单像素成像技术仅需一个无空间分辨能力的单点探测器,即可实现对待成像目标物体的空间信息获取,进而重建物体图像。单像素成像为解决非可见光波段成像提供新的解决方案,同时也为显微成像提供新的方法,近几年广受关注。但单像素成像一直存在成像速度与成像质量的限制,特别是应用在成像分辨率要求较高的场合,如显微成像领域。为解决这一难题,本文设计了傅里叶单像素显微超分辨成像系统,为高分辨率下的快速单像素显微成像提供一种解决方案。本文的主要工作内容包括:（1）本文对显微技术,单像素成像技术,基于深度学习的超分辨技术进行深入研究,分别就这三项技术的国内外发展现状进行调研。得出了将超分辨技术引入到单像素成像中的方法,来实现其成像效率的提高,进而在显微成像中应用。（2）本文从单像素成像的原理出发,分析了基于压缩感知和傅里叶光谱采集的单像素成像技术原理,并进一步分析了基于深度学习的超分辨技术理论。从原理的角度论证了方案的可行性,并基于傅里叶光谱采集的单像素成像技术与超分辨技术设计了傅里叶单像素显微超分辨成像系统。（3）本文搭建了傅里叶单像素显微超分辨成像系统,并对其进行调试。通过对分辨力板进行显微成像实验,验证了系统的可行性。并进一步设计了不同采样率与不同成像分辨率的实验来分析提高单像素显微成像效率的方法。（4）通过在单像素显微实验中获得的图像创建数据集以及现有的自然图像集Image91上,对深度学习超分辨模型进行训练,并测试训练完成超分辨模型对单像素显微成像效率的提高水平。实验结果表明,在相同的采样率设置下,在相同的数据采集时间下,本文设计的系统获得的成像结果分辨率提升近9倍,并且其峰值信噪比达到28dB。