针对单帧低分辨率图像的超分辨率重建问题，提出一种改进的小波局部适应插值的超分辨率重建方法，该方法能够弥补重建图像边缘不平滑的缺陷。结合小波变换与可分离高低频信息的特性，提出一种综合两者优点的单帧图像超分辨率重建算法。实验结果表明，采用该算法得到的重建图像不仅能较好地保留原始图像的细节信息，提高图像的空间分辨率，并能提高图像的峰值信噪比，更适合人眼视觉系统。