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针对单幅含噪图像的超分辨率重建问题，基于图像在过完备字典下的稀疏表示建立了超分辨率重建模型．该模型中低分辨率字典采用K—SVD算法直接训练，高分辨率字典则由高分辨率图像块与低分辨率字典下的同构的表示系数进行逼近求得；近似的高分辨率图像块通过高分辨率字典乘以表示系数得到，为使重建结果对噪声具有鲁棒性，利用基于稀疏表示的噪声图像恢复的方法由重叠的近似高分辨率图像块求得最终结果．实验结果表明，文中模型无论是主观视觉还是客观评价指标均取得了较好的效果，并验证了模型及算法的有效性．