间混叠”伪影的影响，分辨率较低。迭代重建算法被证明是解决不完备投影数据图像重建问题的有效方法。本论文实现了CL系统的SART(Simultaneous AlgebraicReconstruction Technique)，OS-SART(Ordered Subset-SART)等迭代重建算法，在此基础上运用投影到凸集(POCS-projection onto convex sets)的方法，增加轮廓先验信息，非负凸集约束等方法提高了重建图像质量。此外，为了避免高频噪声，得到稳定的收敛解，本论文研究了解决有限角逆问题病态性的正则化方法。本文基于扫描样品的密度一般是分段常数的先验知识，提出了厚度方向的总变分(TV)正则化方法，结果证明该方法能够在保留细节特征的同时，提高层间分辨率。　　由于随着放大比增大，视野相应的减小，为了实现大样品的高分辨率成像，本文设计了正方形“田字格”，六边形“蜂窝状”两种图像拼接方法，为高分辨率大视野成像提供了解决方案。模拟并分析了不同误差对图像重建结果的影响。最后，在该系统上进行了相应的应用试验研究。