地震信号在传输、采集、接收等过程中不可避免会受各种不利因素影响,为提高由信号生成的地震剖面图像质量,采用对单幅地震剖面图像进行处理,首先采用TV全变分方法,有效去除干扰波并保持图像纹理和边缘,然后从原始低分辨率图像中获得局部信息,运用逐层相似性学习方法进行高分辨率图像地重建,尤其在对图像进行放大时,仍能较清晰还原地震剖面图像纹理细节特征。经实际剖面测试表明,图像重建质量有所提升,在视觉效果、峰值信噪比等方面均获得了较好结果。