材料组分表征对研究材料的物理化学性质及应用有着极其重要的意义。在用CT对材料的组分进行表征时,由于传统的CT机产生的X射线是连续谱,获取的多能投影数据与基于单能假设的重建算法不一致使得重建图像多出现硬化伪影,导致材料的各组分难以有效区分。同步辐射光源的出现为材料组分表征带来了新的机遇。同步辐射光源具有良好的单色性,与传统CT相比重建图像质量显著提升,材料组分得以更精确地进行表征。但是其造价昂贵,为国家大科学装置,共享面较宽,无法满足一定规模的实验需求。因此,本文针对现有的CT系统,借鉴基于同步辐射源的DCM模型分解的思想,研究基于参考组分的多谱CT表征,实现材料组分的区分。论文首先对材料各组分的衰减系数-能量曲线进行分析,选择衰减系数下降速率较快的组分作为参考组分并制作参考组分的单材质模体,在选择合适的电压后得到各电压下材料及参考组分单材质的投影图。然后利用单能重建算法对各电压下材料以及单材质模体投影图进行重建,并根据参考组分各个电压下的重建图计算相应的衰减系数值,利用三次样条插值法计算参考组分各衰减系数值所对应的能量,据此求出其它组分的衰减系数值。最后利用多能分解算法进行分解,得到材料各组分的分解图。实验结果表明本文研究的基于参考组分的计算方法是可行的。但是该方法为两步算法,即分为重建和分解两个步骤,精度难以保证。针对此问题,本文研究了一种一步算法,从投影直接得到分解图。论文首先给出该问题的目标函数,然后依据代数迭代重建算法的几何解释,推导出本文的一步算法。最后论文通过仿真实验研究了该算法的收敛性,并对其进行了应用研究。仿真结果表明通过能谱滤波,此算法可以应用于多能CT。