近年来，随着信号稀疏理论的提出，使得围绕其应用的相关理论及方法获得蓬勃发展。目前学术界不仅在稀疏理论的研究上取得极大进展，在应用上也将其扩展到信道估计、宽带频谱感知及图像恢复、图像识别、图像超分辨等方面。以压缩感知及稀疏表示为代表的稀疏理论能够降低信号采样开销，且在缺少相关先验知识下，能较好地恢复原信号，使得其在宽带频谱感知及图像超分辨上具有极大的应用潜力，也成为目前学术研究的热点。本书围绕稀疏理论及其在宽带频谱感知及图像超分辨的研究展开阐述，介绍了压缩感知及稀疏表示的相关理论，重点阐述了宽带频谱压缩感知技术及相关研究成果，并对基于稀疏表示的图像超分辨技术进行了分析与进一步探讨。