视觉信息在人类的生活中无处不在,而数字图像已成为其最为广泛与重要的信息载体。光场成像技术可同时捕捉三维场景下光线的空间信息与角度信息,为观察者提供比二维传统成像更丰富的场景三维可计算信息。不同于传统相机,现有主流光场采集方案采用两个平行双平面实现了对更高维度光场信号的采集。但是,受到光学系统设计与制备工艺的限制,光场相机成像结果的空间分辨率仍远低于传统成像系统,这限制了光场应用的进一步发展。针对上述问题,科研人员尝试采用不同方法对光场图像进行超分辨率重建。但是,光场采集过程受到低光通量限制和传感器成像噪声等因素的影响,其成像结果的噪声普遍高于传统成像方法的结果。对于具有强噪声的光场图像,传统图像超分辨率重建算法难以取得理想的重建结果。因此,本文针对强噪声条件下光场图像超分辨率重建问题,主要研究工作如下:（1）在图像局部去噪算法的基础上,本文针对光场对极平面图像（Epipolar Plane Image,EPI）的局部相似性,提出分别在水平方向与垂直方向上进行去噪处理。考虑其角度连续性,本文引入对比度金字塔与方向滤波器对去噪后的结果进行图像融合。该方法的特点在于降低光场图像噪声的同时保留了光场EPI图像的线性结构。（2）在分析传统图像的凸集投影（Projection Onto Convex Sets,POCS）超分辨率重建算法基础上,本文将POCS超分辨率算法拓展至光场图像。结合光场多角度特性,本文使用角度域四邻域图像修正中心视角图像。本文提出二次噪声处理环节,保证其抗噪声能力,并减少“振铃”效应。（3）本文进一步将所提出的两种方法进行系统实现,并搭建了可视化操作界面。该系统包含噪声处理、超分辨率重建两项主要功能。超分辨率重建过程可采用集成光场数据集,也可加载用户自定义的外部光场图像。在预处理环节,该系统提供5种可添加的不同强度噪声。超分辨率重建提供了多种不同的超分辨率对比方法。综上所述,本文针对强噪声条件下的光场图像超分辨率重建问题,对光场噪声抑制与图像超分辨率重建两方面进行研究与改进。在多组光场数据上的实验表明,本文所提出方法能够有效对光场图像进行空域超分辨率重建,并对不同强度噪声均具有较强的鲁棒性。