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本文研究单帧图像超分辨重构的正则化方法。利用图像分片连续、降质算子的有限支撑性和空不变性等先验信息，借鉴一元分段函数拟合的思想，构造图像超分辨重构的目标函数。设计快速有效的迭代算法，保护边缘，降低块状效应，获取高分辨图像。仿真结果表明，本文方法得到的超分辨重构图像的效果较最近邻插值法、双线性插值法的效果好。