图像超分辨率重建技术是指利用多幅具有亚像素相对位移的低分辨率图像重建出一幅高分辨率图像。在灰度图像超分辨率重建的研究基础上，彩色图像的超分辨率重建逐渐进入人们的研究领域。本文首先论述了彩色图像的理论知识，重点说明了现有的彩色空间及相互转换过程，然后详细介绍了灰度图像超分辨率重建的主要算法以及重建图像的客观质量评价标准，最后在彩色图像理论和灰度图像超分辨率重建的基础上引入了彩色图像超分辨率重建算法。彩色图像重建时首先将图像由RGB空间转换到HSI空间，我们只需要对亮度(I)通道进行超分辨率重建处理，对另外两个通道(H、S)进行插值处理，然后将三通道的处理结果融合并转换到RGB空间输出。在I通道重建过程中，图像观测模型和亚像素配准是其中非常重要的部分，重建算法采用迭代反投影算法。最后通过多组重建实验说明了，相对于在RGB空间分别对三通道进行重建的方法，本文采用的处理方法不仅可以提高计算速度，而且能够获得更好的重建效果。