摘要:传统深度学习技术在结构光显微图像超分辨率重建中往往难以同时兼顾局部细节与全局结构特征, 尤其在稀疏输入和低光照强度条件下表现受限. 本研究针对这一问题, 开展了不同光照强度下, 结构光照射的宽场(wide-field, WF)显微成像实验, 构建了多种光照条件下的显微图像数据对. 提出了一种基于多尺度卷积的分层-融合特征聚合算法(MSCF-HFNet), 通过编码器-解码器结构结合多尺度特征提取与融合机制, 实现了从低频到高频图像的高效映射, 显著提升了模型在低对比度和复杂结构场景下的重建能力. 实验结果表明, 与对比模型(EDSR、scU-Net和DFCAN)相比, MSCF-HFNet在PSNR和SSIM指标上分别平均提升了5.81%和4.60%, MSE指标降低了16.81%. 此外, FWHM的分辨率评价显示, MSCF-HFNet实现了120 nm以下的空间分辨率, 相较于其他模型提升了13.89%. 同时进行数据集仿真, 验证了模型在跨域数据集上仍能够在模型复杂度和重建精度之间达成了良好平衡, 展现出卓越的鲁棒性和一致性.