本发明公开了一种基于变换域高阶张量奇异值分解的高光谱图像超分辨方法，通过结合高空间分辨率多光谱图像(HR‑MSI)和低空间分辨率高光谱图像(LR‑HSI)的空谱信息，得到具有高空间分辨率的高光谱图像(HR‑HSI)。该方法根据高光谱图像的空谱相关特性，将HR‑HSI分解为高光谱图像的低维谱子空间和系数张量两部分。利用高阶张量奇异值分解研究系数张量在变换域的低秩性，并结合高光谱的子空间表示，建立了高阶奇异值分解下的低秩正则的高光谱图像超分辨模型。数值模拟实验表明，该方法在对图像进行超分辨时，具有很好光谱保真和空间结构保持性能。