医学图像处理是图像处理领域的重点和难点，细节丰富的清晰图像有助于协助专家和计算机辅助诊断。针对磁共振医学图像的特点，提出一种结合小波特征和聚类字典的单帧超分辨率重建方法。在训练阶段，首先分别提取低分辨率图像的多尺度小波特征和高分辨率图像的高频特征，将高低分辨率特征图重叠分块，然后利用K均值算法将特征块聚类，使用K奇异值分解分别训练每一类特征块的高低分辨率字典，形成映射关系;在重建阶段，提取低分辨率图像特征块并分类，使用该类字典原子进行重建。最后，引入迭代反投影算法进行后处理，以进一步提高重建质量