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为提高图像超分辨率重建速度,本文提出了一种基于稀疏表示和聚类的快速超分辨率重建方法。用聚类算法按照相似度将字典中相似的原子聚集到同一类,对每个低分辨图像补丁自适应的选择一个原子聚类进行稀疏分解,从而代替使用全局字典,加速补丁的稀疏分解。实验结果表明本文的方法在不明显降低超分辨率重建质量的同时大大提高了重建速度。