多尺度局部自相似性是指同一幅图像中存在相同尺度或不同尺度的相似子块，这种图像局部结构自相似性广泛存在于自然图像中。提出了一种基于多尺度局部自相似性结合邻域嵌入的单幅图像超分辨率算法，该算法不依赖于外界图像，仅仅在原始图像的局部子窗口中搜索目标图像块的相似子块，并结合邻域嵌入算法，进一步提高参与重建的图像块与目标图像块的相似性程度。实验结果表明，与双三次插值与传统邻域嵌入算法相比，新算法在保证算法效率的前提下，能有效提升超分辨图像的重建质量。
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