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针对当前图像超分辨率重建算法中存在的字典单一而导致重建图像质量不佳的问题,提出一种将图像块分类与图像卡通纹理分解相结合的单幅图像超分辨率重建算法。首先,将图像分块,并将图像块分为边缘类、纹理类和平滑类三类,其中纹理类用形态成分分析(MCA)算法分解为卡通部分和纹理部分;然后,对边缘类、卡通部分和纹理部分分别训练高低分辨率字典;最后,求解稀疏系数并与高分辨率字典重建图像块。仿真结果显示,与基于稀疏表示的超分辨率重建(SCSR)算法和单幅图像超分辨率重建(SISR)算法相比,所提算法的峰值信噪比(PNS