随着高分辨率显示需求增长,图像超分辨率技术凭借其低成本、高效率提升图像分辨率的特性,在医学、军事等领域的应用价值日益凸显.然而,目前超分辨率技术存在算法复杂、硬件实现困难且资源消耗大的问题,本研究提出了一种基于牛顿插值的图像超分辨率算法,并设计了配套的硬件实现方案.通过四级流水线设计与并行处理架构提升了算法的执行效率,同时支持水平与竖直方向独立倍率调节,适配多样化屏幕比例显示需求.实验结果表明,该算法在保证实现效果与实现速度的同时,硬件可支持1　920×1　080@30　fps、超分辨率4倍,有效兼顾资源消耗与实时处理性能,具有实际工程应用价值,为图像超分辨率技术的进一步发展与应用提供了新的思路和方法.