X射线显微成像突破了表面显微成像技术的局限性,可以对样品内部的细微结构进行无损检测,被广泛应用在精密器件、材料化工、生物医学等领域。X射线显微镜的空间分辨率已经达到微米量级,提高其成像的空间分辨率一直是研究的热点和难点。目前,提高图像分辨率的方式可以分为通过提高系统硬件性能和研究新的超分辨重建算法。由于硬件设备工艺的研究已经接近瓶颈,通过研制更高精度的硬件设备提高分辨率难度很大,同时也会带来一些问题。因此,在保持现有硬件条件的情况下,研究提高X射线显微镜成像分辨率的方法具备重要意义。本文将超分辨技术应用到X射线显微镜系统中,提高成像的性能,主要做了如下工作:1、介绍了超分辨成像技术的概念和发展应用,分析总结了提高X射线显微镜空间分辨率的方法及存在的问题,提出将超分辨技术应用在X射线显微镜中进行研究,以提高X射线显微镜的分辨力。2、详细介绍了超分辨技术的数学物理基础、观察模型和超分辨重建的基本环节。根据重建基本环节的要求,调研和总结了合适的运动配准算法和超分辨重建算法。3、仿真分析和比较了运动配准算法和超分辨重建算法。根据算法的数学理论编写程序仿真比较Keren算法和相位相关法的精度和速度,对相位相关法加不同的窗函数比较配准精度。仿真分析运动配准精度对超分辨重建精度的影响,并用仿真数据和真实数据仿真比较不同超分辨重建算法,选择出适合本X射线显微镜的算法。4、进行X射线显微镜的超分辨实验。介绍了实验系统的各个部分,通过实验分析了X射线源焦斑的稳定性,系统机械稳定性,然后推导了合适的调制解调方式。比较了不同的亚像素细分对超分辨结果的影响。在本系统的不同扫描倍率下的进行了超分辨重建的研究。实验证明,用超分辨技术提高X射线显微镜的分辨率是有意义的。5、结合X射线显微镜中对图像质量的评价方式,对本文中的超分辨图像进行定性和定量的评价。然后分别采用了细节、衬度噪声比和调制传递函数对图像进行评价。最后通过统计的方式来分析系统的不稳定性,说明本实验的可信度。