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启发于过完备字典中稀疏线性组合的高分辨率图像的块与其对应的低分辨率局部块能很好地匹配，提出一种回归函数结合局部自相似的单帧图像超分辨率算法；该算法结合了实例图像块的学习和局部自相似图像块的学习，实例图像块的局部回归避免了从低分辨率到高分辨率图像块映射的病态性问题；通过局部自相似实例图像块学习获得非线性映射函数的一阶近似，从而获得低分辨率图像块相对应的高分辨率图像块，克服了实例图像块算法不足的问题；实验采用峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio，PSNR）和均方误差（Root—me